Электрификация системы микроклимата на свиноферме с проектом установки местного обогрева молодняка

Механизация животноводства - Содержание

• Введение
• Организационно-экономическая характеристика хозяйства и отрасли животноводства
  • Краткая характеристика хозяйства
  • Организационно-экономическая характеристика отрасли животноводства
  • Экономическое обоснование темы дипломного проекта
• Технологическая часть
  • Обоснование проектируемой технологии
  • Расчёт поточной технологической линии вентиляции и отопления
  • Технологическая карта производственного процесса
• Конструкторская часть
  • Зоотехнические, технологические и технические требования к системе микроклимата
  • Проведение патентного поиска
  • Расчёт воздухораспределительной системы свинарника-маточника
  • Расчёт воздухораспределителя постоянного сечения
  • Расчёт конусного воздухораспределителя
  • Подбор центробежного вентилятора
  • Расчёт прочности крепления
  • Расчёт локального электронагревателя
  • Принципиальная электрическая схема управления
  • Расчёт электрических нагрузок оборудования
  • Расчёт искусственного освещения
• Техническое обслуживание оборудования системы микроклимата
• Экономическая эффективность
  • Расчёт экономической эффективности производства
  • Определение технико-экономических показателей
• Безопасность жизнедеятельности
  • Организационные мероприятия
  • Технические мероприятия
  • Пожарная безопасность
  • Нормализация условий труда
• Экологичность проекта
• Выводы и предложения
• Список использованных источников

Механизация животноводства - Описание

Выпускная квалификационная работа студента посвящена теме механизации и электрификации микроклимата свинарника-маточника. Основная цель работы — создание оптимальных условий содержания сельскохозяйственных животных, минимизация энергозатрат, повышение продуктивности животных и снижение эксплуатационных затрат фермерских хозяйств. Работа имеет высокую практическую значимость, поскольку создание правильного микроклимата влияет не только на продуктивность животных, но и на экономическую эффективность всей отрасли животноводства.

В пояснительной записке подробно рассматриваются этапы разработки и обоснования проектируемой технологии, включая конструктивные решения, инженерные расчёты, выбор оборудования и анализ экономической эффективности. Основное внимание уделено внедрению комбинированных систем отопления и вентиляции, которые сочетают в себе центральное отопление и локальное регулирование температуры с использованием электрических нагревательных приборов. Это позволяет сократить затраты на создание микроклимата, обеспечить стабильность температурных условий и предотвратить переохлаждение или перегрев молодняка.

Организационно-экономическая характеристика хозяйства

Хозяйство, на базе которого проводилась разработка проекта, располагается в Псковской области. Основное направление деятельности — молочно-мясное животноводство с развитой инфраструктурой. Земельные угодья составляют более 7000 гектаров, из которых значительная часть используется для выращивания кормовых культур. Анализ структуры посевных площадей показал, что основное внимание уделяется многолетним травам, что связано с потребностями в обеспечении животных кормами собственного производства.

Организационная структура хозяйства и расположение его активов характеризуются высокой степенью компактности, что позволяет эффективно управлять процессами производства. Однако при анализе выявлено, что состояние дорожной сети и материально-технической базы требует модернизации. Это стало одной из предпосылок для разработки проекта, который предусматривает внедрение современных решений для оптимизации условий содержания животных. Климатическая зона хозяйства отличается умеренно-континентальным климатом с продолжительным отопительным сезоном, что также делает проект актуальным.

Технологическая часть

Одним из ключевых разделов работы является технологическая часть, где обоснована проектируемая система микроклимата. Для создания оптимальных условий в свинарнике-маточнике была предложена комбинированная система, включающая водяное отопление, локальное обогревание молодняка инфракрасными излучателями и механическую вентиляцию. Основные технические параметры системы рассчитаны исходя из характеристик объекта: объём помещения, количество животных, климатические условия региона и требования к микроклимату.

В проекте выполнены расчёты воздухообмена, которые учитывают как тепловыделения от животных, так и потери тепла через ограждающие конструкции. Например, для обеспечения нормативного уровня углекислого газа в помещении вентиляция должна обеспечивать воздухообмен в объёме 7200 м³/ч. Подобранное оборудование — вентиляторы и воздухораспределительные устройства — соответствует необходимым параметрам. Также рассчитаны тепловые потери через стены, перекрытия и пол, которые составляют более 120 000 Вт. Для компенсации этих потерь используется центральная система отопления на основе котла КВ-300М, а в случае резкого снижения температуры активируется резервное отопление с использованием калорифера СФОЦ-60.

Кроме того, проект предусматривает автоматическое управление параметрами микроклимата, что позволяет сократить затраты труда на обслуживание системы и повысить её энергоэффективность. Локальные обогреватели размещены таким образом, чтобы исключить перегрев или недогрев отдельных зон помещения, что является важным условием для сохранения здоровья молодняка.

Конструкторская часть

Конструкторская часть выпускной квалификационной работы представляет собой один из важнейших разделов, в котором подробно описываются инженерные решения, связанные с проектированием системы микроклимата свинарника-маточника. Основное внимание уделено модернизации оборудования и разработке новых компонентов, которые обеспечивают оптимальный микроклимат, повышают эффективность работы системы и снижают эксплуатационные затраты.

