1. Определение требуемых параметров электрокалориферной установки
1.1 Полезный тепловой поток отопительной установки
Полезный тепловой поток отопительной установки определяется из теплового баланса помещения:
(1.1)
где Ф О — тепловой поток, теряемый через наружные ограждения помещений, Вт;
Ф В — тепловой поток, теряемый с вентилируемым воздухом, Вт;
Ф ИСП — тепловой поток, расходуемый на испарение влаги с мокрых поверхностей, Вт;
Ф Ж — тепловой поток, выделяемый животными, Вт.
(1.2)
где q ОТ — удельная отопительная характеристика помещения, ;
V 0 — удельный объем помещения, ;
- N — количество животных, гол;
Т В — температура внутри помещения, определяемая по нормам проектирования или по зоотребованиям. ТВ = 16 С [2, стр. 123];
Т Н — расчетная зимняя температура наружного воздуха, С;
а — поправочный коэффициент, учитывающий влияние разности температур на величину q ОТ , определяется по формуле:
(1.3)
(Вт).
Тепловой поток, теряемый с вентилируемым воздухом, определяем по формуле:
(1.4)
где Q V — объемный расход вентилируемого воздуха, ;
В- плотность воздуха при температуре ТВ , [2, стр. 60];
С Р — удельная теплоемкость воздуха, равная 1000 .
где Р — расчетное барометрическое давление в Центральном районе России, кПа. В Челябинской области Р = 99,3 кПа [2, прил. 6].
(кг/м 3 ).
Определяем воздухообмен по углекислому газу [2, стр. 126]:
(1.5)
где С — количество углекислого газа выделяемое одним животным (находится по таблицам: «Нормы выделения животными теплоты, углекислоты и водяных паров» [2, прил. 19]) С = 63;
С В — предельно допустимая концентрация углекислого газа в воздухе помещения, принимаем СВ = 2,5 [2, стр. 123];
С Н — концентрация углекислого газа в наружном воздухе 0,3…0,4 .
(м 3 /ч).
(м3 /с).
Определяем воздухообмен по влагосодержанию [2, стр. 73]:
(1.6)
где W — масса влаги выделяющейся в помещении, г/ч;
Расчет тепловой защиты помещения
... тепловой защиты 3.1 Определение нормы тепловой защиты по условию энергосбережения 1. В заданном городе определяем ... строительно-климатической зоне 1 2. Перекрытия над холодными подвалами, сообщающимися с наружным воздухом; ... помещении) ... Расчет ... Воздух - - - - 3 Минераловатные плиты 134 200 0,08 0,49 Термическое сопротивление воздушной прослойки: Определяем по прил. 4 [1,с 24] для горизонтальной при потоке ...
d в , dн — влагосодержание внутреннего и наружного воздуха г/кг сухого воздуха;
в- плотность воздуха при температуре Тв = 16 С, в = 1,19.
Принимая Т в = 16 С и влажность в = 70% по [2, прил. 14] определяем dв = 4 г/кг; при Тн = -30 С и н = 80% определяем dн = 0,3 г/кг.
Масса влаги, выделяющаяся в помещении [2, стр. 126]:
(1.7)
Определяем влагу, выделяемую животными:
(1.8)
где N — количество животных;
- W` — выделение водяных паров одним животным в зависимости от его массы [2, прил. 19], W` = 202 г./ч;
К t — коэффициент изменения количества выделяемых водяных паров в зависимости от Тв [2, прил. 20], Кt = 1,13 г./ч.
(г/ч).
Определяем влагу, испаряющуюся с мокрых поверхностей помещения (пол, поилки, кормушки и др.)
(1.9)
где = 0,1…0,25 — для коровников и телятников; большее значение берется для помещений, где мало подстилки и плохо работает канализация. Примем = 0,17.
(г/ч).
(г/ч).
Воздухообмен по влагосодержанию:
(м 3 /ч).
(м3 /с).
Сравним значения Q CO 2 = 3,18 и QW = 6,73, по влагосодержанию воздухообмен больше и для дальнейших расчетов принимаем его.
Находим тепловой поток, теряемый с вентилируемым воздухом:
(Вт).
