Монтаж электротермических установок для создания микроклимата, обогреваемых полов

Электронагрев воздуха осуществляется с помощью электрокалориферных установок (ЭКУ), конвекторов, радиаторов, печей и других устройств. Электрокалориферные установки (рис. 4.14) предназначены для подогрева воздуха и поддержания требуемой температуры в системах отопления, вентиляции, сушки. Отопительные аккумулирующие электропечи позволяют использовать «ночную» электроэнергию, отпускаемую по льготным тарифам. Электрические конвекторы и радиаторы применяют для отопления вспомогательных и подсобных помещений, в качестве «доводчиков температуры» в системах микроклимата основных помещений, в системах локального электрообогрева молодняка.

В системах воздушного отопления сельскохозяйственных помещений в качестве генераторов теплоты используют ЭКУ типа СФОЦ,СФОО или ПВУ.

Рисунок 4.14 Электрокалориферная установка (ЭКУ) СФОЦ - Р/0,5 - И1: 1 – рама; 2 – электрический калорифер; 3 – переходный патрубок; 4 – мягкая вставка; 5 – шкаф управления; 6 – центробежный вентилятор; 7 – электродвигатель.

В обозначении установки СФОЦ - Р/0,5 - И1: СФО – тип калорифера; Ц – тип вентилятора (центробежный); Р – установленная мощность, кВт; 0,5 – предельная температура нагретого воздуха (50 ^оС); И1 – исполнение.

Основными узлами ЭКУ являются: электрический калорифер, вентилятор с электродвигателем, шкаф управления. В ЭКУ типа СФОЦ -Р/0,5 - И1 ТЭНы объединены в автономные трехфазные группы (секции), включением и отключением которых осуществляют ступенчатое (позиционное) регулирование мощности (100, 66, 33 % от номинальной). Центробежный вентилятор типа Ц4 – 70 соединен с электрическим калорифером типа СФО через переходной патрубок и мягкую вставку для предотвращения вибрации калорифера, которая возникает при работе вентилятора. Эту же функцию выполняют виброизолирующие основания, на которых размещена установка.

Электрокалорифер представляет собой блок электрических нагревателей, смонтированных в общем корпусе. При этом чаще используют оребренные ТЭНы, имеющие развитую теплоотдающую поверхность. Как правило, их размещают в несколько рядов в шахматном порядке. В электрических калориферах большой мощности ТЭНы объединяют в несколько блоков. Обозначение электрокалориферов имеет структуру: СФО -Р/1Т - И3. В приведенном обозначении: С – нагрев сопротивлением; Ф – вид установки (калорифер); О – окислительная (воздушная) среда; Р – установленная мощность, кВт; 1 – предельная температура нагретого воздуха (100 оС); Т – вид нагревателей (ТЭНы); И3 – исполнение.

К монтажу электронагревательных, электрокалориферных и электровентиляторных установок, называемых кратко «оборудование», предъявляются следующие основные требования.

Проект производства работ (ППР) по тяжелому оборудованию (массой 100 кг и выше) должен содержать такие материалы, как план размещения оборудования в монтажной зоне, учитывающий удельную нагрузку на основание, стены и перекрытия; перечень (расчет) клиньев и подкладок под фундаментные рамы (плиты, салазки); расчет стропов и канатов, необходимых для перемещения оборудования; схемы строповки; перечень форм сдаточной документации.

До начала электромонтажных работ по оборудованию следует провести подготовительные работы, проверку наличия и готовности к работе подъемно-транспортных средств в зоне монтажа оборудования, подтвержденные актами на испытание и приемку в эксплуатацию этих средств; подбор и испытание такелажа (лебедки, тали, блоки, домкраты); подбор комплекта механизмов, приспособлений, монтажных клиньев, подкладок и т. п.; организацию рабочих мест в зоне монтажа и подготовку инвентаря (шкафов, верстаков и др.); подготовку опорных площадок на фундаментах для установки подкладок (при необходимости), предусмотрев укладку временных брусков-шаблонов во избежание последующего выравнивания опорных площадок; насадку полумуфт на валы; проверку посадочных размеров на валах и в ступицах полумуфт и др.

