Лабораторная работа по агроинженерии, БелГАУ

Лабораторная работа №5 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССАХ ЖИВОТНОВОДСТВА. ЭЛЕКТРОНАГРЕВ И ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ. Цель работы: изучить виды и источники оптического излучения, применяемые в производственных процессах животноводства, изучить назначение и принцип действия открытых и закрытых нагревателей, устройство водонагревателей, электрокалориферных установок, устройств для нагревания полов в животноводческих помещениях (электрообогреваемых полов и ковриков), технологию инкубации яиц и обогрева животных и птицы. Оборудование: плакаты, слайды, видеоролики, лампы накаливания, газоразрядные лампы, трубчатый электронагреватель, инкубатор, макеты электроводонагревателей, котлов, электрокалориферных установок, брудера. Порядок выполнения работы: изучить виды оптического излучения, применяемые в производственных процессах животноводства, основные понятия освещенности (сила света, световой поток), назначение и устройство источников электрического света (ламп накаливания и газоразрядных ламп), системы электрического излучения, производственное использование электрического света, инфракрасного и ультрафиолетового излучения, изучить назначение и принцип действия открытых и закрытых электронагревателей, водонагревателей, электрокалориферных установок, устройств для нагревания полов в животноводческих помещениях технологию инкубации яиц и обогрева животных и птицы, представить схемы трубчатого электронагревателя (ТЭН), электроводонагревателя (УАП-200/0,9-И2), электродного котла типа КЭВ, электрокалориферной установки и варианты ее размещения, электрического брудера БП-1А. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ПО ТЕМЕ Основные понятия оптического излучения и его свойства В сельском хозяйстве используют оптическое излучение с длиной волн от нескольких миллиметров до 1 нм (1 нанометр = 10-9 м). Оптическое излучение включает в себя инфракрасное (невидимое), видимое и ультрафиолетовое (невидимое) излучения. Инфракрасное излучение имеет длину волны 1 мм…780 нм; видимое – 780…380 нм; ультрафиолетовое – 380… 1 нм. В спектре инфракрасного излучения (ИК-излучения) различают три области: ИК-А с длиной волны 780…1400 нм, ИК-В – 1400…3000 нм и ИК-С – 3•103…3•106нм. В сельском хозяйстве широко применяют инфракрасное излучение области А, которое характеризуется большой проникающей способностью в ткани животных и оказывает на них тепловое воздействие. Облучение животных и птицы ускоряет их развитие, активизирует обмен веществ, кровообращение, уменьшает восприимчивость к болезням и т.д. Ультрафиолетовое излучение (УФ-излучение) также имеет три области: УФ-А (длинноволновое) с длиной волны 380…315 нм; УФ-В (средневолновое) — 315…280 нм; УФ-С (коротковолновое) с длиной волны менее 280 нм. Ультрафиолетовое облучение области А вызывает пигментацию кожи человека, может вызвать свечение некоторых веществ, называемое люминесценцией. Это излучение используют для люминесцентного анализа химического состава веществ, качественной оценки сельскохозяйственных продуктов (поврежденность зерна, степень загнивания картофеля, порча мяса и т.д.), а также для получения видимых излучений облучением некоторых веществ (люминофоров). Средневолновое излучение УФ-В оказывает сильное и разнообразное воздействие на живые организмы. Оно способно вызывать загар, и под его действием в коже животных и человека из провитамина D синтезируется витамин D, играющий важную роль в регулировании обмена веществ. При недостатке в организме витамина D нарушается обмен веществ, вследствие чего у молодняка животных развиваются рахит и другие болезни. Поэтому облучение молодняка животных УФ-лучами зоны В снижает заболеваемость, повышает усвояемость корма и общий жизненный тонус организма. Ультрафиолетовое излучение области УФ-С обладает сильным бактерицидным действием, поэтому его используют для обеззараживания воздуха в животноводческих помещениях, стерилизации питьевой воды, молока и молочной посуды, обеззараживания и предохранения от микробного загрязнения пищевых продуктов. Для характеристики оптического излучения используют следующие основные понятия: световой поток, сила света, освещенность, световая отдача и т. д. Световой поток представляет собой меру мощности светового излучения, т.