Оборудование для создания микроклимата

Лабораторная работа 10

Цель работы – изучить назначение, общее устройство и работу оборудования для создания оптимального микроклимата в животноводческих помещениях.

Задания к самостоятельной работе:

– изучить зоотехнические требования к параметрам микроклимата и усвоить методику их расчета [12, с. 150];

– познакомиться с устройством и регулировками следующего оборудования: электрокалориферов СФОА и СФОЦ; водяных и паровых калориферов серии КФС и КФБ, осевых и центробежных вентиляторов; излучателей и облучателей; приборов контроля микроклимата [12, с. 157…159];

– расшифровать схемы ПВУ, СФОА и ТГ-1А.

Содержание работы

В помещениях для животных и птицы независимо от времени года и условий окружающей среды необходимо поддерживать оптимальную температуру, влажность, чистоту воздуха и другие параметры микроклимата, а также иметь горячую воду для технологических нужд.

Продуктивность животных и птицы, их заболеваемость, расход кормов и качество продукции во многом зависят от состояния микроклимата на фермах. Содержание животных и птицы в холодных, сырых, плохо вентилируемых или со сквозняками помещениях приводит к снижению продуктивности на 10…40%, увеличению расхода кормов на единицу продукции на 12…35% и росту заболеваемости, особенно молодняка, в два-три раза.

Электрокалориферы СФОА и СФОЦ

Электрокалориферы СФОА и СФОЦ предназначены для вентиляции и обогрева животноводческих и других производственных помещений.

Техническая характеристика электрокалориферов: установленная мощность, кВт – 23,6…97,5, в том числе нагревателей – 22,5…90; производительность по воздуху, м³/ч – 2500…5000; температура выходящего воздуха, °С – 50; температура на поверхности нагревателей, °С – 190; число электрических секций – 3.

Установка состоит (рис. 41) из укрепленных на общей раме 1 калорифера 2, центробежного вентилятора 5 с электродвигателем 6 и патрубка с мягкой вставкой 4. Калорифер и вставка 4 соединены переходником 3. Калорифер представляет собой каркас прямоугольного сечения, внутри которого в три ряда (у СФОА – в четыре ряда) расположены оребренные трубчатые нагреватели типа ТЭН. Каждый ряд представляет собой автономную электрическую секцию, в которой нагреватели соединены по схеме «звезда».

Центробежный вентилятор соединен с калорифером через патрубок и мягкую вставку и вместе с электродвигателем установлен на виброизолирующих основаниях.

Технологический процесс. Электрокалориферы СФОЦ работают на 100; 66,7; 33,3% от установленной мощности. При первоначальном включении электрокалорифера в сеть используется 100% мощности. При повышении температуры воздуха в помещении выше заданной по сигналу первого датчика автоматически отключается одна секция (33,3% мощности), при дальнейшем повышении температуры по сигналу второго датчика – еще одна секция (33,3% мощности).

Третья секция включена постоянно, но может быть отключена вручную для снижения температуры воздуха в помещении. Автоматическое включение секций идет в обратной последовательности. Система управления предусматривает как автоматическое, так и ручное управление электрокалорифером.

Рис. 41. Электрокалорифер СФОА:

1 – рама; 2 – нагревательные элементы; 3 – переходник; 4 – вставка; 5 – вентилятор; 6 – электродвигатель

Правила эксплуатации. Перед пуском электрокалорифера проверяют надежность защитного заземления, систему блокировки (невозможность включения нагревателей при выключенном вентиляторе), сопротивление изоляции секций нагревателей (не менее 0,5 МОм), плотность присоединения электрокалорифера к трубопроводу системы вентиляции с целью исключения возможной утечки воздуха.

Не допускается включение электрокалорифера при неработающем вентиляторе; данную блокировку проверяют перед каждым включением после простоя более суток; не допускается работа электрокалорифера при температуре на поверхности оребрения электронагревателя выше 190°С. После первоначального пуска электрокалорифера в автоматическом режиме в течение нескольких часов следят за автоматикой и изменением температуры воздуха в помещении.

Основные регулировки. Заданную температуру на датчике устанавливают в следующем порядке. Завернув на один-два оборота винт фиксатора шкалы, вращением шкалы устанавливают необходимое значение регулирования температуры и заворачивают до отказа винт фиксации шкалы. Расход воздуха регулируют шиберной заслонкой.

