Оборудование для вентиляции и воздушного отопления
Вентиляторы и калориферы. На рис. 48 показана схема вентиляционной системы комплекса для выращивания и откорма 10 тыс. голов молодняка крупного рогатого скота, а на рис. 49 приведены схемы устройства вентиляционно-отопительных установок в помещениях первого периода откорма (рис. 49, а), где каждая секция здания оборудована калорифером и двумя вентиляторами, и второго периода откорма (рис. 49, б) с одним вентилятором и калорифером. Заборный и распределительный воздуховоды подают свежий воздух в телятники по схеме «сверху вниз». Такая схема применена и в откормочниках свиноводческого комплекса на 108 тыс. свиней в год (т. п. 819—216), в перекрытиях которых вдоль зданий установлены круглые вентиляционные шахты — башни для подачи дополнительного приточного воздуха в летний период. Для удаления загрязненного воздуха из навозных каналов в откормочниках устроена вытяжная система, которая состоит из центробежного вентилятора, соединенного с поперечным сборным вытяжным подпольным каналом.
Наиболее завершенной является комбинированная система вентиляции, разработанная ВИЭСХом, которая представлена на рис. 50. В нее входят вентилятор МЦ-4.70 с подачей от 12 до 19 тыс. м3/ч и электрокалорифер на 60 кВт с массовым расходом теплого воздуха до 130 кг/ч.
Рис. 48. Схема системы вентиляции, устанавливаемой в зданиях комплекса по откорму 10 тыс. голов молодняка крупного рогатого скота:
I — заборный воздуховод; 2 — вентиляторы; 3— вытяжная шахта;
4 — распределительный воздуховод
Засасываемый вентилятором наружный воздух проходит через электрокалорифер и по воздуховоду направляется в систему вентиляции, где смешивается с холодным воздухом, поступающим через воздухозаборник. Полученный теплый воздух подается в приточный канал, расположенный под кормушками, и через отверстия попадает в помещение. Вытяжные каналы размещены под навозными проходами. Подача воздуха регулируется задвижками в каналах.
Мощность М, кВт, подводимая к приводу вентилятора, определяется по формуле
Р<Эу
Где р — полное давление вентилятора, кПа; ц„ — КПД вентилятора (для центробежных вентиляторов принимается >т„ = 0,4—0,6); ц„р — КПД привода.
В системах регулирования микроклимата в качестве основного оборудования используются показанные на рис. 51 центробежные, осевые и крышные вентиляторы; паровые, водяные и электрические теплогенераторы и калориферы; тепловые вентиляторы и комплексные приточно-вытяжные установки ПВУ.
Вентиляторы по развиваемому ими давлению делятся на три группы; низкого давления — до 1000 Па, среднего — 1000—3000 Па и высокого давления — 3000—12 000 Па. В системах животноводческих помещений обычно применяют вентиляторы низкого и среднего давления.
Хорошими аэродинамическими свойствами и высоким КПД обладают центробежные вентиляторы типа Ц4-70. Им согласно
Рис. 49. Схемы вентиляционно-отопительных установок в зданиях первого (а) и второго (б) периодов откорма:
1 — заслонка; 2 — электродвигатель; 3 — вентилятор; 4 — электродвигатель с регулируемой частотой вращения; 5 — жалюзи; 6 — калорифер
ГОСТу 10616—63 присваивается номер, который соответствует диаметру рабочего колеса в дециметрах по внешней кромке лопаток. Основные показатели вентиляторов общего назначения и крышных приведены в табл. 18.
18. Технические характеристики вентиляторов
|
Осевые крышные типа ЦЗ-0,4
|
Осевые вентиляторы отличаются тем, что создаваемый ими поток воздуха направлен параллельно оси вращения рабочего колеса. Осевые вентиляторы развивают небольшое давление при достаточно большой подаче, поэтому их применяют в систе-
Рис. 50. Комбинированная система вентиляции (ВИЭСХ): I — кормушка; 2 — воздуховод; 3 — заслонка приточного канала; 4 — пульт управления; 5 — электронагреватель; 6 — наружная стена помещения; 7 — вентилятор; 8 — наружный воздухозаборник; 9 — люк-колодец; 10 — отверстие приточного канала |
Мах без воздуховодов. Широкое распространение в вентиляционно-отопительных установках получили осевые вентиляторы типа ВО. Их основные показатели приведены в табл. 19.