Фундаменты для монтажа оборудования следует выполнять согласно соответствующих требований. При установке на них рам с подкладками и клиньями последние должны быть уложены только в местах сосредоточенных нагрузок: под лапами оборудования и с двух сторон фундаментных (анкерных) болтов.

Оборудование нужно устанавливать так, чтобы оно было доступным для осмотра и замены, а также по возможности для ремонта на месте установки. При этом оно должно быть выбрано и установлено так, чтобы исключалась возможность попадания на обмотку (АД) и токосъемные устройства воды, масла, эмульсий и т. п., а вибрация оборудования, фундаментов и частей здания не превышала допустимых значений.

При выборе оборудования (например, электрокалорифера) их параметры должны соответствовать нагрузкам при всех режимах работы, а исполнение и степень защиты - окружающей среде. Так, оборудование, устанавливаемое в помещениях с нормальной средой, должно иметь степень защиты IР00 или IР20; в сырых и особо сырых - не менее IР43; в пыльных и с химически активной средой - не менее IР44 и т. д. Во всех помещениях, за исключением помещений с нормальной средой, желательно размещать оборудование сельскохозяйственного исполнения.

Шумы, создаваемые оборудованием, не должны превышать уровня, допустимого санитарными нормами (не более 60 дБ).

Расстояние в свету между транспортируемыми элементами оборудования и элементами здания или оборудования должно быть не менее 0,3 м по вертикали и 0,5 м по горизонтали.

Ширина проходов между фундаментами или корпусами оборудования, между оборудованием и частями здания должна быть не менее 1 м в свету; допускаются местные сужения проходов между выступающими частя­ми оборудования и строительными конструкциями до 0,6 м на длине не более 0,5 м.

Расстояние в свету между корпусом оборудования и стеной здания или между корпусами, а также между торцами рядом стоящего оборудования при наличии проходов с другой стороны оборудования должно быть не менее 0,3 м при высоте оборудования до 1 м от уровня пола и не менее 0,6 м при высоте оборудования более 1 м.

Проходы к оборудованию во всех случаях должны быть свободны от посторонних предметов.

Валы АД, соединяемые с вентиляторами, должны быть установлены в такое положение, при котором обеспечивается нормальная работа подшипников, а величина вибрации отдельных частей АД не должна превышать значений: 50 мк (при синхронной частоте вращения 3000 мин-¹), 100 мк (при 1500 мин-¹), 130 мк (при 1000 мин-') и 160 мк (при 750 мин-') и ниже.

Центровка валов должна быть произведена таким образом, чтобы угловое (перенос) и радиальное (боковое) смещение осей центрируемых валов один относи­тельно другого, измеренное на расстоянии 300 мм от оси вращения для муфт диаметром 600 мм, не превышало 0,04...0,25 мм (при синхронной частоте вращения 3000 мин^-1); 0,04...0,4 мм (при 1500 мин^-1); 0,04... 0,5 мм (при 750 мин^-1); 0,04...0,6 мм (при 500 мин^-1) при различных муфтах (для муфт, имеющих другие диаметры, указанные допуски должны быть пересчитаны).

Перед включением привода вентилятора ЭКУ в сеть на полное рабочее напряжение необходимо очистить его от грязи и пыли ветошью, смоченной в бензине, или путем продувания сухим и чистым воздухом под давлением не более 0,2 МПа. Тщательно осматривают все оборудование и устраняют обнаруженные неисправности.

Перед началом работы электровентиляторов или электрокалориферов должны быть приняты меры, препятствующие вращению приводного АД со стороны механизма, например вентилятора. На механизмах следует отметить направление их вращения.

Электрокалориферные и электровентиляторные установки размещают на высоте не ниже нулевой отметки с тем, чтобы в вентиляционные камеры не проникала вода.

Все нетоковедущие части оборудования должны быть заземлены.

