книги из ГПНТБ / Кудрявцев И.Ф. Полупроводниковые пленочные электронагреватели в сельском хозяйстве
.pdfв огражденном логове для поросят. Ограждение имело лаз для выхода поросят к свиноматке.
Испытания обогревателей в течение осенне-зимнего периода 1969—1970 г. показали, что разработанные устройства обеспечивают необходимый режим обогрева поросят при температуре на панелях 30—32°С и темпе ратуре воздуха в помещении 10—12°С. Поросята охотно располагаются на обогревателе (рис. 35), хотя время адаптации достигает 8—10 ч.
Поверхность обогревателей в течение всего периода испытаний оставалась чистой. Перед заселением поро сят нового опороса в станок достаточно помыть и про тереть обогреватель ветошью.
Во время испытаний не отмечалось случаев гибели поросят из-за простудных заболеваний. Разработанные обогреватели вполне пригодны для обогрева поросят одного опороса.
Опытами установлено, что автоматизация наполь ных обогревателей для поросят с помощью поверхност ных датчиков температуры позволяет снизить расход электроэнергии на 47% по сравнению с неавтоматизи рованными обогревателями.
На рис. 36 приведена полная принципиальная элек тросхема управления системой местного обогрева поро
сят |
для |
четырехрядного |
свинарника-маточника |
на |
72 |
станка, |
разработанная |
конструкторским бюро |
Цен |
трального научно-исследовательского института механи зации и электрификации сельского хозяйства нечерно земной зоны СССР. В каждом станке установлен один пленочный обогреватель (рис. 18). Вся система обогрева разделена на две равные секции. Температурный режим обогревателей каждой секции регулируется двухпозиционным полупроводниковым терморегулятором ПТР-2 с поверхностным датчиком температуры, установленным на одном из обогревателей секции. Средняя температу ра обогревателя поддерживается в пределах 30—32°С. В схеме учтены приведенные выше рекомендации по защите и автоматизации установок. Схема была разра ботана для экспериментально-опытной системы местного обогрева поросят, однако она не исключает применения схем с включением пленочных обогревателей в сеть без трансформатора.
102
3.Технико-экономическая эффективность пленочных нагревателей
Технико-экономическая оценка эффективности при менения пленочных нагревателей в сельском хозяйстве предполагает определение экономического потенциала. Экономический потенциал новой разработки измеряется максимальным экономическим эффектом, который мо жет быть достигнут на основе внедрения этой разра ботки в производство за расчетный период при опти мальном объеме внедрения. Допускается также опреде ление экономического потенциала, отнесенного к расчет ному году внедрения [30]. Тогда экономический потен циал в денежном выражении определяется как
|
|
ДЗ = З х |
- |
32 , |
|
(4.5) |
|
где |
A3 |
— экономический |
|
потенциал |
или |
ожидае |
|
|
|
мая экономия приведенных годовых за |
|||||
|
|
трат от внедрения пленочных нагрева |
|||||
|
|
телей, |
руб/год; |
|
|
|
|
3i |
и 32 |
— приведенные |
годовые затраты |
сравни |
|||
|
|
ваемой |
и разработанной |
электротепло |
|||
|
|
вой установок, |
руб/год. |
|
|
||
Рассмотрим результаты технико-экономического ана лиза различных средств местного обогрева птицы и по росят.
Сравнительная экономическая эффективность раз личных вариантов определялась по методике Всесоюз ного научно-исследовательского института электрифика ции сельского хозяйства [26], пользуясь формулой для расчета приведенных затрат в виде
3 = |
T[i^r)s'+iS'+s'+si |
|
|
руб/год-гол., |
||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(5.5) |
где |
3 |
— |
приведенные |
суммарные |
затраты, |
|||
|
g |
|
руб/год на голову; |
|
|
|
||
|
— |
годовая |
или • сезонная |
производитель |
||||
|
|
|
ность установки, |
ед/год; |
|
|||
|
Р 0 и Р р |
— |
годовые |
отчисления |
на |
амортизацию и |
||
|
|
|
ремонт |
в процентах |
к |
стоимости уста |
||
новки, руб/год;
103
Sy — |
стоимость установки, руб/год; |
|
||||
S3 п Sc — годовые расходы |
на |
зарплату и энер |
||||
|
гию, руб/год; |
|
|
|
|
|
5„ — прочие расходы, руб/год. |
|
|
||||
Приводя экономический анализ |
различных |
средств |
||||
местного обогрева, авторы не ставили -задачи |
доказать |
|||||
целесообразность |
применения средств |
местного |
обогре |
|||
ва вообще. Эта |
проблема уже |
достаточно |
исследована |
|||
[22]. |
|
|
|
|
|
|
Для технико-экономического |
расчета |
местного обо |
||||
грева в птичнике была принята система местного обо грева с напольными пленочными обогревателями, совре менного шнрокогабаритного птичника на 20 тыс. голов с содержанием цыплят на глубокой подстилке. В ка честве вариантов для сравнения приняты системы обо грева с электробрудерами Б-4 и стационарным электро-4 обогреваемым полом.
