ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЯ

       электронный учебно-методический комплекс

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6

Средства местного электрообогрева

Цель работы

Программа работы

Общие теоретические сведения

Методика работы

Содержание отчёта

Контрольные вопросы

Приложение 6

Цель работы

Изучить устройство, принцип действия, технические данные, применение и схемы управления средств местного электрообогрева.

Программа работы

1. Ознакомиться с теоретическими сведениями.
2. Изучить методику и выполнить работу.
3. Составить и защитить отчёт.

Общие теоретические сведения

В начальный период развития молодняк животных и птицы требует повышенного уровня температуры обогрева. Установки местного обогрева обеспечивают в зоне нахождения поросят, телят, ягнят или цыплят повышенную температуру воздуха и пониженную его влажность и концентрацию вредных газов по сравнению с остальным объёмом помещения.

В зависимости от способа передачи теплоты от устройства местного электробогрева к животным и птице различают средства лучистого (инфракрасного), контактного (кондуктивного), конвективного и комбинированного обогрева.

В установках лучистого обогрева используют светлые и темные инфракрасные излучатели - электрические лампы и нагревательные элементы.

Устройства лучистого обогрева молодняка животных и птицы, имеющие зонтичную конструкцию корпуса, внутри которого размещены источники инфракрасного излучения, принято называть брудерами.

Брудеры БП-1 и БП-1А используют для местного обогрева молодняка и птицы. Источниками теплоты служат четыре ТЭНа общей мощностью 1 кВт. Количество обогреваемых цыплят в возрасте от 1 до 30 дней - 500...600. Для поддержания требуемого температурного режима 22...35 ºС в брудере БП-1 применяют двухпозиционное тепловое манометрическое реле, а в брудере БП-1А - двухпозиционный тиристорный регулятор температуры. Точность регулирования ±2ºС. Площадь обогрева 2,2 м².

Брудер БП-1 состоит из следующих основных узлов: зонта, обогревателя, рамы, отражателя, крышки, подвески, термореле. Зонт брудера пирамидальной формы состоит из шести секций, изготовленных из оцинкованной стали. Обогреватель - усеченный конус из оцинкованной стали, на боковой поверхности которого устанавливаются ТЭНы. Внутри конуса находятся: предохранитель, лампа освещения, лампа настройки на заданный температурный режим, сигнальная лампа, которая загорается в случае выхода из строя хотя бы одного нагревателя. Рама брудера - шестигранник из уголка, к которому прикрепляются секции зонта. Отражатель - усеченный конус из оцинкованной стали. Наличие отражателя способствует более равномерному распределению температуры по всей площади под зонтом брудера. На крышке, изготовленной из оцинкованной стали, закреплен стеклянный колпак красного цвета, закрывающий сигнальную лампу. Подвеска состоит из трех тяг, прикрепленных к крышке, держателя с крюком, стального каната, трех блоков и груза. Брудер подвешивают на расстоянии до 2,2 м от пола в зависимости от возраста цыплят.

Брудеры ОКБ-1376, ОКБ-1376А предназначены для местного обогрева молодняка животных и птицы. В облучателе установлены три темных излучателя (ТЭНы) мощностью 400 Вт каждый. Арматура представляет собой конусообразный кожух-отражатель из листовой стали с двойными стенками, между которыми заложена теплоизоляция. Температурный режим под облучателем регулируют, измерения высоту подвеса. Ступенчатое управление мощностью осуществляют вручную при помощи выключателей.

Электроотопительные приборы с преобладающей теплоотдачей излучением относятся к общему классу инфракрасных электрообогревателей, у которых почти вся лучистая энергия передается в диапазоне волн 0,8 - 800 мкм. Чистый воздух практически полностью пропускает тепловое излучение, поэтому лучистый обогрев уместен прежде всего в тех случаях, когда нагрев воздуха нецелесообразен или невозможен (слабо отапливаемые большие комнаты, постоянно проветриваемые, полуоткрытые или недостаточно теплоизолированные помещения).

Инфракрасный электрообогреватель ЭИС-0,25-И1 предназначен для локального обогрева животных. Его основная часть: металлический корпус, снабженный теплоизоляцией и цоколем, позволяющим использовать его с серийно выпускаемыми промышленностью облучателями ССП-01-250, “Астра” и др. Внутри корпуса смонтирован нагреватель, представляющий собой керамическую плитку, в которой замурован электронагревательный элемент в виде проволочной спирали. Мощность электрического нагревателя 250 Вт при напряжении 220 В. Среднее превышение эффективной температуры над температурой окружающей среды на уровне пола в зоне обогрева площадью 0,7 м² при высоте подвеса 0,6 м составляет не менее 8ºС.

