Курсовая работа: Автоматизация технологических процессов в телятнике на 600 голов с карантинным содержанием

Опыт эксплуатации систем вентиляции животноводческих помещений, при эффективно действующих системах удаления навоза и помета показал, что обеспечение нормативной концентрации углекислого газа в воздухе, при этом, также обеспечивает допустимую концентрацию остальных вредных газов, в связи с чем объем приточного воздуха зимой рассчитывают по содержанию углекислого газа и находят по формуле:

где aCO2 - количество воздуха, которое необходимо подать в помещение и удалить из него за 1 ч/м3;

С - общее количество углекислоты, выделяемой всеми животными за 1 ч, л/ч;

С1 - допустимое содержание углекислоты в 1 м3 воздуха, л/ч;

С2 - содержание углекислоты в наружном воздухе вблизи телятника, л/м3.

При этом величину С определяют из выражения:

С = C0nq ,

C0- количество углекислоты, выделяемой животными за час на 1 кг живого веса;

п - число животных в помещении;

q - вес одного животного , кг.

При расчёте воздухообмена по влажности исходят из нормативов температуры и влажности воздуха в помещении и учёта количества влаги, выделяемой животными в парообразном виде, а также испаряющейся с пола, клеток, поилок, помёта и других ограждений помещения.

Количество водяных паров, выделяемых животными, находят по таблице 1.

Таблица 1. Воздухообмен для животных по сезонам года

Влажность наружного воздуха учитывают в переходный период, то есть когда влажность воздуха сравнительно высокая, а температура близка к О °С. Сведения о температуре и влажности наружного воздуха можно брать из климатических таблиц или узнавать в ближайшей метеорологической станции средние показатели режимов за много лет. Затем объём вентиляции по влажности рассчитывают по формуле:

где а - количество воздуха (м3/ч), которое необходимо подать в помещение и удалить в течении часа;

Q - количество влаги (г), выделяемой птицей в парообразном виде и испаряющейся с поилок, пола в час; q1 - абсолютная влажность воздуха помещения (г/м3), при которой относительная влажность остаётся в пределах норматива; q2 - абсолютная влажность вводимого в птичник атмосферного воздуха (г/м3).

Воздухообмен по углекислому газу рассчитывают для холодного периода, по влажности - для переходного времени года.

Однако если животных (птиц) содержат в помещении круглый год, необходимо учитывать удаление избыточной теплоты при высоких наружных температурах воздуха в летний период.

Воздухообмен при условии выделения свободного тепла животными (птицей) определяется по формуле:

где - количество воздуха (м3), которое необходимо подать в помещение или удалить из него, чтобы поддерживать в нём рекомендованные параметры температуры, влажности и газового состава воздуха;

Q - избыточное свободное тепло, выделяемое животными (птицей), ккал/ч;

С - теплоёмкость 1 м3 воздуха, постоянный показатель, который равен 0,3 (ккал/ м3, град);

tв - температура воздуха в телятнике, °С;

tн - температура наружного воздуха, °С.

Рис. 2 Организация воздухообмена в коровнике.

Проведенные исследования по определению эффективности работы системы охлаждения им увлажнения показали, что при ее работе температура воздуха внутри помещения снижается в среднем на 3 °С, а относительная влажность повышается на 9-10% по сравнению с теми же параметрами воздуха при отключенной системе. Следует отметить, что летом важно не только понизить температуру воздуха внутри помещения, но и повысить относительную влажность, так как при отключенной системе увлажнения относительная влажность воздуха в самое жаркое время понижается до +30-35%, то есть ниже минимально допустимой нормы.

Исследования и практика показали, что в широкогабаритных зданиях даже кратковременный выход из строя систем вентиляции (2,0-4,0 ч) вызывает значительный экономический ущерб из-за резкого снижения продуктивности, а иногда и гибель животных. После изучения информации микроклимата в телятнике, можно выстроить технологическую линию его оптимального поддержания.

В помещениях, где содержатся животные, накапливается большое количество вредно действующих газов углекислоты, аммиака, сероводорода, которые являются продуктами жизнедеятельности самих живых организмов.

Для этого используется вентиляция что бы вытеснить из помещения отработанный воздух свежим в таком количестве, чтобы обеспечить нормативную концентрацию вредных газов в помещении. Вентиляционная система должна функционировать оптимально. Избыточная вентиляция увеличивает затраты на вентиляцию воздуха и его нагревание в холодный период. Чтобы контролировать воздухообмен в помещениях, необходимо использовать следующие данные объёма вентиляции: максимальное количество воздуха, которое требуется для удаления из помещения избыточной влаги и углекислого газа, в зимний и переходный периоды года лишнего тепла летом.

