Проектирование искусственного электроосвещения доильно-молочного блока

????

Электрификация сельского хозяйства включает в себя использование электрической энергии как для привода рабочих машин, так и в процессах, в которых энергия преобразуется в другие виды.

Оптическое облучение, лежащее в основе работы осветительных и облучательных установок, применяются не только для создания необходимых условий видения человеку, животным и птице, но и являются еще одним из факторов среды обитания живых организмов, в том числе растений, без которого невозможны их нормальные жизнедеятельность и рост.

Это приобретает все большее значение в связи с развитием теплично-парниковых хозяйств, промышленного животноводства и птицеводства.

При эксплуатации современных систем освещения и облучения увеличивается производительность труда, повышается сохранность поголовья молодняка, продуктивность животных и птицы. Рациональное освещение снижает травматизм, потери корма при кормлении.

Научными исследованиями и практикой доказана высокая эффективность применения ИК-излучения для локального обогрева молодняка животных и птицы в начальный период выращивания, способствующего полному сохранению поголовья.

Для ликвидации у животных и птицы «солнечного голодания» в осеннезимне-весенний период, а при промышленном производстве — круглогодично успешно используют искусственное ультрафиолетовое излучение.

Оно особенно эффективно при без выгульном содержании животных в современных промышленных комплексах. Одновременное ИКи УФ-облучение увеличивает их результативность на 10…30%. Дополнительное облучение рассады в теплицах ускоряет выход овощей, повышает урожайность на 25…30% и снижает их себестоимость на 15…20%. Дальнейший рост технологической и энергетической эффективности осветительных и облучательных установок связан с совершенствованием источников оптического излучения, светильников и облучателей и автоматизацией процессов освещения и облучения.

1. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЬЕКТА ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Молодняк поступает на выращивание в возрасте 220 дней и содержится до 730 дневного возраста. В 18-месечном возрасте животных осеменяют в пункте искусственного осеменения. Размещается молодняк по возрастным группам в секциях, помещающих 86−78 голов, с боксами для отдыха. Кормление и поение животных на выгулах. Уборка навоза в помещении и на выгулах бульдозером.

2. РАСЧЕТ ВНУТРЕННЕЙ ОСВЕТИТЕЛЬНОЙ СЕТИ

2.1 Общие сведения

Электрическое освещение — важный фактор, от которого в значительной мере зависят комфортность пребывания и работы людей, а также продуктивность животных и птицы.

Основные показатели искусственного освещения должны обеспечивать нормальные и безопасные условия труда людей и содержания животных и птицы, способствовать повышению производительности труда и качества продукции. Важное требование, предъявляемое к осветительной установке, — ее экономичность.

В качестве источников света применяют лампы накаливания или люминесцентные. Основные достоинства ламп накаливания — простая конструкция, дешевизна, надежность. К недостаткам их следует отнести низкую световую отдачу, неудовлетворительный спектральный состав излучения и т. д.

Люминесцентные лампы по сравнению с лампами накаливания имеют более мягкий спектр излучения, в 4…5 раз большую световую отдачу, более длительный срок службы и значительно меньшую яркость.

Люминесцентное освещение можно применять в помещениях, в которых длительно находятся люди, но естественный свет туда не проникает; в животноводческих помещениях, если это положительно влияет на состояние животных, увеличивает их продуктивность.

Выбор источника света. При решении вопроса о том, какие источники света целесообразнее принять для освещения данного помещения, сравнивают годовые эксплуатационные расходы при возможных вариантах освещения.

Выбор напряжения. В соответствии с «ПУЭ» для питания светильников общего освещения можно применять напряжение не выше 220 В.

Выбор частоты питающего напряжения имеет непосредственное отношение к системам освещения люминесцентными и другими газоразрядными лампами, где в следствие колебания светового потока появляется стробоскопический эффект.

Выбор схемы освещения. Освещение длинных коридоров, галерей целесообразно включать и выключать с любого их конца. При большой мощности расходуемого на освещение, нагрузку следует равномерно распределять по отдельным фазам сети.

2.2 Расчёт электрического освещения помещения

Расчет искусственного электроосвещения методом коэффициента пользования светового потока

1) Выбираем тип светильника

2) Принимаем схему размещения светильников — симметричную

3) Определяем расчетную высоту подвеса, м где H — высота помещения, м;

h_c — высота свеса светильника, м (1,5) ;

h_p — высота рабочей поверхности, м.(0);

4) Определяем расстояние между рядами светильников,

где L_опт — оптимальное расстояние между светильниками (1.4м)

5) Определяем число рядов светильников Принимаем N_B=3

6) Определяем расстояние от стен до ближайшего ряда светильников, м

7) Определяем действительное расстояние между рядами светильников, м

8) Определяем расстояние между светильниками в ряду, м

9) Определяем число светильников в ряду, шт Принимаем число светильников равное 3.

