Сущность и актуальность внедряемой разработки

Микроклимат – это совокупность условий окружающей среды стимулирующих жизнедеятельность и продуктивность животных. Поддерживая значения микроклимата, близкие к оптимальным, можно при одинаковом уровне кормления увеличить прирост живой массы животных на 20…25%, сократить отход молодняка на 10…15%, снизить потери кормов на 10…20%.

Тепловой режим животноводческих помещений устанавливается в результате процессов тепло - и массообмена, происходящих как внутри помещений, так и через наружные ограждения. Он формируется под действием системы отопления и вентиляции в зависимости от метеорологических параметров наружного воздуха и технологических характеристик строительных конструкций.

Для создания требуемого микроклимата в помещениях промышленность выпускает специализированное отопительно-вентиляционное оборудование. Оно работает при высокой влажности, наличии в воздухе агрес­сивных газов, в условиях большой запыленности воз­духа. Отличительная особенность вентиляционного обо­рудования — высокая надежность.

Однако в повышении надежности оборудования не­малая роль принадлежит и технически грамотной экс­плуатации, своевременному техническому обслужива­нию. Обеспечить надежную работу отопительно-вентиляционного оборудования могут только хорошо подготовленные специалисты, отчетливо понимающие, что сохранность и продуктивность животных и птицы во многом зависят от персонала, обслуживающего это оборудование.

Специализированное оборудование серии «Климат» предназначено для отопления и вентиляции животно­водческих и птицеводческих помещений. Оно относится к классу многовентиляторных систем. Под многовенти­ляторными понимаются системы, в которых воздух подается или удаляется большим числом агрегатов, имеющих автоматическое регулирование. Преимущество такой системы состоит в том, что она обладает высокой степенью надежности: выход из строя даже нескольких агрегатов существенно не влияет на параметры микро­климата. Важная особенность оборудования, входящего в комплекты типа «Климат» заключается в использова­нии специально разработанных низконапорных электровентиляторов, обладающих способностью регулировать подачу в широком диапазоне.

Сущность разработки состоит в замене более энергоемкого оборудования, применяемого для создания микроклимата в производственном помещении свинарника-откормочника на 1200 голов, на менее энергоемкое.

Объектом проектирования является производственное помещение свинарника-откормочника ОАО «Племенной завод «Индустрия» Пуховичского района Минской области на 1200 голов.

Здание свинарника предназначено для содержания и откорма в течение 135 дней 1200 поросят. Оно разделено на две изолированные секции по 600 голов. Секции разделены на групповые станки с содержанием по 20 поросят в каждом. Станки располагаются в четыре ряда образуя два кормовых прохода.

Технология откорма свиней - откорм с безвыгульным мелкогрупповым содержанием в станках, оборудованных щелевыми полами. Откармливают влажными кормосмесями, в которые входят как сочные, так и концентрированные корма, произведенные в собственном кормоцехе. Процесс приготовления и подачи корма в блоки и откормочники автоматизирован.

Кормление поросят производится из сосковых кормушек и поилок, установленных в станках. Кормление двухразовое влажными кормовыми смесями. Заполнение кормушек производится мобильным кормораздатчиком-смесителем КС-1,5.

Благоприятная температура - одно из необходимых условий нормального обмена вещества в организме. Нарушение же теплового режима отрицательно сказывается на проявлении всех жизненных функций. Содержание животных в холодных, сырых и плохо вентилируемых помещениях приводит к снижению привесов на 20 - 30% и увеличению заболеваемости молодняка в 2 - 3 раза. Отсутствие надежного микроклимата представляет одну из причин увеличения расходов кормов на 20 - 30% и срок выращивания и откорма в 1,6 - 1,8 раза по сравнению с зоотехническими нормами. Для широкого применения при проектировании и реконструкции существующих животноводческих помещений разработаны оптимальные параметры микроклимата для различных возрастных и производственных групп животных.В здании поддерживается микроклимат с параметрами: температура воздуха - 14….20 ⁰С, относительная влажность - 40….75%, содержание углекислого газа - 2 л/м³, скорость движения воздуха в теплый период - 0,5 м/с, в холодный период - 0,3 м/с. Параметры микроклимата поддерживаются с помощью приточно-вытяжной вентиляции, системы обогрева и освещения.

