Функциональная схема вентиляционной установки

Автоматизация общеобменной вентиляции

Вентиляция: Обмен воздуха в помещениях для удаления избытков теплоты, влаги, вредных и других веществ с целью обеспечения допустимого микроклимата и качества воздуха в обслуживаемой или рабочей зоне при средней необеспеченности 400 ч/год — при круглосуточной работе и 300 ч/год — при односменной работе в дневное время (СП 60.13330.2012.)

Вентиляция бывает приточной и вытяжной.

Приточная – это вентиляция, при которой осуществляется подача очищенного свежего воздуха заданной температуры и влажности приточными установками и центральными кондиционерами.

Вытяжная – это вентиляция, при которой осуществляется удаление воздух из помещения с помощью вытяжных вентиляторов.

Приток и вытяжка должны быть равны по объему (исключением является противодымная вентиляция – когда на путях эвакуации создается подпор приточного воздуха). Внутри объекта приточный и вытяжной воздух распределяются по неравномерно. Например, в комнате приготовления пищи, в сан узлах, в комнатах сбора мусора баланс должен быть отрицательный (вытяжка больше притока), в чистых помещениях, например, кабинетах, переговорных, в чистых комнатах (микроэлектроника, фармацевтика) – напротив, положительный (приток больше вытяжки). Тогда запахи и пыль не будут распространяться по всем площадям и будут локализованы.

Кратность воздухообмена —определяется числом обменов воздуха в помещении за единицу времени. Она равняется отношению объема воздуха, который подается в помещение в единицу времени, к объему помещения. Кратность воздухообмена может быть переменной величиной, она зависит от количества людей в помещении, температуры, влажности и т.п. Управление кратностью должно осуществляться в автоматическом режиме.

Кроме обеспечения комфортных условий в помещениях, автоматизации вентиляционных систем:

  • Осуществляет контроль и управление работой агрегатов вентиляции, это до минимума сокращает необходимость вмешательства пользователя;
  • Обеспечивает поиск и индикацию неисправностей оборудования;
  • Измеряет параметры электрической цепи оборудования, режимов его работы, и в случае их отклонения защищает его от возможных коротких замыканий, перегрузок, перегревов и замерзания. В качестве примера приведено фото разорванного калача калорифера вентиляционной системы, автоматика не обеспечила циркуляцию теплоносителя в ночной период времени;

  • Осуществляет контроль состояние воздушных фильтров, информирует службу эксплуатации о предстоящем техобслуживании;
  • Управляет температурой воздуха, влажностью, уровнем загазованности в отдельных помещениях объекта и в целом;
  • Обеспечивает работы по расписанию: недельный, суточный или циклический режим работы таймером без вмешательства человека;
  • Позволяет управлять основными возможностями системы вентиляции с единого пульта или удаленно.
  • Процесс работы не автоматизированной системы вентиляции выглядит следующим образом: в помещение стало душно, оператор поднимает производительность системы вентиляции, в помещении стало холодно, оператор снижает производительность вентиляционной системы. Данный пример не имеет ничего общего с работой современных систем вентиляции, но иллюстрирует основную задачу системы автоматизации, которая должна выполняться – создание комфорта для посетителей здания или обеспечение заданных условий для производства.

    Общий алгоритм работы системы. Основные параметры воздуха внутри помещения и на улице постоянно контролируются, измеряется температура воздуха, влажность, наличие в воздухе посторонних газов и примесей, концентрация СО2 и т.д. Данные поступают на микропроцессорный контроллер и анализируются. При выходе значений за определенный интервал (эти значения задаются при настройке системы, они называются «уставка»), контроллер передает управляющий сигнал на запуск исполнительных механизмов, вентиляторов, охладителей, нагревателей, осушителей, срабатывают клапана и заслонки, управляющих сечением воздуховодов и пр. При возвращении значений параметров в заданный диапазон, контроллер отправляет корректирующие сигналы.

    Необходимость технического обслуживания определяется по косвенным параметрам, по падению давления или снижению скорости воздушных потоков в воздуховодах, энергопотреблению электрооборудования, сравнению параметров системы со средними для данного режима работы. Информация, выводимая оператору, сообщает о необходимости замены масла в компрессоре, замене фильтров, чистке воздуховодов и т.д.

    Автоматика систем вентиляции состоит из следующих элементов:

    • Датчики и преобразователи;
    • Регуляторы;
    • Исполнительные механизмы;
    • Щиты автоматизации (контроллеры, управляющие контакты).