Теплогенератор ТГ-1А

Теплогенератор ТГ-1А предназначен для воздушного отопления и вентиляции животноводческих помещений.

Техническая характеристика ТГ-1А: тепловая мощность, Мкал/ч – 100; объем нагретого воздуха, м³/ч – 6000; температура нагрева воздуха, ^оС – 53; вид топлива – керосин технический; наибольший расход топлива, кг/ч – 12; тип главного вентилятора – осевой; вентилятор форсунки – центробежный, производительность, м³/ч – 315; установленная мощность, кВт – 1,5; габаритные размеры, мм – 1870×1170×855; масса комплекта, кг – 325.

Теплогенератор представляет собой установку для нагревания воздуха продуктами сгорания жидкого топлива. Основными его частями (рис. 42) являются корпус, теплообменник, осевой вентилятор, топливный отстойник, форсунка, шкаф управления, температурные реле системы управления, сборник конденсата. В корпусе установлены теплообменник, вентилятор и защитный кожух для предохранения корпуса от перегрева.

Теплообменник из жаростойкой стали включает камеру сгорания и радиатор. Камера сгорания имеет две горловины: в одну вставляется форсунка, к другой крепится предохранительный клапан для предотвращения деформации или разрушения теплообменника при взрыве паров топлива в камере.

Внутри ребер радиатора помещены вставки. Продукты сгорания проходят через зазоры между вставками и стенками радиатора, что повышает эффективность теплообмена. Для предотвращения перехода продуктов сгорания в дымоход «напрямую» у выхода из радиатора установлен экран. Вентилятор расположен внутри корпуса перед теплообменником.

Рис. 42. Теплогенератор ТГ-1А: 1 – дымовая труба; 2 – сборник конденсата; 3 – экран; 4 – вставка; 5 – кожух внутренний; 6 – камера сгорания; 7 – корпус генератора; 8 – вентилятор; 9 – трансформатор зажигания; 10 – вентилятор форсунки; 11 – электродвигатель

Форсунка предназначена для сжигания жидкого топлива. На корпусе установлены электродвигатель и топливный насос. Давление насоса регулируют винтом редукционного клапана, а контролируют по манометру. Для выпуска воздуха из топливной системы имеется вентиль. Насос подает топливо по топливопроводу в электромагнитный клапан и далее – в распылитель.

Распылитель топлива состоит из сопла, завихрителя, гайки, корпуса, фильтра и сетки фильтра. В канавках завихрителя топливу сообщается вращательно-вихревое движение. Конус распыленного топлива образуется внутренней поверхностью сопла. Воздушному потоку, падаваемому в зону горения, также сообщается вращательно-вихревое движение при помощи завихрителя воздуха, но противоположного с распыленным топливом направления. Количество воздуха для горения регулируют изменением площади окон воздухозаборника при повороте заслонки.

Электромагнитный клапан служит для перекрытия подачи топлива в распылитель и состоит из распылителя, корпуса с крышкой, сердечника и якоря, пружины, катушки, специальных шайб и штуцеров. Система зажигания включает трансформатор зажигания, электроды в фарфоровых изоляторах и высоковольтные провода.

Шкаф управления обеспечивает автоматическое и ручное управление теплогенератором и его защиту при возникновении аварийных режимов.

Сборник конденсата предотвращает попадание воды в теплообменник. Он установлен на верхнем конце патрубка и при помощи фланца прикреплен к корпусу. К сборнику конденсата при монтаже крепится дымовая труба из трех секций. В верхней секции установлены пластины искрогасителя.

Технологический процесс. Из емкости, расположенной вне помещения, топливо по топливопроводам подается в топливный расходный бак. Из бака оно самотеком поступает по трубопроводу к топливному насосу через отстойник. Топливный насос создает необходимое давление топлива для нормального распыления. Подача топлива или его отключение осуществляется электромагнитным клапаном, воздух для горения подается вентилятором форсунки. Рабочая смесь, образованная распыленным топливом и воздухом, подается в камеру сгорания и поджигается искрой от трансформатора зажигания.