10) Общее число ламп, шт

11) Определяем индекс помещения

12) Принимаем значения коэффициентов отражения потолка, стены и рабочей поверхности с_пот=50%, с_ст=30%, с_раб=10%

13) Определяем коэффициент использования осветительной установки з=0,64

14) Определяем минимальную освещенность

E_min=35

15) Определяем коэффициент запаса К_З=1,15

16) Определяем коэффициент минимальной освещенности

Z=1,15

17) Определяем световой поток ряда, Лм где S — площадь помещения, м²

Выбираем ближайшую по световому потоку лампу Г 220−150, Ф_л.ст. = 2000 Лм Световой поток выбранной лампы не должен превышать расчетной больше, чем на 20% и быть ниже расчетного светового потока на 10%.

%

18) Определяем фактическую освещенность, Лк

19) Рассчитываем установленную мощность, Вт

20) Рассчитываем удельную мощность, Вт/м²

Расчет искусственного электроосвещения методом удельной мощности

1) Как и при расчете по методу коэффициента использования светового потока определяем значение показателей по пунктам 1…16, кроме 11, 13.

2) Определяем удельную мощность ППД-200

3) Определяем максимальную мощность освещения, Вт

4) Определяем мощность одной лампы, Вт

где N — количество ламп в помещении;

Выбираем лампы типа Г 220−150.

Расчет искусственного электроосвещения точечным методом Этот метод позволяет определить освещение в каждой производственной точке плоскости при любом расположении светильников. Его применяют при расчетах общего локализованного, местного освещения, а также вертикальных и наклонных поверхностей.

1) На плане помещения размещаем светильники и на освещаемой поверхности намечаем контрольную точку, освещенность которой может оказаться наименьшей.

где L _a — расстояние между светильниками в ряду, м;

L _b — расстояние между рядами светильников, м

2) По кривым пространственных изолюкс определяем условную освещенность для намеченной точки

l_A1-4= 5 Лк? l_A1−4=20 Лк

l_A5−6 =1,5 Лк? l_A5−6= 3Лк

l_A7−8 = 1,5 Лк? l_A7−8=3 Лк

?l_A=20+3+3=26 Лк

3) Определяем минимальную освещенность в точке А, Лк где Кз — коэффициент запаса;

µ - коэффициент добавочной освещенности, µ=1,1…1,3;

Е_min — минимально допустимая освещенность, Лк.

Выбираем ближайшую по световому потоку лампу Г 220−150, Ф_л.ст. = 2000 Лм Вывод: Согласно расчетам для искусственного электроосвещения необходимо 9 светильника с лампами Г 220−150.

2.3 Расчет искусственного электроосвещения в подсобных помещениях

1) Выбираем тип светильника НСП- 01 (Астра- 11)

2) Определяем расчетную высоту подвеса светильника

3) Определяем минимальную освещенность

E_min=30 Лк

4) Определяем площадь помещения

5) Определяем удельную мощность

6) Определяем расчетную мощность

P=11,3 72 =815Вт Таблица 4.1 — Расчет искусственного освещения в подсобных помещениях

Расчет дежурного освещения

где N_СВЕТ-В — количество светильников, шт.

N_д.о. = 0,1· 9? 0,9 светильников Принимаем 1 светильник для дежурного освещения.

2.4 Компоновка электрической проводки

2.5 Расчет сечения проводов на отходящих линиях

Осуществляем проверку осветительной сети на потерю напряжения.

В соответствии с ПУЭ снижение напряжения по отношению к номинальному у наиболее удаленных ламп не должно превышать 2,5%.

Расчетная потеря напряжения определяется по формуле:

(22)

где M — момент нагрузки в кВт· м равный произведению нагрузки P на длину l;

C — расчетный коэффициент, учитывающий величину напряжения питания, материал проводника и систему сети. [5,с.125];

S — сечение проводника, мм².

0,21•8+0,15•7+0,15•12+0,15•16,5+0,15•19,5+0,15•24+0,15•28,5+0,15•33+0,15•36,5=29 кВт· м Остальные линии рассчитываем аналогично.

Расчет сечения проводов на отходящих линиях дежурного освещения.

1) Определяем расчетную мощность линии освещения Л-6

где N — количество ламп на линии, шт.;

P_л — мощность одной лампы, Вт.

.

2) Определяем ток однофазной линии освещения

.