е. видимого излучения, оцениваемого по световому ощущению, которое испытывает глаз человека. За единицу светового потока принят люмен (лм): 1 люмен = 1/683 Вт при однородном излучении с длиной волны 550 нм. Для примера: световой поток, падающий на 1 м2 поверхности земли летом при ясном небе, достигает 10000 лм; световой поток лампы накаливания мощностью 100 Вт напряжением 220В составляет 1000лм, лампы карманного фонаря – 6 лм. Сила света — это пространственная плотность светового потока, т.е. отношение светового потока к значению телесного (пространственного) угла ср, в котором он равномерно распределяется. Единица измерения силы видимых излучений – кандела (свеча): 1 кд = 1 мм/1ср. Стерадиан (ср) – это телесный угол, который имеет вершину в центре сферы и опирается на участок сферы площадью, равной квадрату радиуса сферы. Освещенность – это отношение светового потока, падающего на поверхность, к площади этой поверхности. Единица измерения освещенности – люкс (лк): 1 лк = 1 лм/м2. Источники электрического света Лампы накаливания изготовляют различных конструкций. Лампа состоит из стеклянного баллона (колбы), предназначенного для изолирования тела накала от внешней среды. Внутри колбы на молибденовых подвесках расположена нить накала из вольфрамовой проволоки. Лампы накаливания изготовляют вакуумными (типа В), газонаполненными (тип Г), биспиральными – нить накала свита в двойную спираль (тип Б) и биспиральными криптоновыми (тип БК). В газонаполненных лампах нить накала нагревается до 3000 К, световая отдача 20лм/Вт, срок службы 1000 ч. Световая отдача ламп накаливания растет с увеличением их мощности. Наиболее распространены кварцевые лампы накаливания с йодным (галогенным) циклом (рисунок 5.1). В обычной лампе накаливания вольфрамовая нить накала постепенно распыляется, и ее частицы оседают на внутренней поверхности колбы, уменьшая ее прозрачность. В лампах с галогенным циклом в кварцевую колбу вводится дозированное количество йода. В этих лампах нить накала, выполненная из особо чистого вольфрама, установлена по оси кварцевой трубки на вольфрамовых поддержках. Ввод в лампу выполнен молибденовыми электродами, впаянными в кварцевые ножки и соединенными с контактными поверхностями. Регенеративный йодный цикл состоит в следующем. Частицы вольфрама, отрываясь от раскаленной нити накала, оседают на стенках колбы, где соединяются с йодом. При этом образуется газообразное соединение – йодид вольфрама, которое, попадая в зону высоких температур вблизи нити накала, распадается на вольфрам и йод. Вольфрам выпадает на нить накала, а частицы йода возвращаются к колбе и вновь принимают участие в цикле. Срок службы галогенных ламп вдвое больше, чем обычных ламп накаливания. Газоразрядные лампы – в них излучение образуется за счет электрического разряда в газах или парах металлов. Среди газоразрядных источников оптического излучения наиболее распространены лампы, в которых используется разряд в парах ртути. В качестве газоразрядных ламп используют люминесцентные, дуговые ртутные (ДРЛ), дуговые ртутно-вольфрамовые люминесцентные (ДРВЛ), дуговые металлогалоидные высокого давления (ДРИ), натриевые высокого давления (ДНаТ) и т.д. Люминесцентная лампа (рисунок 5.2) представляет собой стеклянную трубку, покрытую изнутри слоем люминофора В оба конца трубки впаяны нити нагрева, концы которых присоединены к контактным штырькам цоколя. Трубка заполнена аргоном в смеси с парами ртути. Под действием электрического тока, проходящего через газовую смесь, из паров ртути выделяется большое количество невидимых ультрафиолетовых лучей, которые, попадая на люминофор, вызывают его свечение. В зависимости от цветности и назначения люминесцентные лампы отечественного производства имеют соответствующую маркировку. Например, ЛД — лампа дневного света, ЛБ — лампа белого света, ЛХБ — лампа холодно- белого света, ЛТБ — лампа тепло-белого света, ЛДЦ — лампа с улучшенной цветопередачей, ЛЕ — лампа естественного света, ЛБЕ — лампа белого естественного света, ЛХЕ — лампа холодно-естественного света, ЛФ — лампа с повышенной фитосинтетической эффективностью. Средний срок службы люминесцентных ламп не менее 12000ч. Дуговая ртутная лампа (ДРЛ) устроена следующим образом. Внешняя колба выполнена из термостойкого стекла и изнутри покрыта слоем люминофора (рисунок 5.3). Эллипсоидная форма колбы обеспечивает во время горения лампы температуру, достаточную для эффективной работы люминофора, и равномерное распределение ее по поверхности колбы. Колба лампы приклеивается к цоколю. Внутри колбы расположена горелка в