Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Автоматизированный энергосберегающий электропривод вентиляторов в свинарнике-маточнике Гуляева, Татьяна Владимировна

Автоматизированный энергосберегающий электропривод вентиляторов в свинарнике-маточнике
<
Автоматизированный энергосберегающий электропривод вентиляторов в свинарнике-маточнике Автоматизированный энергосберегающий электропривод вентиляторов в свинарнике-маточнике Автоматизированный энергосберегающий электропривод вентиляторов в свинарнике-маточнике Автоматизированный энергосберегающий электропривод вентиляторов в свинарнике-маточнике Автоматизированный энергосберегающий электропривод вентиляторов в свинарнике-маточнике
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Гуляева, Татьяна Владимировна. Автоматизированный энергосберегающий электропривод вентиляторов в свинарнике-маточнике : диссертация ... кандидата технических наук : 05.20.02 / Гуляева Татьяна Владимировна; [Место защиты: Азово-Черноморс. гос. агроинженер. акад.].- Зерноград, 2011.- 171 с.: ил. РГБ ОД, 61 12-5/842

Содержание к диссертации

Введение

1 Современное состояние систем вентиляции в свинарниках-маточниках

1.1 Основные требования к микроклимату свиноводческих помещений 10

1.2 Анализ существующих систем вентиляции в свиноводческих помещениях 12

1.3 Анализ способов регулирования частоты вращения электроприводов вентиляторов 18

1.4 Выводы и постановка задач исследования 31

2 Разработка трёхфазного широтно-импульсного регулятора напряжения для систем вентиляции 33

2.1 Исследование принципов трёхфазного широтно-импульсного регулирования напряжения питания электродвигателей вентиляторов 33

2.2 Разработка схемы принципиальной электрической устройства автоматического регулирования воздухообмена 41

2.3 Моделирование переходных процессов при ШИМ регулировке напряжения 50

2.4 Расчёт фильтрующей ёмкости для компенсации ЭДС самоиндукции 65

2.5 Анализ влияния частоты несущей ШИМ на ЭДС самоиндукции и потери мощности на ключах во время коммутации 71

2.6 Анализ влияния частоты несущей ШИМ на искажение формы токовой кривой 78

2.7 Анализ влияния коэффициента заполнения ШИМ импульсов на искажение формы токовой кривой 84

3 Программа и методика экспериментальных исследований 86

3.1 Перечень и методика проведения основных экспериментальных исследований

3.2 Методика проверки воспроизводимости экспериментальных данных 97

4 Экспериментальные исследования режимов работы полупроводникового трёхфазного регулятора напряжения 99

4.1 Внешний вид и описание экспериментальной установки 99

4.2 Результаты экспериментальных исследований 101

5 Оценка экономической эффективности применения автоматизированного энергосберегающего электро привода вентиляторов в свинарнике-маточнике 130

5.1 Расчет затрат на стадии исследования и разработки 130

5.2 Расчет производственной себестоимости изготовления разработанного устройства 135

5.3 Прогнозируемый расчет затрат на обеспечение воздухообмена в свинарнике-маточнике на примере ФГУ СП «Батайское МО РФ» 140

5.4 Расчёт эксплуатационных затрат на обеспечение воздухообмена в свинарнике 144

5.5 Оценка экономической эффективности капитальных затрат 145

Выводы 149

Список используемой литературы

Введение к работе

Актуальность работы. Применение интенсивных методов выращивания и содержания свиней в промышленном свиноводстве выдвигает перед наукой целый ряд важных проблем, одна из которых создание и поддержание в помещениях необходимого микроклимата.

Как биологический объект, свиней можно отнести к довольно требовательным животным, учитывая, с одной стороны, их способность к быстрому росту и, с другой – неудовлетворительное состояние здоровья животных. Переохлаждение организма в сочетании с сыростью в помещении, загазованностью и запыленностью воздуха и сквозняками - основные причины снижения сопротивляемости организма к различным заболеваниям и снижения продуктивности свиней. Это подтверждается сведениями о заболеваемости и отходе свиней. Так, по данным Немилова В.А., в осенне-зимний период отход свиней от легочных заболеваний составляет 40-43% от общего отхода.

