Определение мощности электрокалорифера

I. Предварительные замечания, задача расчета и оформление работы

Курсовая работа ставит своей целью закрепить и систе­матизировать теоретические знания по электрическому наг­реву, научить студентов применять эти знания при решении задач полного расчета электротермических установок.

Одним из важнейших мероприятии по повышению продук­тивности животных и птицы является создание для них опти­мальных условий содержания, объединяемых понятием «мик­роклимат». Только за счет обеспечения в помещениях воздушной оптимальной среды продуктивность многих видов животных и птицы можно повысить на 25 - 30%. Температура воздуха животноводческих и птицеводческих помещений является одним из важнейших параметров мик­роклимата. Из существующих в настоящее время способов отопления наиболее рациональным и удобным считается воз­душное отопление, при котором тепло, необходимое для воз­мещения потерь через строительные конструкции и на наг­рев вентиляционного воздуха, подается в помещение с при­точным воздухом путем подогрева его в калориферах.

В системах воздушного отопления различных животновод­ческих и птицеводческих помещений используют электрока­лориферные установки, состоящие из электрического калори­фера и вентилятора. Эти установки просты по устройству, надежны, пожаробезопасны, не требуют постоянного присут­ствия обслуживающего персонала и могут быть сравнитель­но легко автоматизированы.

Настоящая работа включает в себя задачу полного рас­чета электрокалориферной установки для подогрева приточ­ного воздуха отопительно-вентиляционной системы животноводческих и птицеводческих помещений. В задачу расчета входит:

1) определение мощности электрокалорифера;

2) выбор электродвигателя для привода вентилятора;

3) расчет конструктивных параметров, нагревательного устройства;

4) тепловой расчет нагревательных элементов;

5) расчет силовой сети и выбор аппаратуры управления и защиты;

6) разработка схемы управления электрокалориферной установкой;

7) определение эксплуатационных показателей. Данные для расчета электрокалориферной установки бе­рутся из индивидуального задания. Курсовая работа должна быть представлена расчетно-пояснительной запиской и од­ним листом формата 22 (594Х420 мм) графического мате­риала. Расчетно-пояснительная записка пишется на писчей бумаге стандартного формата. Текст располагается на од­ной стороне листа с полями (с левой стороны) шириной не менее 3 см. Надписи на титульном листе выполняются чер­тежным шрифтом и только карандашом. Все листы расчетно-пояснительной записки пронумеровываются и сброшюровываются.

Графическая часть работы выполняется карандашом и включает эскизы электрокалорифера, трубчатого электрона­гревателя и электрокалориферной установки в целом, а также схему управления электрокалориферной установкой.

Определение мощности электрокалорифера

Теплопроизводительность электрокалорифера (Q_к) в  кДж/ч для отопительно-вентиляционной системы животновод­ческих помещений определяется из уравнения теплового ба­ланса:

Q_k=Q_ог+Q_в-Q_ж ,

где  Q_ог—теплопотери через ограждения помещений, кДж/ч;

   Q_в —теплопотери, обусловленные вентиляцией, кДж/ч;

   Q_ж —тепло, выделяемое животными, кДж/ч.

Теплопотери через ограждения могут быть определены по формуле

Q_ог=q_oV(t_вн-t_н) ,

где q_o—тепловая характеристика помещения, т. е. коли­чество тепла, теряемого за 1 час 1 м³ объема при разности температур 1°С, кДж/ (м³ град, ч);

V—объем помещения, м³;

t_вн и t_н —соответственно температура внутри и снаружи помещения, °С.

Объем помещения находится по количеству животных (птицы) и объему, приходящемуся на одну голову. Количество тепла, теряемого с вентиляцией:

Q_в=L_вС_{в в} (t_вн-t_н)=К_вVС_{в в} (t_вн-t_н) ,

где L_в—подача вентиляционных установок, м³/ч;

    С_в—массовая теплоемкость воздуха, С_в=1,0 кДж/(кг град);

    _в —плотность воздуха, _в =1,2 кг/м³;

    К_в—часовая кратность воздухообмена;

    V—объем помещения, м                                                                                                                                                                                                                                                         .

Подача вентиляционных установок L_в при определении мощности устройств отопления находится по удалению избы­точной влаги и углекислоты. Расчет рекомендуется вести в кубических метрах на голову в час. В качестве расчетного принимается большее значение расхода, полученного для ука­занных вредностей. Методика соответствующих расчетов при­ведена в литературе [1].

Оптимальные параметры микроклимата для различных видов животных и птицы приведены в «Нормах технологиче­ского проектирования ферм крупного рогатого скота, свино­водческих и птицеводческих», а также в литературе [1; 3; 4].

Определив вентиляционную норму на голову L_ги зная число животных в помещении N, необходимую производи­тельность вентиляционной установки находят по формуле L_в=L_гN.

Кратность воздухообмена в помещении равна:

К_в=  Допустимая кратность воздухообмена а животновод­ческих помещениях К_в =4-15. Количество тепла Q_ж в кДж/ч, выделяемого животными:

Q_ж =Q₁N,

где Q₁—количество тепла, выделяемого одним животным, кДж/ч.

Общая мощность системы отопления Р_к=

Необходимо учесть, что в животноводческом помещении обычно устанавливается одна, две, четыре и даже более отопительно-вентиляционных установок.

Следовательно, мощность одного электрокалорифера Р_к1 будет равна:

Р_к1=

а подача одного вентилятора в м³/ ч:

L_в1=

где Z—число вентиляционных установок.

Этот раздел в расчетно-пояснительной записке заканчи­вается составлением эскиза плана животноводческого поме­щения с размещением электрокалориферных установок и рас­пределительных воздуховодов.