Электрооборудование доильно-молочного блока в СПК «Нарочанские Зори» Вилейского района с разработкой схем управления технологическими п

3 Разработка схемы автоматизации  управления вентиляции

 

3.1 Обоснование вопроса

 

В современных помещениях вопросы создания наиболее оптимальных параметров микроклимата приобретают особое значение, поскольку продуктивность в значительной степени зависит от температуры воздуха, его влажности и содержания вредных газов (аммиака, сероводорода и углекислоты).

Для обеспечения требуемых параметров воздушной среды в ветеринарной используют различные системы вентиляции.

Самая распространенная система вентиляции, применяемая при выращивании, такая, при которой приточный воздух подается рассредоточенно «сверху — вниз». Воздух направляется в верхнюю зону помещения через отверстия в воздуховодах, а в летний период — через приточные шахты, которые установлены на перекрытии лаборатории. При этом отработанный воздух удаляют из нижней зоны осевыми вентиляторами.

Для создания требуемого микроклимата в помещениях промышленность   выпускает специализированное отопительно-вентиляционное оборудование. Оно   работает при высокой влажности, наличии в воздухе агрессивных газов, в условиях большой запыленности воздуха. Отличительная особенность вентиляционного оборудования — высокая надежность.

Однако в повышении надежности оборудования немалая роль принадлежит и технически грамотной эксплуатации, своевременному  техническому    обслуживанию.  Обеспечить надежную работу отопительно-вентиляционного оборудования могут только хорошо подготовленные специалисты, отчетливо понимающие, что сохранность и продуктивность животных во многом  зависят  от персонала,    обслуживающего это оборудование.                           

Специализированное оборудование серии «Климат» предназначено для  отопления и вентиляции животноводческих помещений. Оно относится к классу многовентиляторных систем. Под многовентиляторными понимаются системы, в которых воздух подается или удаляется большим числом агрегатов, имеющих автоматическое регулирование. Преимущество такой системы состоит в том, что она обладает высокой  степенью надежности: выход из строя даже нескольких агрегатов существенно не влияет на параметры микроклимата.                                                                         

   Важная   особенность  оборудования, входящего в комплекты типа «Климат», заключается в использовании специально разработанных низконапорных электровентиляторов, обладающих способностью  регулировать подачу в широком диапазоне.

3.2 Описание процесса

 

 Комплект вентиляционного оборудования «Климат-5М» предназначены для обеспечения в животноводческих помещениях требуемого воздухообмена и создания необходимых температурных условий.

Поддержание требуемой температуры и воздухообмена достигается плавным автоматическим регулированием частоты вращения вентиляторов в зависимости от изменения температуры воздуха вентилируемого помещения от заданного уровня. При отклонении температуры воздуха от заданной, которая устанавливается задатчиком температуры, расположенным на устройстве управления, по сигналу датчика температуры на выходе устройства управления изменяются напряжение и частота вращения вентиляторов.

Система управления комплекта «Климат-5М» обеспечивает: работу оборудования в течении теплого  и переходного периодов года; поддержание заданного значения температуры воздуха в холодный период изменением уровня воздухообмена за счет автоматического трехпозиционного изменения частоты вращения вытяжных и ручного регулирования приточных вентиляторов;

автоматическое регулирование температуры воздуха в помещении в теплый и переходной периоды при помощи изменения уровня воздухообмена, осуществляемого ступенчатым изменением частоты вращения электровентиляторов;

переход с одного режима на другой вручную;

автоматическое отключение вентиляции при аварийном снижении температуры воздуха;

ручное управление оборудованием;

защиту от коротких замыканий, перегрузок;

сигнализацию.

 Комплект «Климат» обеспечивает надежную работу при следующих условиях:

для оборудования и узлов, находящихся вне помещения и соприкасающихся с наружным воздухом, при температуре от -40оС до +35 оС

относительная влажность воздушной среды для оборудования и узлов, находящихся внутри помещения, при температуре +20 оС до 98 %; для оборудования, находящегося вне помещения, -до 100 %. Технические характеристики комплекта оборудования сводим в таблицу 3.1.

 

     

 

Таблица 3.1 Технические характеристики комплекта оборудования

 

Узлы комплекта	Показатели
Число осевых вентиляторов	6
Производительность вентилятора, м3/ч	4750
Тип вентилятора	ВО-7,1МУЗ
Электродвигатель:
тип	АИРС71А6
мощность, кВт	0,65
частота вращения,мин-1	900
Станция управления	ШАП 5715
Частота, Гц	50±1
Регулирование подачи воздуха	1:6
Диапазон регулирования температуры, оС	От -10 до +35
Точность регулирования температуры	±2
Масса комплекта, кг	490

 

 

Устройство вентилятора

Осевые вентиляторы предназначены для обеспечения воздухообмена животноводческих и птицеводческих помещений. Их подача регулируется путем изменения частоты вращения ротора электродвигателя. Вентиляторы устанавливают так, чтобы электродвигатель находился внутри помещения.

Вентилятор типа ВО-7,1МУЗ состоит из корпуса 4, рабочего колеса 5 с электродвигателем 1, короба 7, закрытого жалюзи 8. со стороны электродвигателя вентилятор закрыт ограждающей решеткой 2.