    Датчики и преобразователи

    Датчики — это элементы систем автоматизации вентиляции, служащие для получения информации о реальном состоянии регулируемого объекта. С их помощью осуществляется обратная связь системы регулирования с объектом по следующим параметрам: температуре, давлению, влажности и т.д.

    Для того, чтобы информация с датчика передавалась системе в виде цифрового кода каждый датчик снабжается преобразователем.

    Оптимальные места установки датчиков указываются в прилагаемых к ним инструкциях.

    Датчики температуры могут быть для внутреннего и наружного применения; накладными на трубопровод (для контроля температуры поверхности трубопровода) или канальными (для измерения температуры воздуха в воздуховоде). Внутри помещений датчики температуры устанавливаются в нейтральных, относительно источников тепла или холода местах, снаружи здания в местах где датчик будет защищен от ветра или прямого попадания солнечных лучей.

    Датчики влажности представляют собой блок с электронным прибором, измеряющим относительную влажность, и преобразующий данные в электронный сигнал. Бывают наружного и внутреннего исполнения. Устанавливаются в местах со стабильными условиями влажности, не допускается установка их вблизи радиаторов отопления, блоков кондиционеров, у источников влаги.

    Датчики давления подразделяются на реле давления (механическое измерение перепада давлений и электрическое преобразование) и аналоговые датчики давления (преобразование давления сразу в электрический сигнал, например, с помощью пьезо-элементов). И те, и другие применяются для измерения давление как в одной точке, так и разность давлений в двух точках.

    И внешние и внутренние датчики желательно устанавливать по два и более, например, с северной и с южной стороны здания. В современных системах, все внешние климатические датчики объединяют в единую метеостанцию.

    Датчики потока измеряют скорость движения жидкости или газа в трубопроводе или воздуховоде. Расход жидкости вычисляется по формуле внутри процессорного блока исходя из разности давлений и других параметров (температуры, сечения трубопровода, плотности).

    Исполнительные устройства

    Исполнительные устройства следует рассматривать в привязке к управлению приводом.

    Это важный элемент в таком процессе как управление вентиляцией, на долю которого выпадает роль осуществления приводной части автоматизации. Эти механизмы могут быть как электрическими, так и гидравлическими.

    В качестве исполнительных устройств могут выступать клапаны, заслонки и частотные регуляторы.

    Регуляторы

    Регуляторы – это один из основных элементов системы автоматики для вентиляции, обеспечивающий управление исполнительными механизмами по показаниям различных датчиков.

    По функциональному предназначению эти элементы вентиляционных систем подразделяются на регуляторы скорости и регуляторы температур.

    Регуляторы скорости бывают однофазными и трёхфазными (также, как и двигатели). Также они бывают с плавным или ступенчатым регулированием, при этом выбор способа регулирования зависит от мощностей вентиляторов. Наиболее современным и экономичным является способ скорости вращения насосов и вентиляторов с помощью преобразователей частоты (ПЧ). Несмотря на высокую стоимость, ПЧ экономически оправдывают себя уже на двигателях с мощностью более 1 кВт.

    Регуляторы температур в зависимости от способа управления бывают пороговыми, управляющие температурой с помощью полностью открытой или полностью закрытой заслонки (пример – автомобильный термостат), и с пропорционально дифференциальным управлением (PID), позволяют плавно управлять температурой в рабочем диапазоне.

    Управление регуляторами в системах автоматизации вентиляции осуществляется из щитов управления.

    Щиты автоматизации

    Работа автоматизированной системы, ее удобство, надежность и безопасность эксплуатации напрямую зависят от алгоритмов управления процессом (специалистов, выполнивших проектирование и наладку), а также от возможностей комплектующих изделий. Алгоритмы реализуются на программном уровне и «зашиваются» в свободно программируемые контроллеры, установленные в щитах автоматизации.

    Читайте также:  Расчет вентиляции для гроубокса

    При подключении датчиков к щиту автоматизации учитывают тип сигнала, передаваемого преобразователем (аналоговый, дискретный или пороговый). Аналогично выбираются и модули расширения, управляющие приводами устройств.

    Щиты вентсистем бывают силовые, управляющие или совмещенные, если система небольшая. Щиты автоматики для вентиляции обеспечивают:

    • Включение и выключение системы вентиляции;
    • Индикацию состояния оборудования;
    • Защиту от неправильного подключения питающего напряжения и короткого замыкания;
    • Управление производительностью вентиляционной установки;
    • Индикацию состояния воздушных фильтров;
    • Защиту от перегрева электродвигателей;
    • Защиту калорифера от замерзания;
    • Поддержку и контроль температуры воздуха на входе вентиляционной установки и в помещении;
    • Возможность применения временных ручных алгоритмов управления.