Отрицательно влияет понижение температуры в помещениях и на среднесуточные приросты свиней. На каждый градус понижения температуры с 16 до 5C животное отреагирует снижением прироста живой массы (в среднем на 2%).

Для обеспечения оптимального микроклимата недостаточно поддерживать оптимальную температуру только за счёт обогрева локального или общего. Огромное значение имеет обеспечение требуемых параметров воздухообмена.

Недостаточный воздухообмен в сочетании с повышенной влажностью и повышенной температурой, обеспечивают патогенной микрофлоре наилучшие условия для развития. Повышенный воздухообмен напротив, приводит к выхолаживанию помещения и, следовательно, к необоснованному повышению расхода энергии для отопления помещения.

Однако, несмотря на достаточно большое количество научных исследований не удалось обеспечить баланс между температурой и воздухообменом в свинарнике, что существенно снижает продуктивные задатки свиней и увеличивает энергетические и экономические затраты необходимые для их содержания.

Целью диссертационной работы является разработка автоматизированного энергосберегающего электропривода вентиляторов в свинарнике-маточнике с использованием трёхфазного полупроводникового регулятора напряжения, корректирующего воздухообмен при изменении температуры окружающей среды.

Объектом исследований является электропривод вентиляторов в свинарнике-маточнике.

Предметом исследований являются зависимости электромеханических характеристик электродвигателя вентилятора от ШИМ регулируемого напряжения.

Методы исследований. В работе использованы методы математической статистики и регрессионного анализа, прикладное программное обеспечение для моделирования, специализированные математические пакеты, программное обеспечение общего назначения, физические экспериментальные исследования.

Научная новизна работы заключается в следующем:

обоснован способ регулирования производительности вентиляторов при помощи полупроводникового трёхфазного регулятора напряжения с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ);

разработана математическая модель системы «полупроводниковый трёхфазный регулятор напряжения с ШИМ – электродвигатель вентилятора» для исследования переходных процессов при коммутации;

теоретическом и экспериментальном исследовании зависимостей коэффициента искажения синусоидальности токовой кривой от частоты коммутаций и коэффициента заполнения ШИМ импульсов.

Практическая ценность заключается в следующем:

создано устройство автоматического регулирования воздухообмена, позволяющее существенно снизить энергетические затраты на вентиляцию, осуществлять плавный пуск и регулирование производительности вентиляторов (в широком диапазоне) при изменении температуры окружающей среды;

получены экспериментальные зависимости емкости компенсирующей всплески ЭДС самоиндукции от мощности электродвигателя, позволяющие определять емкость компенсирующих фильтров;

разработана методика расчёта ёмкостного фильтра, компенсирующего всплески ЭДС самоиндукции, возникающие при ШИМ регулировке.

На защиту выносятся следующие положения:

- математическая модель системы «полупроводниковый трёхфазный регулятор напряжения с ШИМ – электродвигатель вентилятора»;

- результаты математического моделирования и экспериментальные исследования зависимости емкости компенсирующей всплески ЭДС самоиндукции от мощности электродвигателя;

- методика расчёта ёмкости компенсирующей всплески ЭДС самоиндукции;

результаты математического моделирования и экспериментальные исследования зависимости коэффициента искажения синусоидальности кривой тока и падения напряжения на обмотках электродвигателя от частоты коммутаций и коэффициента заполнения ШИМ импульсов;

Реализация и внедрение результатов работы. Результаты работы были внедрены в Федеральном государственном унитарном сельхозпредприятии «Батайское» Министерства обороны Российской Федерации, а также апробированы в ЗАО «птицефабрика Гуляй-Борисовская».