Определяем тепловой поток, расходуемый на испарение влаги с мокрых поверхностей животноводческого помещения [2, стр. 132]:
(1.10)
где 2,49 — скрытая теплота испарения воды, ;
0,278 — переводной коэффициент.
(Вт).
Поток теплоты выделяемый животными [2, стр. 132]:
(1.11)
где N — количество животных;
- q — поток теплоты, выделяемый одним животным, q = 351 Вт [2, прил. 19];
К t — коэффициент изменения количества выделяемой животными теплоты в зависимости от внутренней температуры, Кt = 0,86
(Вт).
Необходимый поток отопительной установки:
(Вт).
1.2 Расчетная мощность электрокалориферов в помещении
(1.12)
где К з — коэффициент запаса, Кз = 1,05…1,1. Примем Кз = 1,05;
- доля расчетной мощности, которая должна обеспечиваться от ЭКУ, %;
ЭКУ — тепловой КПД, учитывающий потери от корпуса ЭКУ и воздуховодов, ЭКУ = 0,95…1,0. Примем ЭКУ = 0,96.
(Вт).
1.3 Расчетная мощность одного калорифера
(1.13)
где n — количество калориферов.
(Вт).
1.4 Определение требуемой
(1.14)
где Q V — объемный расход вентиляционного воздуха, м3 /с;
- n — количество калориферов;
0,8 — коэффициент учитывающий инфильтрацию воздуха.
(м 3 /с).
2. Выбор стандартной электрокалориферной установки
2.1 Выбор электрокалориферной установки
По рассчитанному значению мощности Р к выбираем электрокалориферную установку СФОЦ-60/0,5 Т [3, стр. 120].
Потери электрической энергии в трансформаторе и коэффициент полезного ...
... точность приборов измерения мощности. По этой причине для измерения КПД трансформатора используют косвенный метод. Мощность, потребляемая из сети трансформатором, может рассматриваться в виде суммы мощностей нагрузки, мощности потерь в сердечнике и мощности потерь в обмотке ...
Номинальная мощность Р н = 60 кВт
2.2 Проверяем, способна ли установка обеспечивать требуемый объемный расход воздуха
Производительность по воздуху Q V Н = 1,1 (4000)
Должно соблюдаться условие:
(2.1)
1,1 > 1,07
Условие выполняется. ЭКУ способна обеспечить требуемый воздухообмен в помещении.
2.3 Проверяем ЭКУ по температуре выходящего воздуха
Фактическая температура воздуха, выходящего из калорифера определяется по выражению
(2.2)
где Р н — номинальная мощность ЭКУ, Вт;
Q V Ф — фактический расход воздуха через калорифер, .
©.
Предельно допустимая температура воздуха на выходе из установки СФОЦ-60 составляет 50 С.
17,5С < 50С, условие выполняется.
Определяем фактическую температуру поверхности оребрения ТЭНа.
(2.3)
где Р 1 — мощность одного ТЭНа, Вт; (для СФОЦ-60/0,5 Т Р1 =2500 Вт).
R т — термическое сопротивление теплоотдаче от поверхности ТЭНа к омывающему его воздуху, о С / Вт.
(2.5)
где: — коэффициент теплоотдачи от поверхности ТЭНа к воздуху, ;
А р — площадь поверхности оребрения ТЭНа, Ар = 0,32 м2 .
(2.6)
где: В- теплопроводность воздуха, В = 2,5910-2 [1, табл. 5];
Р Ч — число Прандтля, РЧ = 0,703;
- V — скорость потока воздуха в электрокалорифере, м/с;
н — коэффициент кинематической вязкости воздуха, н = 15,0610 -6 м2 /с.
(2.7)
где: А ж — площадь живого сечения электрокалорифера, м2 .
(2.8)
где: l — высота окна электрокалорифера, l = 44 010 -3 м [1, табл. 6];
n 1 — число ТЭНов в одном вертикальном ряду.
Геометрические параметры оребрения ТЭНа [1, табл. 4]:
Шаг оребрения — S P = 3,510-3 м;
Наружный диаметр несущей трубы — d ТР = 1510-3 м;
Высота ребра — h Р = 1410-3 м;
Длина активной части — L а = 48 010-3 м.