виде трубки из кварцевого стекла с основными и дополнительными вольфрамовыми электродами, впаянными в торцы. Дополнительные электроды через токоограничивающие резисторы подключены к основным электродам на противоположных торцах горелки. Внутри горелки находятся аргон и дозированное количество ртути. Полость колбы заполнена углекислым газом для стабилизации свойств люминофора. Средний срок службы их более 10000ч. Натриевые лампы высокого давления (ДНаТ) в основном устроены так же, как и ДРЛ, но более продолговатые и не покрываются люминофором изнутри. Системы электрического освещения. Осветительные приборы Различают три системы освещения: общее, местное и комбинированное. Общее освещение предназначено для создания надлежащих условий видения на всей освещаемой площади, включая и рабочие поверхности. Оно может быть равномерное или локализованное. Местное освещение предназначено для создания надлежащего уровня освещенности только в пределах рабочей поверхности. Светильники местного освещения (стационарные или переносные) устанавливают обычно в непосредственной близости от рабочей поверхности. Устраивать только местное освещение запрещается, оно всегда дополняется общим. Комбинированное освещение представляет собой сочетание общего и местного освещения. Осветительный прибор — это комплект, состоящий из источника света и осветительной арматуры. Его применяют для рационального использования светового потока источника света. Осветительные приборы, перераспределяющие свет лампы внутри значительных телесных углов, называют светильниками. Светильник — это прибор ближнего действия. Прожекторы, перераспределяющие свет лампы внутри малых телесных углов, относятся к приборам дальнего действия. В сельскохозяйственном производстве применяют светильники различных типов. По исполнению их делят на открытые (лампа не отделена от окружающей среды), закрытые (лампа и патрон отделены от окружающей среды оболочкой, не препятствующей обмену воздуха с окружающей средой), влагозащищенные (корпус и патрон устойчивы против воздействия влаги и обеспечивают надежную изоляцию введенных в арматуру проводов), пыленепроницаемые (возможность проникновения к лампе и патрону тонкой пыли исключена) и взрывозащищенные (выдерживают взрывное давление и не передают его в окружающую среду. По способу установки различают светильники подвесные, потолочные, настенные, настольные и др. Производственное использование электрического света Одним из основных факторов, влияющих на продуктивность скота и птицы, помимо температуры, влажности и состава воздуха, является освещенность помещений. Изменяя продолжительность светового дня, создавая различные условия освещения, можно менять длительность физиологического режима, ускорять или замедлять «биологические часы». Создавая определенные ритмы дня и ночи, можно не только повышать яйценоскость кур, уток, гусей, но и ускорять созревание меха у пушных зверей, рост шерсти у овец, а также увеличивать привесы у свиней и надои у коров. Наиболее ярко проявляется длительность светового дня в птицеводстве. У кур дополнительное удлинение светового дня до 14 ч способствует увеличению яйценоскости до 40% по сравнению с естественными условиями. Для этого в производственных условиях достаточно применять в утренние и вечерние часы электрическое освещение из расчета 2,5 Вт на 1 м2 площади пола. В овцеводстве наиболее оптимальная продолжительность светового дня 8…10 ч. Это способствует получению двух окотов в год и позволяет проводить их в отарах в удобное для хозяйства время. При содержании лактирующих коров нужно создавать световой день общей продолжительностью 18 ч при освещенности 20 лк, при откорме крупного рогатого скота – соответственно 8…10 ч и 5 лк, для свиноматок с поросятами – 16…18 ч и 15 лк, свиней на откорме – 12 ч и 5 лк. Дежурное освещение в период покоя животных 0,5…1лк. Для уничтожения вредных насекомых целесообразно использовать различные светоловушки. Простейшее приспособление для улавливания насекомых, летающих в ночное время, состоит из противня или корыта с водой с размещенной над ними лампой накаливания. В воду добавляют керосин или ядовитые вещества. Насекомые летят на свет (отражение лампы в воде) и гибнут. Мощность лампы в отражателе 60…100 Вт. Для привлечения насекомых с большой площади сада или огорода вблизи ловушки на высоте 6 м можно установить электролампу 25 Вт. Использование ультрафиолетовых и инфракрасных излучений Источник