3) Производим выбор однофазного автоматического выключателя

1. U_н.а? U_н.ф=220 В;

2. I_н.а? I _р. =0,85 А;

Выбираем автоматический выключатель АЕ 3161, I_н.а.=1 А,

4) Расчет и выбор сечения провода

1. I_{дл. доп.}? I_р.=1А;

Выбираем провод ВВГ (3Ч2,5)

2.6 Выбор щита освещения

1) Определяем расчетную мощность первой линии освещения Л-1

где N — количество ламп на линии, шт.;

P_л — мощность одной лампы, Вт.

.

2) Определяем ток однофазной линии освещения

(21)

.

3) Производим выбор однофазного автоматического выключателя

1. U_н.а? U_н.ф=220 В;

2. I_н.а? I _р. = 2,5А;

3. I_н.р.? I _р. = А.2,5

Выбираем автоматический выключатель АЕ 3161, I_н.а.=25 А, I_н.р.=5 А.

4) Расчет и выбор сечения провода

1. I_{дл. доп.}? I_р.=2,5 А;

2. I_{дл. доп.}? I_защ.=5 А.

Линии: Л-2,Л-3,Л-4,Л-5,Л-6,Л-7, Л-8 Л-9 рассчитываются аналогично.

Для освещения выбираем 2 щитa ОЩВ-6.

Выбираем вводной автоматический выключатель для щитков освещения. Линии: Л-1,Л-2,Л-3,Л-4,Л-5,Л-6

1. U_н.а? U_н.ф=380 В;

2. I_н.а? I _р. =5 А;

3. I_н.р.? I _р. =5 А.

Выбираем автоматический выключатель АЕ 2046, I _н=25 А, I _расц=5 А.

Линии: Л-7,Л-8,Л-9,

1. U_н.а? U_н.ф=380 В;

2. I_н.а? I _р. =4,5 А;

3. I_н.р.? I _р. =4,5

3. РАСЧЕТ И ВЫБОР электроводонагревателя

Определяем суточный расход воды группы потребителей

Qсут. = g · n = 65 · 50 = 3250 дм³ /сут где g — норма потребления воды, дм³ /сут

n — количество животных Определяем максимально возможный числовой и суточный расход воды

Qmax ч =

где Ксут — коэффициент неравномерности суточного расхода, Ксут = 1,1…1,3

Кч — коэффициент неравномерности часового расхода для Животноводческих ферм, Кч = 1,6…2,5

Т — время работы насоса в сутки по типовому графику, Т = 5ч

Qmax ч = = 1144 дм³ /сут

(выбираем водонагреватель проточного типа) Выбираем 2 проточных эл водонагревателя ВНС-600/0,2 12кВт ВНС-600/0,2 12кВт Выбираем ПЗА для эл водонагревателя Выберем магнитный пускатель

1) U_Н.П.? 380 В;

2) I_Н.П.? 23.1 А;

3) I_Н.Р.? 23.1 А.

Выбираем магнитный пускатель ПМЕ 322, I_Н =25 А, I_Н.Р. =25 А.

Автоматические выключатели выбирают по следующим условиям:

1) U_Н.АВТ.? U_Н.УСТ.;

2) I_Н.АВТ.? Iраб_.;

3) I_Н.Р.? к_Н.Т.•I_р.max;

4) I_Н.Э.? к_Н.Э.• I_Н ,

Iраб = = 23.1 А

1) U_Н.АВТ.? 380 В

2) Iн.авт. = 25 А? 18.5· 1.25 = 23.1 А

3) Iн.расц. = 16 А? 23.1 А

4) I_Н.Э.? 10_.•16 А Выбираем автомат: АЕ 2046 К

Iн.авт. = 25 А Iн.расц. = 25 А Iср.расц. = 250 А Плавкие предохранители выбирают по следующим условиям:

1) U_Н.ПР.? U_Н.УСТ.;

2) I_{Н.ПЛ.ВСТ.}? I_РАБ.;

Выберем плавкий предохранитель :

U_Н.ПР.? 380 В;

I_{Н.ПЛ.ВСТ.}? 23.1

Выбираем предохранитель ПР2, I_Н.ПР. = 60 А, I_{Н.ПЛ.ВСТ.} = 25 А. S = 0.75 мм² Выбор сечения провода

I_д.доп = 1,25· 23.1 = 28.9 А ВВГ (4Ч4)

Для второго водонагревателя расчеты ведем аналогичные

4. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ВВОДА

Определяем расчетный ток на вводе.

Где: УР_СИЛ — суммарная мощность силовой сети, Вт;

УР_ОСВ — суммарная мощность осветительной сети, Вт;

к_ОД — коэффициент одновременности, к_ОД = 0,75−0,8.

Расчет и выбор рубильника на вводе.

Рубильники предназначены для нечастых (не более шести в час) неавтоматических включений, отключений и переключений электрических цепей переменного тока напряжением до 600 В, частотой 50 Гц и постоянного тока напряжением до 440 В.

