КР Проектирование систем электрификации Электроснабжение ракетно-птицеводческого биоэнергетического комплекса

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра «Электроснабжение»
Допущен к защите:
Преподаватель: к.т.н., доцент
_________________/ Т.С. Шарупич/
подпись
ФИО
«____»_______________2016г.
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту по дисциплине
«Проектирование систем электрификации »
Тема работы: Электроснабжение ракетно-птицеводческого
биоэнергетического комплекса типа РПБК-КК-Ра
Исполнители: Сопов А.И. группа: АИБ-424 шифр: 120018,
Трусов И.Н. группа: АИБ-424 шифр: 120020
Лукьянов Ю.И. группа: АИБ 424 шифр 120162
Воронин Д.О. группа: АИБ 424 шифр 120581
Слепухин С.А. группа: АИБ 424 шифр 120181
Чуфаров И.Ю. группа: АИБ 424 шифр 120186
Руководитель работы:
_______________________________./______________________________
Оценка, подпись, дата, уч.степень, должность, инициалы, фамилия
СПИСОК ИСПОЛНИТЕЛЕЙ
Руководитель темы:
студент Сопов А.И. (Введение, заключение, разработка электроснабжения
зоны совмещения технологий ракетно-птицеводческого биоэнергетического
комплекса типа РПБК-КК-Ра)
подпись, дата
Исполнители:
студент Трусов И.Н. (Разработка электроснабжения птицеводческого сектора
ракетно-птицеводческого биоэнергетического комплекса типа РПБК-КК-Ра)
подпись, дата
студент Лукьянов Ю.И. (Разработка электроснабжения растениеводческого
сектора
ракетно-птицеводческого
биоэнергетического
комплекса
типа
РПБК-КК-Ра)
подпись, дата
студент Воронин Д.О. (Разработка электроснабжения спальной зоны
ракетно-птицеводческого биоэнергетического комплекса типа РПБК-КК-Ра)
подпись, дата
студент Слепухин С.А.( Разработка электроснабжения промышленной
зоны
ракетно-птицеводческого
биоэнергетического
комплекса
типа
РПБК-КК-Ра)
подпись, дата
Инв. № подл.
Подп. и дата
Взам.инв. №
студент Чуфаров И.Ю. (Разработка электроснабжения энергетической зоны
ракетно-птицеводческого биоэнергетического комплекса типа РПБК-КК-Ра)
подпись, дата
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм. Кол.уч
Разраб.
Провер.
Консульт.
Н. Контр.
Утверд.
Лист
№ док Подпись Дата
Стадия
Сопов
Шарупич
Лист
Листов
2
Список исполнителей
ФГБОУ ВО «Орловский ГАУ»
АННОТАЦИЯ
Данный курсовой проект состоит из пояснительной записки и
графического материала, в которых приведены основные расчеты и таблицы
согласно заданию на курсовой проект.
В курсовом проекте отражены общие сведения функционирования
ракетно - птицеводческого биоэнергетического комплекса типа РПБК-КК-Ра.
Проведена
разработка
биоэнергетического
помещений
комплекса
типа
ракетно
РПБК-КК-Ра.
-
птицеводческого
Выполнен
расчет
электроснабжения зоны совмещения технологий, птицеводческого сектора,
растениеводческого сектора, спальной зоны, производственной зоны и
энергетической
зоны
ракетно-птицеводческого
биоэнергетического
комплекса типа РТБК-КК-Ра. Курсовой проект выполнен на листах А4 в
объеме 132 листов, содержит 15 таблиц и 40 рисунков, графическая часть
Инв. № подл.
Подп. и дата
Взам.инв. №
представлена в формате А3.
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм. Кол.уч
Разраб.
Провер.
Консульт.
Н. Контр.
Утверд.
Лист
№ док Подпись Дата
Стадия
Сопов
Шарупич
Лист
3
Аннотация
Листов
нз
ФГБОУ ВО «Орловский ГАУ»
СОДЕРЖАНИЕ
Введение …………………………………………………………………………..6
1.
Общие
сведения
функционирования
ракетно
-
птицеводческого
биоэнергетического комплекса типа РПБК-КК-Ра …………………………..8
1.1 Технология полета………………………………………………………8
1.1.1 Технология полета к планете Марс………………………………8
1.1.2 Пожаробезопасность……………………………………………10
1.2 Технология выращивания космонавтов………………………………12
1.3 Технология производства биоэнергетических ресурсов……………14
1.4
Система
электроснабжения
и
технология
получения
электроэнергии………………………………………………………………….16
1.5 Технология вентиляции, отопления и водоснабжения…………..….19
1.5.1 Вентиляция……………………………………………………...19
1.5.2 Отопление………………………………………………………...22
1.5.3 Водоснабжение…………………………………………………...26
1.6 Механизмы космического корабля…………………………………..26
1.6.1 Двигательно-энергетическая установка……………………….26
1.6.2 Бортовые компьютеры…………………………………………29
1.6.3 Управляющие механизмы……………………………………...29
1.7 Конструктивные решения………………………………………………31
1.8 Объемно-планировочные решения…………………………………...32
1.9 Параметры микроклимата………………….......................................35
Список использованных источников…………………………….............36
2. Разработка электроснабжения помещений ракетно - птицеводческого
Инв. № подл.
Подп. и дата
Взам.инв. №
биоэнергетического комплекса типа РПБК-КК-Ра………………………….37
2.1 Разработка электроснабжения зоны совмещения технологий……..37
2.1.1 Характеристика зоны совмещения технологий……………...37
2.1.2 Параметры микроклимата …………………………………….39
2.1.3 Расчет осветительной установки теплицы…………………….41
2.1.4 Расчет электроснабжения силового оборудования теплицы..50
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм. Кол.уч
Разраб.