Продукты сгорания топлива поступают в теплообменник, отдают свое тепло и уходят по дымовой трубе в атмосферу. При достижении определенной температуры внутри теплогенератора включается осевой вентилятор, который продувает воздух между теплообменником и корпусом.

Правила эксплуатации. Перед пуском теплогенератора в эксплуатацию проводят внешний осмотр аппаратуры, мест соединения и заземления, очищают все аппараты и элементы шкафа от консервирующей смазки, проверяют крепление аппаратуры, затяжку всех винтов и гаек, свободность хода подвижных частей реле и пускателей.

Настраивают реле времени, проверяют установку электродов зажигания и высоковольтных проводов, установку заданной температуры и дифференциала регулятора температуры, проверяют систему управления под напряжением путем подачи на шкаф управления номинального напряжения, правильность вращения вентиляторов, действие световой и звуковой сигнализации.

После подачи топлива регулируют процесс горения, добиваясь получения чистого, яркого пламени. По окончании работы теплогенератора закрывают запорные вентили у расходного бака и у форсунки, продувают камеру сгорания воздухом.

Приточно-вытяжная установка ПВУ-6

Комплект приточно-вытяжных установок предназначен для создания оптимального микроклимата в животноводческих помещениях. Комплект обеспечивает поддержание температуры в заданных пределах в холодный и переходный периоды года и регулирование воздухообмена в зависимости от наружной и внутренней температуры. Подача воздуха на притоке установки, тыс. м³/ч – 36; установленная мощность, кВт – 97,2; высота, мм – 6460; наибольший диаметр, мм – 1150; масса, кг – 2820.

Комплект ПВУ-6 (рис. 43) включает шесть установок и состоит из секций вентилятора, смесительных заслонок, промежуточной секции и зонта.

Секция вентилятора состоит из корпуса, в котором закреплены цилиндр с электродвигателем вентилятора и входной коллектор с предохранительной решеткой. На вал электродвигателя насажено колесо с двумя рядами лопаток.

Секция смесительных заслонок состоит из корпуса, внутри которого крепятся верхний и нижний цилиндры. Привод заслонок состоит из синхронного электродвигателя со встроенным редуктором, ограничительного сопротивления, конденсатора и червячно-цилиндрического редуктора.

Промежуточная секция состоит из наружного цилиндра и внутреннего, подвешенного к наружному на пружинах. Зонт крепится к конфузору кронштейнами. Для разделения приточного и вытяжного потоков воздуха служит колпак.

Каждая установка комплектуется силовым шкафом, содержащим пусковую, защитную, сигнальную аппаратуру и аппаратуру ручного управления. Силовой шкаф обеспечивает защиту электрооборудования установки от перегрузок и коротких замыканий и служит для ручного управления каждой установкой в отдельности при наладке и ремонте.

Для централизованного автоматического и ручного управления комплексом установок служит ящик управления.

Приточно-вытяжные установки ПВУ-9 и ПВУ-12 отличаются повышенной производительностью и установленной мощностью.

Рис. 43. Приточно-вытяжная установка ПВУ:

1 – шарнирные отражатели; 2 – цилиндрический кожух; 3 – козырек-отражатель; 4 – поворотные полуцилиндровые заслонки; 5 – кольцевой приточный канал; 6 – внутренний цилиндр; 7 – крыльчатка вентилятора; 8 – нагревательные элементы; 9 – пульт управления; 10 – термодатчики

Технологический процесс. В приточно-вытяжных установках приток и вытяжка воздуха совмещены благодаря применению колеса с двумя рядами лопаток. Внутренние лопатки обеспечивают вытяжку отработанного воздуха по внутреннему воздуховоду, наружные – подачу в помещение по кольцевому каналу между корпусом и внутренним воздуховодом. Наружный воздух подается в верхнюю зону помещения и перемешивается с внутренним.

Степень рециркуляции изменяют смесительными заслонками. В теплый период года заслонки открыты полностью – в помещение поступает только наружный воздух; в переходный и холодный периоды заслонки занимают промежуточное положение. При этом часть внутреннего воздуха попадает из вытяжного воздуховода в приточный и, смешиваясь с наружным воздухом, снова поступает в помещение, т.е. происходит частичная рециркуляция. Общая подача воздуха в помещение остается неизменной независимо от положения заслонок. Изменение угла установки заслонок позволяет поддерживать температуру и воздухообмен помещения в заданных пределах.

