Характеристики електроприводів системи вентиляції

⇐ ПредыдущаяСтр 10 из 34Следующая ⇒

Вентиляція – це регулювання повітрообміну в приміщенні з метою створення нормованих параметрів мікроклімату (температури, вологості, газового складу повітря, запиленості та швидкості руху повітря).

У виробничих приміщеннях сільськогосподарських підприємств, як правило, нормовані значення температури та вологості, а в тваринницьких приміщеннях – ще і швидкість руху повітря. Вентиляція приміщень здійснюється припливними і витяжними вентиляційними системами.

Вентиляційні установки бувають з природною тягою, механічним спонукачем тяги та комбіновані. Застосовуються припливні і витяжні механічні системи вентиляції. Припливні системи з механічним спонуканням тяги у деяких випадках мають підігрів повітря за рахунок водяних, парових та електричних калориферів або використовують припливно-витяжні установки серії ПВУ.

Вентилятором називають гідравлічну машину, призначену для перемішування чи переміщення під певним тиском повітря або його сумішей з дрібними частинками за допомогою робочого органу вентилятора у вигляді лопаток. Вентилятори поділяють на радіальні (відцентрові) та осьові.

Швидкість руху повітря v, м/с, у витяжних каналах вентиляційної системи з природною тягою визначається залежністю

(2.19)

де Н – висота витяжних каналів, м; Т_вн – температура повітря в приміщенні, ^оС; Т_зов – температура зовнішнього повітря, °С; 273 – коефіцієнт об'ємного розширення повітря.

Швидкість руху повітря припливної системи вентиляції з природною тягою залежить від швидкості напору вітру.

Як видно з формули (2.19), при рівності температур повітря в приміщенні і зовнішнього витяжна система з природною тягою не діє. Це може мати місце в теплий період року, коли вентиляція тваринницьких та птахівницьких приміщень найбільш необхідна. Тому ці приміщення, як правило, обладнують вентиляційними системами з механічним спонукачем тяги.

У виробничих приміщеннях, де утримується птиця, в повітрі містяться надлишковий вуглекислий газ, волога і тепло. Для їх видалення необхідно мати вентиляційну систему, яка подає в приміщення свіже повітря.

Обмін повітря по видаленню надлишкового вуглецю визначається рівнянням, м³/год:

(2.20)

де: 1,2 – коефіцієнт, який враховує виділення вуглекислого газу мікроорганізмами, та ін.; А _n – кількість вуглекислого газу, що виділяється одним птахом, м³/год; N _n – кількість птахів у пташнику; k_в, k_а – концентрація вуглекислого газу допустима (0,002 – 0,0025) і у припливному повітрі (0,0003) у відносних одиницях об’єму.

В рівняннях, які рахують обмін повітря в залежності від надлишкової вологи, або тепла, враховують виділення вологи і тепла птахами, а також характеристики повітря в приміщенні і свіжого по даних показниках.

Обмін повітря дає змогу визначити кратність обміну:

(2.21)

де V – об’єм повітря у пташнику, м³.

Якщо кратність повітря не більше 3-х, то приймають вентиляційну систему з природною тягою, якщо більше 3-х, то з механічним спонукачем.

При виборі вентилятора, крім його подачі, необхідно знати повний напір Н, який є сумою статичного H_ст і динамічного напорів H_дин., Па. Статичний напір в свою чергу визначається втратами тиску на тертя D Н_т і втратами тиску, що залежать від конфігурації повітропроводу D Н_м.

Втрата тиску на тертя описується рівнянням:

(2.22)

де l - коефіцієнт втрат на тертя; l - довжина прямої ділянки повітропроводу, м; D _г - гідравлічний діаметр повітропроводу, м; r - густина повітря, кг/м³; v - швидкість руху повітря, м/с.

Втрата тиску на місцеві опори залежить від безрозмірного коефіцієнту місцевих опорів x і швидкості повітря на певних ділянках повітропроводу v.

(2.23)

Динамічний тиск визначають за виразом

(2.24)

Відомо, що електропривод включає перетворювальний пристрій, двигун, передавальний пристрій та апаратуру захисту і керування. Перетворювальним пристроєм для електропривода вентилятора може бути випрямляч змінної напруги в постійну, автотрансформатор, тиристорний регулятор напруги змінного струму, регулятор частоти. У припливних вентиляційних установках сільськогосподарського призначення, як правило, використовують електропривод змінного струму без перетворювального пристрою, тобто двигун вмикається безпосередньо в мережу. При необхідності плавного регулювання подачі припливного вентилятора необхідно передбачати перетворювальний пристрій, прийнявши регульований електропривод постійного або змінного струму. Електропривод витяжних систем вентиляції, як правило, має перетворювальний пристрій, автотрансформатор або тиристорний регулятор напруги, які відповідно забезпечують ступінчасте і плавне регулювання подачі осьових вентиляторів.

Привід осьових вентиляторів витяжної системи здійснюється спеціальними електродвигунами 4АПА80, 4АПА90 та АИРП80, які стійкі проти вологи, хімічних речовин та впливу низьких температур. Ступінь захисту згаданих двигунів ІР55, конструктивне виконання за способом монтажу — 7М9241.

Якщо технологічний процес допускає ступінчасте регулювання подачі припливного вентилятора, то в цьому випадку електропривод проектується без перетворювального пристрою, а необхідну подачу забезпечують багатошвидкісним двигуном. Коли подачу припливної вентиляції не потрібно регулювати, приймають одношвидкісний нерегульований двигун.

Приклад 8.1 .

Розглянемо приклад визначення передатної функції регульованого короткозамкненого електродвигуна системи вентиляції, частота обертання якого змінюється за рахунок регулювання напруги живлення на його контактах. Входом ланки служить величина напруги живлення, виходом – кут повороту ротора. Робочу гілка механічної характеристики двигуна можна приблизно вважати лінійною. При збільшенні напруги живлення (рис. 8.6) момент двигуна збільшується ( при U₂ > U₁ характеристика двигуна розміщується вище, ніж при U₁). При переході з однієї характеристики на іншу рівняння руху можна представити у вигляді:

(2.25)