Расчёт электрокалориферной отопительно-вентиляционной системы

лампы; SK1…SK3 - датчики температуры; M - электродвигатель вентилятора; EK1, EK2 -

секции ТЭНов электрокалорифера.

10 Определение эксплуатационных показателей

Важнейшим эксплуатационным критерием, характеризующим экономичность применения электронагревательных установок, является расход электроэнергии. Для определения расхода электроэнергии за сезон, длительность которого зависит от местных метеорологических условий, надо учесть общую мощность электрокалориферных установок:

Рэку = Рд + Рк

Для нашего случая:

Рэку = 2* 30,6 + 2*0,75 = 62,7 кВт.

Потребление электроэнергии ЭКУ за сезон, кВтч:

Wэ= Рэкуtэк (10.1)

где tэк--время эксплуатации за сезон, час (см. приложение 18).

Общая мощность ЭКУ рассчитана на поддержание микроклимата в сельскохозяйственных помещениях в наиболее холодное время года. При повышении температуры наружного воздуха, ЭКУ начинают работать с перерывами и не на полную мощность. При такой работе невозможно рассчитать сезонный расход электрической энергии ЭКУ, особенно, если они работают в автоматическом режиме.

Общее потребление электроэнергии за сезон можно определить, если мощность ЭКУ пересчитать для работы при средней температуре отопительного периода. В этом случае в уравнение теплового баланса (3.1) необходимо включить ?_о.п.:

Qог = 10 * 4 * 150 (1 + 8,3) = 55800 кДж/ч (по форм. 3.2) (по форм. 3.3)

Qв = 4430,5 * 1 * 1,2(1+ 8,3) = 49444,4 кДж/ч (10.2)

Qк. ср. = 55800 + 49444,4 - 198720 = - 93475,6 кДж/ч (по форм. 3.1)

Знак "минус" в уравнении означает, что тепло, выделяемое животными, значительно перекрывает потери тепла, то есть при такой температуре наружного воздуха не требуется отопления помещения. Чтобы определить мощность калорифера с учетом средней температуры отопительного периода ?_о.п., от производительности калориферов, определенной при расчетной зимней температуре, Qк.н. отнимем Qк.ср.:

Qк = Qк.н. - Qк. ср. = 219994,2 - 93475,6 = 94124 кДж/ч

Мощность калорифера будет равна:

Рк = 94124 / 3600 = 26,1 кВт. (по форм. 3.11)

Расход э/энергии:

Wэ = 26,1 * 241*24 = 150962.4 кВт*ч. (по форм. 10.1)

Стоимость электроэнергии за сезон:

Иэ = 150962,4 * 2,31 = 348723,1 руб.

Удельный расход электроэнергии на подогрев 1 мі воздуха, кВтч/мі.

Wу = Wэ / Lв

Wу = 348723,1 / 4430,5 = 78,7 кВтч/мі

Стоимость подогрева 1 мі воздуха, руб:

Иу = 78,8 * 2,31 = 181,8 руб/мі

Удельный расход электроэнергии на одну голову за сезон:

Wг = Wэ / N

Wг = 150962.4 / 150 = 1006,4 кВтч/гол.

Стоимость электроэнергии, израсходованной на одну голову за сезон:

Иг = 1006,4 * 2,31 = 2324,8 руб/гол.

По этому разделу должен быть сделан конкретный вывод о

эффективности автоматизированных отопительно-вентиляционных систем.

11 Возможности энергосбережения при работе ЭКУ

Производительность вентилятора, для удаления избыточной влаги, определенная по формуле (2.4), равна Lвл = 4430,5 мі/ч., а для удаления углекислоты - (см. формулу 2.7) L со2 = 1542.9 мі /ч.

Соотношение L вл / Lсо2 = 2,9. Данное число означает, что 0,66 объема вентилируемого воздуха удаляется из помещения из-за избыточной влажности. Для оптимизации расходов на отопление, этот объем теплого воздуха можно подсушить, пропустив через ЭКУ и вернуть обратно без ухудшения качества микроклимата в помещении. В этом случае потери тепла, определенные по формуле (3.3) делим на 2,9 и получаем потери тепла на вентиляцию с учетом экономии:

Qв.эк. = Qв. / 2,9 = 49444,4/2,9 = 17049,8 кДж/ч

Тогда уравнение теплового баланса ( форм. 3.1) с учетом экономии э/э:

Qк. Эк. = 55800 + 17049,8 - 198720 = - 125870,2 кДж/ч.

Возможность энергосбережения рассчитаем через коэффициент экономии, определенный как:

К_э = Qк. ср. // Qк. Эк. = - 93475,6 / - 125870,2 = 0,74

Общая мощность системы отопления с учетом экономии (3.11):

Р_к.эк.= 26,1 * 0,74 = 19,4 кВт.