Используя оборудование общего отопления, невозможно создать одинаково комфортные условия микроклимата во всех зонах помещения. Чтобы выдержать оптимальные параметры микроклимата для разных возрастных групп и видов животных, особенно при содержании их в одном помещении, необходимы устройства местного электрообогрева В этом случае при неизменном уровне кормления в 3..4 раза можно повысить сохранность молодняка, на 10...15 % продуктивность животных и снизить расход электроэнергии, а также при использовании электрических средств местного обогрева уменьшается расход энергии на отопление помещений, улучшается температурно-влажностный режим в зоне пребывания животных и птицы, благодаря чему снижаются простудные заболевания, повышаются привесы, уменьшаются себестоимость продукции (примерно на 25 %) и расход кормов.

К средствам местного обогрева относятся электрообогреваемые полы, панели, электроковрики, электрогрелки для ягнят, инфракрасные облучатели и брудеры, установки совместного инфракрасного и ультрафиолетового облучения «ИКУФ» и «Луч».

Различают местный электрообогрев следующих видов, конвективный и кондуктивно-конвективный с применением электрообогреваемых полов и напольных средств, лучистый (терморадиационный) с помощью источников инфракрасного излучения, а также комбинированный.

Электрообогреваемые полы, применяемые для общего и местного обогрева, можно сооружать как в существующем, так и строящемся животноводческом помещении.

Электрообогреваемые полы состоят из нагревательных проводов, уложенных зигзагообразно с требуемым шагом в слое бетона (рис. 4.15, а). Экранирующую сетку присоединяют к контуру выравнивания потенциала не менее чем в двух местах. Выходные концы нагревательного элемента протягивают в трубы и подключают к распределительным коробкам Напряжение питания изолированных нагревательных элементов 220 В, к неизолированным проводам подводят пониженное напряжение через трансформатор.

При применении нагревательного провода ПНВСВ упрощается конструктивная схема бетонного гола, так как не нужна экранирующая сетка.

Рисунок 4.15 Конструкция электрообогреваемого пола: а – поперечный разрез пола; б - схема укладки обогревательного провода с постоянным шагом; в - схема укладки обогревательного провода с переменным шагом.

1 – утрамбованный грунт; 2 – щебень; 3, 6 – бетон; 4 – гидроизоляция; 5 – теплоизоляция; 7 – нагревательный провод; 8 – экранирующая сетка; ПС – площадка для свиноматок; ПП – площадка для поросят.

Начиная рассчитывать нагревательные элементы, определяют конфигурацию и площадь обогреваемого участка пола. Если температура поверхности пола должна быть равномерной и соответсвовать нормативным параметрам, провода укладывают с постоянным шагом (рис. 4.15, б). При необходимости дифференцировать температуру (например, в свиноматочнике) в зависимости от возраста животных принимают переменный шаг укладки (рис. 4.13, в): больший на площадке для свиноматки, меньший в месте размещения поросят. Зная конфигурацию обогреваемой площади, длину отрезков провода, их число z, приходящееся на одну фазу, и шаг а укладки, компонуют нагревательный элемент и разрабатывают схему включения.

Электрообогреваемые полы монтируют также из изготовленных индустриальным методом бетонных или асфальтобетонных блоков или плит, в которых расположены нагревательные элементы и защитная сетка. Например, бетонная электрообогреваемая плита ПБЭ-0,2-32 при установленной мощности 200 Вт и напряжении 32 В имеет габаритные размеры 1,4×0,6×0,06 м и массу 80 кг; к одной фазе последовательно подсоединяют семь плит.

На выделенных участках пола выкапывают углубление (0,3...0,6 м), дно которого уплотняют. Затем послойно укладывают щебень 2, бетонную стяжку 3, гидроизоляцию 4 из рубероида, поверхность которого покрывают битумом. Для сокращения потерь теплоты через грунт насыпают слой тепловой изоляции 5 (котельный шлак, керамзит и др.) и заливают ее бетоном 6, на который укладывают нагревательный элемент 7. Нагреватель также заливают бетоном, поверх которого укладывают защитную стальную сетку 8 с ячейкой 250×150 мм. Диаметр провода сетки 3...4 мм. Сетка соединяется с нулевым проводом сети. Монтаж заканчивают заливкой бетонной стяжки 6. Выводные концы нагревательного элемента протягивают в трубы и подключают к распределительным коробкам.