№. Технические характеристики осевых вентиляторов типа ВО
|
Промышленность выпускает большую серию вентиляционно-отопительных агрегатов ТВ, называемых тепловентиляторами, которые применяются иа комплексах по производству свинины и говядины. Типоразмерный ряд их включает шесть модификаций: ТВ-6, ТВ-9, ТВ-12, ТВ-18, ТВ-24 и ТВ-36, рассчитанных на максимальную подачу воздуха в тыс. м3/ч, указанную цифрами в марке.
Схема агрегата этой серии представлена на рис. 52. Электродвигатель приводит в работу центробежный вентилятор, который создает воздушный поток в системе «обечайка жалюзий - ных заслонок — жалюзи калорифера — жалюзи обводного ка-
Рис. 51. Дефлектор и вентиляторы, используемые в системах регулирования микроклимата:
А — дефлектор тнпа ЦАГИ: / — кольцо; 2 — зонт; 3 — диффузор; 4 — горловина; б — центробежный вентилятор типа Ц4-70; в — крышный центробежный типа КЦЗ-90; г — крышный осевой типа ЦЗ-04
Нала — корпус тепловентилятора — центробежный вентилятор — нагнетательный патрубок». В зимний период жалюзи обводного канала закрыты, а калориферов открыты, и весь подаваемый в помещение воздух проходит через калорифер. При этом вентилятор работает на низшей частоте вращения. Летом жалюзи калорифера закрыты, а обводного канала полностью открыты. Вентилятор работает на высшей частоте врашеиия. В переходный период года подача воздуха регулируется установкой жалюзи на тот или иной промежуточный угол.
Системы микроклимата животноводческих помещений больших комплексов могут включать в себя два и более тепло-
Рис. 52. Схема тепловентилятора ТВ: / — температурное реле; 2 — калорифер, 3 — обводной канал; 4 — поворотная ось; 5 — всасывающий патрубок; 6 — жалюзи; 7 — исполнительный механизм; 8 — тяга; 9 — панель; 10 ~ вентилятор; 11 — каркас; 12 — нагнетательный патрубок; 13 — натяжное устройство; 14 — электродвигатель; 15 — клиноременная передача |
20. Технические характеристики вентиляционно-отопительных агрегатов
|
Вентиляционных агрегатов, технические характеристики которых приведены в табл. 20. Основные параметры, характерные для всех марок ТВ: полное создаваемое давление — 196/392 Па; температура теплоносителя (воды) на входе в калорифер 423 К, на выходе 343 К; рабочее давление теплоносителя 588 кПа. Нагрев воздуха в животноводческих помещениях производят горячей водой или паром и для этой цели применяют теплообменные аппараты — калориферы.
Водяной калорифер, показанный на рис. 53, а, состоит из нескольких рядов стальных труб, входных и выходных коллекторов и патрубков, через которые подводится горячая вода (или пар) и отводится отработавший теплоноситель (вода, конденсат). Через зазоры между трубами продувается воздух, омыв которые, он нагревается и поступает в помещения. Для увеличения поверхности нагрева на трубах делают ребра толщиной 0,5 мм (пластинчатые калориферы КФС, КФБ) или навивку стальной ленты (оребренные калориферы КФСО и КФБО). Аппараты средней серии (КФС) имеют три ряда труб, а большой (КФБ) — четыре.
Наряду с водяными в хозяйствах Нечерноземной зоны РСФСР применяют электрические калориферы серии СФОА, которые для воздушного отопления не требуют котельных. Серия состоит из 7 типоразмеров номинальной мощностью от 5,05 до 103 кВт с подачей воздуха от 1800 до 11000 м!/4- Все они работают от сети напряжением 380 В при соединении нагревателей каждой секции звездой или от сети напряжением 220 В при соединении треугольником. При установке кожух электрокалорифера заземляют.
На рис. 53, б показана электрокалориферная установка типа СФОА, которая представляет собой комплект оборудования, состоящий из электрокалорифера, центробежного венти-
ТВ-12 |
ТВ-18 |
ТВ-24 |
ТВ-36 |
|
От 6 до 12 460 |
От 9 до 18 670 |
От 12 до 24 750 |
От 18 до 36 960 |
|
3,2/5,2. |
4,2/7,1 |
6,0/9,0 |
9,0/13,0 |
|
560/1120 400 |
490/920 500 |
365/730- 630 |
460/920 630 |
|
24,19 |
30,82 |
48,38 |
61,64 |
Малыше значения параметра. |
Лятора типа Ц4-70 и щита управления. Нагревательные элементы — ТЭНы — в электрокалорифере соединены в вертикальные ряды, каждый из которых служит самостоятельной тепловой секцией, включающейся и отключающейся в зависимости от температуры воздуха в помещении. Число нагревательных секций от 1 до 3, а тепловая мощность каждой из них составляет 4,8—30,0 кВт.
