Практичне заняття №11

Тема: Розрахунок і вибір електрокалорифера для обігрівання приміщення.

Навчальна мета:

Знати: Методику визначення потужності та параметрів електрокалориферної установки.

Уміти: Виконувати розрахунок параметрів електрокалорифера з нагрівальними елементами із ніхромового дроту.

Основні питання заняття

1. Вибір електрокалорифера для обігрівання молочної ферми.

2. Розрахунок спіральних нагрівальних елементів із ніхромового дроту опалювального електрокалорифера.

Література:

1. Кудревцев И. Ф и др. Электрооборудование и автоматизация сельскохозяйственных агрегатов и установок. – М.: Агропромиздат, 1988. – 480 с.

2. Гайдук В. Н., Шмигель В. Н. Практикум по электротехнологии. – М.: Агропромиздат, 1989. – 175 с.

1. Вибір електрокалорифера для обігрівання молочної ферми.

Задача 1. Молочна ферма на 400 голів з родильним відділенням на 30 телят має опалювально-вентиляційну систему на водяних калориферах, які живляться від паливної котельні. Розрахункова температура зовнішнього повітря -25°С, по багаторічним спостереженням можливе пониження зовнішньої температури до -30°С. Вибрати електрокалориферну установку в якості резервного джерела живлення, покриваючого пік теплового навантаження у випадку пониження зовнішньої температури до -30°С для попередження втрат новонароджених телят.

Розв’язання:

1. Вважаючи, що основні втрати теплоти відбуваються з вентиляційним повітрям, визначимо подачу повітря.

Приймемо, що необхідний повітрообмін на одну голову для корів – 70 , для телят – 20 .

Тоді .

2. Визначимо загальну необхідну потужність опалення при зовнішній температурі повітря -30°С.

Температура повітря в корівниках при прив’язному утриманні підтримується на рівні 10°С.

;

де k_з – коефіцієнт запасу, що враховує необхідність збільшення потужності нагрівачів через можливе зниження напруги живлення, збільшення втрат в процесі експлуатації (приймається 1,1…1,3);

ρ – густина повітря 1,2 ;

m_t – маса матеріалу, що нагрівається, кг;

θ₁, θ₂ – початкова і кінцева температура нагрівання, °С;

с – питома теплоємність матеріалу, ;

V_t – необхідний повітрообмін – подача повітря, ;

η – ККД установки, η = 0,9.

кВт.

Потужність електрокалориферної установки Р_ЕКУ повинна забезпечити підігрівання внутрішнього повітря на 5°С (при пониженні зовнішньої температури від -25°С до -30°С, тобто це буде від загальної необхідної потужності:

кВт;

де 40° = [+10° – (-30°)] = 40^оС – загальний перепад температури внутрішнього і зовнішнього повітря.

За таблицею 11.1 вибираємо установку СФОЦ-60/0,5-И2, встановленою потужністю 60 кВт.

Таблиця 11.1

Технічні характеристики електрокалориферних установок

Тип установок	Встановлена потужність, кВт		Подача повітря,	Маса, кг
	агрегату	нагрівачів
СФОЦ-25/0,5-И1	23,3	22,5	2500	200
СФОЦ-40/0,5-И1	47,2	45	3500	190
СФОЦ-60/0,5-И2	67,5	60	4500	190
СФОЦ-100/0,5-И1	97,5	90	5000	380
СФОО-16/-0,4-И1	15,8	15	7000	58

2. Розрахунок спіральних нагрівальних елементів із ніхромового дроту електрокалорифера.

Задача 2. Визначити потужність і розрахувати спіральні нагрівні елементи із ніхромового дроту опалювального електрокалорифера при витратах приточного повітря , температурі повітря на вході θ₁ = -10°С, і на вході калорифера θ₁ = 40°С. Калорифер має три секції нагрівальних елементів. Кожна секція має чотири паралельні спіралі. Напруга живлення 380 В.

Розв’язання:

1. Визначимо необхідну потужність електрокалорифера:

кВт.

2. Визначимо потужність одної спіралі при умові, що спіралі секції з’єднані «зіркою» по чотири спіралі в кожній фазі:

;

де P – потужність електрокалорифера, кВт;

n – кількість секцій калорифера n = 3;

k – кількість паралельних спіралей одної секцій, k = 4.

Тоді: кВт.

3. Визначимо силу струму в спіралі:

А.

4. Визначимо електричний опір спіралі:

Ом.

5. Визначимо діаметр перерізу ніхромового дроту, враховуючи що густина струму для ніхрому (приймемо ):

;

Тоді: м.

Приймаємо: d = 1,5·10^-3 м.

6. Визначимо довжину дроту одної спіралі:

.

Тоді: ,

де ρ_н – питомий опір ніхрому, ρ_н = 1,1·10^-6 Ом·м.

м.

Визначмо геометричні розміри спіралі.

Крок спіралі: h = 3·d = 3·1,5·10^-3 = 4,5·10^-3 м.

Діаметри спіралі: D = 10·d = 10·1,5·10^-3 = 1,5·10^-2 м.

Число витків:

Довжина спіралі: L = h·w = 4,5·10^-3 · 570 = 2,5 м.

Контрольні питання

1. Які системи опалення застосовують для опалення технологічних приміщень?

2. Які електроопалювальні установки застосовують в системах загального обігрівання?

3. Які електроопалювальні установки застосовують в системах місцевого обігрівання?

4. Яку будову має електрокалориферна установка типу СФОЦ?

5. Яку роботу має електрокалориферна установка акумуляційного типу?

6. Яку будову має тепла підлога?

7. Яку будову має установка комбінованого місцевого обігрівання?