Питание нагревательных элементов с использованием углеграфитовых нагревателей, нагревательных проводов и кабелей осуществляют напряжением 220 В, а неизолированных проводов — на пониженном напряжении через трансформатор.

Ширина обогреваемой полосы зависит от вида животных. В коровнике обогревают полосу шириной 0,5...0,6 м, в свинарнике-маточнике – шириной 1,3 м. В птичнике с напольным содержанием обогревают полосу шириной 0,2...0,3 от ширины помещения.

Обогреваемые полосы могут быть с торцевым или центральным подключением. Торцевое подключение удобнее, так как шинный канал располагается в малодоступном для животных месте. Длина одной обогреваемой полосы не должна превышать 30...35 м, в противном случае возникнут трудности с укладкой нагревательного элемента. Рекомендуемая температура поверхности не должна превышать 313 К. Температура поверхности пола ограничивает допустимую температуру нагревателя (373 К) и линейную мощность (7...40 Вт/м).

Длина отрезка провода, подключаемого на фазное спряжение, достигает 200 м, поэтому при монтаже нагревательный элемент испытывает значительные механические усилия.

Перечисленным технологическим требованиям отвечают нагреватели из стали и специальных сплавов (нихром, константан и др.). В сооружаемых полах используют только стальные нагреватели, так как они дешевле элементов, выполненных из сплавов Вместе с тем стальные нагреватели имеют большое индуктивное сопротивление, большие температурный коэффициент сопротивления и коэффициент линейного расширения.

Перспективны тонкослойные поверхностно-распределенные резистивные электронагревательные элементы (ПЭН).

Длина и площадь сечения нагревательного элемента обусловливаются, с одной стороны, допустимыми температурами провода и поверхности пола, а с другой – его электрическими свойствами. Правильный выбор длины и сечения нагревательного элемента возможен только при совместном решении электротехнической и теплотехнической задач.

В животноводческих помещениях для содержания молодняка применяют обогреваемые полы могут выполняться в виде сплошных полос, которые монтируют на месте от торцевой части здания до среднего поперечного прохода, и отдельных обогреваемых площадок, которые сооружают только в зоне отдыха молодняка животных.

Электрообогреваемые полы монтируют также из изготовленных индустриальным методом готовых бетонных или асфальтобетонных блоков или плит, в которые вмурованы нагревательные элементы и защитная сетка. Например, плита бетонная электрообогреваемая ПБЭ-0,2-32 установленной мощностью 200 Вт при напряжении 32 В имеет размер 1,4X0,6X0,06 м и массу 80 кг. На одну фазу последовательно включают семь плит. Каждая трехфазная секция обогреваемого пола имеет самостоятельное питание и регулятор температуры пола А, рис. 4.16.

Рисунок 4.16 Принципиальная электрическая схема управления трёхфазной секцией электрообогреваемого пола.

Питание нагревательных элементов с использованием углеграфитовых нагревателей, нагревательных проводов и кабелей осуществляют напряжением 220 В, а неизолированных проводов — на пониженном напряжении через трансформатор (табл. 4.8).

Таблица 4.8 Силовые трансформаторы для обогрева пола

Марка трансформатора	Мощность, кВА	Напряжение, В	Масса, кг
ВН	НН
ТМОБ-63/0,38			49...121
ТСП-20А			36, 75, 100
ТПК-25/70			5...70 (16 ступеней)
ТС-10/0,5			21, 36
ТСЗ-2,5/1	2,5		36, 127
ТС-2,5/0,5	2,5			—
ОС-2/0,5	2,0			—

Ширина обогреваемой полосы зависит от вида животных. В коровнике обогревают полосу шириной 0,5...0,6 м, в свинарнике-маточнике – шириной 1,3 м. В птичнике с напольным содержанием обогревают полосу шириной 0,2...0,3 от ширины помещения.