(2.9)
где: n 2 — число секций в электрокалорифере, для СФОЦ-60/0,5 Т n2 = 3 [3, стр. 120].
(м 2 ).
(м/с).
(Вт/(м 2 о С)).
( о С / Вт).
( 0 С).
Должно соблюдаться условие:
(2.10)
142,5 0 С < 180 0 С Условие выполняется.
3. Разработка нестандартных узлов ЭКУ
3.1 Выбор вентилятора и определение мощности электродвигателя для его привода
Вентилятор подбираем по требуемым значениям давления Р = 650Па и объемной подачи воздуха Q V Т = 3852 м3 /ч (1,07 м3 /с).
По номограмме [2, стр. 129] находим вентилятор типа Ц4−70 № 4 с данными: В = 0,58 А = 4500.
Устройства очистки воздуха от загрязняющих веществ
... курсовом проекте представлены основные устройства по очистки воздуха от загрязняющих веществ, их принцип работы и эффективность очистки. 1 . Характеристика промышленной вентиляции вентиляция очистка воздух примесь фильтр В помещении все ...
Частота вращения вентилятора:
(3.1)
(об/мин).
Определяем требуемую мощность электродвигателя:
(3.2)
ПЕР — КПД передачи для непосредственного соединения валов равен 1;
В- КПД вентилятора.
(Вт).
Установленную мощность электродвигателя определяется по формуле:
(3.3)
где: К З — коэффициент запаса мощности, КЗ = 1,2 [2, стр. 130].
(Вт).
Выбираем по каталогу [4, стр. 229] двигатель 4А80В4У3 Р ном = 1,5 кВт, n = 1500 об/мин, дв = 0,77, cos = 0,83.
3.2 Проектирование электрокалорифера
3.2.1 Конструктивный расчет ТЭНа
Мощность одной секции электрокалорифера :
(3.4)
(Вт).
Мощность одного ТЭНа:
(3.5)
где n 1 — число ТЭНов в одной секции принимается кратным трем, n1 = 6.
(Вт).
Исходные данные для конструктивного расчета ТЭНа
- питающее напряжение U=220 В;
- мощность ТЭНа Р 1 = 2500 Вт;
- материал проволоки Х15Н60-Н;
- наружный диаметр трубки оболочки после опрессовки d об.нар =13 10-3 м.
1) Диаметр проволоки:
(3.6)
где — удельное электрическое сопротивление материала проволоки при рабочей температуре, принимаем 20 = 1,110-6 Омм [1, табл. 8];
Р А 1 = 28 •104 Вт/м2 [1, табл. 4].
(м).
Принимаем стандартное d = 0,60 мм.
2) Электрическое сопротивление спирали ТЭНа при рабочей температуре:
(3.7)
(Ом) («https:// «, 27).
3) Электрическое сопротивление спирали ТЭНа при температуре 20 0 С
(3.8)
где: К т — поправочный коэффициент, принимаем Кт = 1,074 [1, табл. 8].
(Ом).
4) Электрическое сопротивление спирали до опрессовки ТЭНа:
(3.9)
где: R — коэффициент, учитывающий изменение сопротивления проволоки в результате опрессовки, принимаем R = 1,3 [1, стр. 32].
(Ом).
5) Длина проволоки в рабочей части ТЭНа:
(3.10)
(м).
6) Предусматривается навивка проволочной спирали на стержень диаметром:
(мм).
(3.11)
7) Средний диаметр спирали:
d c = d1 +d (3.12)
d c = (5,4 + 0,6). 10-3 = 6. 10-3 (м).
8) Длина одного витка спирали до опрессовки:
(3.13)
где 1,07 — коэффициент, учитывающий увеличение на 7% среднего диаметра витка проволоки при навивке на стержень.
(м).
9) Активное число витков:
(3.14)
10) Длина активной части трубки ТЭНа после опрессовки:
(3.15)
где: Р А 11 — удельная поверхностная мощность на трубке оболочки ТЭНа, Вт/м2 .
(м).