                   Рисунок 3.1 - Устройство вентилятора

 

Рабочее колесо вентилятора состоит из четырех лопаток,  приклепанных  к втулке,  насаженной непосредственно  на   вал   приводного  электродвигателя.  Двигатель размещен перед колесом по направлению потока воздуха  и   закреплен   в вентиляционном агрегате четырьмя литыми кронштейнами 3. С целью уменьшения вибраций кронштейны соединяют с корпусом при помощи виброгасящих опор. Рабочее колесо закреплено на валу электродвигателя шпонкой и осевым болтом. Лопатки жалюзи 8 насажены на стержни, установленные во втулках, которые крепят на левой и правой стойках . Лопатки жалюзи свободно отклоняются под действием потока воздуха.

Вентиляторы типа ВО-7,1МУЗ относятся к типу осевых (пропеллерных). Они позволяют подавать большие объемы воздуха при низком давлении.  Вентиляторы рассчитаны для работы с короткой сетью (входные, выходные патрубки, воздушные шкафы и т. п.).

Отличительная особенность вентиляторов серии ВО-7,1МУЗ — способность регулировать частоту вращения при изменении подводимого напряжения. Это позволяет подавать переменное количество воздуха в помещение в зависимости от массы животных, а также от наружной температуры. Регулирование частоты вращения в достаточно широком диапазоне (6:1) обеспечивается без системы замкнутых внутренних обратных связей.

Новая конструкция вентиляторов типа ВО-7,1МУЗ не требует изготовления сварных рам и значительно упрощает их монтаж и демонтаж при необходимости ремонта электродвигателей.

Станция управления с панелью датчиков ШАП.5715-33А2У5 в комплекте с электродвигателями вентиляторов предназначена для автоматического и ручного управления системой вентиляции и увлажнения воздуха.

Выбор режима управления осуществляется универсальным переключателем.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Расчет  устройств

 

3.3.1 Расчет тепловоздушного режима помещения

 

Для расчета тепловоздушного режима определяем нормы выделения теплоты, влаги, CO2 и заносим в таблицу 3.2.

Таблица 3.2 - Нормы выделения теплоты, влаги, CO2                       

Группы животных	Живая масса, кг	Тепловой поток тепловыделений, Вт		Влаговыделения, г/ч	Выделения CO2, л/ч
		полных	явных
КРС	430	454	327	187	50

 

Выписываем температурные коэффициенты в таблицу 3.3 для внутренней температуры помещения в холодный период.

Таблица 3.3 - Температурные коэффициенты

Период	t, ºC	Температурные коэффициенты
		Тепловыделений		Влаговыделений	Выделений CO2
		полных	явных
Холодный	15	1	1	1	1

 

 

Производим расчет теплового режима животноводческого помещения для холодного периода года.

Тепловой поток явных тепловыделений, кВт:

 

                                            ,           (3.3.1) 

где Kt` – температурный коэффициент явных тепловыделений;

       q – тепловой поток явных тепловыделений одним животным;

       n – число голов.

 

                                   кВт.

 

 

   

    Влаговыделения животными, г/ч:

 

                                           ,            (3.3.2) 

где Kt`` – температурный коэффициент влаговыделений;

       W – влаговыделения одним животным, г/ч.

                         г/ч,

 

         Влаговыделения  с открытых поверхностей:

                         г/ч.

 

         Суммарные  влаговыделения:

                         W = WЖ+WИСП = 134,64+13,464 = 148,104 кг/ч.

 

Количество углекислого газа, выделяемого животными, л/ч:

 

                                              ,           (3.3.3)

 
где Kt``` – температурный коэффициент выделений углекислого газа и  
                      полных тепловыделений;

         – количество углекислого газа, выделяемого одним животным,  
                       л/ч;

                                       л/ч.

Тепловой поток полных тепловыделений, кВт:

 

                                             ,           (3.3.4)

 
где q0 – тепловой поток полных тепловыделений одним животным, Вт;

                              кВт.

 

Расчет воздухообмена

 

Расчет вентиляционного воздуха Lв, м3/ч, в холодный период года определяют из условия удаления выделяющихся:

 

• водяных паров:

                                        ,           (3.3.5)

 
где W – суммарные влаговыделения внутри помещения, г/ч;

ρ – плотность воздуха, кг/м3, ρ = 1,2 кг/м3;

       dВ и dН – влагосодержания внутреннего и наружного воздуха, г/кг;

       dН = 0,3 г/кг, dВ = 8,3 г/кг – из hd – диаграммы [14];

                              м3/ч;

• углекислого газа:

                               ,            (3.3.6) 
где VCO2 – расход углекислого газа, выделяемого животными в помещении,  
                 г/ч, VCO2 = 20000 л/ч;

      СВ – ПДК углекислого газа в помещении, СВ =2,5 л/м3;

       СН – концентрация углекислого газа в наружном, приточном воздухе,  
                СН = 0,4 л/м3;

                            м3/ч.

 

Рассчитываем расход вентиляционного воздуха исходя из нормы минимального воздухообмена:

                                        ,            (3.3.7)

 
где l – норма минимального воздухообмена на 1 центнер живой  
                  массы, l = 15 м3/ч;

 m – живая масса животных,

                                         m = k n,

 где  k – масса одного животного, k = 1,6ц;

         n – количество животных в помещении, n = 400гол.;