Отопительно-вентиляционная система включает: калорифер, радиальный (центробежный) вентилятор, магистральный воздуховод и воздуховоды равномерной раздачи воздуха, выходные отверстия которых оборудованы жалюзийными решетками.

Воздухообмены в помещении МТФ определены для холодного, переходного и теплого периодов на основании тепло- и влаговыделений коровами в зависимости от внутренней температуры помещения.

Отопление помещения - воздушное от приточных систем П1 и ГО.

Отопительно-вентиляционная установка П1 представлена тепловентилятором типа ТВ-9, в комплект которого входит: вентилятор центробежный с двухсторонним всасыванием воздуха, водяной, биметаллический калорифер КСк4/8 со спирально-накатным оребрением и жалюзийный блок.

Рисунок 1 - Технологическая схема воздухозабора (Рн1,Рн2 - 1,1 кВт, Рн4 - 2,2 кВт, Рн3 - 7,5 кВт)

Тепловентилятор ТВ-9 укомплектован двухскоростными электродвигателями, управление подачей воздуха обеспечивается переключением электродвигателя с одной скорости на другую и изменением угла открытия жалюзи.

Отопительно-вентиляционная установка П2 представлена вентиляторным агрегатом типа А2.5 105-1, состоящим из вентилятора центробежного ВЦЦ-70 и электродвигателя 4А56А4; пластинчатым, стальным калорифером КВСБ-П.

2. Выбор электродвигателей и пускозащитной аппаратуры

Электродвигатель - это устройство, способное преобразовывать энергию тока в кинетическую энергию. На выбор электродвигателя влияют следующие факторы:

- способ питания;

- вид электрического тока;

- режим эксплуатации;

-воздействие внешней среды на оборудование.

2.1 Выбор электродвигателей по мощности

Для выбора электродвигателей по мощности необходимо знать характер нагрузки электропривода, то есть иметь нагрузочную диаграмму.

В тех случаях, когда нагрузочная диаграмма отсутствует, выбор электродвигателей выполняется по следующим формулам.

Определяем расчетную мощность:

Ррасч = = =3,89 кВт

где Рмаш - мощность электрической машины, кВт; зпер - КПД передачи.

По расчетной мощности выбираем электродвигатель, соблюдая условие:

Рн ? Ррасч

4 ? 3,89

Выбираем электродвигатель типа АИР100L4У3

Рн = 4 кВт

Iн = 8,5 А

nн = 1410 мин-1

зн = 85 %

cosцн = 0,83

Ki = 7,0

Определяется каталожная неувязка:

Ккн = = = 0,97

Определяется коэффициент загрузки машин (Кзм), который выбирается по справочнику.

Кзм = 0,7

Определяется коэффициент загрузки электродвигателя:

Кзд = Ккн Ч Кзм = 0,97 Ч 0,7 = 0,679

2.2 Выбор пускозащитной аппаратуры

Сила тока пускателя должна быть больше или равна номинальной силе тока двигателя.

Iн.пуск ? Iн;

10 ? 8,5

Выбираем магнитный пускатель типа ПМЛ 122002

Напряжение втягивающей катушки должно равняться напряжению сети.

Uкат = Uсети

Пускатель должен обеспечивать хорошее условие коммутации.

Iн.пуск ?

10 ? 9,92

где Iпуск - сила пускового тока, Iпуск = Iн Ч Кi = 8,5Ч7 = 59,5 А.

Исполнение и степень защиты должны соответствовать условиям окружающей среды

IР(54)

Схема соединения пускателя должна соответствовать требованиям схемы управления электродвигателем.

2.3 Выбор тепловых реле

Сила тока нагревательного элемента реле должно быть больше или равно силе номинального тока электродвигателя. По данному условию по каталогу осуществляем выбор тепловых реле.

Iнэ ? Iн.дв

8,5 = 8,5

Выбираем тепловое реле типа РТЛ 101404.

3. Расчет освещения

Основными параметрами видимого излучения, действующими на животных, являются периодичность освещения, уровень освещенности и спектральный состав света.

Естественное освещение обеспечивает лишь 70% требуемой продолжительности освещения весной и летом и лишь 20% в осенне-зимний периоды. Поэтому для обеспечения оптимальной продолжительности светового дня необходимо использовать искусственное освещение.

