Электропривод вентиляционной установки

метки: Электропривод, Установка, Вентилятор, Хранилище, Вентиляционный, Воздух, Вентиляция, Потеря

Проблема и актуальность данной работы заключаются в том, что внастоящее время в России наблюдается тенденция к реконструкции старых хранилищ и приспособлению других зданий (складов, ферм, котельных) к хранилищам. Реконструкция таких зданий часто является компромиссом. Во многих случаях из-за ограничения по высоте здания невозможно оптимально использовать площадь хранилища. Удельный объем хранения на 1 кв. м. на 20-25 % ниже, чем у новых хранилищ, строительство которых достаточно дорого. Из-за больших затрат на строительство многие заказчики ищут варианты удешевления проектов. К сожалению, они часто экономят на технологическом оборудовании, что приводит к неоправданным потерям.

Целью создания вентиляционного и холодильного оборудования является достижение оптимального микроклимата хранилищ, обеспечивающего сохранение качества хранимой продукции до оптимального времени сбыта. Поэтому при проектировании хранилищ всегда необходимо исходить из продукта — его назначения, количества, размера партий, нормы и графиков отгрузки.

Успех хранения при этом не зависит от размера хранилища. Эффективное хранение с автоматизированным управлением возможно при объеме от 50 тонн картофеля, овощей, фруктов и выше. Верхней границы теоретически нет. Сегодня не являются редкостью комплексные хранилища объемом до 10 000 тонн. Отдельные помещения такого комплекса могут быть выполнены в различных вариантах.

Принудительная вентиляция обеспечивает наиболее равномерное распределение воздуха по продукту, позволяет использовать для вентилирования внешний воздух, либо смешивает его с воздухом из хранилища в зависимости от требуемой температуры и влажности внутри помещения.

При хранении картофеля и фруктово-овощной продукции в специализированных помещениях для охлаждения используют либо внешний воздух, либо внутренний проходящий через испарители холодильной установки. При этом объем поступающего в хранилище воздуха в различные периоды хранения зависит: от вида продукции; от герметичности воздушных каналов и самого помещения; от разности между заданной температурой хранения продукции и ее фактического значения. По статистике метеорологической службы среднесуточная влажность воздуха в дождливый день составляет 80-85%, вол время туманов 95-99%, а в ясную погоду не превышает 70%. Поэтому использование внешнего сухого воздуха для вентиляции продукции, находящейся на хранении, приводит к невосполнимым потерям влаги и уменьшения массы продукта вследствие усушки. При использовании холодильных установок процесс потери влаги протекает более интенсивно из-за ее конденсации на испарителях. По многочисленным исследованиям, проведенным в ряде отечественных и зарубежных научных учреждениях, реальные потери массы яблок за 8 месяцев при использовании наружного воздуха для охлаждения продукции составляют от 15 до 20%. Кроме потери веса, усушка продукции после длительного хранения приводит к ухудшению ее товарного вида и потерям вкусовых качеств.

Оборудование для хранения в регулируемой атмосфере расчет количества ...

... Выращивание ранних овощей, развитие пригородного тепличного хозяйства, а также усовершенствование методов хранения и консервирования обеспечивают возможность их потребления круглый год. Лучшим способом ... колитах, гиповитаминозе Исключительно полезны людям, страдающим ожирением, подагрой. Свойства яблок Количество содержащихся в яблоках полезных веществ колеблется в зависимости от сорта и условий ...

Актуальность работы состоит в том, что правильно подобранные системы вентилирования обеспечивают высокий уровень сохранности картофеля, фруктов и овощей за счет интенсивного использования сотовых и центробежных увлажнителей, установленных на входе и внутри магистрального канала (вентиляционной шахты), откуда воздух распределяется по всему хранилищу. Сотовый увлажнитель позволяет производить охлаждение воздушного потока на 1,5-2 ºС, если влажность входящего воздуха имеет значение ниже 99%.

Научная новизна состоит в том, что управление режимами хранение производит компьютер, программа которого адаптирована для обеспечения сохранности различного вида продукции, предусматривает использование нескольких режимов хранения, учитывает практически все возможные параметры (температура, влажность, содержание СО2 и т.п.), которые могут повлиять на изменение качества продукта для того, чтобы своевременно произвести корректировку режима вентиляции.Для подачи воздуха в хранилище используются осевые вентиляторы, которые обеспечивают поток большого объёма воздуха при статическом давлении 130 – 350 Па.

Таким образом, практика использования хранилищ, с правильно рассчитанной системой вентиляции, показала, что их использование не только снижает потери веса продукции из-за выноса влаги и сохраняет качество продукции, но также позволяет экономить электроэнергию и создавать более равномерную нагрузку на электрические сети за счет применения частотных регуляторов.

1. Описание технологической и кинематической схемы

Кинематическая схема вентиляционной установки

1 – двигатель 2-вентиляционный диск

Так как речь идет о вентиляции складов и хранилищ сельскохозяйственной продукции, то такие здания оборудуются механической приточной и естественной вытяжной системами вентиляции. Приточная вентиляция подает на склад внешний воздух непосредственно в места хранения сельхозпродукции. Вытяжная вентиляция склада выводит использованный воздух из всего помещения через вытяжные воздуховоды, которые располагаются в пространстве над кровлей и устроены в виде вентиляционных шахт. Этот процесс представлен на рисунке 1.