Рубильники выбирают по номинальному напряжению, номинальному току, числу полюсов, конструктивному и климатическому исполнению, категории размещения и степени защиты.

1) U_Н? U_Н.УСТ.;

2) I_Н1? I_Н.УСТ.;

UН? 380 В; I_Н1? 46.6 А;

Для ввода 1 выбираем рубильник типа РБ-100, U_Н = 380 В, I_Н = 100 А.

Расчет и выбор сечения кабеля на ввод

I_ДЛ.ДОП.? I_Н.УСТ.;

I_ДЛ.ДОП.? 46.6 А;

2) I_ДЛ.ДОП.? 1,25· 46.6 = 58.2 А

I_ДЛ.ДОП.? 60 А.

Выбираем кабель на вводе 1 ВРГ (4Ч10).

Выбор распределительного устройства серии СПУ62.

По литературе 11 с. 265 для ввода 1 выбираем распределительное устройство СПУ62−1/1, аппарат ввода — рубильник, номинальный ток рубильника 100 А;

5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Затраты на освещение:

Р_уст = 6,1 кВт Т = 8 часов

W_сут = 6,1 · 8 = 48,8 кВт· ч

W_год = 48,8 · 365 = 17 812 кВт· ч

С = 17 812 · 1,1 =19 593,2 руб.

Затраты на 2 водонагревателя: Р_уст = 24 кВт Т = 24 часов

W_сут = 24 · 24 = 576 кВт· ч

W_год = 576 · 150 = 86 400 кВт· ч

С = 86 400 · 1,1 = 92 400 руб.

Итого: 111 993,2 руб. Сводная таблица затрат:

Таблица 5.1

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

напряжение светильник электрический доильный Целью курсового проекта явилось проектирование искусственного электроосвещения в ДМБ.

Нами был произведен расчет осветительных установок с лампами накаливания в придоильной площадке доильно-молочного блока методом коэффициента использования светового потока, методом удельной мощности и точечным методом. Расчёт искусственного электроосвещения в подсобных помещениях был произведён методом удельной мощности. В результате расчета в доильном зале доильно-молочного блока устанавливаем 9 светильников типа НСП-01 в три ряда по 3 светильника в каждом. В подсобных помещениях устанавливаем светильники НСП-02.

Для освещения выбираем 2 щита ОЩВ-6.

Из расчета следует, установить два Эл водонагревателя типа ВНС-600/0,2 12кВт РУСА 8109. С маркой провода: ВРГ 4Ч2,5

Выбираем кабель на вводе 1 ВРГ (4Ч8).

Выбор распределительного устройства серии СПУ62.

По литературе 11 с. 265 для ввода 1 выбираем распределительное устройство СПУ62−1/1, аппарат ввода — рубильник, номинальный ток рубильника 150 А;

???? ??? ???

1. Астанин Л. П. и Благосклонов К. Н. Охрана природы. — М.: Колос, 1978. — 239с. с ил. (Учебники и учеб. пособия для сред. с.-х. учеб. заведений).

2. Беляков Г. И. Охрана труда. — М.: Колос, 1995. — 272с.: ил. (Учебники и учеб. пособия для студентов средних специальных учебных заведений).

3. Будзко И. А., Гессен В. Ю. Электроснабжение сельского хозяйства.? Изд. 2-е, перераб. и доп. — М.: Колос, 1979. — 480с., ил. — (Учебники и учеб. пособия для высш. с.-х. учеб. заведений).

4. Герасимович Л. С., Калинин Л. А., Корсаков А. В., Сериков В. К. Электрооборудование и автоматизация сельскохозяйственных агрегатов и установок. — М.: Колос, 1980. — 391с., ил. — (Учебники и учеб. пособия для сред. с.-х. учеб. заведений).

5. Каганов И. Л. Курсовое и дипломное проектирование. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Агропромиздат, 1990. — 351с.: ил. — (Учебники и учеб. пособия для учащихся техникумов).

6. Кнорринг Г. М. Справочная книга для проектирования электрического освещения. — Л.: «Энергия», 1976. — 384с.

7. Колесник А. Л., Шаманский В. Г. Курсовое и дипломное проектирование. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Колос, 1983. — 320с., ил.

8. Кудрявцев И. Ф. Электрооборудование животноводческих предприятий и автоматизация производственных процессов в животноводстве. — М.: Колос, 1979. — 368с.

9. Листов П. Н. Справочник. Применение электрической энергии в сельскохозяйственном производстве. — М.: Колос, 1974. — 438 с.

10. Тищенко Л. П., Мартыненко И. И. Курсовое и дипломное проектирование по комплексной электрификации и автоматизации. — М.: Колос, 1978. — 223с., ил. — (Учебники и учеб. пособия для высш. с.-х. учеб. заведений).