11) Длина активной части трубки оболочки ТЭНа до опрессовки:
(м), (3.16)
где — коэффициент удлинения трубки в результате опрессовки методом обсадки.
Вспомогательное оборудование ТЭС. Насосы и вентиляторы
... которое необходимо для преодоления сопротивления воздушного тракта. В этой схеме отсутствует дросселирование первичного воздуха, следовательно, суммарная мощность вентиляторов 6 и 9 меньше мощности вентилятора 6 на рисунке ... 2005 г. Лекция 1. Место насосов и вентиляторов в тепловой схеме и схеме газовоздушного тракта ТЭС. Характеристики нагнетателей центробежный нагреватель тепловой насос Цель ...
12) Расстояние между витками спирали
(м).
(3.17)
13) Потребная длина проволоки для изготовления спирали ТЭНа.
С учетом необходимой навивки на концы контактных стержней из расчета 20 витков спирали на конец стержня.
(м).
(3.18)
14) Полная длина трубки ТЭНа
(м), (3.19)
где L п — длина пассивного конца, принимаем Lп = 0,05 м [1, стр. 34].
3.2.2 Проверочный тепловой расчет ТЭНа
1) Мощность ТЭНа на первом этапе расчета принимают Р=Р 1.
2) Термическое сопротивление трубки оболочки ТЭНа
(3.20)
Ом
3) Термическое сопротивление наполнителя
(3.21)
Ом
где: Н — теплопроводность наполнителя;
К С — коэффициент, учитывающий различие усилий теплообмена в реальной конструкции нагревателя и в эквивалентной составной трубе;
d с.нар — наружный диаметр спирали.
(3.22)
м
(3.23)
(3.24)
где: П — пористость периклаза в готовом ТЭНе;
Т п — средняя температура периклаза.
(3.25)
где: 1 — плотность периклаза после опрессовки;
2 — плотность периклаза с нулевой пористостью.
(3.26)
4) Температура спирали ТЭНа
(3.27)
5) Уточняем значение Т с .
Удельное электрическое сопротивление материала проволоки при рабочей температуре
(3.28)
Ом. м
Электрическое сопротивление спирали ТЭНа при рабочей температуре
(3.29)
Ом
Мощность ТЭНа при рабочей температуре
(3.30)
Вт
Уточняем
0 С
Ом
6) Максимально допустимая рабочая температура материала спирали.
(3.31)
336,12 0 С 9750 С.
4. Разработка принципиальной электрической схемы управления ЭКУ
В качестве базовой схемы примем схему управления ЭКУ СФОЦ.
Схема управления должна обеспечивать:
защиту секций ЭКУ, электродвигателя вентилятора и схемы управления от токов
короткого замыкания (предохранители FU1… FU10, токовой отсечкой автомата QF1);
- защиту двигателя вентилятора от перегрузки (тепловой расцепитель автомата QF1);
- ручное и автоматическое регулирование мощности ЭКУ для поддержания заданной температуры воздуха в отапливаемом помещении (переключатели SA1, SA2, датчиками температуры SK1 и SK2);
- блокировку, исключающую подачу напряжения на секции электрокалорифера при выключенном двигателе вентилятора (контактами автомата QF1);
- отключение ЭКУ при повышении температуры на поверхности ТЭНов выше 180С (датчик температуры SK1);
- световую сигнализацию о подаче напряжения от сети на схему управления, о включении двигателя вентилятора и секций калорифера.
В данном случае схему усовершенствуем: устанавливаем дополнительную световую сигнализацию об отключении калорифера при перегреве ТЭНов (сигнальная лампа HL5 красного цвета зажигается при работе датчика SK1 и промежуточного реле KL).
Интегрированная информационная система управления качеством процессов ...
... 1. управленческие технологии (базовые): ? технологии управления проектами и потоками работ; ? технологии планирования и управления ресурсами предприятия (производства); ? технологии менеджмента качества (управления качеством); ? технологии управления конфигурацией; ? технологии интегрированной логистической поддержки ...