    Проектирование системы автоматизации вентиляции и кондиционирования

    Система автоматизации вентиляции и кондиционирования является одним из наиболее сложных проектов инженерных систем здания.

    Это связано с большим количеством точек контроля и исполнительных устройств в системе и учетом нескольких режимов работы системы, включая зимний и летний. Предусматривают:

    • Автоматическое управление производительностью установок систем вентиляции;
    • Сблокированную работу двигателей приточно-вытяжных вентиляторов и заслонок на воздухозаборе;
    • Автоматическую регулировку температуры подающего воздуха;
    • Автоматическое отключение систем при аварийных ситуациях;
    • Защиту калориферов от замораживания;
    • Разные режимы пуска в зависимости от сезона;
    • Контроль параметров внешней и внутренней среды, и параметров техпроцесса- температур, перепадов давления, влажности и т.п.

    Проект разрабатывается по заданию технологов – специалистов, разработчиков проекта вентиляции и кондиционирования. В стандартный комплект чертежей включают:

    • Общие данные;
    • Структурные схемы, при необходимости;
    • Задание на программирование системы;
    • Функциональные схемы автоматизации для каждой из подсистем – по ним будут собираться щиты автоматизации;
    • Схемы связи контроллеров системы автоматизации;
    • Схемы внешних соединений для щитов автоматизации (фактически это таблица соединений);
    • Схемы связи со смежными системами автоматизации;
    • Принципиальные электрические схемы щитов автоматизации, двигателей насосов или вентиляторов;
    • Принципиальные схемы питания щитов автоматизации;
    • План расположения оборудования и проводок систем автоматизации;
    • Кабельные журналы;
    • Монтажные схемы;
    • Спецификация оборудования и проводок.

    Режимы работы системы. Работа в системе автоматизации и диспетчеризации здания

    Щит автоматизации системы вентиляции должен обеспечивать работу в следующих режимах:

    Ручном. В этом случае управление системой осуществляется вручную.

    Автоматическом автономном, с передачей данных в систему диспетчеризации. В этом случае включение и выключение происходит автономно, без учета показаний смежных инженерных систем, при этом уведомления о работе системы передаются диспетчеру.

    Автоматический в составе автоматизированной системы управления зданием. При таком режиме работа вентиляции синхронизирована с другими системами жизнеобеспечения здания. Все системы здания, управляемые по разработанным алгоритмам, формируют систему автоматизации и диспетчеризации здания.

    Управление системой осуществляется по протоколам управления здания. Наиболее известные это LonWorks, ModBus, BACnet.

    Управление вентиляцией при пожаре

    При проектировании систем автоматики вентиляции, учитывают их работу в случае пожара.

    Согласно СП 60.13330.2012, для зданий и помещений, оборудованных автоматическими установками пожаротушения или автоматической пожарной сигнализацией, следует предусматривать автоматическое действия электроприемников систем вентиляции:

    • Отключение при пожаре в помещении или в системе вентиляции, которое может производиться централизованно, прекращая подачу электропитания и обеспечивая закрытие противопожарных клапанов на распределительные щиты систем вентиляции, или индивидуально для каждой системы с целью предотвращения распространения огня по воздуховодам и остановки притока кислорода к пламени;
    • Включения систем противодымной вентиляции на путях эвакуации и в зонах безопасности, или противодымной вентиляции в помещении, где произошел пожар, в зависимости от проектных решений;
    • Включения систем для удаления газа и дыма после пожара.

    Системы управления электроэнергией. Контроль и автоматизированное управление работой системы. Подробнее »

    В ближайшем будущем, появится возможность увеличения КПД солнечных панелей до 50%. Эффективность. Подробнее »

    Руководство Филиала КОО «ЛОГРАР ЛИМИТЕД» выражает благодарность коллективу ООО. Подробнее »

    КОО «ЛОГРАР ЛИМИТЕД» 1 сентября 2015

    Уважаемый Ринат Шакирзянович! ООО «ФИНПРОЕКТ» выражает благодарность компании ООО. Подробнее »

    Источник

    Принципиальная схема вентиляции

    При проектировании стадии П проекта вентиляции необходимо выполнить «Принципиальную схему вентиляции».