Обогреваемые полосы могут быть с торцевым или центральным подключением. Торцевое подключение удобнее, так как шинный канал располагается в малодоступном для животных месте. Длина одной обогреваемой полосы не должна превышать 30...35 м, в противном случае возникнут трудности с укладкой нагревательного элемента.

Рекомендуемые параметры электрообогреваемого пола представлены в табл. 4.9.

Таблица 4.9 Рекомендуемые параметры электрообогреваемого пола.

Вид животных и птицы	Рекомендуемая температура пола, К	Поверхностная мощность, Вт/м2	Линейная мощность нагревателя, Вт/м	Рекомендуемый шаг укладки, м
Цыплята Поросята Свиньи на откорме Больные коровы Телята	308...313 298...303   291...293   299...302 293...297	150...300 100...200   80...150   150...190 100...150	7,5...30 7...20   12...30   22...40 10...22	0,05...0,1 0,1...0,15   0,15...0,2   0,15...0,2 0,1...0,15

Анализируя данные таблицы, можно сделать вывод, что рекомендуемая температура поверхности не должна превышать 313 К. Температура поверхности пола ограничивает допустимую температуру нагревателя (373 К) и линейную мощность (7...40 Вт/м).

Длина отрезка провода, подключаемого на фазное спряжение, достигает 200 м, поэтому при монтаже нагревательный элемент испытывает значительные механические усилия.

Перечисленным технологическим требованиям отвечают нагреватели из стали и специальных сплавов (нихром, константан и др.). В сооружаемых полах используют только стальные нагреватели, так как они дешевле элементов, выполненных из сплавов Вместе с тем стальные нагреватели имеют большое индуктивное сопротивление, большие температурный коэффициент сопротивления и коэффициент линейного расширения.

Перспективны тонкослойные поверхностно-распределенные резистивные электронагревательные элементы (ПЭН).

Длина и площадь сечения нагревательного элемента обусловливаются, с одной стороны, допустимыми температурами провода и поверхности пола, а с другой – его электрическими свойствами. Правильный выбор длины и сечения нагревательного элемента возможен только при совместном решении электротехнической и теплотехнической задач.

В животноводческих помещениях для содержания молодняка применяют обогреваемые полы могут выполняться в виде сплошных полос, которые монтируют на месте от торцевой части здания до среднего поперечного прохода, и отдельных обогреваемых площадок, которые сооружают только в зоне отдыха молодняка животных.

Технические данные электрообогреваемых полос пола с нагревательным элементом из неизолированного стального провода приведены в табл. 4.10. Число отрезков провода на полосу — 3 шт., шаг укладки — 0,1 м.

Для управления обогревом полов в помещениях для поросят-сосунов в свинарниках-маточниках на 30 свиноматок применяют ящик управления Я 9305-3474 У5. Установленная мощность устройства 15 кВт, номинальный ток 23 А. Габариты ящика управления 600×400×250 мм, масса 23 кг

Таблица 4.10 Технические данные электрообогреваемых полос пола.

Размер обогреваемых полос, м	Напряжение, В	Тип провода	Длина отрезков провода, м	Мощность нагревательного элемента, кВт	Удельный тепловой поток, Вт/м2
27×0,6		ПСО-5		3,8
40×0,6		ПСО-5		5,8
45×0,6		ПСО-5		6,1
40×0,6		ПСО-4		6,1
45×0,6		ПСО-4		8,1
45×0,6		ПСО-5		9,0

Электрообогреваемые полы монтируют также из изготовленных индустриальным методом готовых бетонных или асфальтобетонных блоков или плит, в которые вмурованы нагревательные элементы и защитная сетка. Например, плита бетонная электрообогреваемая ПБЭ-0,2-32 установленной мощностью 200 Вт при напряжении 32 В имеет размер 1,4X0,6X0,06 м и массу 80 кг. На одну фазу последовательно включают семь плит.