Автоматический режим работы установки обеспечивается переключателем SA1. Когда в помещении температура выше нормы, контакты SK2 и SK3 датчиков температуры ДТКБ разомкнуты и ступени нагревателя отключены рукоятка SA1 должна находиться в правом положении. При уменьшении температуры SK2 замыкается и включает первую ступень блока нагревателей. В случае дальнейшего снижения температуры замыкается SK3 и включается вторая ступень нагревателя. Отключение в обратном порядке.
В ручном режиме переключатель SA1 переводят в левое положение, в этом случае SA2 включает первую, а затем вторую ступени нагревателя. В аварийном режиме срабатывает датчик ТР-200 (SK1), который отключает реле KL.
5. Выбор силовых проводов и аппаратуры управления и защиты
Рассчитываем ток для электрокалорифера
(5.1)
А
где: Р с — расчетная активная мощность секции; Uн — номинальное линейное напряжение сети.
Рассчитываем ток двигателя вентилятора
(5.2)
А
где: Р дв.н — номинальная мощность электродвигателя; н — номинальный КПД электродвигателя; cosн — номинальный коэффициент мощности электродвигателя.
6. Эксплуатация и техническое обслуживание
Электрокалориферы и электрокалориферные установки предназначены для нагрева приточного воздуха и системах воздушного отопления, теплицах н сушильных установках.
Электрокалорифер состоит из трубчатых нагревательных элементов, подключенных к клеммной колодке и закрепленных в стальной раме, с боков закрытой защитными кожухами. Электрокалорифер комплектуется вентилятором.
Электрокалориферные установки состоят из электрокалорифера типа СФО и центробежного или осевого вентиляторов типов ЦЧ-70 и МЦ, расположенных на одной раме, а также шкафа с аппаратурой автоматического управления. Нагревательные элементы установлены внутри каркаса электрокалорифера в три ряда в шахматном порядке. Каждый вертикальный ряд нагревателей представляет собой самостоятельную тепловую секцию. Нагреватели, соединенные звездой, получают питание от сети переменного напряжения 380 В частотой 50 Гц.
Подготовка электрокалориферов и установок к работе .
Перед началом эксплуатации нового или находившегося на хранении ранее бывшего в эксплуатации электрокалорифера или установки необходимо выполнить следующее.
1. Снять упаковочную тару.
2. Очистить калорифер снаружи от пыли щеткой-сметкой и протереть обтирочным материалом.
3. Снять смазку с законсервированных деталей обтирочным материалом, смоченным бензином или уайт-спиритом.
4. Убедиться в отсутствии механических повреждений деталей.
5. Проверить и при необходимости подтянуть крепежные винты, болты и гайки.
6. Проверить мегомметром на 500 В сопротивление изоляции секции электронагревателей в холодном состояний относительно корпуса. Оно должно быть не менее 0,5 МОм.
7. Заземлить корпус, а также электродвигатель вентилятора и убедиться в надежности защитного заземления путем измерения омметром переходного сопротивления между любой металлической частью установки и зажимом заземления. Переходное сопротивление должно быть не более 0,1 Ом.
8. Убедиться в правильном соединении электронагревателей и в плотности контактных соединений.
Организация процесса выполнения регламентных и ремонтных работ ...
... тов, на которых необходимо выполнять регламентные работы и замену двигателей. Чтобы оценить производственные возможности ПАРМ проводят расчёт располагаемого фонда трудозатрат. Расчёт располагаемого фонда времени в ... свидетельство о проверке. Дополнения и изменения в регламент ... регламентные работы по вертолёту, силовой установке, ... Проверить отсутствие закупорки трубки суфлирования III опоры и в ...
9. Проверить, не касаются ли токоведущие части корпуса электрокалорифера или защитных кожухов.
10. Проверить и при необходимости обеспечить плотное соединение гибкого рукава с патрубками вентилятора и калорифера.
11. Подсоединить кабели к электронагревателям и электродвигателю, а также провода терморегуляторов к щиту управления.
12. Включить вентилятор установки на короткое время для проверки направления вращения рабочего колеса или лопастей.
13. Включить установку, убедиться в исправной ее работе и отрегулировать при помощи шибера производительность и температурный режим работы установки.
7. Техника безопасности
Работы по техническому обслуживанию и текущему ремонту, а также другие виды работ по электрооборудованию необходимо выполнять в строгом соответствии с «Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей» и «Правилами] техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей», утвержденными Министерством энергетики и электрификации СССР.
