Коэффициент запаса мощности электродвигателей

Мощность на валу электродвигателя, кВт	Коэффициент запаса для вентиляторов
	центробежных	осевых
< 0,5	1,5	1,2
свыше 0,5 до 1	1,3	1,15
свыше 1,01 до 2	1,2	1,1
свыше 2,01 до 5	1,15	1,05
свыше 5	1,1	1,05

Предельная окружная скорость рабочего колеса из условия допустимого уровня шума для животноводческих и птицеводческих помещений не должнапревышать 40 м/с для центробежных и 45 м/с для осевых вентиляторов.

4. Горячее водоснабжение и пароснабжение

4.1. Расчет расхода горячей воды, пара и теплоты на горячее водоснабжение и пароснабжение

Горячая вода в АПК расходуется на коммунально-бытовые (жилые дома, детские сады, предприятия общественного питания, бани и т.д.) и производственные (технологические) нужды. На производственные нужды также расходуется пар.

Средненедельный (за отопительный период) расход горячей воды () кг/с, и тепловой поток, () Вт, бытового горячего водоснабжения (ГВС) отдельных жилых, общественных и административных зданий определяются по [6, 10] по формулам:

, (4.1)

где m– количество людей;a– норма расхода горячей воды с температуройt_г = 55С для жилых зданий, кг (л) на 1 человека в сутки (см. таблицу 4.1);b– норма расхода горячей воды с температуройt_г= 55С, для общественных зданий, принимаемая (при отсутствии более точных данных) в размере 25л/сут. на одного человека;t_x температура холодной воды в зимний период,С (при отсутствии данных принимаютt_x = 5С);n_c – расчетная длительность подачи теплоты на горячее водоснабжение, с/сутки (при круглосуточной подачеn_c= 243600 c);С– удельная теплоемкость воды, принимаемая в расчетах равной 4187 Дж/(кгС); коэффициент 1,2 учитывает выстывание горячей воды в абонентских системах горячего водоснабжения.

Нормы расхода горячей воды, приведенные в табл. 4.1, относятся к температуре t_r = 55С для систем централизованного горячего водоснабжения, присоединяемых к закрытым системам теплоснабжения. Для систем централизованного горячего водоснабжения, присоединяемых к открытым системам теплоснабжения, среднюю температуру горячей воды принимают равной 65С, поэтому нормы потребления следует умножить на коэффициент 0,85.

Расчетный (максимальный) расход горячей воды (), кг/с, тепловой поток (), Вт, на горячее водоснабжение жилых, общественных и

Таблица 4.1

Среднесуточные нормы потребления горячей воды при t_r = 55 ºС для систем централизованного горячего водоснабжения, присоединенных к закрытым системам теплоснабжения

Наименование потребителя	Норма, л/сут.
Жилые дома квартирного типа, оборудованные умывальниками, мойками и душами, на 1 жителя	85
То же с ванными, оборудованными душами	105
Общежития с общими душевыми, на 1 жителя	60
Больницы с общими ванными и душевыми, на 1 койку	180
Поликлиники и амбулатории, на 1 больного	6
Душевые во вспомогательных зданиях и помещениях предприятий, на 1 душевую сетку в 1 ч	270
Душевые в клубах и Домах культуры, на 1 душевую сетку в 1 ч: с общими раздевальными с индивидуальными душевыми кабинами	180 110
Бани комбинированного типа, на 1 посетителя	120
Прачечные, на 1 кг. Сухого белья: немеханизированные механизированные	15 25
Детские ясли и сады, на 1 ребенка	30
Водоразборные точки у технологического оборудования или мойки в столовых, кафе, чайных, на 1 точку в 1 ч.	280
Краны умывальников общего пользования на предприятиях общественного питания, на 1 точку в 1 ч.	80
Гаражи при ручной мойке машин, на 1 машину: легковую грузовую	175 250

административных зданий определяется с учетом коэффициента неравномерности потребления горячей воды [9]

, (4.2)

где коэффициент суточной неравномерности расхода теплоты. Для сельских населенных пунктов= 2…2,4.

Максимальный (расчетный) поток теплоты (Вт), расходуемый на горячее водоснабжение производственных зданий определяется по формуле [6]

, (4.3)

где G_г– расход горячей воды в часы наибольшего водопотребления, кг/ч.

Расход горячей воды (кг/ч) различными объектами в часы наибольшего водопотребления определяется по следующим формулам [2]

• для душевых бытовых помещений

;(4.4)

• для моечных установок, бань и предприятий общественного питания

;(4.5)

• для прачечных

, (4.6)

где qнорма потребления горячей воды на 1 душевую сетку в час, на 1 машину или единицу оборудования, на 1 посетителя, на 1 кг сухого белья;n число душевых сеток;mпропускная способность установки в 1 ч (для баньm число мест в раздевальной; для предприятий общественного питанияmчисло реализованных блюд (m= 4,4, есличисло посадочных мест);Pпроизводительность прачечной, кг сухого белья в смену;число часов работы в смену (табл. 4.1).