    Аксонометрическая схема и Принципиальная схема системы вентиляции.

    Аксонометрическая схема

    Схемы вентиляции необходимо выполнять в аксонометрии (фронтальной изометрической проекции). Аксонометрия позволяет увидеть сеть воздуховодов в трех измерениях. В аксонометрии появляется третья ось, на которой указываются значения высоты.

    Принципиальная схема

    Согласно «ГОСТ 21.602-2003 Система проектной документации для строительства (СПДС). Правила выполнения рабочей документации отопления, вентиляции и кондиционирования» п.4.13

    4.13 Условные обозначения приборов, средств автоматизации и линий связи следует принимать по ГОСТ 21.404.
    Пример выполнения принципиальной технологической схемы вентиляционной системы с указанием приборов, средств автоматизации и линий связи приведен в приложении В ГОСТ 21.205.
    Буквенные обозначения измеряемых величин и функциональных признаков приборов, указанные на схеме и в таблице (приложение В ГОСТ 21.205), приняты по ГОСТ 21.404.

    Смотрим «ГОСТ 21.205-93 Система проектной документации для строительства (СПДС). Условные обозначения элементов санитарно-технических систем».

    ПРИЛОЖЕНИЕ В (справочное). ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ВЕНТИЛЯЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

    Примечание — Буквенные обозначения измеряемых величин и функциональных признаков приборов, указанные на схеме и в таблице, приняты по ГОСТ 21.404.

    Источник

    Режимы работы и типы вентиляционных установок. Функциональная схема САУ вентиляционной установки.

    САУ вентиляцией предназначена для контроля и управления приточными и приточно-вытяжными вентиляционными системами зданий с различным набором оборудования, в состав которого могут входить: рекуператор, охладитель, калорифер, регулирующие клапаны и насосы в контуре охладителя и калорифера, воздушные заслонки, фильтры.

    Задачи, решаемые при внедрении САУ:

    · автоматическое поддержание заданной температуры и кратности воздухообмена в обслуживаемом помещении;

    · обеспечение пожарной безопасности — управление огнезадерживающими клапанами;

    · своевременная диагностика отказов вентиляционного оборудования.

    Основные функции системы:

    · поддержание температуры воздуха в обслуживаемых помещениях в заданных программой контроллера пределах;

    · непрерывная автоматическая защита водяного теплообменника от замерзания по температуре воды и по температуре приточного воздуха, контроль загрязнения воздушного фильтра в приточной системе;

    · работа систем вентиляции в режимах «Дневной»/«Ночной» и «Зимний»/«Летний»;

    · контроль состояния управляемого оборудования.

    САУ вентиляции обменивается информацией с диспетчерским пультом, обеспечивая следующие возможности:

    · передача на диспетчерский пульт технологических параметров, сообщений о внештатных ситуациях и данных о работе исполнительных механизмов;

    · дистанционное управление для отдельных механизмов в случае необходимости, при этом сохраняется автоматическое управление для системы в целом, а некорректные действия оператора блокируются;

    · получение с диспетчерского пульта команд на внеплановое включение и отключение, а также задания на температуру в обслуживаемых помещениях.

    Кроме основного режима управления с диспетчерского пульта, предусмотрено управление системами вентиляции по месту с кнопочных постов управления (КПУ), расположенных в обслуживаемых помещениях.

    Аппаратно-программная платформа САУ обеспечивает высокую гибкость конфигурирования и программирования. В результате обеспечиваются следующие характеристики САУ, отличающие ее от аналогичных продуктов:

    · возможность подключения малых вентиляционных систем к контроллерам больших вентиляционных систем без установки дополнительных шкафов управления;

    · возможность подключения исполнительных механизмов других инженерных систем (огнезащитных клапанов, вентиляторов дымоудаления, насосов КНС и др.) к контроллерам вентиляционных установок;

    · возможность реализации доработок контроллера и программ управления в короткие сроки и с незначительными затратами в случае появления изменений в исходном проекте автоматизации инженерных систем;

    · гибкость алгоритмов управления, что позволяет легко их модифицировать в ходе проектирования инженерных систем в случае появления соответствующих требований заказчика;

    · возможность передачи информации на верхний уровень по любым стандартным протоколам, затребованным поставщиком системы диспетчеризации.

    САУ вентиляцией предназначена для контроля и управления приточными и приточно-вытяжными вентиляционными системами зданий с различным набором оборудования, в состав которого могут входить: рекуператор, охладитель, калорифер, регулирующие клапаны и насосы в контуре охладителя и калорифера, воздушные заслонки, фильтры.