Для расчетов взяты данные результатов производ ственной проверки пленочных обогревателей. Расчет за трат на изготовление пленочных обогревателей произ веден применительно к условиям современного специа лизированного предприятия (Минский завод электрохолоднльников).
Расчеты показали, что ожидаемая экономия приве денных годовых затрат системы обогрева с пленочными обогревателями в сравнении с электробрудерами будет
A3X = 2222 - 1075 = 1147 руб/год,
а в сравнении со стационарным обогреваемым полом
A3. = 1423 - 1075 = 358 руб/год.
Для более глубокой оценки эффективности предло женной системы обогрева в табл. 10 приведены основ ные технико-экономические показатели расчета.
Вэтой таблице характерными являются удельные показатели, отнесенные к тысячам голов в год, обслу живаемых системами обогрева. Эти показатели факти чески учитывают транспортабельность установок, срав ниваемых систем обогрева.
Втабл. 11 приведены результаты расчета ожидае мого эффекта от внедрения напольных пленочных обо гревателей на крупнейшей в республике Смолевичской
1.04
Т а б л и ц а 1 0 . Технико-экономические показатели систем
местного обогрева птичника на 20 тыс. голов
|
|
|
|
Система обогрева |
||
|
Показатели |
|
|
Электро |
Стационар |
Напольные |
|
|
|
ный элект- |
пленочные |
||
|
|
|
|
б р у д е р ы |
||
|
|
|
|
рообогре- |
обогрева |
|
|
|
|
|
Б-4 |
||
|
|
|
|
ваемый пол |
тели |
|
|
|
|
|
|
||
Приведенные годовые затраты, руб/% |
2222 |
1423 |
1075 |
|||
Удельные |
приведенные затраты, |
руб. |
206,1 |
132,5 |
100 |
|
|
|
6,04 |
||||
т. гол/год |
|
|
|
27,7 |
17,8 |
|
Удельные |
капиталовложения |
руб. |
54,4 |
25,2 |
9,54 |
|
т-гол/год |
|
|
|
|||
Удельные |
эксплуатационные расходы, |
16,9 |
12,75 |
4,12 |
||
руб/т-гол. |
|
|
|
|||
Удельная |
мощность, Вт/гол. |
|
2,4 |
4,05 |
0,98 |
|
Удельный |
расход энергии, |
кВт-ч/гол |
1,13 |
1,0 |
0,4 |
|
Удельная |
металлоемкость, |
кг/т-гол/год |
29,4 |
18,1 |
1,94 |
|
бройлерной |
птицефабрике |
производительностью до |
||||||
3 млн. бройлеров в год, где эксплуатируются |
38 |
птич |
||||||
ников на 20 тыс. голов |
(птичники |
оборудованы |
электро |
|||||
брудерами Б-4). |
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 11. |
Сравнительная эффективность |
электрообогрева |
||||||
|
бройлеров на Смолевичской бройлерной |
птицефабрике |
||||||
|
|
|
|
|
Система |
обогрева |
||
|
Показатель |
|
|
|
|
|
напольными |
|
|
|
|
электробру- |
|
пленочными |
|||
|
|
|
|
дерамн Б-4 |
|
обогрева |
||
|
|
|
|
|
|
|
телями |
|
Общее количество установок, шт. |
|
|
1520 |
|
|
667 |
||
Экономия установок, шт./% |
|
|
|
— |
|
|
853 |
|
|
|
|
|
|
— |
|
|
56 |
Приведенные годовые затраты, |
руб/'год |
84436 |
|
31650 |
||||
Экономия приведенных затрат, |
руб/год |
|
— |
|
52786 |
|||
В том числе от транспортабельности |
уста |
|
|
|
|
2580 |
||
новки, руб/год |
|
|
|
|
|
|
|
|
Результаты технико-экономического |
расчета |
систем |
||||||
местного обогрева свинарника-маточника на 80 станков представлены в табл. 12.
Анализ полученных результатов показал, что замена наиболее распространенных средств местного обогрева.