На животноводческих фермах и комплексах горячая вода используется на санитарно-гигиенические (уборка помещений, мойка оборудования, уход за животными и др.) и технологические нужды (приготовление кормов, тепловая обработка молока и др.). Среднесуточный и расчетный расходы воды, кг/с и тепловые потоки (Вт) системы горячего водоснабжения на санитарно гигиенические нужды определяют по среднесуточным нормам потребления горячей воды по формулам [9]

(4.7)

где ,– среднесуточный расход воды и тепловой поток, Вт;= 2,5 (см. формулу 4.2) ;n_i число животных данного вида;удельная теплоемкость водыДж/(кгС);t_г - температура горячей воды (t_г = 40 … 60С);q_iсреднесуточный расход горячей воды на одно животное данной группы, кг/сут. (принимают для коров молочных пород – 15; телят, молодняка КРС – 2; свиноматок – 5; свиней на откорме – 0,5 [12, 13] ).

Тепловые нагрузки систем горячего водоснабжения и пароснабжения технологических объектов определяются по группам технологических процессов, исходя из норм расхода теплоты, пара или горячей воды на единицу продукции или оборудования, на одну голову животных и т.д.

Максимальный (расчетный) расход воды или пара (кг) и тепловой поток (Вт) системы горячего водоснабжения (пароснабжения) для тепловой обработки кормов и продукции сельского хозяйства при ее переработке определяется по нормам расхода горячей воды (пара) на тепловую обработку единицы продукции по формулам [9]

;, (4.8)

где q_i норма потребления горячей воды (пара) на тепловую обработку 1 кг данного вида продукции, кг/кг;M_i производительность цеха по тепловой обработке этого вида продукции, кг/ч.

В приложениях 9…12 приведены нормы расхода теплоты и теплоносителей на обработку кормов и переработку некоторых видов сельхозпродуктов.

Расчетный и средненедельный расход воды, пара (кг/с) и тепловые потоки (Вт) системы горячего водоснабжения и пароснабжения для тепловой обработки кормов на животноводческих фермах и комплексах удобней определить по суточному рациону животных и нормам расхода горячей воды и пара на обработку кормов по формулам [9]

;

, (4.9)

где ,- расчетный и средненедельный расходы теплоносителей (горячей воды или пара), кг/с; q_i – норма потребления горячей воды (пара) на тепловую обработку 1кг данного корма, кг/кг:k_i – количество этих кормов в суточном рационе животных данного вида, кг;– количество животных данного вида,= 4,0 (см. формулу 4.1).

В прил. 8 даны нормы расхода теплоносителей на тепловую обработку кормов.

Тепловые нагрузки (Вт) систем горячего водоснабжения в летний период рассчитывают по формуле [9]

, (4.10)

где Q_г – тепловая мощность систем горячего водоснабжения в отопительный период, Вт;t_х.л – температура холодной воды в летний период (принимают равной 15С);– коэффициент учитывающий снижение расхода горячей воды летом по сравнению с отопительным периодом. (По данным Захарова А.А. [2] для жилых и общественных зданий –= 0,65; для технологических потребителей –= 0,82.)

Расчетный тепловой поток (Вт) паровой системы теплоснабжения цехов по переработке сельскохозяйственной продукции при неполном возврате конденсата определяется по формуле

, (4.11)

где G_n– расход пара в часы наибольшего теплопотребления, кг/ч;G_к – количество возвращаемого конденсата, кг/ч;С– теплоемкость воды,

Дж/кг С;t_к,t_x температуры конденсата (принимается на 5…8С меньше температуры конденсации) и исходной холодной воды, С;h_n– удельная энтальпия пара, Дж/кг (определяется поhs– диаграмме);h_x = Ct_x– энтальпия исходной холодной воды

, (4.12)

где d_п– удельный расход пара на тепловую обработку 1 кг данной продукции, кг/кг (прил. 9…12);М– производительность цеха по переработке этой продукции, кг/ч;– коэффициент возврата конденсата.

Так как запаривание кормов на животноводческих фермах и комплекса осуществляется без возврата конденсата, то расчетную и средненедельную тепловые нагрузки (Вт), паровой системы теплоснабжения этих объектов удобно определить по формуле [11]

, (4.13)

где - коэффициент суточной неравномерности (= 4,0);d_ni– удельный расход пара на запаривание 1 кг данного корма, кг/кг (прил. 8);k_i, n_i – то же, что и формуле 4.9;h_n,h_x– то же, что и в формуле 4.11.

В технологических линиях доильно-молочных блоков предусматривают также пропаривание молочных фляг при удельном расходе пара 0,1…0,2 кг на одну флягу.

Пример 4.1.Определить средненедельную и максимальную (расчетную) тепловые нагрузки систем горячего водоснабжения и пароснабжения животноводческого комплекса на 400 голов крупного рогатого скота (КРС) и 1000 свиней на откорме.