ультрафиолетового излучения — дуговые ртутные трубчатые лампы высокого давления (ДРТ). Их трубчатая колба (рисунок 5.4) выполнена из тугоплавкового кварцевого стекла, которое хорошо пропускает ультрафиолетовое излучение. В торцы колбы впаяны вольфрамовые активированные самонакаливающиеся электроды. Колба заполнена аргоном и дозированным количеством ртути. Лампу крепят к арматуре металлическими держателями, между которыми расположена лента из медной фольги, предназначенная для облегчения зажигания разряда внутри лампы. После загорания лампа разогревается в течение 5…10 мин, давление в ней увеличивается, и по оси трубки образуется ярко светящийся шнур разряда температурой 6000…8000 К. При этом изменяются электрические и светотехнические характеристики лампы. Повторное зажигание лампы после ее погасания возможно лишь спустя 5…10 мин, когда она достаточно остынет. Наиболее распространены лампы ДРТ мощностью 230, 400 и 1000 Вт, у которых срок службы более 1500 ч. Лампы типа ДРТ используют в передвижных облучательных установках для восполнения недостатка ультрафиолетового облучения у животных и птицы, установках для предпосевной обработки семенного материала в полеводстве. Кроме ламп высокого давления используют эритемные люминесцентные лампы низкого давления: ЛЭ-30, ЛЭР-30, ЛЭР-40. Они подобны обычным люминесцентным лампам типов ЛБ или ЛД, но отличаются от них составом люминофора и имеют колбу из специального увиолевого стекла. Марка ЛЭР-40 означает: лампа эритемная рефлекторная (с отражающем слоем) мощностью 40 Вт. Для получения излучения области УФ-С используют дуговые газоразрядные (бактерицидные) лампы низкого давления типа ДБ. Бактерицидные лампы ДБ отличаются от люминесцентных осветительных ламп такой же мощности отсутствием люминофора и свойствами специального увиолевого стекла колбы, обладающего высоким коэффициентом пропускания для излучения области УФ-С. Для облучения животных и птицы используют различные облучатели и установки, которые могут быть стационарными и передвижными. Источниками инфракрасных излучений могут быть любые тела, нагретые до высокой температуры. Хорошим источником этих излучений является обычная лампа накаливания, которая превращает в тепловые излучения до 65 % всей подводимой к ней энергии. Однако использовать лампы накаливания в качестве источников тепловых излучений неэкономично. Для одновременного инфракрасного и ультрафиолетового облучения молодняка животных и птицы предназначены установки типов ИКУФ и «Луч», каждая из которых оснащена, как правило, 40 облучателями и пультом управления. Каждый облучатель содержит две лампы ИК3220-250 и одну эритемную ЛЭ-15. Мощность установки 22 кВт. Электрические источники тепла В сельском хозяйстве электрический нагрев можно использовать в самых разнообразных технологических процессах в животноводстве, растениеводстве, производственных помещениях. Мясомолочное производство: нагрев воды в моечных, на доильных площадках, в системах автопоения, групповых поилках, электропаровая стерилизация доильного оборудования, запаривание сочных кормов, картофеля, пастеризация молока, сливок и обезжиренного молока, местный обогрев пола в репродуктивных свинарниках, обогрев площадок для поросят-отьемышей, местный обогрев пола на скотных дворах, вентиляция с подогревом свежего воздуха в репродуктивных свинарниках, телятниках, обсушка новорожденных животных. Птицеводство: инкубация, отопление и вентиляция помещений, обогрев птичников, подогрев воды в поилках. Сельскохозяйственные мастерские: горячая промывка тракторных деталей, регенерация масел, вулканизация резины, наплавка деталей, сварка и т. д. Из перечисленных процессов некоторые практически нельзя осуществить без электронагрева: инкубация яиц птицы, местный электрообогрев скота и птицы, электросварка, электрообогрев в парниках и теплицах и др. Электрические нагревательные установки обладают высоким коэффициентом полезного действия, просты по конструкции и надежны в эксплуатации, компактны, легко поддаются автоматизации, обеспечивают высокий уровень технологического процесса, требуют меньших затрат труда обслуживающего персонала, менее пожароопасны, более полно соответствуют требованиям производственной гигиены и санитарии. Разнообразие конструкций нагревателей объясняется различием режимов работы, назначения, мощности и других условий. В большинстве случаев нагреватели изготовляют с электрической изоляцией и защитными устройствами, поэтому они