3.1 Теплица

Выбор светового прибора наиболее целесообразный тип светового прибора должен выбираться на основе полного технико-экономического сопоставления различных возможных вариантов. Выбор светового прибора для данного помещения представлен в таблице.

Таблица 3 - Выбор светового прибора

Светильники с IP 54	КСС	Мощность лампы	КПД %
НСП 03	М	60	75 (65)
ЛСП 16	Д1	40	60

Выберем светильник ЛСП 16, т.к. это светильник с наибольшей мощностью лампы, косинусной КСС и относительно высоким КПД.

Размещение световых приборов

Световые приборы обычно размещают по вершинам квадратов или ромбов, оптимальный размер стороны которых определяется по формуле:

λ_С Н_Р  L  λ_Э Н_Р (1)

где _Э и _С – относительные светотехническое и энергетическое наивыгоднейшее расстояние между светильниками;

НР – расчетная высота осветительной установки, м.

Численные значения _Э и _С зависят от типа кривой силы света

Н_Р  Н₀  h_СВ  h _Р (2)

где Н₀ – высота помещения, м;

h_СВ – высота свеса светильника, м;

h_Р – высота рабочей поверхности от пола, м.

Lопт=4

Na = a/Lопт = 59.4/4 = 15

Nв = в/Lопт = 9,6/4 = 3

N = Na*Nв = 3*15 = 45

Согласно расчету в данном помещении необходимо разместить сорок пять световых приборов данного типа.

Определим расстояние между светильниками в ряду:

La = a/Nв = 9.6/5 = 1,92 м

Определим мощность осветительной установки точечным методом. Вычертим план помещения (рисунок 2) и расположим в нем выбранные световые приборы, наметим контрольную точку, в которой должна обеспечиваться минимальная нормированная освещенность. Далее определяют в данной контрольной точке условную освещенность по формуле:

е = ∑e_i (3)

где е_i – условная освещенность контрольной точки i-го светильника, которую в свою очередь определяют по следующей формуле:

е_i = (J_ ¹⁰⁰⁰ * cos³α)/(Н_р²) (4)

где  - угол между вертикалью и направлением силы света светильника в расчетную точку;

J_ ¹⁰⁰⁰ - сила света i-го светильника с условной лампой (со световым потоком в 1000 лм) в направлении расчетной точки. Численное значение. J_ ¹⁰⁰⁰ определяют по кривым силы света.

Рисунок 2 - Схема расположения светильников в теплице.

x = √(3²+4.8²) = 5.66

α = arctg(x/Нр) = 5,66/3 = 62

Ф = (1000*Ен*Кз)/(µ*∑e_i*η_св) (5)

где  - коэффициент, учитывающий дополнительную освещенность за счет влияния удаленных светильников и отражения от ограждающих конструкций;

1000 – световой поток лампы;

_св – КПД светильника.

Ф =(1000*100*1,3)/(1,1*6,1*1,3) = 10246 лм

По численному значению потока и каталожным данным выберем стандартную лампу: ЛБ – 40 – 1

4 Выбор схемы электроснабжения и напряжения питания осветительной сети

Для питания осветительных приборов общего внутреннего и наружного освещения, как правило, должно применяться напряжение не выше 220В. Поэтому для питания осветительной сети данного здания выберем сеть с напряжением 220В.

4.1 Компоновка осветительной сети

Разделение на группы потребителей Разделение на группы делают по следующим рекомендациям: число светильников на двухфазную трехпроводную группу не должно превышать 40 шт., а на трехфазную четырехпроводную 60 шт. Длина трехпроводной должна быть около 60 м, а четырехпроводной около 80 м.

Согласно ПУЭ, предельный ток группы не должен превышать 25А.