105
Т а б л и ц а 12. |
Результаты технико-экономического расчета |
|||
|
|
местного обогрева свинарника-маточника |
|
|
|
|
на 80 станков |
|
|
|
|
|
Удельные |
Экономиче |
|
Вариант |
местного обогрева |
приведенные |
ский |
|
годовые затра |
потенциал, |
||
|
|
|
ты, р у б / г о л . |
р у б / г о л . |
Инфракрасный обогрев лампами накалива |
|
|
||
ния |
|
|
0,4 |
0,17 |
Обогрев |
нагревательными ковриками. |
0,28 |
0,05 |
|
Обогрев |
напольными пленочными обогрева |
|
|
|
телями |
|
|
0,23 |
|
напольными пленочными обогревателями позволит сни зить приведенные годовые затраты птичников на 31%, свинарников-маточников на 74%.
Учет таких эксплуатационных показателей, как вы сокие зоотехнические и санитарно-гигиенические усло вия содержания молодняка птицы и поросят, малый рас ход электроэнергии, высокая готовность к работе, транспортабельность и другие преимущества значитель но увеличивают реальный экономический эффект. Эти достоинства позволяют рекомендовать напольные пле ночные обогреватели в производство.
Результаты лабораторных испытаний опытного ка лорифера с пленочными нагревателями показали воз можность подогрева воздуха до'температуры 150°С, что вполне достаточно для использования таких калорифе ров в животноводческих помещениях.
Из технико-экономического расчета пленочного ка лорифера по сравнению с калорифером, оборудованным трубчатыми электронагревателями, видно, что внедре ние пленочных калориферов позволит получить годовой экономический эффект до 720 руб. на каждые 100 кВт установленной мощности.
Разработанные, испытанные и внедренные в произ водство гальванические ванны ВПО с пленочным обо гревом на 50 л обеспечивают качественное гальваниче ское покрытие. По сравнению с существующими ванна ми такого объема время разогрева ванны ВПО сокра щается в 2,5 раза, расход электроэнергии уменьшается на 16%, а производительность при гальваническом по крытии повышается на 10%. Ванны рекомендуются к
106
внедрению |
в различных |
отраслях промышленности и |
|
сельского |
хозяйства. |
|
|
Оборудование новых пресс-форм для горячего прес |
|||
сования пластмасс пленочными нагревателями |
выгодно |
||
в технико-экономическом |
отношении, позволит |
снизить |
|
металлоемкость пресс-форм на 30%, потребляемую мощ ность в 1,5—2 раза и'сократить время разогрева прессформ на 40%. Применение кольцевых пленочных нагре вателей только на одной пресс-форме весом 150 кг даег экономический эффект в сумме 103 руб. в год. Кроме того, применение пленочных нагревателей повышает равномерность нагрева пресс-форм, сокращает брак и улучшает физико-механические свойства пластмассовых изделий.
Простота конструкции, малые стоимость и вес, .высо кое качество и экономичность процесса нагрева выгодно отличают злектротепловые установки с пленочными на гревателями. Накопленный опыт по созданию таких установок дает основание рекомендовать метод пленоч ного обогрева для внедрения в сельское хозяйство.
Л и т е р а т у р а
1. А л ь т г а у з е н |
А. |
|
П. |
и |
др. |
Низкотемпературный |
злектрона- |
||||||||||
|
грев. М., «Энергия», |
1968. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
2. |
Б о г о р о д п ц к н й |
Н. |
П. |
и |
др. |
Электротехнические |
материа |
||||||||||
|
лы. М.—Л., «Энергия», |
1963. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
3. Б о т в н и к и н |
О. |
|
К. |
и |
др. |
|
Изоляция |
электропроводящего по |
|||||||||
|
крытия. — «Стекло и керамика», 1961, |
№ |
1. |
|
|
|
|
||||||||||
4. |
В а р г н н |
В. |
В. |
Технология |
эмали |
и |
-эмалирование |
металлов. |
|||||||||
|
М., Госиздат, |
1967. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
5. |
В ее ел о в В. А. |
|
Оборудование |
для |
переработки |
пластических |
|||||||||||
|
масс в изделия. М., Машгнз, |
|
1961. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
6. |
В о с к р е с е н с к и й П. И. |
|
Техника |
лабораторных |
работ. |
М.— |
|||||||||||
|
Л., «Химия», 1964. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
7. Г а л ь п е р и н |
Б. |
|
С. |
Непроволочные |
|
сопротивления. |
М.—Л., |
||||||||||
|
«Энергия», 1958. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
8. Г е р а с и м о в и ч |
|
Л. |
С, |
|
Х о д е к и й |
Л. |
Г. |
Исследование |
|||||||||
|
электроизоляционных свойств некоторых стеклоэмалевых по |
||||||||||||||||
|
крытий. |
«Известия |
АН БССР». «Серия химических наук» (на |
||||||||||||||
|
бел. яз.), |
1969, |
ЛЬ 5. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
9. Г е р а с и м о в и ч |
|