В настоящее время получают распространение электрифицированные вентиляционно-отопительные установки (ЭВОУ) типа СФОЦ (рис. 53, в), которые выпускаются мощностью 5, 10, 15, 25, 40 и 100 кВт. Они предназначены для подогрева воздуха в системах воздушной вентиляции на фермах.
Электрокалориферы являются наиболее рациональным типом теплоисточников для животноводческих ферм. Они просты по конструкции, надежны в работе, безопасны в пожарном отношении, легко могут быть включены в состав автоматизированных систем и полностью соответствуют зоотехническим требованиям.
В унифицированной серии СФОЦ применен один тип трубчатого электронагревательного элемента — ТЭН 5 НТ.492.282 на 220 В. В зависимости от мощности электрокалорифера и подачи вентилятора (типа Ц4-70) температурный перепад нагреваемого воздуха лежит в пределах от 303 до 323 К. Для контроля температуры поверхности ТЭНа используется тепловое реле ТР-200, а внутри помещения устанавливаются датчики температуры ДТКБ-53Б. В схеме предусмотрена блокировка, исключающая работу электрокалорифера при отключенном вентиляторе. Переключение ступеней мощности по секциям (на 100, 66,6 и 33,3 % от полной мощности) производится вручную или автоматически в зависимости от температуры воздуха в помещении.
Рис. Элементы вентиляционно-отопительной системы: а — водяной калорифер КФСО-8: / — сливной вентиль; 2 — трубы: 3 — жалюзи; 4 — воздуховод; 5 — питательный трубопровод; 6 — обратный трубопровод; 7 — калориферы; 8 — швеллер; 9 — кронштейн; Ю — механизм управления жалюзи; б — осевой вентилятор для системы «Климат»: / — жалюзи; 2 — корпус;
3 — лопатки; 4 — кронштейн; 5 — электродвигатель; в — электрокалориферная установка: / — электродвигатель; 2 — центробежный вентилятор; 3 — мягкая вставка; 4 — переходник; 5 — электрокалорифер; 6 — рама
По данным ВНИИЭТО, только в 1978 г. в сельском хозяйстве страны эксплуатировалось более 150 тыс. ЭВОУ типа СФОЦ и СФОА общей мощностью более 5 млн. кВт.
Комплекты вентиляционно-отопительного оборудования системы «Климат». Автоматизированная система «Климат», разработанная ВНИИэлектроприводом, выпускается промышленностью в четырех модификациях: «Климат-2», «Климат-3», «Климат-4» и «Климат-8». Кроме того, промышленность производит приточно-вытяжные установки ПВУ-4, ПВУ-6, ПВУ-9 и тепловентиляторы, предназначенные специально для отопления и вентиляции животноводческих помещений комплексов промышленного типа.
Комплекты «Климат-2» и «Климат-3» имеют отопительную, вентиляционную и увлажнительную установки. Их вентиляционно-отопительный агрегат состоит из нагнетательного центробежного вентилятора типа Ц4-70 с трехскоростным электродвигателем и пластинчатого водяного калорифера типа КФС или КФБ. Теплоносителем служит свежий подогретый воздух, подаваемый в помещение нагнетательным вентилятором.
Комплекты «Климат-2» и «Климат-3», как явствует из рис. 54, а, различаются между собой отдельными элементами схемы автоматизации системы отопления, вентиляции и увлажнения воздуха. Комплект «Клима т-2» необходимую температуру в помещении зимой поддерживает за счет одновременного автоматического изменения частоты вращения вытяжных и нагнетательного вентиляторов. Кроме того, имеющийся тру - боувлажнитель, схема которого дана на рис. 54, б, в сочетании с электромагнитным клапаном СВМ-25 позволяет регулировать относительную влажность воздуха в помещении. В силу этих особенностей систему «Климат-2» целесообразно устанавливать в тех помещениях, где требуется строгое поддержание основных параметров микроклимата (телятники, свинарники для опоросов и др.).
Комплект «Клима т-3» позволяет регулировать температуру воздуха путем изменения мощности калориферов с помощью регулирующего клапана ПР-1М с моторным исполнительным механизмом.
Комплект «Клима т-4» представляет собой вытяжную систему вентиляции и не рассчитан на подогрев приточного воздуха.