Рис.1Общеобменная система вентиляции контейнерного хранилища с подачей приточного воздуха «снизу-вверх».

1. вытяжная шахта;
2. штабель
3. подпольный распределительный воздуховод;
4. подпольный магистральный воздуховод;

Рис.2Система вентиляции с распределительными каналами.

Хранилище контейнерного типа с подземными воздухораспределительными каналами более детально изображено на рисунках 2 и 3. Это один из самых удобных вариантов массового хранения яблок. Его преимущества — в оптимальном использовании площади хранилища и удобстве при механизированной закладке и выгрузке продукции.

Рис.3 Общая схема хранилища

Воздушный, температурный и влажностный режим в хранилище поддерживается за счет изменения частоты вращения вентиляторов и количества включенных секций калорифера. Работу вентилятора регулировать за счет изменения частоты вращения электродвигателей, получающих питание от тиристорного регулятора напряжения. Датчиками температуры и влажности являются терморезистор и психрометр на терморезисторах.

Рисунок 4. Структурная схема ЭП

Таблица 1. Исходные данные.

Продукт хранения Емкость хранилища, т	Яблоки
	2000
Расход воздуха на 1 тм 3 /ч	50
Относительная влажность внутри помещения, %	85
Температура в хранилище в момент закладки, град. С	20
Температура в период охлаждения в хранилище, град. С	5
Температура в основной период зимнего хранения, град. С	3
Скорость движения воздуха в воздуховоде, м/с	10

Момент инерции вентилятора J _в = 10 J_дв . Момент трогания вентилятора

Мо = 0,15 М _вн . Показатель степени в уравнении механической характеристики х = 2.

2. Расчет механических нагрузок и построение нагрузочной диаграммы электродвигателя

Производительность одного вентилятора оценивается после определения общего количества воздуха, необходимого для его подачи в помещение.

где L – расчетное количество воздуха для технологического процесса; n – число выбранных вентиляторов.

По исходным данным задана , технологический целесообразно установить 5 вентиляторов в хранилище объемом 3000 (объем находится, исходя из того, что средняя плотность яблок и с учетом воздуховодов, мест под шкаф управления микроклиматом ).

Выбранный вентилятор должен обеспечивать полный напор:

Динамическая составляющая напора вентилятора определяется:

где ρ – плотность воздуха, кг/м ³ (ρ=1,26 при температуре 20 С0); V – скорость воздуха в воздуховоде вентилятора, м/с .

Статическая составляющая напора вентилятора оделяется по формуле

где l – длина воздуховода, м; R – сопротивление воздуховода, Па/м; Σξ – потери в местных сопротивлениях.

где D— диаметр воздуховода; D= 400 мм, γ — удельный вес воздуха;

γ = 11,77 Н/м ³

Потери напора в местных сопротивлениях составляют порядка 10… 12% динамического напора; Σβ = 0,1 = 7,56 Па.

Мощность электропривода вентилятора определяется из выражения:

• где Q – производительность м3/с;
• H – полный напор, η _п – к.п.д. передачи;

η _в – к.п.д. вентилятора (η_в =0,4–0,6 –для крупных, 0,1–0,2 – для мелких); K_З – 1,1–1,5 – коэффициент запаса при работе с трубопроводом (большие значения относятся к малым мощностям).

Принимаем η _п =0.98, η_в =0.85, K_З =1.1

В соответствии с рассчитанными параметрами выбираем осевой вентилятор

ВО-14-320-4

Вентилятор	Конструктивное исполнение	Двигатель		Частота вращения рабочего колеса, об/мин	Параметры в рабочей зоне		Масса вентилятора не более, кг
		Типоразмер	Мощность, кВт		Производительность, тыс. м3/час	Полное давление, Па
ВО-14-320-4	1	АИР80А4	1,1	1500	10,4-15,5	230-150	48

Габаритные и присоединительные размеры ВО-14-320 № 4-6,3

Рис 6.

1 -Корпус вентилятора; 2-Электродвигатель; 3-Рабочее колесо

4-Крыльчатка охлаждения; 5-Заглушка регулировочного болта (вместо 11);

6-Регулировочный болт (вместо 13); 7-Рынболт (вместо 14); 8-Стойка (вместо 8);

№ вент.	Размеры, мм											Кол-во лоп.
	D	D1	D2	D3	A	B	C	E	H	H1	n
4	400	405	435	460	360	310	320	250	489	250	8	3

Аэродинамическая характеристика вентилятора ВО-14-320 № 4

Рис.7Акустические характеристики, измеренные со стороны нагнетания на номинальном режиме работы вентиляторов ВЦ 4-75

№ вент.	n,мин-1	Значение Lpl, дБ в октавных полосах f,Гц							Lpa,дБА
		125	250	500	1000	2000	4000	8000
4	1320	70	67	72	71	68	62	54	75

Исходя из типа вентилятора, выбирается электродвигатель АИР80А4, так как нагрузка постоянная, то Р _н ³ Р.

Синхронная частота вращения 1500 об/мин

Тип двигателя	Р н , кВт	cosφ	η н , %	S н	M max /Мн	M п / М н	M min /Мн	I п /Iн	J, кгм 2	Масса, кг
АИР80А4	1,1	75	0,81	7	2,2	2,2	1,6	5,5	0,0032	9,9