    Задачи, решаемые при внедрении САУ:

    Читайте также:  Клеющаяся теплоизоляция для вентиляции

    · автоматическое поддержание заданной температуры и кратности воздухообмена в обслуживаемом помещении;

    · обеспечение пожарной безопасности — управление огнезадерживающими клапанами;

    · своевременная диагностика отказов вентиляционного оборудования.

    Основные функции системы:

    · поддержание температуры воздуха в обслуживаемых помещениях в заданных программой контроллера пределах;

    · непрерывная автоматическая защита водяного теплообменника от замерзания по температуре воды и по температуре приточного воздуха, контроль загрязнения воздушного фильтра в приточной системе;

    · работа систем вентиляции в режимах «Дневной»/«Ночной» и «Зимний»/«Летний»;

    · контроль состояния управляемого оборудования.

    САУ вентиляции обменивается информацией с диспетчерским пультом, обеспечивая следующие возможности:

    · передача на диспетчерский пульт технологических параметров, сообщений о внештатных ситуациях и данных о работе исполнительных механизмов;

    · дистанционное управление для отдельных механизмов в случае необходимости, при этом сохраняется автоматическое управление для системы в целом, а некорректные действия оператора блокируются;

    · получение с диспетчерского пульта команд на внеплановое включение и отключение, а также задания на температуру в обслуживаемых помещениях.

    Кроме основного режима управления с диспетчерского пульта, предусмотрено управление системами вентиляции по месту с кнопочных постов управления (КПУ), расположенных в обслуживаемых помещениях.

    Аппаратно-программная платформа САУ обеспечивает высокую гибкость конфигурирования и программирования. В результате обеспечиваются следующие характеристики САУ, отличающие ее от аналогичных продуктов:

    · возможность подключения малых вентиляционных систем к контроллерам больших вентиляционных систем без установки дополнительных шкафов управления;

    · возможность подключения исполнительных механизмов других инженерных систем (огнезащитных клапанов, вентиляторов дымоудаления, насосов КНС и др.) к контроллерам вентиляционных установок;

    · возможность реализации доработок контроллера и программ управления в короткие сроки и с незначительными затратами в случае появления изменений в исходном проекте автоматизации инженерных систем;

    · гибкость алгоритмов управления, что позволяет легко их модифицировать в ходе проектирования инженерных систем в случае появления соответствующих требований заказчика;

    · возможность передачи информации на верхний уровень по любым стандартным протоколам, затребованным поставщиком системы диспетчеризации.

    34. Режимы работы электропривода. Методы расчета мощности и выбор электродвигателей.

    При выборе электродвигателя для приведения в движение исполнительного механизма главным является его соответствие условиям технологического процесса рабочей машины. Задача выбора состоит в поиске такого двигателя, который обеспечивал бы заданный технологический цикл рабочей машины, соответствовал бы условиям окружающей среды и компоновки с рабочей машиной и при этом имел нормативный нагрев.

    Если выбранный двигатель имеет недостаточную мощность, то это может привести к нарушению заданного цикла, снижению производительности рабочей машины. При этом возникает опасность для самого двигателя, так как повышенный нагрев его обмоток ведет к ускоренному старению изоляции и преждевременному выходу двигателя из строя.

    При завышенной мощности двигателя уменьшается коэффициент полезного действия двигателя, необоснованно возрастают расходы на эксплуатацию, и возникает угроза выхода из строя исполнительного механизма.

    Выбор электродвигателя производится обычно в такой последовательности:

    – расчет мощности и предварительный выбор двигателя;

    – проверка выбранного двигателя по условиям пуска;

    – проверка выбранного двигателя по перегрузке;

    – проверка выбранного двигателя по нагреву.

    Если выбранный двигатель удовлетворяет этим условиям, то на этом выбор двигателя заканчивается. Если же двигатель не соответствует хотя бы одному из условий проверки, то выбирается другой двигатель (большей мощности) и проверка производится по тем же направлениям. Основой такого расчета являются нагрузочная диаграмма и диаграмма скорости (тахограмма) исполнительного механизма.

    В зависимости от технологического процесса исполнительного механизма принято различать три основных режима работы: длительный, кратковременный и повторно-кратковременный (рис. 18).