К установкам лучистого обогрева также относятся установки типа ИКУФ-1 с облучателями ОРИ-1, ОРИ-2; “Луч”; облучатели “Латвико”, “Ирис”, ОЭИ-500, ОВИ-1, ОKБ-3196 и др.

К установкам контактного электрообогрева относятся электрообогреваемые полы, коврики, панели и электрогрелки.

При устройстве электрообогреваемого пола уплотняют грунт, для выравнивания на него насыпают слой песка толщиной 15...20 мм, а затем укладывают гидроизоляцию в виде листов толя или полиэтиленовой плёнки в один-два слоя. Поверх гидроизоляции насыпают слой песка, на котором размещают тепловую изоляцию (котельный шлак или керамзит) толщиной 89...150 мм. Изоляцию уплотняют и присыпают песком, после чего укладывают бетон. В слое бетона на глубине 4…6 см прокладывают нагревательные элементы из проводов ПОСХВ, ПОСХП, ПНВСВ, ПОСХВТ, ПСО и др. При питании сетевым напряжением над проводами на глубине около 2 см от поверхности закладывают стальную сетку, соединённую с нулевым проводом питающей сети. Сетка защищает нагревательный провод от повреждений в случае разрушения бетонного покрытия, а также служит для выравнивания потенциалов, защищая животных от шагового напряжения.

Для автоматического управления температурным режимом электрообогреваемого пола применяют двухпозиционные регуляторы, датчики которых встраивают в массив пола между нагревательными проводами. Принципиальная электрическая схема управления температурным режимом секции обогреваемого пола показана на рис. 6.1.

Рис. 6.1. Принципиальная электрическая схема управления секцией обогреваемого пола.

Кроме электрообогреваемых полов, которые выполняют при строительстве новых и реконструкции существующих животноводческих помещений, широко применяют съёмные электрообогреваемые коврики и плиты. Их укладывают на бетонный или деревянный пол. Коврики изготавливают из двух слоёв листовой резины площадью 0,6...0,8 м, между которыми укладывают нагревательный провод.

Плиты представляют собой плоскую конструкцию такой же площади, образованную металлическим каркасом, залитую бетоном со смонтированным внутри проволочным нагревательным элементом. Мощность нагревательных элементов 150...200 Вт. Чтобы обеспечить электробезопасность, использует пониженное напряжение питания.

К конвективным средствам местного электрообогрева относятся электрообогревательные панели, электроконвекторы и электрические калориферы малой мощности.

Обогревательные панели, конструктивно незначительно отличавшиеся от обогревательных плит и ковриков, используют для отопления производственных, вспомогательных и бытовых помещений животноводческих и птицеводческих объектов. Их устанавливают вертикально вблизи зоны нахождения молодняка и на расстоянии 5…10 см от стен помещения. Нагревательными элементами в панелях являются: нагревательный кабель, ТЭН, индукционные нагреватели, провод из высокоомных сплавов, специальные токопроводящие ткани типа УТТ-2, ПАН-90, полупроводниковые пленочные элементы. Панель содержит металлический каркас и экранную сетку. Каркас и сетка образует жёсткую сварную конструкцию, обеспечивающую необходимую механическую прочность панели. Нагревательный элемент заливается бетоном. Одну сторону настенных и встраиваемых в пол панелей покрывают слоем тепловой изоляции.

Электроконвекторы предназначены для нагрева окружающего воздуха путём естественной конвекции и наиболее эффективны в помещениях с достаточной теплоизоляцией (здания капитальной постройки, утеплённые деревянные дома и т. п.). Они работают бесшумно и надежно, могут устанавливаться в любом месте и обогревают сразу всех находящихся в комнате людей, чего нельзя достигнуть приборами радиационного действия.

Основными конструктивными элементами электроконвектора являются нагреватель, корпус и регулирующие устройства. В переносных приборах чаще применяют открытую спираль из сплава высокого сопротивления по ГОСТ 12766.1-77, а в стационарных - низкотемпературные нагревательные элементы: трубчатые, типа "Хромалокс" (оребрённые или плоские (13-2)), так называемые "защищенные" из спиралей в керамических бусах, размещенных внутри наборных пластин, чехлов, экранов и т. п.

Корпус электроконвектора экранирует излучение нагревателя, повышая конвективную составляющую теплоотдачи, т. е. функциональную эффективность прибора, увеличивает тягу и расход воздуха. Конструкция корпуса обычно представляет собой плоскую коробку со штампованными стенками из тонколистовой стали и отверстиями для входа и выхода воздуха, опорами или подвесками и дополнительными устройствами.