Рационально спроектированные и грамотно эксплуатируемые осветительные установки позволяют компенсировать недостаток естественной освещенности при минимальных затратах электроэнергии, электротехнического оборудования и материалов.

Расчет освещения произведем в основном помещении для содержания животных, с предусмотренным дежурным освещением, а также рассчитаем освещение в подсобных помещениях.

3.1 Расчет освещения в основном помещении методом светового потока

Определим размещение светильников на плане помещения:

Расчетная высота:

hрасч = H - hсв - hрп = 3 - 0,5 = 2,5 м

где hсв - высота свеса светильника, принимаем 0,25…0,5; hрп - высота рабочей поверхности, для животноводческого помещения примем hрп = 0.

Расстояние между светильниками:

Lа = лЧhрасч = 1,4Ч2,5 = 3,5 м

где л - светотехническое расстояние для кривой силы света, принимаем 1,4…1,6.

Расстояние между рядами:

Lв = (0,5…0,8)ЧLа = 0,8Ч3,5 = 2,8 м

Расстояние до светильников от стен помещения:

lа = (0,3…0,5)ЧLа = 0,5Ч3,5 = 1,75 м

lв = (0,3…0,5)ЧLв = 0,5Ч2,8 = 1,4 м

Определим количество светильников в ряду:

n = +1 = +1 = 20 шт

где А - длина помещения. Полученный результат округлить до целого числа.

Определим число рядов светильников в основном помещении:

m = +1 = +1 ? 5 рядов

где В - ширина помещения.

Определим общее число светильников в помещении:

N = nЧm = 20Ч5 = 100 шт

где n - число светильников в ряду; m - число рядов.

Определим индекс помещения:

i = = ? 4

сст = 50%; спот = 30%; спол = 20%.

Выбираем светильники типа НСП-21. Определим коэффициент светового потока в зависимости от типа выбранного светильника и коэффициент отражения.

з = 60; Ф1 = 68%; Ф2 = 0%.

Определим величину светового потока.

Ф = = = 4,427 Лм

где Ен - нормированная освещенность, принимаем 20; S - площадь помещения; Кз = 1,15; Z - коэффициент неравномерности, принимаем 1,1…1,2; N - число светильников; з - коэффициент отражения.

В зависимости от светового потока выбираем лампы накаливания типа Б220-40. Мощность лампы Рл = 40 Вт; световой поток Фл = 400 Лм.

Определим фактическую освещенность:

Еф = Ен = 20 Ч = 22,14 Лк

3.2 Расчет освещения в подсобных помещениях

Расчет ведется в зависимости от площади и высоты помещения, типа выбираемых светильников и удельной мощности общего равномерного освещения. электродвигатель кормление световой тепловой

Расчет освещения в вентиляционной камере. S = 16,6 м2

Определим удельную мощность по таблице.

Руд = 2,3 Вт/м2

Определим требуемую мощность:

Ртр = РудЧS = 2,3Ч16,6 = 38,18 Вт

Принимаем число светильников N = 1 шт.

Определим мощность ламп и выбираем тип лампы накаливания:

Рл = = = 38,18 Вт

Выбираем лампы накаливания типа Б220-40 Рл = 40Вт

Определяем установленную мощность ламп:

Руст = РлЧN = 40Ч1 = 40 Вт

Расчет освещения в остальных подсобных помещениях аналогичен.

3.3 Расчет силовых цепей

Распределительное устройство выбирают по назначению, числу отходящих групп, а также по типу и номинальным значениям расчетных единиц.

Для силовой проводки рекомендуется выбирать распределительное устройство серии ПР-9000 или СУ-9000.

Составим расчетную схему распределительного устройства.

Выбор автоматических выключателей. Выбор марки и сечения проводов.

Выбираются автоматические выключатели по номинальному току, напряжению и по условиям эксплуатации (исходя из типа исполнения). Если

необходимо выбрать автомат для подключения известных нагрузок необходимо рассчитать рабочие и пусковые токи.

Определяем рабочий ток для РЩ-1: Iраб = Кзд Ч Iн;

Iраб1 = 0,644Ч8,5 = 5,47 А

Iраб2 = 0,686Ч3,52 = 2,41 А

Суммарный рабочий ток РЩ-1: Iраб = КоЧ(Iраб1 + Iраб2) = 0,85Ч(5,47+2,41) = 6,7 А

Определяем ток расцепителя автоматического выключателя