а) Первая группа двухфазная трехпроводная

15 светильников ЛСП 16 с лампами ЛБ – 40 -1

б) вторая группа двухфазная трехпроводная

15 светильников ЛСП 16 с лампами ЛБ – 40 -1

в) третья группа двухфазная трехпроводная

15 светильников ЛСП 16 с лампами ЛБ – 40 -1

4.2 Расчет токов в группах

(6)

где

m – количество фаз;

U_ф- фазное напряжение;

ΣP – суммарная мощность ламп накаливания;

Первая группа		ΣP = 2383 Вт
Вторая группа		ΣP = 2383,92 Вт
Третья группа		ΣP = 2385,84 Вт

4.3 Выбор сечения проводов

Выбор сечения по механической прочности.

Сечение не может быть менее 1 мм².

S = ΣP/(c*∆u) (7)

C= 11.4

Сечение провода для первой группы S1= 2.4/2.28 = 1.1 мм2	Потери напряжения для первой группы ∆U = ΣP1/(c*s) = 2.4/(11.4*1.1) = 0.2%
Сечение провода для второй группы S2= 2.4/2.28 = 1.1 мм2	Потери напряжения для второй группы ∆U = ΣP2/(c*s) = 2.4/(11.4*1.1) = 0.2%
Сечение провода для третей группы S3= 2.4/2.28 = 1.1 мм2	Потери напряжения для третей группы ∆U = ΣP3/(c*s) = 2.4/(11.4*1.1) = 0.2%

Выберем провод АПВ (медный трехжильный сечением 1,5 мм² для номинального напряжения 220 В)

5. Выберем защитную аппаратуру и осветительный щиток

I_в ≥ k*I_k (8)

I_k = I_т = k*I_p = 1*1.82 = 1.82

I_в1 = 1.2*1.82 = 2.2 A

I_в2 = 1.2*1.82 = 2.2 A

I_в3 = 1.2*1.82 = 2.2 A

Исходя из расчетов выберем:

Автомат	ВА – 5125 – 34
Предохранители	ПР – 2 – 15
УЗО	УЗО20-10-2-010
Осветительный щиток	ЩН852-400731-УХЛ4 0,4

6 Расчет отопления и вентиляции

6.1 Полезный тепловой поток отопительной установки, Вт, определяется из уравнения теплового баланса помещения:

(9)

где Ф_о – тепловой поток, теряемый через наружные ограждения помещения, Вт;

Ф_в – тепловой поток, теряемый с вентилируемым воздухом, Вт;

Ф_исп – тепловой поток, расходуемый на испарение влаги с мокрых поверхностей животноводческого помещения, Вт;

Ф_ж – тепловой поток, выделяемый животными, Вт.

Ф_п = 1896,3 + 4,65 + 0,005 – 0,02 = 1901 Вт

(10)

где q_от – удельная отопительная характеристика помещения, ;

V_о – удельный объем помещения, ;

N - количество кустов.;

Т_в - температура внутреннего воздуха помещения, ^оС;

Т_н - расчетная зимняя температура наружного воздуха, ^оС;

а - поправочный коэффициент, учитывающий влияние разности температур на значение удельной отопительной характеристики.

(11)

(12)

(13)

где

Q_V – объемный расход вентиляционного воздуха,

- плотность воздуха при температуре Т_В,

С_Р – удельная изобарная теплоемкость воздуха, равная 1000 .

(14)

Воздухообмен по нормативной концентрации влаги внутри помещения рассчитывается по выражению:

м³/с, (15)

где

d_В и d_Н – влагосодержание внутреннего и наружного воздуха, г /кг с.в.;

d_Н – при наружных температуре -20°С можно принять 0,2г/кг с.в.;

dв - определяется при помощи i-d диаграммы по принятой нормативной температуре воздуха в помещении

d_B = 0 г/кг с.в.;

ρ – плотность воздуха при внутренней температуре, кг /м3;

(16)

Мж – количество влаги, выделяемой животными,

г/с (17)

где

m – количество животных , содержащихся одновременно в помещении;

q – количество влаги, выделяемое одним животным;

Ми- количество влаги, испаряющейся с поверхности ограждений, пола, поилок и т.д. Для животноводческих помещений

г/с (18)

Следовательно:

м³/с (19)

Теплота, теряемая на испарение влаги

Фи = 2477·Ми Вт (20)

где

2477 кДж/кг - скрытая теплота испарения 1 кг воды.