В холодный период года приточный воздух подогревается электронагревателями. Кроме того, происходит предварительный подогрев воздуха за счет использования части удаляемого воздуха (внутренний воздуховод играет роль теплообменника).

Оборудование «Климат»

Комплекты оборудования «Климат» служат для создания оптимального микроклимата в животноводческих помещениях.

Автоматизированные комплекты оборудования «Климат-2» и «Климат-3» предназначены для вентиляции, отопления и увлажнения воздуха, а «Климат-4» – для вытяжной вентиляции.

В состав комплектов оборудования «Климат-2» и «Климат-3» (рис. 44) входят центробежные вентиляторы Ц4-76 и осевые вентиляторы серии ВО. На базе центробежных вентиляторов с трехскоростным электродвигателем смонтированы отопительно-вентиляцион-ные агрегаты с калориферами. Имеется также станция управления с датчиками температуры и влажности воздуха.

В комплекте оборудования «Климат-2» предусмотрена возможность регулирования относительной влажности воздуха турбоувлажнителями, а в комплекте «Климат-3» осушение воздуха осуществляется изменением величины воздухообмена с помощью регулирующего клапана.

В вентиляционном оборудовании серии «Климат» использованы низконапорные электровентиляторы, объемная подача которых может регулироваться скоростью вращения рабочего колеса за счет изменения напряжения тока, питающего приводные электродвигатели. Система управления оборудованием обеспечивает ступенчатое автоматическое изменение скорости вращения вентилятора, выбор числа одновременно работающих вытяжных вентиляторов, возможность регулирования температуры воздуха в помещении от 5 до 35^оС и относительной влажности в пределах 50…95 («Климат-3») и 35…95% («Климат-2»), а также ручное управление вентиляторами и защиту их от перегрузок и коротких замыканий.

Технологический процесс. Приточный воздух подается в производственное здание 9 центробежным вентилятором 10 и распределяется по воздуховодам. Может подогреваться калорифером 14 и увлажняться с помощью увлажнителя 13. Вытяжка воздуха осуществляется осевыми вентиляторами 4.

Основные регулировки. Равномерность подачи воздуха в отверстия и патрубки распределительного пневмопровода регулируют с помощью шиберов и дроссельных заслонок, начиная с ближних к вентилятору патрубков.

Температуру воздуха, подаваемого в помещение с использованием паровых и водяных калориферов, регулируют, открывая в большей или меньшей степени отводной клапан калорифера и отепленный клапан воздухозабора. При использовании электрокалориферов температура воздуха регулируется количеством включенных нагревательных секций.

Рис. 44. Схема оборудования «Климат-2» и «Климат-3»:

1 – станция управления; 2 – панель; 3 – автоматический выключатель; 4 – вытяжные вентиляторы; 5 – датчик визуального контроля температуры воздуха; 6 – датчики контроля относительной влажности воздуха; 7 – автоматический датчик контроля температуры воздуха;

8 – датчик аварийной температуры воздуха; 9 – животноводческое помещение; 10 – центробежный вентилятор; 11 – водяной бачок; 12 – электромагнитный клапан; 13 – увлажнитель; 14 – калорифер; 15 – датчик контроля калорифера от замораживания; 16 – регулирующий клапан с исполнительным механизмом («Климат-3»)

Контрольные вопросы

1. Объясните устройство и принцип работы электрокалориферов серии СФОА и СФОЦ. В чем их преимущества и недостатки?

2. Каковы назначение, устройство и технологический процесс теплогенератора ТГ-1? Что и как регулируется в этом агрегате?

3. Как регулируется воздухообмен в приточно-вытяжных установках ПВУ? Как обеспечиваются приток и вытяжка воздуха?

4. Объясните устройство и принцип работы комплектов оборудования «Климат-2», «Климат-3» и «Климат-4». В чем их различие?

5. Назовите оптимальные параметры микроклимата, обеспечиваемые оборудованием «Климат».

6. Где устанавливаются осевые и центробежные вентиляторы? В чем их принципиальное отличие?

7. Из каких материалов рекомендуется изготовлять воздуховоды?

Дата добавления: 2014-11-29