? 7 5 $ ю 11 *2 I, Водопровод На слив I Горячая вода |
В канализацию |
В канализацию Приточный воздух |
Вытяжная часть всех комплектов серии «Климат» оборудована специальными низконапорными осевыми электровентл- ляторами серии ВО, подача которых регулируется в широких пределах путем изменения подводимого к их электродвигателям напряжения. Рабочее колесо вентилятора насажено на вал
-Рис. 54. Схема автоматизации и элементы вентиляционно-отопительноувлажнительной системы:
А — схема установок «Клнмат-2» и «Климат-3»: / — станция управления; 2 — панель диспетчера; 3 — выключатели автоматические; 4 — вентиляторы вытяжные; 5 — датчик визуального контроля температуры воздуха; 6 — датчики контроля относительной влажности воздуха; 7 — датчик контроля температуры воздуха; 8 — датчик аварийной температуры воздуха; 9 — животноводческое помещение; 10 — нагнетательный вентилятор; // — водяной бачок; 12 — электромагнитный клапан СВМ-25; 13 — увлажнитель; 14 — калорифер; 15 — датчик защиты калорифера от замораживания ТУДЭ-2; 16— клапан ПР-1М (имеется только в установке «Климат-3*.); 6 — схема увлажнителя. 1 — электродвигатель; 2 — крестовина; 3 — обечайки; 4 — вентиль регулировочный; 5 — вентиль электромагнитный; 6 — водяной бачок; в — схема установки ПВУ-4: 1 — шарнирный отражатель; 2— кожух цилиндрический; 3 — козырек-отражатель; 4 — поворотные заслонки полуцилиндрнческие; 5 — кольцевой приточный канал; 6 — цилиндр внутренний; 7 — крыльчатка вентилятора; 8 — нагревательные элементы ТЭН-26 и ТЭН-27 двигателя и находится по потоку воздуха впереди его. Вентилятор позволяет подавать большие объемы воздуха при низком давлении. В зависимости от диаметра рабочего колеса электровентиляторы серии ВО имеют три модификации — ВО-4, ВО-5, ВО-7, и их двигатели допускают диапазон регулирования частоты вращения соответственно 5:1, 10:1, 8:1.
Система автоматического управления комплектов «Климат» обеспечивает ступенчатое регулирование частоты вращения вентилятора (автоматический переход на низкую или высокую при снижении или увеличении температуры в помещении в пределах от 278 до 308 К), автоматический выбор числа работающих вентиляторов или их полное отключение при аварийном понижении температуры, возможность ручного управления осевыми вентиляторами, защиту двигателей от перегрузок и коротких замыканий. Установленная мощность всех электродвигателей комплектов «Климат-2» или «Климат-3» составляет 120 кВт.
Для этих комплектов разработан комплект оборудования «Электроклимат-3», который состоит из электрокалориферов, вентиляционно-увлажнительных установок и станции управления. Он развивает мощность до 380 кВт при потребляемой мощности 430 кВт. Объемный расход воздуха системами вентиляции: нагнетательной — 100 тыс м3/ч; вытяжной — до
120 тыс. м3/ч. Управление ею автоматическое.
Новыми как по конструктивному исполнению, так и по принципу работы являются комплекты автоматических приточновытяжных установок ПВУ-4, ПВУ-6 и ПВУ-9, основные показатели которых сведены в табл. 21. Их отличительной особенностью является совмещение притока и вытяжки воздуха в одном агрегате, что исключает необходимость устройства распределительных воздуховодов в помещениях.
21. Технические характеристики установок ПВУ
|
Комплект ПВУ состоит из шести приточно-вытяжных шахт, устанавливаемых в перекрытии, шести силовых блоков н пульта управления. Схема агрегата ПВУ-4 показана на рис. 54, в. Свежий воздух лопастями крыльчатки вентилятора засасывается в кольцевой зазор между кожухом и внутренним цилиндром и при необходимости подогревается электронагревательными элементами. Кроме того, приточный воздух может смешиваться с теплым воздухом, удаляемым из помещения по мере открытия регулирующих заслонок. Положение последних изменяется приводным электродвигателем с четырьмя микропереключателями, установленными на приводном устройстве заслонок. Когда они закрыты, агрегат работает в режиме циркуляции внутреннего воздуха с возможностью подогрева его и подачи небольшого количества свежего воздуха. При полном открытии заслонок по кольцевому каналу в помещение подается только свежий воздух £ подогревом его в холодное время. Он поступает в верхнюю зону помещения и сообщает движение воздуху в зоне расположения агрегата. Вытяжка из помещения производится внутренними лопастями крыльчатки вентилятора через внутренний цилиндр арегата.
В нижней части корпуса ПВУ в приемораздаточной камере установлены трубчатые электронагреватели: по три ТЭН-26 и ТЭН-27 мощностью 2,8 кВт каждый при напряжении 220 В.