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований доложены и одобрены на научных конференциях по итогам НИР ФГОУ ВПО АЧГАА (г. Зерноград) 2005–2011гг., ГНУ СКНИИМЭСХ Россельхозакадемии, 2010–2011гг., ФГОУ ВПО СтГАУ (г. Ставрополь) 2009г.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 4 статьи, получено 2 патента на изобретения.

Объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и приложений. Изложена на 159 страницах, включая 19 таблиц, 91 рисунок и библиографического списка, состоящего из 104 наименований, в том числе 15 на иностранном языке. Приложения к диссертации даны на 10 страницах.

Анализ существующих систем вентиляции в свиноводческих помещениях

К регулируемому приводу с использованием двигателей переменного тока относятся приводы с электромагнитными муфтами скольжения, с использованием трансформаторных и тиристорных регуляторов напряжения, преобразователей частоты, а также приводы с использованием многоскоростных электродвигателей, двигателей с фазной обмоткой ротора и другие. При выборе привода в первую очередь должны учитываться такие основные факторы, задаваемые рабочим процессом производственных механизмов, как необходимый диапазон регулирования частоты вращения, соответствие механических характеристик двигателя и рабочего механизма, экономичность, надежность, соответствие окружающей среды, культура обслуживания и эксплуатации. Таким образом, выбор регулируемого привода требует анализа большого числа исходных данных, поэтому в данной работе при общем анализе будут затронуты лишь некоторые вопросы выбора с учетом особенностей, присущих сельскохозяйственному производству. К числу таких особенностей относятся, прежде всего, агрессивные условия окружаю щей среды и относительно малая мощность электропривода.

Если щиты управления регулируемых приводов можно установить в отдельных помещениях, климатические условия в которых могут удовлетворять требованиям эксплуатации преобразователей и пускозащитной аппара 20 туры, то электрический двигатель, как правило, устанавливается в технологических линиях в помещениях характеризующихся большими колебаниями температуры, наличием влаги, пыли, иногда аммиака и сероводорода.

В этих условиях надежная и экономичная работа электродвигателей оказывает существенное влияние на снижение эксплутационных расходов и сокращение вынужденных простоев вентиляционного оборудования, что в свою очередь в условиях свиноводческих помещений сельскохозяйственного производства предотвращает огромные ущербы от заболевания и гибели свиней.

Регулируемые электроприводы с использованием двигателей постоянного тока в условиях сельскохозяйственного производства встречаются редко. Причинами тому является необходимость использования преобразователей переменного тока в постоянный и пусковых устройств, а также усиленный выход из строя щеточно-коллекторного узла.

Асинхронный привод обладает целым рядом достоинств по сравнению с приводом постоянного тока: возможностью унификации типов электрических машин на данном объекте, более высоким быстродействием, меньшей массой, габаритами, моментом инерции двигателя и др. На практике в сельскохозяйственных электроприводах применяются дешевые и надежные в эксплуатации асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором /26,27,28/.

Современный электропривод развивается по пути максимального соответствия электродвигателя рабочей машине. Возможность регулирования частоты вращения является одним из важнейших качеств современного электропривода.

Частоту вращения асинхронных короткозамкнутых двигателей можно регулировать несколькими способами /27,29,30,31/: параметрическим - изменением величины подводимого напряжения к обмотке статора с помощью тиристорных регуляторов, дросселей насыщения, автотрансформаторов; электромеханическим - с помощью электромагнитной муфты скольжения; частотным управлением - изменением частоты питающего напряжения с помощью машинных, тиристорных или транзисторных преобразователей частоты и т.д.; механическим - применением регулируемых передач (вариаторов); применением полюсопереключаемых обмоток на статоре; импульсным - периодическим изменением какого-либо параметра двигателя или питающей сети. Рассмотрим подробнее преимущества и недостатки указанных выше методов регулирования: а) Большую группу пропорциональных параметрических регуляторов составляют тиристорные и магнитные регуляторы. К тиристорным относятся регуляторы МК-ВАУЗ, МК-ВОУЗ, регуляторы РН-7 фирмы Woands, ККТ Airowent Fan and Equipment, Big Dutcman и Car-Fime Eqbipment.