Фи = 2477·0,0009 =0,005 Вт

Теплота, выделяемая животными,

Фж=m·q_ж Вт (21)

где

q_ж - количество теплоты, выделяемой одним кустом. Согласно справочным данным примем q_ж=10^-4 Вт.

Фж=196*10^-4 = 0,02 Вт

6.2 Расчетная мощность электрокалориферов в помещении

, (22)

где

к_з – коэффициент запаса, учитывающий возможное снижение питающего напряжения и старение нагревателей, к_з=1,05…1,1;

_эку – тепловой КПД, учитывающий потери от корпуса электрокалорифера и воздуховодов, _эку = 0,95…1;

 - доля расчетной мощности, которая должна быть обеспечена от ЭКУ,%

Расчетная мощность одного калорифера

(23)

где

n – число ЭКУ в помещении

Объемная подача вентилятора одной ЭКУ

(24)

6.2.1 Выбор стандартной ЭКУ

6.2.2 По рассчитанному значению Р выбирают электрокалориферную установку.

Выбираем установку СФОЦ – 5 – 700 м³/ч

Т.к. 0,2 м³/с < 0,448 м³/с, то к выбранному ЭКУ нетредуется параллельно подключать дополнительный вентилятор.

6.2.3. Определяем фактическую температуру воздуха, выходящего из электрокалорифера

(25)

где

Р_н – номинальная мощность электрокалорифера

Q_vф – фактический объемный расход воздуха через электрокалорифер, м³/с. Q_vф = Q_vн = 0,2

Предельно допустимая Т_вых из установок типа СФОЦ составляет 50^оС, таким образом

Т_вых  50 ^оС 21 ^оС < 50 ^оС

6.2.4. Проверка ЭКУ по температуре поверхностного оребрения ТЭНов

(26)

где

Р₁ – мощность одного ТЭНа, Вт;

R_T – термическое сопротивление теплоотдаче от поверхности ТЭНа к омывающему его воздуху, ^оС /Вт

(27)

(28)

где

 – коэффициент теплоотдачи от поверхности ТЭНа к воздуху,

А_Р – площадь поверхности оребрения ТЭНа, м²;

(29)

где

_B – теплопроводность воздуха, ;

Р_Ч – число Прандаля;

V – скорость потока воздуха в электрокалорифере, м/с

 – коэффициент кинематической вязкости воздуха, м²/с =0,32

Скорость потока воздуха в электрокалорифере

(30)

где

А_ж – площадь живого сечения электрокалорифера, м²

(31)

где

l – высота окна электрокалорифера, м;

n₁ – число ТЭНов в одном вертикальном ряду (одной секции)

(32)

где

n₂ – число секций в электрокалорифере (вертикальных рядов ТЭНа)

Т_пов <Т_{пов.пред}

27,4 ⁰С < 180 ⁰С

7. Выбор электропривода

7.1 Выбор вентилятора

Вентилятор подбирают по требуемым значениям давления Р и объемной подаче воздуха Q_vт

Выбираем вентилятор ВР 80-75 №2,5 с _в=0,95

Необходимая мощность на валу электродвигателя:

где

p – необходимое давление вентилятора, Па;

_в – КПД вентилятора, принимаемый по его характеристики;

_пер – КПД передачи (при непосредственной посадке колеса вентилятора на вал электродвигателя _пер = 1, для клиноременной передачи _пер = 0,95)

7.2 Выбираем электродвигатель марки АИР63А2 Р = 370 Вт

8. Рассмотрение вопросов эксплуатации оборудования

8.1 Эксплуатация осветительных электроустановок.