безопасны в работе и могут применяться для нагрева любых, в том числе и агрессивных сред. Герметизация нагревательных сопротивлений от воздуха и нагреваемых сред позволяет значительно удлинить срок службы сопротивлений и не влиять на сами среды. Различают открытые, закрытые и герметические нагреватели. В открытых нагревателях нагревательные сопротивления открыты для доступа воздуха или нагреваемой среды. Их применяют в электрических печах, электробрудерах, калориферах, обогревателях почвы в парниках и других установках, если это допускается технологией нагрева, условиями безопасности, сроками службы. Открытые нагреватели применяют также в высокотемпературных установках с лучистой теплоотдачей. Преимущества таких нагревателей: простота устройства и хорошие условия теплоотдачи. Для увеличения механической прочности проволочные нагреватели размещают на керамических трубках или стержнях. В закрытых нагревателях нагревательные сопротивления размещены в защитном кожухе, предохраняющем их от механических воздействий и нагреваемой среды, а в герметических – и от доступа воздуха. В закрытых и герметических нагревателях сопротивления изолируются от защитного кожуха термостойкой электроизоляцией (фарфор, кварцевый песок, периклаз, термостойкий миканит), которая одновременно служит для фиксации, а иногда и герметизации нагревательных сопротивлений. Широко распространены унифицированные герметические трубчатые электронагреватели – ТЭНы (рисунок 5.5), которые удовлетворяют условиям большинства тепловых процессов в животноводстве. ТЭНы применяют в водонагревателях, калориферах, установках лучистого нагрева, электрообогреваемых полах и др. Нагреватель состоит из металлической трубки, в которую вмонтирована нихромовая спираль. Концы спирали приварены к выводным шпилькам, которые служат для подключения ТЭНа к сети. К преимуществам ТЭНов относятся их универсальность, надежность и безопасность обслуживания. Нагревательная спираль изолирована от наружной трубки, поэтому ТЭН можно помещать непосредственно в нагреваемую среду. Вследствие герметизации спиралей от воздуха срок службы нагревателей заводского изготовления до 10 000 ч, они ударовибропрочные. Рабочая температура наружной поверхности ТЭНов может достигать 700°С. Для получения невысоких температур нагрева (до 40…50°С) применяют специальные нагревательные провода и кабели типов ПОСХВ и ПОСХП. Нагревательный провод представляет собой проволоку из материала с большим удельным электрическим сопротивлением, покрытую теплостойкой изоляцией. Нагревательные кабели в отличие от проводов покрыты оболочкой, защищающей их от механических повреждений и агрессивных сред. Для обогрева молодняка сельскохозяйственных животных целесообразно использовать керамический нагреватель ЭН-0,75И1. Он представляет собой керамическую плитку, внутри которой замурован электронагревательный элемент из проволочной нихромовой спирали. Нагреватель монтируют в защитном кожухе с отражателем, между которыми для уменьшения тепловых потерь проложен теплоизоляционный материал (базальтовое волокно). Мощность нагревателя 375 Вт, напряжение питания 220 В. Электродные электрические нагреватели применяют для нагрева воды и почвы. В них нагрев среды, обладающей электропроводностью и находящейся между электродами, происходит в результате прохождения через нее электрического тока. Электрический нагрев воды Для нагрева воды на животноводческих и птицеводческих фермах, в теплично-парниковых хозяйствах, гаражах, мастерских и других помещениях применяют элементные электроводонагреватели или электродные. В первых из них нагрев воды осуществляют с помощью электронагревателей аккумуляционного типа УАП, имеющих высокий коэффициент полезного действия, автоматическое управление температурой воды и скоростью нагрева. Эти электроводонагреватели имеют теплоизоляционный слой между резервуаром и кожухом, благодаря чему температура воды при отключении напряжения снижается очень медленно — на 0,8 °С за 1 ч. Аккумуляционные электроводонагреватели способны обеспечить круглосуточное снабжение горячей водой, а включаться только в ночные часы провалов графиков нагрузок энергосистемы. Для этого управление электроводонагревателями типа УАП вместимостью 800 и 1600 л предусматривается по заданной программе, обеспечивающей включение их в провалы графиков нагрузки и выключение в период максимальных нагрузок. Вода в этих электронагревателях нагревается трубчатыми электронагревательными