Электрический нагрев воды

Электрический нагрев воды применяют на животноводческих фермах с целью обеспечения животных питьевой водой, температура которой отвечает всем зоогигиеническим и ветеринарным нормам. Для мелкого рогатого скота данный показатель должен быть не ниже 10 ºС. Нагрев воды для производственных нужд производится до 40 – 45 ºС.

Электрический нагрев воды осуществляют проточным водонагревателем. Они имеют значительную ёмкость, хорошо теплоизолированы. Выбор водонагревателя производится согласно следующим расчётам. Количество тепла, необходимое для нагрева воды определяется по формуле:

Q=CJ(t_K - t_H), где

С – теплоёмкость воды (4,2 кДж(кг·ºС));

J – масса воды, кг (произведение поголовья и расхода горячей воды в сутки на одну козу, т.е. J = 800 гол · 30 л/сут+33*5 = 24165 кг);

t_к , t_н – конечная и начальная температура воды, соответственно;

Для проектируемого объекта Q составит:

Q = 4,2 кДж(кг·ºС) · 24165 кг · (45 – 10) = 3552255 кДж.

Время нагрева воды должно быть не более 24 часов. Оно определяется по формуле:

, где

Р – суммарная мощность водонагревателей;

η – коэффициент полезного действия водонагревателей (0,98).

Выбираем 2 проточных водонагревателя ЭПВН 120 мощностью Р=120 кВт, то время нагрева воды составит 15,1 часов.

Водонагреватель состоят из корпуса с входными и выходными патрубками, датчика терморегулятора, аварийного термовыключателя, пульта управления (одно-, двух-, трех- и четырех ступенчатый), предохранительного и обратного клапана. К корпусу крепится фланец с ТЭНами из нержавеющей стали. Емкость нагрева имеет антикоррозионное полимерно-порошковое покрытие как снаружи, так и внутри колбы.

Корпус водонагревателя обязательно устанавливают на фундамент высотой 20 – 25 см из кирпича или бетона и обязательно заземляют (зануляют).

Включение водонагревателя в сеть осуществляется с помощью автоматического выключателя

Рисунок 5. Схема включения в сеть электроводонагревателя ЭПВН 7,5–120

Дальнейшая работа водонагревателя происходит автоматически. При достижении заданной температуры дилатометрический датчик температуры SK размыкает свои контакты, находящиеся в цепи катушки промежуточного реле К. Оно отключается и размыкает цепь питания катушки магнитного пускателя КМ, который управляет работой нагревательных элементов ЕК. При снижении температуры ниже заданной контакты датчика SK снова замыкаются – срабатывает реле К, замыкая цепь питания катушки магнитного пускателя КМ, вызывая включение под напряжение нагревательных элементов ЕК. Чтобы не допустить перегорания ТЭНов, ни в коем случае нельзя включать нагреватель без воды. Для этого ставят датчик уровня воды – на уровне ТЭНов. Контакты датчика включают последовательно в цепь катушки промежуточного реле К. При использовании датчика уровня воды схема управления без воды включена быть не может.

3. Электрическое освещение производственных помещений

Среди многообразных условий содержания сельскохозяйственных животных большое значение имеет свет – один из важных факторов внешней среды. Эффект воздействия света на продуктивность животных зависит от силы, продолжительности, периодичности освещения.

На проектируемой ферме используются лампы накаливания . Ла́мпа нака́ливания — электрический источник света, в котором тело накала (тугоплавкий проводник), помещённое в прозрачный вакуумированный или заполненный инертным газом сосуд, нагревается до высокой температуры за счёт протекания через него электрического тока, в результате чего излучает в широком спектральном диапазоне, в том числе видимый свет. В качестве тела накала в настоящее время используется в основном спираль из сплавов на основе вольфрама. Колбы первых ламп были вакуумированы. Большинство современных ламп наполняются химически инертными газами (кроме ламп малой мощности, которые по-прежнему делают вакуумными). Потери тепла, возникающие при этом за счёт теплопроводности, уменьшают путём выбора газа с большой молярной массой. Смеси азота N2 с аргоном Ar являются наиболее распространёнными в силу малой себестоимости, также применяют чистый осушенный аргон, реже — криптон Kr или ксенон Xe (молярные массы: N2 — 28,0134 г/моль; Ar: 39,948 г/моль; Kr — 83,798 г/моль; Xe — 131,293 г/моль).

Существуют определенные нормы освещенности.

Для расчета электрического освещения воспользуемся методом удельной мощности.

Метод удельной мощности – самый простой метод расчёта электрического освещения. Удельная мощность осветительной установки представляет собой частное от деления общей установленной мощности светильников на площадь освещаемого помещения.

Расчёт методом удельной мощности проводят следующим образом.

где: Р_{УД -} удельная мощность для данного помещения Вт/м;

S - площадь животноводческого помещения m²;

Р _СВ - мощность одного источника света кВт.

n= 3,7*840/60 = 52шт.*4пом. = 208шт. + 25шт. других пр.помещ. =

233шт.

Рис. 6. Схема включения ламп накаливания

VD1…VD4 – диоды типа КД202К; R1 = 10 кОм; R2 = 1 кОм; С1 = 10мкФ; VT1 = транзистор типа КТ848А; HLI = сигнальная лампа; SA1 = выключатель;