При недостаточной освещенности производственных цехов ухудшается зрение и падает производительность труда, снижается качество выпускаемой продукции. Поэтому для промышленных предприятий разработаны и являются обязательными нормы минимальной освещенности, предусмотренные СНиП и ПУЭ.

Величины освещенности по этим нормам зависят от характера производства и тем выше, чем большая точность требуется при выполнении технологических процессов и производственных операций. При проектировании и светотехнических расчетах освещенность принимают несколько большую, чем требуется по нормам.

Данный запас обусловливают тем, что во время эксплуатации уровень первоначальной (проектной) освещенности с течением времени неизбежно снижается. Это происходит за счет постепенного уменьшения светового потока светильников, загрязнения арматуры и некоторых других причин. Однако принимаемый при проектировании и расчетах запас освещенности является достаточным при нормальной эксплуатации электроосветительных установок: регулярной очистке светильников, световодов, своевременной смене ламп и т.п. При неудовлетворительной эксплуатации принятый запас освещенности не может компенсировать понижающегося уровня освещенности, и она становится недостаточной.

Следует иметь в виду, что на освещенность помещения большое влияние оказывает цвет окраски стен и потолков и их состояние. Окраска в светлые тона и регулярная очистка от загрязнения способствуют обеспечению требуемых норм освещенности. Периодичность осмотров осветительных электроустановок зависит от характера помещений, состояния окружающей среды и устанавливается главным энергетиком предприятия. Ориентировочно для запыленных помещений с агрессивной средой можно принять необходимую периодичность осмотров рабочего освещения один раз в два месяца, а в помещениях с нормальной средой — один раз в четыре месяца.

8.2 Осмотры осветительных установок

При осмотрах осветительных электроустановок проверяют состояние электропроводки, щитков, осветительных приборов, автоматов, выключателей, штепсельных розеток и других элементов установки. Проверяют также надежность имеющихся в установке контактов: ослабленные контакты должны быть затянуты, а обгоревшие — зачищены или заменены новыми.

8.3 Замена ламп в светильниках

В производственных цехах промышленных предприятий существуют два способа смены ламп: индивидуальный и групповой. При индивидуальном способе ламп заменяют по мере их выхода из строя; при групповом способе их заменяют группами (после того, как они отслужили положенное количество часов). Второй способ экономически более выгодный, так как может быть совмещен с очисткой светильников, но связан с большим расходом ламп.

При замене не следует использовать лампы большей мощности, чем это допускается для осветительного прибора. Завышенная мощность ламп приводит к недопустимому перегреву светильников и патронов и ухудшает состояние изоляции проводов.

Светильники и арматуру очищают от пыли и копоти в цехах с небольшим выделением загрязняющих веществ (механические и инструментальные цеха, машинные залы, кожевенные за воды и т. п.) два раза в месяц; при большом выделении загрязняющих веществ (кузнечные и литейные цеха, прядильные фабрики, цементные заводы, мельницы и др.) четыре раза в месяц. Очищают все элементы светильников — отражатели, рассеиватели, лампы и наружные поверхности арматур. Очистку окон для естественного освещения проводят по мере их загрязнения.

Рабочее и аварийное освещение в производственных цехах включают и выключают по графику лишь тогда, когда естественное освещение недостаточно для производства работ.

Проверки и испытания осветительных установок при эксплуатации. Электроосветительные установки при эксплуатации подвергают ряду проверок, испытаний. Проверяют сопротивление изоляции рабочего и аварийного освещения. Исправность системы аварийного освещения проверяют, отключая рабочее освещение, не реже одного раза в квартал. Автомат или блок аварийного переключения освещения проверяют один раз в неделю в дневное время. У стационарных трансформаторов на напряжение 12— 36 В изоляцию испытывают 1 раз в год, а у переносных трансформаторов и ламп на 12 — 36 В — каждые три месяца.