Такие регуляторы обеспечивают бесступенчатое изменение частоты вращения электроприводов, путем изменения угла отпирания тиристоров и имеют преимущество перед позиционным регулированием по качеству и точности.

Существует большое число схем тиристорных регуляторов напряжения. Форма волны выходного напряжения, а, следовательно, действующее значение его, зависит от состояния тиристоров, характера нагрузки.

Большинство тиристорных регуляторов выполнено по принципу им-пульсно-фазового управления тиристорами и семисторами, при котором тиристоры подключают нагрузку на определенную регулируемую часть каждого полупериода питающего напряжения.

Направленное воздействие на асинхронный двигатель и получение нужных режимов осуществляется за счет изменения времени проводящего и закрытого состояния тиристоров. На рис. 1.5 приводится форма кривых выходного напряжения тиристорной станции управления МК-ВАУЗ.

Разработка схемы принципиальной электрической устройства автоматического регулирования воздухообмена

Система автоматического контроля вентиляции на основе полупроводникового трёхфазного регулятора напряжения состоит из: микроконтроллера, формирующего ШИМ импульсы с несущей частотой порядка нескольких десятков кГц; блока контроля температуры, влияющего на изменение скважности импульсов в диапазоне от 0 до 1, в зависимости от температуры окружающей среды; блока питания четырёх канального гальванически развязанного, три канала которого двухопорные используемые для управления силовыми ключами, а один для питания микроконтроллера и блока контроля температуры; силовых коммутационных ключей VT1...VT3 выполненных на базе IGBT или MOSFET транзисторах включенных в фазы питающей сети последовательно с обмотками электродвигателя. Схема работает следующим образом. Микроконтроллер формирует импульсы управления ключами синхронизированные друг относительно друга. Блок контроля температуры сравнивает температуру окружающей среды с заданным значением температуры. Если температура окружающей среды больше заданного значения температуры, то блок воздействует на микроконтроллер увеличивая коэффициент заполнения импульсов и соответственно увеличивая действующее напряжение на обмотках электродвигателя, увеличивая обороты. Если температура окружающей среды становится меньше заданного значения температуры, то блок воздействует на микроконтроллер уменьшая коэффициент заполнения импульсов и соответственно уменьшая действующее напряжение на обмотках электродвигателя, уменьшая обороты.

Изменение напряжения происходит плавно со значительной задержкой на 2-3% в минуту, что предотвращает резкое изменение оборотов вентилятора при ложном срабатывании блока контроля температуры.

Импульсы управления с микроконтроллера через оптотранзисторную развязку VE1...VE3 подаются на затворы силовых коммутационных ключей VT1...VT3, разрезая исходное синусоидальное напряжение на импульсы, причём разрезается только положительная полуволна, а отрицательная полуволна, являющаяся положительной для других плеч разрезается другими ключами и возвращается через всречнопараллельные диоды VD4...VD6. В результате чего получается разрезанной на импульсы и положительная и отрицательная полуволны синусоиды напряжения. Конденсаторы С1...СЗ являются высокочастотным заградительным фильтром, предотвращающим выброс высокочастотных гармонических составляющих в питающую сеть. Конденсаторы С4...С6 предназначены для защиты коммутационных ключей от перенапряжения вследствие коммутации. Совместное действие всех фильтров предположительно полностью предотвратит возникновение паразитных высокочастотных импульсов, в результате чего не будет искажаться форма напряжения, как в питающей сети, так и на обмотках электродвигателя.

Система вентиляции с использованием полупроводникового трёхфазного регулятора напряжения является наиболее эффективной, поскольку позволяет автоматически в широком диапазоне изменять частоту вращения вентиляторов поддерживая заданной температуру окружающей среды. Позволяет без согласования подключать группу вентиляторов, ограничиваясь лишь максимальной мощностью силовых коммутационных ключей. Автоматически производить плавный пуск вентиляторов ограничивая броски пускового тока. Позволяет плавно подхватывать рабочий режим при кратковременном отключении напряжения.