Регулирующими устройствами могут служить переключатели, бесступенчатые регуляторы мощности и автоматические регуляторы температуры помещения. При дорогом нагревательном элементе иногда применяют ручное бесступенчатое регулирование мощности путём перемещения датчика температуры корпуса в зоне температуры, зависящей от мощности. Наиболее совершенным является автоматическое регулирование по температуре помещения с помощью выносного терморегулятора. Иногда для простоты терморегулятор устанавливают на входе воздуха, однако здесь трудно полностью исключить тепловое воздействие самого прибора. В общем случае электроконвектор может иметь как терморегулятор, так и переключатель во избежание частого срабатывания терморегулятора.

Мощность электроконвекторов сельскохозяйственного назначения типа ЭОКС составляет 2 или 6 кВт. Они снабжены устройствами для автоматического и ручного управления температурным режимом в помещениях. Нагревательными элементами в конвекторах являются ТЭНы, помещённые в общий оребрённый корпус с развитой теплоотдающей поверхностью.

Если для местного обогрева используют электрические калориферы небольшой мощности, то их устанавливают в производственном помещении таким образом, чтобы поток тёплового воздуха направлялся в зону нахождения животных. Электрокалориферный местный обогрев применяют также для создания тепловых завес, препятствующих проникновению холодного наружного воздуха в помещение, где содержатся животные и птица в моменты открывания ворот.

При комбинированном электрообогреве теплопередача животным и птице происходит одновременно излучением, контактно и конвективно. В этом случае систему стремятся выполнить таким образом, чтобы животных обогревать и снизу (устройство контактного нагрева), и сверху (устройство лучистого и конвективного нагрева). Это способствует снижение простудных заболеваний молодняка.

Установка ЭИС-11-1 для местного комбинированного электрообогрева обеспечивает оптимальный температурный режим в зоне размещения поросят-cоcyнов в свинарниках-маточниках, отапливаемых системой общего обогрева, если температура воздуха ниже 14ºС.

Установка ЭИС-0,37-И1 предназначена для местного обогрева 15 ягнят. При температуре в помещении 5ºС установка обеспечивает ягнятам комфортные условия с ощущаемой температурой 15ºС.

Для обогрева поросят-сосунов разработана также установка "Комби", рассчитанная на 30 станко-мест. Управляют установкой с пульта, в котором имеется регулятор температуры, реле времени, реле утечки тока, сигнальная и коммутационная аппаратура.

Методика работы

Собрать и испытать электрическую схему подключения электробрудера БП-1 (рис. 6.2) при полной мощности и при “перегорании” одного нагревателя. Рассчитать потребляемые мощности.

Рис. 6.2. Электрическая схема подключения электробрудера БП-1 к сети.

Ознакомиться с электрической схемой подключения к сети электрообогреваемой панели (рис. 6.3).

Рис. 6.3. Схема включения секции электрообогреваемой панели.

Ознакомиться с эскизом облучателя CCПO1-250 (рис. 6.4).

Рис. 6.4. Инфракрасный облучатель ССП01-250: 1 - клеммная колодка; 2 - патрон Е-27; 3 - корпус; 4 - лампа ИКЗК-250-220; 5 - отражатель; 6 - защитная сетка; 7 - подвеска.

Содержание отчёта

1. Электрическая схема брудера.
2. Данные опытов и расчётов.
3. Выводы по работе.

Контрольные вопросы

1. Перечислите преимущества местного обогрева перед другими видами обогрева.
2. Каким образом теплота передаётся от устройств местного электрообогрева животным и птице?
3. Перечислите электротермическое оборудование, используемое для местного электрообогрева животных и птицы. Как оно конструктивно выполнено?
4. Объясните принципы автоматизации установок и устройств местного электрообогрева.
5. Каким законом описывается лучистый теплообмен?
6. Назовите диапазон длины волн инфракрасных лучей.
7. Перечислите основные мероприятия по безопасной эксплуатации средств местного электрообогрева.
8. Перечислите виды средств обогрева в зависимости от способа передачи теплоты.
9. Что относят к установкам контактного обогрева?
10. Предназначение и устройство брудера.
11. Предназначение электрообогревателя ЭИС-0,25-И1.
12. Каким образом выполняют систему обогрева животных для снижения простудных заболеваний?

Приложение 6

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

Таблица 4

© ФГОУ ВПО Красноярский государственный аграрный университет, 2006
© Центр дистанционного обучения КрасГАУ, 2006