1. Разработка воздухораспределительной системы

Одним из центральных элементов конструкторской части является проектирование воздухораспределительной системы. В работе разработаны два типа воздухораспределителей:

• Воздухораспределитель постоянного сечения с отверстиями различной площади: этот тип конструкции обеспечивает равномерное распределение воздуха по всему помещению. Он рассчитан таким образом, чтобы избежать зон застоя или избыточного воздушного потока. При расчёте использовались показатели скорости движения воздуха, размеры помещения (135х15х2,4 м) и требуемый объём воздухообмена.
• Конусный воздухораспределитель с продольной щелью постоянной ширины: эта конструкция направлена на более точное регулирование воздушного потока в зависимости от зоны помещения. Расчёты показали, что такая система снижает энергозатраты вентиляции, улучшая при этом параметры микроклимата.

На этапе проектирования выполнены расчёты аэродинамических характеристик воздухораспределителей, включая определение необходимой площади отверстий, скорости потока и сопротивления воздуха. Эти параметры были рассчитаны с учётом тепловыделений животных, характеристик наружного воздуха и климатических условий региона.

2. Расчёт прочности креплений

Для обеспечения надёжности конструкции выполнен расчёт прочности креплений воздухораспределителей. Использованы стальные кронштейны с учётом их устойчивости к вибрациям и нагрузкам, возникающим при работе системы вентиляции. Особое внимание уделено выбору материалов: применены антикоррозийные покрытия, которые обеспечивают долговечность оборудования в условиях повышенной влажности и агрессивной среды свинарника.

3. Разработка системы управления

Важной частью работы является проектирование автоматизированной системы управления микроклиматом. Включены:

• Принципиальная электрическая схема: система управления включает блоки регулирования температуры и влажности, автоматическое управление шиберами вентиляционных шахт и системой локального обогрева. Разработанная схема позволяет контролировать параметры микроклимата без участия обслуживающего персонала, что значительно снижает трудозатраты.
• Подбор пуско-защитной аппаратуры: для защиты оборудования от перегрузок и коротких замыканий выполнен расчёт и подбор автоматических выключателей и контакторов. Например, для вентилятора ВЦ 4-70 №4,5 рассчитан ток потребления и выбраны соответствующие предохранители.
• Расчёт электрических нагрузок: выполнен детальный расчёт электрических нагрузок для каждого элемента системы, включая вентиляторы, обогреватели и осветительные приборы. Эти данные позволили определить сечения проводов и кабелей, а также выбрать распределительные шкафы.

Особое внимание уделено интеграции автоматизированной системы с резервным питанием. В случае отключения электроэнергии основное оборудование переключается на резервный источник, что обеспечивает непрерывность работы системы микроклимата.

4. Подбор оборудования

В рамках работы выполнен подбор ключевого оборудования:

• Калорифер СФОЦ-60: обеспечивает резервное отопление помещения. Его характеристики (подача воздуха 4000 м³/ч, мощность 67,5 кВт) полностью соответствуют требованиям помещения. Расчёты подтвердили, что его мощности достаточно для поддержания температуры в экстремально холодные периоды.
• Вентилятор ВЦ 4-70 №4,5: выбран для приточной вентиляции. Его аэродинамические характеристики обеспечивают необходимый объём воздухообмена даже при повышенном сопротивлении воздуховодов.
• Светильники для искусственного освещения: в рамках работы выполнен расчёт освещения помещения. Для равномерного распределения света были выбраны светодиодные лампы, которые обеспечивают экономию энергии и долговечность.

Всё оборудование прошло проверку на соответствие требованиям санитарных и пожарных норм.

5. Энергоэффективность конструкции

Проектирование системы микроклимата велось с учётом принципов энергосбережения. Например, установка конусных воздухораспределителей позволила снизить потребляемую мощность вентиляторов, а использование инфракрасных обогревателей с регулируемой высотой подвеса исключает лишние затраты на отопление. Локальное регулирование температуры в зонах содержания молодняка сокращает расход электроэнергии на 10–15% по сравнению с традиционными системами.

6. Расчёт искусственного освещения

В проекте также предусмотрена система искусственного освещения, рассчитанная на полное обеспечение потребностей помещения. Использованы светодиодные лампы с высокой энергоэффективностью и долгим сроком службы. Расчёт выполнен с учётом коэффициентов естественного освещения и размещения осветительных приборов. Для распределительных шкафов выполнен расчёт проводов, соединяющих лампы с основным источником питания.

Экономическая эффективность

Экономическая часть работы обосновывает рентабельность предложенных решений. Внедрение комбинированной системы микроклимата позволяет сократить затраты энергии на 10–15%, что особенно важно в условиях роста цен на энергоресурсы. Срок окупаемости проекта составляет менее трёх лет, что достигается за счёт снижения расходов на отопление, вентиляцию и обслуживание оборудования.

Повышение продуктивности животных на 12% и снижение отходов поголовья — ещё один важный экономический результат проекта. Кроме того, улучшение условий труда персонала и снижение затрат на электроэнергию способствует увеличению общей рентабельности хозяйства. Все эти показатели подтверждают, что проект имеет высокую экономическую эффективность и перспективы для внедрения в других сельскохозяйственных предприятиях.

Механизация животноводства - Чертежи

1. Записка пояснительная;
2. Валовой сбор продукции растениеводства;
3. Приложения;
4. Чертежи:
   • Элемент электронагревательный;
   • Электрическая схема нагрузок;
   • Технологическая карта вентиляции;
   • Экономическая эффективность проектируемой технологии;
   • Схема электрическая принципиальная;
   • Производственно-экономическая характеристика свинофермы;
   • Производственно-экономическая характеристика;
   • План свинарника-маточника на 120 голов;
   • Патентный поиск;
   • Локальный электрообогреватель чертеж общего вида;
   • Крепление;
   • Корпус ТЭНа;
   • Генеральный план свинарника;
   • Втулка изолирующая;
   • Спцификации.