    Рис. 18. Диаграммы мощностей различных типов привода: а) длительного режима; б) кратковременного режима; в) повторно-кратковременного режима

    При длительном (подолжительном) режиме нагрузка двигателя изменяется мало, и температура электродвигателя привода достигает своего установившегося значения. В качестве примеров исполнительных механизмов с длительным режимом работы можно назвать вентиляторы, компрессоры, центробежные насосы, конвейеры, бумагоделательные машины и т. д.

    При кратковременном режиме рабочий период относительно краток, а перерыв в работе исполнительного механизма достаточно велик для того, чтобы температура двигателя упала практически до температуры окружающей среды. Такой режим работы характерен для таких механизмов кратковременного действия, как шлюзы, разводные мосты, подъемные шасси самолетов и т. д.

    При повторно-кратковременном режиме периоды работы чередуются с периодами пауз (остановка или холостой ход), причем, ни в один из периодов работы температура двигателя не понижается до температуры окружающей среды. Характерной величиной для такого режима является отношение рабочей части периода ко всему периоду . Эта величина именуется относительной продолжительностью работы (ПР%), или относительной продолжительностью включения (ПВ%). В таком режиме работают некоторые металлорежущие станки, прокатные станы, буровые станки в нефтяной промышленности и т. д.

    Длительной мощностью электродвигателя является мощность, которую двигатель может отдавать на валу в течение произвольно долгого времени, не перегреваясь свыше допустимой температуры.. Кроме длительной мощности в качестве характеристики работы двигателя может выступать мгновенная перегрузочная мощность – это наибольшая мощность, которую двигатель может отдать на валу в течение короткого промежутка времени без каких-либо повреждений. Перегрузочная мощность определяется механическими или электрическими свойствами двигателя и характеризуется коэффициентом перегрузки по моменту (например кратностью максимального момента у асинхронного двигателяВыбор мощности двигателя для продолжительного (длительного) режима с постоянной нагрузкой осуществляется в соответствии с мощностью исполнительного механизма. Например, для вентилятора необходимая мощность определяется соотношением

    ,

    где – производительность вентилятора, то есть количество нагнетаемого воздуха, – напор вентилятора, и – коэффициенты полезного действия вентилятора и передачи от двигателя к вентилятору соответственно. Для металлорежущего станка, работающего с постоянной мощностью, она определяется по формуле

    ,

    где – постоянный коэффициент, учитывающий КПД станка и передачи от двигателя к станку, – сила резания, – линейная скорость. Определив по приведенным формулам мощность P, необходимо выбрать мощность двигателя по каталогу так, чтобы расчетная мощность P . При этом двигатель должен обладать ближайшей мощностью двигателей выбираемой серии.

    Режим работы электропривода наряду с диаграммой мощностей (рис. 18) может быть представлен в виде диаграммы моментов или диаграммы токов , так как эти параметры также характеризуют необходимые условия для выбора двигателя. Для продолжительного режима с переменной нагрузкой мощность двигателя рассчитывается по средним потерям или среднеквадратичным значениям момента, тока или мощности.

    Метод средних потерь заключается в том, что вначале находится средняя мощность по формуле

    .

    Затем по каталогу выбирается двигатель, имеющий мощность , так, чтобы она была на 10-30% больше средней расчетной мощности . По данным каталога для выбранного двигателя строится зависимость КПД от нагрузки . По графику определяются мощности потерь

    .

    По кривой потерь для заданных мощностей определяются потери при каждой развиваемой мощности . , и строится график . Затем находятся средние потери . Эти потери сравниваются с потерями мощности в номинальном режиме. Если средние потери приблизительно равны номинальным, то двигатель выбран верно, если окажется, что средние потери значительно больше или значительно меньше, то подбирается двигатель соответственно с меньшей или большей мощностью и расчет производится повторно.

    Менее точные, но более удобные методы выбора двигателя называются методами эквивалентной мощности, эквивалентного момента, эквивалентного тока (или методами среднеквадратичных значений). Нагрузочные диаграммы должны быть заданы зависимостями , , . По ним определяются значения эквивалентной мощности, эквивалентного момента и эквивалентного тока

    ,

    ,

    .