Л. С. Стеклоэмалевая изоляция пленочных |
|||||||||||||||
|
электронагревателей. |
— |
В |
|
кн.: |
«Научные |
труды |
БИМСХ», |
|||||||||
|
вып. 14, Мн., «Урожай», |
1970. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
10. Г е р а с и м о в и ч |
|
Л. С. Тепловые динамические свойства на |
|||||||||||||||
|
польных плёночных электронагревательных установок. — В кн.: |
||||||||||||||||
|
«Научные труды |
БИМСХ», |
вып. 14, |
Мн., «Урожай», |
1970. |
|
|||||||||||
11. Г е р а с и м о в и ч |
|
Л. С. Полупроводниковый пленочный элек |
|||||||||||||||
|
трообогрев п его возможности. — В кн.: «Применение полу |
||||||||||||||||
|
проводников |
в |
промышленности |
(тезисы |
докладов)». |
Минск, |
|||||||||||
|
1969 |
(БелНИИТИ). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
12. Г е р а с и м о в и ч |
|
Л. |
С, |
|
Х о д с к и н |
Л. Г. |
К вопросу |
оценки |
|||||||||
|
электрической прочности и сплошности стеклоэмалевых покры |
||||||||||||||||
|
тий. «Известия АН БССР». «Серия химических наук», (иа бел. |
||||||||||||||||
|
яз.), |
1971,.№ |
3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
108
13. |
Г у л ь |
В. Е. н |
др. Электропроводящие |
полимерные материалы. |
|||||||
|
М., Мособлсовнархоз, |
1961 |
(ЦБТИ). |
|
|
|
|
||||
14. |
Г у л ь |
В. Е., |
Ц а р с к и й |
Л. Н. |
Электропроводящие |
полимер |
|||||
|
ные материалы. М, |
«Химия», |
1968. |
|
|
|
|
||||
15. |
З а л е е с к и п |
А. |
М., |
К у к е к о в |
Г. |
А. |
Тепловые |
расчеты |
|||
|
электрических аппаратов. Л., |
«Энергия», |
1967. |
|
|
||||||
16. |
З я б к о |
Г. С, |
|
Г е р а с и м о в и ч |
Л. |
С. |
Электротермодезин |
||||
|
фекция напольных обогревателей в цыплятниках. — «Ветери |
||||||||||
|
нария», |
1971, № 2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
17.И о ф ф е А. Ф. Физика полупроводников. М:, Изд-во АН СССР,
1957.
18. |
К а р а с е н к о |
В. А. |
Электронагревательные |
установки |
в сель |
|||||||||||
|
ском хозяйстве. |
Ми., «Урожай», 1971. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
19. |
К о п ел о в н ч |
А. П. |
|
Инженерные методы расчета при выборе |
||||||||||||
|
автоматических |
регуляторов. |
М., |
Металлургнздат, |
1960. |
|
|
|||||||||
20. |
К у д р я в ц е в |
И. |
Ф., |
Г е р а с и м о в и ч |
Л. |
С. |
Полупровод |
|||||||||
|
никовые пленочные электронагревательные установки. — В кн.: |
|||||||||||||||
|
«Сельскохозяйственную |
технику |
— на |
уровень |
современных |
|||||||||||
|
требований». Ми., «Урожай», |
1967 |
(БИМСХ). |
|
|
|
|
|
||||||||
21. |
К у д р я в ц е в |
И. |
Ф., |
Г е р а с и м о в и ч |
Л. |
С. |
Полупровод |
|||||||||
|
никовый пленочный обогреватель для цыплят. — «Техника в |
|||||||||||||||
|
сельском хозяйстве», 1970, № 5. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
22. |
К у д р я в ц е в |
И. |
Ф., |
Г е р а с и м о в и ч |
Л. |
С. |
Разработка |
и |
||||||||
|
исследование напольных полупроводниковых пленочных элек |
|||||||||||||||
|
трообогревателей |
молодняка |
птицы. — |
В |
кн.: «Механизация |
и |
||||||||||
|
электрификация |
сельского хозяйства», вып. 7, Мн., |
«Урожай», |
|||||||||||||
|
1970 |
(ЦНИИМЭСХ). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
23. |
К у з и е-ц о в А. Я. — |
«Заводская лаборатория», |
1957, |
N° 1. |
|
|||||||||||
24. |
Л и т в и н о в а |
Е. И. |
Металл |
для |
эмалирования. М.: «Металлур |
|||||||||||
|
гия», |
1964. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
25. |
М а з у р и н О. В. |
Электрические |
свойства стекла. Труды ЛТИ |
|||||||||||||
|
им. Ленсовета, |
вып. 62, |
1962. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
26. |
Методика |
определения |
экономической |
эффективности |
|
электри |
||||||||||
|
фикации |
производственных |
процессов |
сельского |
хозяйства. М., |
|||||||||||
|
1969 |
(ВИЭСХ). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
27. |
М и х е е в |
М. |
А. |
Основы теплопередачи. |
М.—Л., |
Госэнергонз- |
||||||||||
|
дат, |
1956. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
28. |
Пластмассы и синтетические смолы в противокоррозийной тех |
|||||||||||||||
|
нике. Под ред. Мащанского Н. А. М., «Стройиздат», |
1964. |
|
|||||||||||||
29. |
Р у б ц о в |
П. А. |
и |
др. Применение |
электрической |
энергии |
в |
|||||||||
|
сельском хозяйстве. М., |
«Колос», |
1971. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
30.Основные методические положения по определению экономиче ской эффективности научно-исследовательских работ. М., «Эко номика», 1964.