элементами – ТЭНами. Электронагреватель типа УАП-200/0,9-И2 выполнен в виде цилиндрического резервуара (рисунок 5.6), на поверхности которого уложен теплоизоляционный слой из минеральной или стеклянной ваты, а в последних конструкциях — из синтетического пеноматериала. Сверху теплоизоляция защищена кожухом. Снизу к резервуару приварены ножки, к нижней боковой части — патрубок с фланцем, на котором укреплены три трубчатых нагревательных элемента (ТЭН-10) мощностью по 2 кВт. Фланцевый проем закрывается съемной панелью. На фланце размещены датчик и температурное реле, с помощью которых осуществляется автоматический режим работы и поддерживается постоянная температура воды (90 °С), которую можно контролировать термометром в металлической оправе. Для обеспечения безопасности (на случай взрыва) электроводонагреватель имеет предохранительный клапан, который срабатывает при повышении давления внутри резервуара выше допустимого. Станция управления размещается в отдельном шкафу, который устанавливают около электроводонагревателя. Кожух электроводонагревателя и шкаф управления окрашивают химостойкой эмалью. Разбор воды из электроводонагревателя осуществляется путем перелива, при этом нагретая вода вытесняется через верхний разборный патрубок резервуара давлением холодной воды, поступающей из водопровода через нижний приточный патрубок. Такой способ имеет ряд преимуществ, так как резервуар всегда остается наполненным, что обеспечивает максимальный запас воды, исключает возможность «сухой» (без воды) работы водонагревателя. Разбор горячей и нагрев поступающей холодной воды происходят одновременно. Для подогрева воды до 90°С применяют проточный электроводонагреватель ВНС-600/0,2. В электродных водонагревателях нагрев воды осуществляется за счет прохождения электрического тока через воду между электродами. В сельском хозяйстве наиболее распространены электродные водонагревательные установки типов ЭПЗ и КЭВ мощностью 25…100 и 40…1000 кВт. Электроводонагреватели типа КЭВ изготовляют в двух исполнениях: с пластинчатыми и цилиндрическими электродами. На рисунке 5.7 представлено устройство котла КЭВ с пластинчатыми электродами. В корпус водонагревателя, изготовленный из стандартной трубы, вварены входной и выходной патрубки для воды. Вода нагревается при движении между плоскими электродами, собранными в один многопластинчатый пакет. Электродные пластины изолированы одна от другой фторопластовыми втулками. Питание от сети переменного трехфазного тока подводится к электродным пластинам по трем токоведущим шпилькам, изолированным от дна изолятора. Регулирование мощности осуществляется с помощью пакета диэлектрических пластин, помещенных в верхней части котла и перемещающихся вертикально в зазорах между электродными пластинами с помощью мотовила. Для выравнивания фазных нагрузок крайние пластины в электродном пакете изолированы с наружной стороны. В сельскохозяйственном производстве также применяют электродные котлы для получения пара, используемого при запаривании кормов, стерилизации молочной посуды, например котлы типов КЭПР и КЭП. Основные недостатки электродных водогрейных установок: зависимость их мощности от удельного сопротивления используемой воды, т. е. от наличия в ней растворимых веществ, определяющих ее проводимость; повышенная электроопасность при аварийных асимметричных режимах работы установок, а также в питающей электросети; возможность выноса опасных потенциалов через подводящие и разводящие трубопроводы. Электрокалориферные установки Предназначены для подогрева воздуха в системах вентиляции, установках для создания микроклимата на животноводческих и птицеводческих фермах, зерноочистительно-сушильных пунктах и бункерах активной вентиляции, а также для отопления бытовых и производственных помещений на фермах, где нет центральной котельной. Электрокалориферные установки сельскохозяйственного назначения на центробежных вентиляторах рассчитаны для работы при температуре окружающего воздуха -40…+40 °С, относительной влажности до 100%, содержании аммиака до 0,03 г/м3, сероводорода до 0,08, углекислого газа до 1,12 г/м3. Питание электрокалориферных установок — от сети трехфазного переменного тока напряжением 380/220 В, частотой 50 Гц. Электрокалорифер представляет собой прямоугольный каркас из швеллеров, внутри которого в три ряда расположены серебренные ТЭНы. Каждый ряд ТЭНов — это автономная электрическая секция, в которой нагреватели соединены в звезду. Переключение