    Проверка двигателя по мощности осуществляется сравнением эквивалентной мощности и номинальной. Если , то проверка продолжается сравнением максимального и пускового моментов, развиваемых двигателем, с соответствующими значениями заданной нагрузочной диаграммы при условии из соотношения . А поскольку при неизменном магнитном потоке у двигателя постоянного тока и асинхронного двигателя (при неизменном питающем напряжении в режимах, близких к номинальному, сердечники якоря и ротора насыщены) момент пропорционален току, можно перейти к проверке двигателя по току. При этом должно выполняться условие . Далее проверяется перегрузочная способность двигателя по току, то есть должно соблюдаться условие ( – кратность пускового тока по паспорту, или допустимая перегрузка по току; – максимальный ток по нагрузочному графику).

    Читайте также:  Вытяжки для ванной комнаты самые лучшие

    При повторно-кратковременном режиме выбор электродвигателя имеет особенности. Определение мощности двигателя начинается с расчета продолжительности включения

    ,

    где – время работы, T – продолжительность цикла. Каждому стандартному значению ПВ% соответствует значение номинальной мощности, с которой в данном режиме двигатель может работать не перегреваясь. Чем выше продолжительность включения, тем меньше должна быть нагрузка двигателя. Стандартные значения продолжительности включения составляют 15%, 25%, 40%, 60%. Пересчет эквивалентных величин на стандартное значение продолжительности включения производится по формулам

    ,

    ,

    .

    После определения стандартной эквивалентной величины по каталогу определяется двигатель, причем при известной диаграмме моментов и вычисленном значении значение [кВт] . Затем производится проверка двигателя с мощностью на допустимую перегрузку. Определяется номинальный момент двигателя

    .

    Наибольшая мощность, потребляемая двигателем, вычисляется по формуле

    ,

    где максимальный ток определяется из нагрузочной диаграммы. Полезная мощность на валу .

    Тогда наибольший момент сопротивления на валу

    .

    Максимально допустимый момент двигателя должен удовлетворять следующим условиям

    .

    При этом коэффициент 0,9 учитывает возможное понижение питающего напряжения на 5%, или учитывая паспортное значение кратности максимального момента

    .

    Для нормальной работы двигателя необходимо выполнение следующего условия

    .

    Если это условие не выполняется, необходимо выбрать двигатель с большей мощностью и провести проверку снова.

    Если задана нагрузочная диаграмма момента , то выбирается из диаграммы. Если задана нагрузочная диаграмма мощности , то определяется из диаграммы.

    Проверка пусковых свойств определяется из условия , где – момент на первом рабочем участке нагрузочной диаграммы момента. Он определяется как момент сопротивления на валу двигателя при пуске.

    Если для расчета представлена диаграмма тока или мощности, то расчеты производятся в предположении

    .

    35 Системы теплоснабжения сельскохозяйственных предприятий. Преимущества и недостатки использования электроэнергии в качестве энергоносителя для тепловых процессов.

    Уровень развития электротеплоснаб-жения сельского хозяйства нашей страны также достаточно высок. Так, удельный вес электронагрева в общем потреблении электроэнергии сельхозпроизводством увеличился с 15. 20% в 1975 году [1] до 31 % в 1993 году [5]. Основными потребителями энергии являлись и являются системы, обеспечивающие оптимальную среду обитания животных, и технологические процессы, связанные с содержанием, кормлением, уходом за животными и первичной обработкой молока. В сумме они составляют основную долю в общих энергозатратах. На ферме с поголовьем 1200 коров установленная мощность технологического оборудования составляла в 80-х годах 21,3%, ц е н т р а л и з о в а н н о е отопление и горячее водоснабжение-28%, электрокалориферы в системах вентиляции-46,4%, то есть большая часть энергобаланса приходилась на тепловые процессы [6]. При этом быт сельского населения в качестве объекта электротеплоснабжения не рассматривался. В то же время в середине 90-х годов в сфере быта и услуг потреблялось 40% энергии [5]. По данным Госкомстата Ал- тайского края [10] ввод в действие жилых домов в сельской местности, построенных за счет населения, увеличился с 94,2 тыс.кв.м (30% от общего количества построенных домов) в 1993 году до 148,1 тыс. кв. м (80% от общего количества построенных домов) в 1997 г. С учетом того, что электропотребление сельским жителем в 2 раза ниже, чем городским [5], подобная тенденция позволяет характеризовать быт сельского населения как чрезвычайно перспективную область применения электротеплоснабжения.

    Сегодня, несмотря на кризисные явления в экономике, несмотря на то, что электровооруженность труда на одного работающего в сельском хозяйстве в 2,5 раза ниже, чем в промышленности [5], сельское хозяйство продолжает оставаться крупным потребителем тепловой энергии, в котором имеет место достаточно широкое и разнообразное применение электронагрева.