Получаем экономию по установленной мощности ЭКУ в кВт:

Рк / Рк.эк = 26,1/19,4 = 1,34 раза.

Расход электроэнергии за сезон в экономном режиме:

Wэ.эк. = 19,4 * 241 * 24 = 112209,6 кВтч.,

Стоимость э/э в экономном режиме:

Иэ.эк. = 112209,6 * 2,31 = 259204,2 руб.

Экономия в рублях:

348723,1 - 259204,2 = 89518,9 руб.

Стоимость э/энергии, приходящей на 1 овцу в экономном режиме:

Иг.э. = 259204,2 / 150 = 1728 руб.

Вывод: Подсушивание 2/3 объема воздуха, находящегося в помещении, путем повторного пропускания через калорифер, уменьшает общий расход электроэнергии за сезон в 1,34 раза. При этом, стоимость э/энергии, затрачиваемой на 1 овцу за сезон уменьшается с 2083,2 рублей до 1728 рублей. При стоимости живой овцы в настоящее время около 5…6 тысяч рублей, затраты на электроотопление помещения могут быть оправданными.

Библиографический список

1. Алиев А.И. Справочник по электротехнике и электрооборудованию: Уч. пособие для вузов. - М.: Высшая школа, 2000.

2. Арданов Ч.Е. Подъемно-транспортные машины: учебное пособие для вузов. - Улан-Удэ: Изд-во БГСХА им. В.Р. Филиппова, 2008. - 170 с.

3. Гайдук В.Н., Шмигель В.Н. Практикум по электротехнологии: Уч. пособие для вузов - М., Агропромиздат, 1989 - 175с.

4. Захаров А.А. Практикум по применению теплоты и теплоснабжению в сельском хозяйстве. - М.: Колос, 1995.

5. Захаров А.А. Применение теплоты в сельском хозяйстве: Учебник. - М.: Агропромиздат, 1986.

6. Коломиец А.П. и др. Монтаж электрооборудования и средств автоматизации. - М.: КолосС, 2007. - 351с. ил.

7. Оберюхтин В.А. Светотехника и электротехнология. Часть 2: Методические указания по изучению дисциплины / Рос.аграр. заочный ун-т. М., 2004. 30 с.

8. Справочник инженера - электрика сельскохозяйственного производства: Уч. пособие. - М.: АИнформагротех, 1999.

Приложение 1 Нормы выделения животными теплоты, углекислоты и водяных паров /мур, с.287-289, П100/

Примечания: 1. Нормы тепло-, газо-. влаговыделений приведены для взрослых животных и молодняка при температуре в помещении 10?С. или телят - 15?С. 2. Нормы вредностей при других температурах определяют путем умножения указанных данных на температурные коэффициенты kt, (см. приложение 2).

Приложение 2 Поправочные коэффициенты kt, при различных температурах воздуха в помещении*

*Поправочные коэффициенты k t, для заданных температур получены интерполированием данных приложения 9 на с.163 в [2].

Приложение 3 Нормы выделения птицей теплоты, углекислого газа и водяных паров

(Мур, с.289, П100)

Приложение 4 Поправочные коэффициенты k t для определения теплоты, углекислоты и влаги, выделяемых взрослой птицей при различных температурах воздуха в помещении)

Приложение 5 Диаграмма Н-d для влажного воздуха

(2, с.165, П12)

Приложение 6 Номограмма для подбора центробежных вентиляторов серии Ц4-70 (2, с.36, рис. 12.)

Приложение 7 Технические данные электродвигателей серии АИ (Частота вращения по /6/, с. 508, прил.2; остальные данные по /9/, с.109,110)

Приложение 8

Технические данные трубчатых нагревателей серии ЭТ

(Обер.с.28, П7)

Приложение 9 Коэффициент для некоторых условий окружающей среды (гайдук с. 168, П6)

Приложение 10 Коэффициенты монтажа для некоторых конструкций (гайдук с. 168, П.7)

Приложение 11 Таблица токовых нагрузок ( Б. З. с.191 табл. 2.4).

Приложение 12 Материалы и параметры нагревательных элементов сопротивления (Б.З. с.187, табл.2.3.)

Приложение 13 Допустимые токовые нагрузки на 4 жильный кабель АВРГ (6. с.37, табл.4.21)

Приложение 14 Технические данные выключателей АЕ2000 и АЕ2000М (5,с.177, табл.6.6)

Приложение 15 Технические характеристики предохранителей серии ПР-2/5,с.172,табл.6.4/

Приложение 16 Технические данные магнитных пускателей серии ПМЛ (5, с.169, табл.6.2.) электрокалорифер тепло вентиляция

Приложение 17 Технические данные реле серии РТЛ (5, с.172, табл.6.4)

Приложение 18 Расчетные климатические характеристики отопительного периода (3, с.271, П6)

Размещено на Allbest.ru