секций осуществляется автоматически и вручную в зависимости от температуры в обогреваемом помещении. Поэтому в комплекте установки предусмотрены два выносных датчика температуры, по сигналу которых происходит переключение ступеней мощности в сторону уменьшения или увеличения. Положение датчиков в помещении определяют в каждом конкретном случае опытным путем при регулировании теплового режима установок. Обычно их устанавливают на уровне 1…2 м от пола вдали от мест с резкими колебаниями температуры. В установках предусмотрены блокировка, не допускающая работу электрокалорифера при отключенном вентиляторе, а также тепловое реле для защиты от аварийного перегрева. В зависимости от мощности электрокалорифера и подачи вентилятора температурный перепад нагреваемого воздуха может быть от 15 до 70°С. Работа электрокалориферной установки заключается в том, что холодный воздух снаружи через заборное устройство (рисунок 5.8) забирается вентилятором и прогоняется через электрокалорифер, в котором, омывая серебренные ТЭНы, нагревается, а затем подается в распределительную систему воздуховодов или непосредственно в помещение. Если нужно уменьшить подачу вентилятора до 50%, применяют заслонку-шибер, установленную за вентилятором. Вентилятор соединяется с электрокалорифером через переходной патрубок и брезентовый рукав (мягкую вставку). Патрубок представляет собой сварную металлоконструкцию, выполненную в виде переходника с прямоугольного контура на круглый. Рукав предотвращает вибрацию калорифера, возникающую при работе вентилятора. Центробежный вентилятор с электродвигателем устанавливают на виброизолирующих основаниях. Отличительная особенность работы рециркуляционной электрокалориферной установки в том, что часть воздуха, проходя через калорифер, нагревается до 40°С, остальной воздух поступает в установку по каналам, расположенным сверху и снизу калорифера, без подогрева. В соединительном патрубке перед вентилятором происходит перемешивание подогретого и холодного воздуха, благодаря чему температура подаваемого в помещение воздуха становится примерно 4 °С. Подачу воздуха регулируют с помощью жалюзийной решетки. Электрокалориферные установки бывают стационарными и мобильными, могут устанавливаться как внутри помещения, так и снаружи, внутри помещения установки распологаются как над животными, так и на уровне животных. Типы электрокалориферных установок представлены на рисунке 5.9. Электрообогреваемые полы и коврики Электрообогреваемые полы представляют собой дорогостоящие капитальные сооружения, рассчитанные на многолетнее использование. Обычно это бетонные площадки, предназначенные для одного крупного животного (коровы, свиньи), нескольких мелких животных (приплод свиноматки) или группы мелких животных (цыплята). Нагревательные элементы в виде нагревательных проводов или кабелей заделывают в толщу бетонной площадки на глубину 4…6 см. При питании полов сетевым напряжением поверх нагревательных элементов в бетон на глубине около 2 см от поверхности прокладывают экранную сетку из стальной проволоки, которую заземляют. Сетка защищает поверхность от нарушения электрической изоляции нагревателей. Одновременно она выравнивает потенциал и защищает животных от шагового напряжения. В некоторых случаях Электрообогреваемые площадки выполняют из глинобетона, что дает определенное снижение капитальных затрат. Электрообогреваемые полы без сетки-экрана питают от понижающих трансформаторов напряжением 36 В. По сравнению с другими электронагревательными устройствами местного обогрева Электрообогреваемые полы имеют следующие преимущества: обладают хорошими теплоаккумулирующими свойствами (благодаря большой массе) и допускают перерывы в электроснабжении до 6…8 ч, что позволяет осуществлять их работу по принудительному графику в часы провалов в графиках электрических нагрузок потребителя, имеют высокую экономичность, возможность бесподстилочного содержания животных. Электрообогреваемые коврики (рисунок 5.10) выполняют из двух слоев резины, между которыми размещен с равномерным шагом укладки нагревательный провод. Для прочности коврик по краям армируют конструкцией из стали. Для поросят применяют электрообогреваемые коврики. В качестве нагревательных элементов применяют полупроводниковые пленочные нагреватели. Используют напольный пленочный нагревательпанель с ферросилициевой проводящей пленкой размерами 0,8×0,54м, мощностью 200 Вт, напряжением питания 220В и массой 4 