31.ПТЭ электроустановок потребителей и ПТБ при эксплуатации электроустановок потребителей. М., Атомиздат, 1970.
109
32. |
Э т е р . м а н |
А. И. и др. — |
В кн.: «Научно-исследовательские |
|
труды ЦНПИШП», сб. 11, М., Ростехиздат, 1962. |
||
33. |
Machine desigh, sept, 1964, Т-21. |
||
34. |
М a i j S. |
D. Bulletins des |
Schweisel'schen Elektrotechischen |
Vereins, № 22, 1067. (1955). |
|
||
35. |
N o r m a n |
R. N.. Rubb. J , |
132, № 13, 407, (1957). |
О Г Л А В Л Е Н И Е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Введение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
I. Конструкция |
и |
материалы |
пленочных |
нагревателен . |
. |
5 |
|
||||||||
1. |
Общее устройство |
пленочных нагревателей |
. |
. |
5 |
|
|||||||||
2. |
Электронагревательные |
пленки |
. |
.' |
. |
. |
|
. 1 0 |
|
||||||
3. |
Стеклоэмалевая |
изоляция |
|
|
|
|
|
|
18 |
|
|||||
II. Технологические приемы изготовления пленочных нагре |
|
|
|||||||||||||
вателей |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
27 |
|
|
1. |
Изготовление |
и |
эмалирование'корпуса . |
. |
. |
|
. 2 7 |
|
|||||||
2. |
Изготовление |
электронагревательной |
пленки |
. |
. |
33- |
|
||||||||
3. |
Изготовление |
контактных |
электродов . . . |
|
. |
36 |
|
||||||||
4. |
Проверка |
качества |
|
|
|
|
|
|
|
39- |
|
||||
5. |
Оборудование |
технологического участка |
. |
. |
|
. 4 3 |
|
||||||||
III. Расчет пленочных нагревателей |
|
|
|
|
|
46 |
- |
||||||||
1. |
Исходные данные и последовательность расчета . |
. |
46- |
|
|||||||||||
2. |
Определение мощности и основных размеров нагре |
|
|
||||||||||||
|
вателя |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
48 |
|
3. |
Допустимые напряжения питания и температура |
на- |
|
|
|||||||||||
. |
гревателя |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
52' |
|
IV. Электротепловые установки с пленочным обогревом . |
'. |
55 |
|
||||||||||||
Ь Обогрев |
животноводческих помещений |
• . |
. |
|
. 5 5 |
|
|||||||||
2. |
Обогревательные |
|
панели |
для молодняка |
птицы |
и жи |
63- |
|
|||||||
3. |
Напольные |
обогреватели |
67 |
|
|||||||||||
|
вотных |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. |
Нагрев жидкостей и твердых тел |
|
|
|
|
|
75- |
|
|||||||
V. Эксплуатация |
установок |
с |
пленочным |
обогревом . |
. |
87 |
|
||||||||
1. |
Электробезопасность и |
защита установок |
. |
. |
. |
87 |
|
||||||||
2. |
Рекомендации |
по |
автоматизации |
пленочных электро |
91 |
|
|||||||||
|
нагревателей |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
3. |
Технико-экономическая эффективность пленочных |
на |
103 |
|
|||||||||||
|
гревателей |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Литература |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
108 |
|
|
l i t