Кроме того в случае выхода из строя силовых коммутационных ключей, система вентиляции не отключается, а переходит в режим прямого включения, в результате чего вентиляция в помещении не нарушается, хотя нарушается тепловой режим содержания животных, но к их гибели это не приведёт.

Обязательным условием при разработке блока контроля температуры должна быть реализация трёх позиционного регулирования температуры, то есть при достижении требуемой температуры, воздействие на регулятор датчика должно прекратиться. Трёхпозиционное регулирование избавит систему контроля температуры от колебательной работы.

Схема трёхпозиционного блока контроля температуры показана на рисунке 2.6. Она состоит из двух операционных усилителей (компараторов) DD1.1 и DD1.2 на входы, которых подаётся сигнал разбаланса с диагонали мостового делителя в одно плечо, которого включён термодатчик типа ТСМ -1088 (R2), переменным сопротивлением R3 задаётся требуемая в помещении температура. Переменные сопротивления R5 и R6 необходимы для задания дифференциала срабатывания при переключениях вверх и вниз, то есть с их помощью задаются пороговые напряжения.

Методика проверки воспроизводимости экспериментальных данных

Если электродвигатель работает в режиме отличном от номинального, то параметры его обмоток значительно изменяются, соответственно меняется активная и индуктивная составляющие. Если фильтрующую ёмкость подоб-рать на номинальный режим, то возможно возникнет ситуация, при которой изменение степени загрузки электродвигателя очень сильно повлияет на изменение ЭДС самоиндукции.

Поэтому проведено моделирование изменения степени загрузки, для оценки возможных отклонений параметров в ШИМ регулировке. Параметры обмоток при изменении степени загрузки рассчитывались по следующим формулам /59/: Р е=0 гн где Ija - ток холостого хода электродвигателя (обычно находится в диапазо-не 0,5...0,6 О. Ниже приведён пример расчёта параметров обмотки двигателя 4АС71А2УЗ при загрузке 25%, необходимый для моделирования фильтрующей ёмкости. Ток холостого хода/ электродвигателя 4АС71А2УЗ при степени загрузки 0,25 равен 1,3А.

Моделирование напряжения на обмотках электродвигателя с фильтрующей ёмкостью 400нФ при ШИМ с q=90% и степени загрузки 0,25 Анализ осциллограмм напряжения, представленных на рисунках 2.23...2.25, позволяет сделать вывод что, уменьшение степени загрузки практически не влияет на качество фильтрации ЭДС самоиндукции. При коэффициенте заполнения ШИМ импульсов 30%, фильтрующая ёмкость, определённая для номинального режима, также справляется с выбросами ЭДС самоиндукции (рисунок 2.23). В диапазоне коэффициента заполнения импульсов от 30% до 50%) фильтрующая емкость приводит к незначительной перекомпенсации (рисунок 2.24). А при коэффициенте заполнения импульсов выше 90% фильтрующая ёмкость приводит к перекомпенсации регулировочных импульсов. Поэтому регулировочная функция (1/д = f (q)) в этом диапазоне должна быть скорректирована.