    Рис.1. Движение работающих в сельском хозяйстве (тыс.чел.)

    — значительное по сравнению с западными районами РФ удорожание всех строительно-монтажных и наладочных работ;

    — наличие достаточно развитых энергетических систем, имеющих возможность для увеличения отпуска электроэнергии сельскому хозяйству региона, особенно во время ночного “провала” в суточном графике потребления электрической энергии;

    — необходимость обеспечения большинства технологических процессов (кормоприготовление, санитарно-гигиеническая обработка животных и оборудования и др.) горячей водой и в летний период, когда отопительный сезон уже закончен;

    — для нормальной жизнедеятельности животных, птиц и растений в суровых природно-климатических условиях требуется оптимальная температура окружающего воздуха, отклонение от которой негативно отражается на всех биофизических процессах.

    Нагревательные установки, основанные на преобразовании электрической энергии в тепловую, обладают рядом преимуществ по сравнению с топливными [1,7-9]:

    — возможность регулирования в широких пределах процесса нагрева во времени и пространстве, благодаря чему можно получать любые графики температурного режима (при высокой степени равномерности нагрева и точности поддержания заданных температур, обеспечить которые тепловым нагревом вообще не представляется возможным);

    — простота автоматизации процессов, которая дает большой экономический эффект как за счет точности соблюдения технологии, так и за счет существенной экономии энергии (15. 20%) и сокращения потерь теплоты (20. 25%);

    — снижение в большинстве случаев капитальных затрат по сравнению с топливным нагревом за счет отсутствия котельных, бойлерных, складов топлива, теплотрасс, специальных транспортных средств;

    — высокая скорость нагрева, недостижимая при обычном топливном нагреве;

    — высокая культура производства в сочетании с соблюдением санитарно-гигиенических условий работы обслуживающего персонала;

    — простота и практически полная безынерционность включения и выключения электронагревательных установок, их постоянная готовность к действию;

    — меньшая потребность в производственных площадях ;

    — высокий cos большинства электронагревательных установок, что делает выгодным в определенных пропорциях использование этих установок для улучшения качества электрической энергии;

    — КПД, близкий единице.

    Для электротермического оборудования сельскохозяйственного назначения характерны следующие особенности: простота обслуживания при высоком уровне механизации и автоматизации; удовлетворение агротехническим и технологическим требованиям; возможность ремонта в местных условиях и взаимозаменяемость узлов; возможность увязки с сопрягаемым сельскохозяйственным оборудованием и максимальная унификация с ним; возможность привязки к типовым проектам сельхозпомещений и комплексов [8].

    Следует учитывать и общие преимущества электротехнических устройств: транспортабельность и простоту подачи электроэнергии, компактность конструкции.

    К недостаткам электронагрева следует отнести большую стоимость электроэнергии по сравнению со стоимостью эквивалентного количества угля, мазута и особенно газа; относительную сложность изготовления, комплектации и эксплуатации оборудования, а следовательно, повышенные требования к культуре производства; нередко также больший расход дорогих материалов и комплектующих изделий при изготовлении оборудования (сплавы высокого сопротивления, кабельная продукция, высокоглиноземистая керамика, конденсаторы, трансформаторы и т.п.).

    Широкое применение электроэнергии для электрификации тепловых процессов сдерживается недостаточной мощностью электрических станций и пропускной способностью сельских сетей, ограниченной номенклатурой и объемом выпускаемого электротермического оборудования, а также не всегда грамотным решением вопросов применения электрического нагрева, что не позволяет получить от электронагрева наибольший экономический эффектДо недавнего времени считалось, что электронагрев сопровождается перерасходом энергетических ресурсов из-за потерь при двукратном преобразовании энергии топлива (сначала в электрическую на электростанции, а затем в тепловую в электротермической установке). Однако в результате всесторонних исследований установлено [7], что при электронагреве первичные энергоресурсы, наоборот, часто экономятся.

    Вообще, масштабы использования электрической энергии для теплоснабжения меняются во времени. Для каждого этапа развития науки, электротехнической промышленности, энерго-и электроснабжения существует наиболее эффективный оптимальный уровень электрификации тепловых процессов в сельском хозяйстве. Данный уровень для конкретного отрезка времени определяется на основании технико-экономического расчета с учетом сложившихся цен.

    Последнее изменение этой страницы: 2016-06-09; просмотров: 732

    Источник

    Поделиться с друзьями
    Вентилиция и кондиционирование
    Adblock
    detector