К выполнению работ по техническому обслуживанию и текущему ремонту электроустановок допускаются электромонтеры и электрослесари, прошедшие в установленные сроки медицинское освидетельствование, знающие правила и инструкции по технике безопасности, прошедшие обучение безопасным методам работы и проверку знаний с присвоением определенной квалификационной группы, обученные приемам освобождения пострадавшего от электрического тока и правилам оказания первой помощи пострадавшим.
Техническое обслуживание и текущие ремонты электрооборудования проводят при полностью снятом напряжении, то есть электроустановка должна быть полностью отключена от сети. Для исключения ошибочной подачи напряжения к месту работы персонала снимают предохранители, прокладывают изоляционный материал между губками и ножами рубильников, отъединяют кабели.
На рукоятках выключающих аппаратов вывешивают плакат: «Не включать — работают люди». После вывешивания предохраняющих плакатов убеждаются в отсутствии напряжения на всех фазах, пользуясь индикатором, вольтметром или контрольной лампой.
Под напряжением работают только при испытании отремонтированных машин и аппаратов и только в случае, если этого требует технология проверки.
При работе на электродвигателях необходимо принимать меры к тому, чтобы двигатель не пришел во вращение со стороны приводимого механизма.
Запрещается работать в одежде с подвернутыми рукавами и без головного убора. При работе с вращающимися контактными кольца ми, коллектором и щетками рукава работающего должны быть застегнуты у кисти, а на руки надеты диэлектрические перчатки.
При ремонте электропроводок провода или кабели нельзя затягивать, стоя на приставной или раздвижной лестнице. Вручную провода и кабели можно затягивать в трубы при минимальных усилиях, а при тяжелых условиях — при помощи лебедки. Закрепление провода должно быть надежным и не допускать обрыва при натяжении. Электромонтер, подающий провод или кабель в трубы, должен работать с особой осторожностью, остерегаясь затягивания руки в трубу.
Запрещается опирать лестницу на тросовый провод. У лестниц, устанавливаемых на гладких поверхностях, основания обивают резиной, а у тех, которые устанавливают на земле, на основания надевают острые металлические наконечники. Работы с применением лестниц могут выполнять не менее двух электромонтеров.
Формирование конкурентоспособного ассортимента проводов бытового ...
... рынка кабельно-проводниковой продукции, так как представляет не только научный (в рамках товароведения), но и практический (разработка конкурентоспособного ассортимента) интерес. Целью дипломной работы является формирование конкурентоспособного ассортимента проводов бытового ...
При обслуживании и ремонте электрооборудования запрещается применять металлические лестницы.
Испытания электрооборудования с использованием повышенного напряжения должны проводить лица, прошедшие специальную подготовку и имеющие практический опыт проведения испытаний в действующих электроустановках. Перед началом испытания необходимо проверить заземление корпусов испытываемого оборудования и надежно заземлить испытательную установку. Место испытания, а также соединительные провода, находящиеся под высоким напряжением, должны быть ограждены. Кроме того, должен быть вывешен плакат: «Стой — высокое напряжение».
Все отъединения и присоединения проводов на испытательной установке и испытуемом электрооборудовании должно выполнять одно и то же лицо, пользуясь при этом диэлектрическими перчатками. После окончания испытания необходимо разрядить испытуемое электрооборудование на землю.
При проведении слесарных работ по разборке, ремонту и сборке электрических машин и аппаратов необходимо пользоваться съемниками, обеспечивающими безопасность. При рубке твердых и хрупких металлов зубилом или крейцмейсером необходимо надевать защитные очки.
При работе на сверлильном станке запрещается придерживать детали руками или закреплять деталь во время работы станка.
Допуск к работе в электроустановках персонала сторонних организаций, с которыми заключены договора на обслуживание и ремонт (в том числе «Сельхозэнерго» или Госкомсельхозтехники), должен оформляться в соответствии с требованиями «Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей».
электрокалориферный тепловой вентилятор мощность
В. Б. Курсовая, А. А. Применение
А. М. Басов