Экономическая эффективность определяется: во-первых, для выявления и оценки уровня использования отдельных видов затрат и ресурсов, экономической результативности производства в целом, экономических итогов реализации комплекса мероприятий; во-вторых для технико-экономического обоснования и отбора более экономичных вариантов решения задач по внедрению новой техники. Эффективность рассчитывается путём сравнения проектируемого варианта с базовым. Целью настоящего раздела курсового проекта является обоснование экономической целесообразности модернизации системы управления микроклиматом на основе перехода от 2-х ступенчатого на плавное регулирование воздухообменана основе использования тиристорного регулятора напряжения (ТРН) в производственном помещении свинарника-откормочника на 1200 голов.

 

3.2.2 Выбор вариантов технических решений проекта и их сравнительнаяхарактеристика

В качестве базового варианта принимаемтепловентилятор типа ТВ – 18,1Мc 2-х ступенчатым способом регулирования, данному проекту присваиваем индекс «1»;

Для проектируемого варианта - тепловентилятор типа ТВ – 18,1М с плавным регулированием на основе использования тиристорного регулятора напряжения (ТРН), присваиваем индекс «2» (регулирование частоты вращения асинхронного двигателя изменением напряжения на статоре).

Изменение напряжения, подводимого к обмотке статора асинхронного двигателя, позволяет регулировать скорость с помощью относительно простых технических средств и схем управления. Для этого между сетью переменного тока со стандартным напряжением U_1ном и статором электродвигателя включается регулятор напряжения.

При регулировании частоты вращения асинхронного двигателя изменением напряжения, подводимого к обмотке статора, критический момент М_кр асинхронного двигателя изменяется пропорционально квадрату подводимого к двигателю напряжения U_рег (рис. 3.1), а скольжение от U_рег не зависит.

 

Рисунок 3.1-Схема регулирования скорости асинхронного двигателя путем изменения напряжения на статоре

 

 

Рисунок 3.2- Механические характеристики асинхронного двигателя при изменении напряжения подводимого к обмоткам статора

 

Если момент сопротивления рабочей машины больше пускового момента электродвигателя (М_с> М_пуск), то двигатель не будет вращаться, поэтому необходимо запустить его при номинальном напряжении U_ном или на холостом ходу.

Регулировать частоту вращения короткозамкнутых асинхронных двигателей таким способом можно только при вентиляторном характере нагрузки. Кроме того, должны использоваться специальные электродвигатели с повышенным скольжением. Диапазон регулирования небольшой, до n_кр.

 

Рисунок 3.3- Схема замкнутой системы регулирования скорости тиристорный регулятор напряжения - асинхронный двигатель (ТРН - АД)

 

Замкнутая схема управления асинхронным двигателем (рис.3.3), выполненная по схеме тиристорный регулятор напряжения- электродвигатель позволяет регулировать скорость асинхронного двигателя с повышенным скольжением (такие двигатели применяются в вентиляционных установках)

Исходные данные по сравниваемым вариантам заносим в таблицу 3.1

Таблица 3.1 – Исходные данные по сравниваемым вариантам

Показатель	Вариант
базовый	проектируемый
1. Применяемые технические средства	ТВ – 18,1М	ТВ – 18,1М с ТРН
2. Количество калориферных установок, шт.
3. Вид потребляемых энергоресурсов	Электрическая энергия	Электрическая энергия
4.Мощность электродвигателей вентиляторов, кВт	7,5	7,5
5. Способ автоматического регулирования	2-х ступенчатое	плавное с использованием ТРН
6. Тариф на электроэнергию, у.е./ кВт∙ч	0,10044	0,10044
7. Тариф на тепловую энергию, у.е./ Гкал	50,32	50,32

Дополнительные исходные данные:

Поголовье свиней: n_св = 1200 гол.

Средняя масса одной головы: m_ср = 60 кг.

Теплопотери через ограждения: =2110 Вт/ °С

Воздухопроизводительность приточных вентиляторов в отопительный период: L=39150 кг/ч.

Тепловыделения животных: Ф_ж=233544 Вт

Потери тепла на испарение: Ф_и=17533 Вт

Расчетная температура внутри помещения: t_вн =10 °С

Расчетная температура наружного воздуха: t_нр =—24 °С.