кг. К преимуществам этого нагревателя относятся малая масса, питание сетевым напряжением, а также возможность стерилизации поверхности обогрева при переключении нагревательных элементов на параллельное соединение. При этом мощность нагревателя возрастает до 650 Вт, а температура – до 100… 120 °С. Преимущества электрообогреваемых ковриков и панелей: возможность переноски и быстрой подготовки их к работе; высокая экономичность при сравнительно низких капитальных затратах и расходе электрической энергии. Недостатки: необходимость работы по свободному графику и недопустимость значительных перерывов в электроснабжении. Инкубация яиц и обогрев птицы Инкубатор ИКП-90 представляет собой камеру 1 (рисунок 5.11), собранную герметично из теплоизолированных панелей и закрываемую дверями 2. В последних располагают смотровые окна 6, а между ними в панелях размещены приточные отверстия воздухообмена 4 и отверстия для аварийного охлаждения 5. В верхней части инкубатора установлен пульт управления 3 с системой воздушно-теплового обогрева, охлаждения, увлажнения воздуха, водоснабжения, электрооборудованием и поворотом лотков. Система поворота лотков включает в себя привод 7, приводную цепь 8 к механизм поворота 9. В верхней части корпуса инкубатора находятся вытяжные отверстия 10 и 11. Инкубатор ИКП-90 вмещает 91728 яиц, из которых в блоке инкубационных камер 78624 и в выводной – 13104 яйца. Процесс инкубации заключается в нагреве яиц, поддержании их температуры в пределах 36…39 (± 0,2)°С и влажности в камере 40…75 (± 0,3)%, повороте на 45° в обе стороны от занимаемого положения и охлаждении. Яйца для инкубации должны иметь массу 50…65 г, диаметр воздушной камеры 20…25 мм, оплодотворенность яиц у кур яичных пород не ниже 90…95%, у мясных – 90%. Для отбора яиц по массе используют яйцесортировочные машины ЯС-1 или МСЯ-1М, по качеству – овоскоп И-11А и стол-овоскоп СМУ-А. Перед инкубацией яйца и камеры, в которые их закладывают, дезинфицируют аэрозолями формальдегида или ультрафиолетовым облучением. После вывода цыплят их сортируют на курочек и петушков на столах СЦП-2 и СЦП-2А, оборудованных счетчиками. Обогрев птицы. Электрический брудер БП-1А служит для локального обогрева молодняка. Купол брудера образован секциями 22 (рисунок 5.12), крышкой 21 и шторками 6. В качестве источников теплоты для обогрева молодняка птицы служат электронагреватели 7, установленные на раме 13 обогревателя 20. Для зашиты электрооборудования от короткого замыкания служит предохранитель 19, а для контроля за его исправностью – сигнальная лампа 18, Обогреваемая площадь под брудером освещается лампой 2, расположенной под колпаком 1. Степень вентиляции подбрудерного пространства регулируется вентиляционными крышками 12. Брудер включается в сеть с помощью вилки 8 со шнуром, который через сальник 15 соединен с клеммной колодкой 14. Температура под брудером изменяется регулятором 5. Стойки 4, на которые опирается брудер, могут удлиняться по высоте. Благодаря этому он может опускаться к подстилке или приподниматься над ней, что тоже обеспечивает некоторую возможность регулирования температуры. При посадке под брудер 500… 600 голов молодняка птицы первоначально устанавливают температуру 32 °С и поддерживают ее в течение пяти дней, а затем еженедельно снижают на 2…3 °С до температуры 26 °С. После окончания обогрева брудер поднимают к потолку птичника посредством подвесок 17, блоков 11, каната 10 и груза 9, фиксируя проволокой 16. Контрольные вопросы: 1. Какие спектры и длины волн имеют инфракрасное и ультрафиолетовое излучения? 2. В каких производственных процессах применяют инфракрасное и ультрафиолетовое излучения? 3. Дайте определения силы света, светового потока и освещенности. 4. Какие источники электрического света вы знаете? Их назначение и устройство. 5. Какие существуют системы электрического освещения? 6. В чем заключается производственное использование электрического света в отраслях животноводства? 7. Какие электрические источники тепла вам известны? 8. В чем принципиальное отличие закрытых и открытых нагревателей? 9. Какие устройства используются для электрического нагрева воды? 10. Какие виды электрокалориферных установок вы знаете? 11. Перечислите варианты размещения электрокалориферных установок. 12. Устройство и область применения электрообогреваемых полов и ковриков. 13. Какие параметры поддерживают при инкубации яиц? 14. Какие устройства используют для обогрева молодняка птицы?