Рассчитать фильтрующую емкость можно используя теорию переходных процессов в нелинейных цепях, а именно теорию разряда ёмкости при коммутации электрических цепей и теорию спада тока в индуктивности при размыкании цепи. Переходные процессы в цепи с индуктивной нагрузкой при коммутации описываются следующими выражениями: для замыкания цепи НІ) = І -І -Є L Г2 17i V / НОМ НОМ .1 I) для размыкания цепи Kt) = IHm-e С (2.18) где 1ном — действующее фазное значение тока в обмотке электродвигателя; R - активное сопротивление обмотки электродвигателя в номинальном режиме; L - индуктивность обмотки электродвигателя в номинальном режиме; t - интервал времени от начала коммутации. Используя выражение (2.18), можно определить величину максимальной ЭДС самоиндукции в момент размыкания цепи. Для этого в формулу (2.1) для расчёта ЭДС самоиндукции необходимо подставить величину ско di .. .. рости изменения тока — определенную в самом начале коммутации. dt Скорость изменения тока в упрощённом виде определялась следующим образом: (2.19) di _ i(tx) - i(t2) dt t2x Основными параметрами при расчёте скорости изменения тока являются не только параметрические величины обмотки, но и интервалы времени tj и t2 (рис. 2.26). tj=0 с. - интервал времени в самый начальный момент коммутации при разрыве цепи. t2 - некий интервал времени после разрыва цепи не равный нулю. Примем в качестве интервала времени t2 , к примеру, интервал равный времени паузы (Тп), равный 10% от периода ШИМ коммутации (коэффициент заполнения импульса q=0,9). t,=0 t2 t Рисунок 2.26 - Фрагмент токовой кривой при ШИМ регулировке / ZZ 0 1 Т i2 w,i і шим где Тшим - период ШИМ коммутации 1 т„„„, = шим f , (2.20) шим /і где /шим - частота коммутации ШИМ. Подставив это выражение в уравнение (2.18), а затем в уравнение (2.19) получим для расчёта скорости изменения тока выражение вида: 0,1-Я di (I -I еь /шш)-/шии V ном ном / J ШИМ dt 0,1 [А/с] . (2.21) Рассчитать величину некомпенсированной ЭДС самоиндукции можно, если в выражение (2.1) подставить выражение (2.21). 0,1-Л di (І -I -е 11шш Л f Г? — Т — Т У ном ± ном / J ШИМ тп .. ... E-L Jt-L 5л [вь (222)

Некомпенсированная ЭДС будет иметь очень большое значение, недопустимое для работы коммутационных ключей. Особенно если учесть что при размыкании цепи в контур с индуктивностью последовательно включаются паразитные ёмкости коммутационного ключа и втречнопараллельного диода. В результате получается колебательный контур, параметры которого очень трудно определить. Поэтому для расчёта компенсирующей емкости воспользуемся следующей методикой:

Расчет производственной себестоимости изготовления разработанного устройства

Свинарник маточник ФГУ СП «Батайское» МО РФ представляет собой помещение размерами 18x96м, это корпус с двумя симметричными половинками размерами 18x44,5м, и вспомогательными помещениями посередине.

В процессе реконструкции помещение свинарника, было разделено на 12 изолированных боксов, уровень потолка в которых опущен до высоты 2,5 м при помощи фальшь потолка с теплоизоляцией, что позволяет снизить потери тепла и соответственно уменьшить затраты на отопление.

Вентиляция в каждом боксе выполнена автономной по схеме сверху -вниз в соответствии с рекомендациями изложенными при выполнении хоз. договора № 786/159 от 16 ноября 2006г. Вытяжная система расположена в каналах навозоудаления, непосредственно под решётчатым полом. Приточная система выполнена в виде шахт опущенных до уровня фальшь потолка.

Свиноматки в боксах размещаются в станках. В каждом боксе располагается по 30 станков со свиноматками.

В исходном варианте воздухообмен в боксе свинарника регулируется вручную изменением сечения приточных шахт, при этом потребляемая вентиляторами мощность остаётся практически неизменной

Произведем расчёт требуемого в боксе воздухообмена, пользуясь литературными данными, типом помещения и его натуральными размерами для холодного и для теплого времени года.