Решение.Средненедельный тепловой поток системы горячего водоснабжения на санитарно-гигиенические нужды определяется по формуле 4.7 (t_г= 50С,t_x= 5C,q = 15 кг/сут. – для коров,q= 0,5 кг/сут – для свиней на откорме).

Тогда

Вт.

Расчетный тепловой поток по формуле (4.2)

Вт.

Среденедельный тепловой поток на тепловую обработку кормов определяется по формуле 4.9. По прил. 8 для КРС K₁ = 4,0 кг/сут,q_i = 2,5 кг/кг (солома),К₂ = 2,5 кг/сут,q₂ = 2,0 кг/кг (концентрированные корма); для свиней – откормочниковК₂= 1,46 кг/сут,q₂ = 2,0 кг/кг (концентрированные корма),К₃ = 6,7 кг/сут,q₃ = 1,2 кг/кг (корнеклубнеплоды).

Тогда

=32875 Вт.

Расчетный тепловой поток по формуле 4.2

1500 Вт.

Среднесуточная и расчетная тепловые нагрузки систем горячего водоснаб- жения составляет:

= 14175+32875 = 47050 Вт;

Q_г = 35437+131500 = 166937 Вт = 167 кВт.

Средненедельный и расчетный тепловые потоки системы пароснабжения тепловой обработки кормов определяются по формуле 4.13. В аппаратах для тепловой обработки кормов подается пар с избыточным давлением до 68,7 кПа. Конденсат не возвращается.

h_n = 2700 кДж/кг = 270010³ Дж/кг.

Из прил. 8 для КРС К₁ = 4,0 кг/сут,d_n1 = 0,35кг/кг (солома);К₂ = 2,5 кг/сут,d_n2 = 0,25 кг/кг (концентрированные корма); для свиней на откорме К₂=1,46 кг/сут,d_n2=0,25 кг/кг (концентрированные корма);К₃= 6,7 кг/сут,d_n3 = 0,17 кг/кг (корнеклубнеплоды).

Тогда

=71750 ВтQ_п = 471,8 = 287 кВт.

Суммарная тепловая нагрузка

Q= 149,2+287 = 436,2 кВт.

Пример 4.2.Определить расчетную тепловую нагрузку мясоперерабатывающего предприятия, производящего 12 т свинины и 5 т мясных продуктов (колбасных изделий) в смену. Продолжительность смены 7 часов. От потребителя будет возвращено 30% конденсата с температурой 95 С. Температура холодной воды принятьt_x = 5С.

Решение.Нормы расхода горячей воды сt_г = 65С на производство свининыq₁ = 5,2 + 0,45 = 5,65 м³/т; и на переработку мясаq₂ = 1,6 + 1,18 = =2,78 м³/т; расход пара на производство свининыq_n1 = 0,60 т/т, на переработку мясаq_n2 = 0,39 т/т (прил. 9, 10). Энтальпия параh_n = 2700 к дж/кг (избыточное давление 68,7 кПа). Плотность воды приt₂= 65С,

= 880 кг/м³.

Часовая производительность цеха по производству свинины М₁=

= 12 10³/ 7 = 1714,3 кг/час, по переработке мясаМ₂ = 5 10³ / 7 = 714,3 кг/час.

Расход пара на производство мяса G_n1= 0,601714,3 = 1028,6 кг/час; на переработку мясаG_n2= 0,39714,3 = 278,6 кг/час.

Расчетная тепловая нагрузка (кВт) на горячее водоснабжение определяется по формуле 4.8

798,6 кВт.

Расчетная тепловая нагрузка (кВт) системы пароснабжения по формуле 4.11

972,7 к Вт.

Общая тепловая нагрузка

Q= 798,6 + 972,7 = 1771,3 кВт

Пример 4.3.Цех плодоовощного предприятия производит 400 банок вместимостью 1л (масса нетто 1,2 кг) и 600 банок с вместимостью 0,8 л (масса нетто 0,96 кг) овощных консервов в смену. Продолжительность смены 7 ч. Определить технологическую тепловую нагрузку цеха.

Решение.Производительность цеха выразим в учетных банках. Масса нетто учетной банки составляет 400 гр. Коэффициент перевода физических банок в учетные по массе, гдеm– масса нетто продукции в физической банке, г. По концентрации продукта, гдес– стандартная массовая доля сухого вещества в готовой продукции, %;В– базовое содержание сухого вещества в сырье или соке, %. В приложении 11 приведены некоторые нормы расхода тепловой энергии на производство консервной продукции.

Производительность цеха в учетных банках составляет

Расход тепловой энергии на производство одной тысячи учетных банок овощных консервов составляет 0,48 Гкал/туб (прил. 11).

Технологическая тепловая нагрузка

(1кал 4,19 Дж; 1ккал/ч. = 1,163 Вт).