Для холодного периода воздухообмен рассчитывают по влагосодержа-нию с проверкой на углекислоту. Для теплого периода воздухообмен рассчитывают по выделениям избыточной теплоты. Определение воздухообмена по влаговыделениям Расчет производим по следующей формуле /67/: 141 w Qw=( Tp 5Л5 где W - суммарные влаговыделения в помещении, г/ч; dB и d н -влагосодержание внутреннего и наружного приточного воздуха помещения, г/кг сухого воздуха; у р - плотность воздуха при температуре помещения, кг/м . Общее влаговыделение в помещении подсчитывается по формуле: \У=\ж + \Уисп (5Л6) где \ж - масса водяных паров, выделяемых животными, г/ч; Wucn масса водяных паров при испарении, г/ч. Wx = n-wkt (5Л7) где п - число животных в помещении с учётом массы поросят 10% от массы свиноматки; w - выделение влаги одним животным, г/ч (приложение 10 /67/); kt — поправочный коэффициент, зависящий от температуры помещения (приложение 11 /67/). Для свиноматок Жж = 1 370 30 1,1 = 12210 [г/ч], Жяа7 =0,1-12210 = 1221 [г/ч], W =12210 +1221 =13431 [г/ч]. Влагосодержание наружного и внутреннего воздуха определяется по i-d - диаграмме (приложение 12 /67/) при tH=-12 С, фн=85%, dH=0,5r/Kr, tB=18 С, Фв=70%, dB=9,5r/Kr сухого воздуха. / = 346/(273+1в) (5-18) р = 346/(273 + 18) = 1,189 [кг/м3]. Для свиноматок Q = Щ± = 1255,1 [м3/ч]. Vw (9,5 -0,5) 1,189 142 Определение воздухообмена по углекислоте Расчет производим по следующей формуле: О = Vc02 , (5.19) V.C02 О -Г \sB V- H где Vco2 объем выделившегося в помещении вредного газа, л/ч; Св _ допустимая концентрация вредного газа в помещении, л/м (приложение 2 /67/); Сн _ концентрация вредного газа в приточном воздухе, л/м (Сн - 0,3 л/м3). „ 0,9-115-30 1у11-г 3/ , Для свиноматок О = = 1411,3 Гм /ч1. Vc02 2,5-0,3 Определение воздухообмена по избыточной теплоте Qo= 3;6 Фю (5.20) где ФИЗБ = Фт - Фогр - избыточный тепловой поток, отводимый из помещения вентиляцией, Вт; Фт - тепловой поток, поступающий в помещение от различных источников тепловыделения; ср =1кДж/(кг-С) — удельная теплоёмкость воздуха; tB,tH - температура внутреннего удаляемого и наружного приточного воздуха, С; р-346/(273+t)=1,16 - плотность воздуха в зависимости от температуры.

Воздухообмен по избыточной теплоте следует определять в летний период, когда температура в помещении максимальная, а потери теплоты через ограждения близки к нулю. При этом разница между температурой воздуха внутри помещения и снаружи составляет 7-8С.

Для предварительного расчёта зададимся усреднённым значением летней температуры воздуха для Ростовской области равный 25С. 0,67-3,6-646-30 3/1 Qo = , , т , — =5756,71 [м/ч]. Для свиноматок Ь(25-18)-Ц6 Воздухообмен для свинарника принимаем для зимнего периода по углекислоте как наибольший: Q = QC02. Для свиноматок Q = 1411,3 [м3/ч]. Для летнего периода по избыточной теплоте: Q = Qo. Для свиноматок Q0= 5756,71 [м3/ч]. Но в реальности в летний период температура воздуха днём может достигать 39С, а среднесуточные колебания 20.. .26С. Используя архив погоды в Ростове-на-Дону за 2009 г. (метеостанция "Ростов-на-Дону"), фрагмент которого представлен в приложении 3, можно рассчитать реальный почасовой график изменения требуемого воздухообмена в одном боксе свинарника. Фрагмент этого графика, ориентировочно с середины апреля по конец октября 2009г, показан на рисунке

Фрагмент почасового графика изменения требуемого воздухообмена в одном боксе свинарника Основываясь на графике рисунок 5.1, для обеспечения требуемого воздухообмена в летний период необходимо предусмотреть установку в каждом боксе трёх центробежных вытяжных вентиляторов типа ВР 80-75-4, производительно-стью 4100 м /ч с двигателем мощностью 1,1 кВт и числом оборотов 1410об/мин.

Похожие диссертации на Автоматизированный энергосберегающий электропривод вентиляторов в свинарнике-маточнике