Провер.
Консульт.
Н. Контр.
Утверд.
Лист
№ док Подпись Дата
Стадия
Сопов
Шарупич
Лист
Листов
4
Содержание
ФГБОУ ВО «Орловский ГАУ»
Инв. № подл.
Подп. и дата
Взам.инв. №
2.1.5 Расчет осветительной установки птичника……………………52
2.1.6 Расчет электроснабжения силового оборудования птичника.60
Список использованных источников…………………………….............64
2.2 Разработка электроснабжения птицеводческого сектора…………….66
2.2.1 Характеристика птицеводческого сектора……………………66
2.2.2 Параметры микроклимата …………………………………….67
2.2.3 Расчет осветительной установки……………………………….68
2.2.4 Расчет электроснабжения силового оборудования ………….77
Список использованных источников…………………………….............84
2.3 Разработка электроснабжения растениеводческого сектора……….85
2.3.1 Характеристика растениеводческого сектора………………..85
2.3.2 Параметры микроклимата …………………………………….85
2.3.3 Расчет осветительной установки……………………………….87
2.3.4 Расчет электроснабжения силового оборудования ………….97
Список использованных источников…………………………….............100
2.4 Разработка электроснабжения спальной зоны ……………………..101
2.4.1 Характеристика спальной зоны…………………………….…101
2.4.2 Параметры микроклимата ……………………………………102
2.4.3 Расчет осветительной установки………………………………103
2.4.4 Расчет электроснабжения силового оборудования ………..110
Список использованных источников……………………………............112
2.5 Разработка электроснабжения энергетической зоны ……………..113
2.5.1 Характеристика энергетической зоны……………………….113
2.5.2 Параметры микроклимата …………………………………..116
2.5.3 Расчет осветительной установки……………………………..119
2.5.4 Расчет электроснабжения силового оборудования ………..125
Список использованных источников…………………………….................131
2.6 Разработка электроснабжения промышленной зоны ……………..
2.6.1 Характеристика промышленной зоны……………………….
2.6.2 Параметры микроклимата …………………………………...
2.6.3 Расчет осветительной установки……………………………...
2.6.4 Расчет электроснабжения силового оборудования ………..
Список использованных источников……………………………............
Заключение…………………………………………………………………132
Лист
КР.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Кол.уч
Лист
№ док.
Подпись Дата
5
ВВЕДЕНИЕ
Пилотируемый полет на Марс уже не является фантастикой, но
перешел в плоскость технических задач, которые на сегодняшний день, хотя
и являются очень сложными, но вполне выполнимыми. Если говорить о
целесообразности такого полета, то одной из важнейших стратегических
задач видится освоение Марса и его преобразование в среду, пригодную для
проживания человека. Эта задача очень сложна, но выполнима в течение
нескольких поколений людей. Многие ученые очень серьезно относятся к
данному вопросу, понимая, что среда обитания на Земле постоянно
ухудшается. Человеку необходимо думать о спасении Земли, а также о
“спасательной шлюпке” в образе другой планеты.
В данном
курсовом проекте произведена
разработка ракетно-
птицеводческого биоэнергетического комплекса типа РПБК-КК-Ра, который
служит для исследования и освоения планет нашей солнечной системы.
Объектом исследования является космический корабль типа РПБК-КК-Ра.
Предметом исследования является технология подпитки митохондрий на
основе 104 фаз, технология выращивания экипажа и производства продуктов
питания, а также оборудование, конструкция и климат космического корабля.
Цель работы - разработка методики межпланетного перелета и жизни
человека в условиях космического полета, а также создание ракетноСогласовано
Взам.инв. №
птицеводческого биоэнергетического комплекса, способного осуществить
такой перелет.
Задачи:
1. Разработать
проект
ракетно-птицеводческого
биоэнергетического
комплекса типа РПБК-КК-Ра.
Инв. № подл.
Подп. и дата
2. Разработать технологию выращивания космонавтов и производства
биоэнергетических ресурсов.
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм. Кол.уч
Лист
Разраб.
Сопов
Провер.
Шарупич
Консульт.
Н. Контр.
Утверд.
№ док Подпись Дата
Стадия
Введение
Лист
Листов
6
ФГБОУ ВО «ОрловскийГАУ»
3. Разработать
систему
электроснабжения
ракетно-птицеводческого
биоэнергетического комплекса типа РПБК-КК-Ра.
3.1 Разработать систему электроснабжения энергетической зоны ракетноптицеводческого биоэнергетического комплекса типа РПБК-КК-Ра.
3.2 Разработать систему электроснабжения птицеводческого сектора
ракетно-птицеводческого биоэнергетического комплекса типа РПБК-КК-Ра.
3.3 Разработать систему электроснабжения зоны совмещения технологий
ракетно-птицеводческого биоэнергетического комплекса типа РПБК-КК-Ра
3.4 Разработать систему электроснабжения растениеводческого сектора
ракетно-птицеводческого биоэнергетического комплекса типа РПБК-КК-Ра.
3.5 Разработать систему электроснабжения спальной зоны ракетноптицеводческого биоэнергетического комплекса типа РПБК-КК-Ра.
3.6 Разработать систему электроснабжения промышленной зоны ракетноптицеводческого биоэнергетического комплекса типа РПБК-КК-Ра.
4. Подготовить техническое задание на разработку проекта ракетно-
Инв. № подл.
Подп. и дата
Взам.инв. №
птицеводческого биоэнергетического комплекса типа РПБК-КК-Ра.
Лист
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Кол.уч
Лист
№ док.
Подпись Дата
7
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ РАКЕТНО–
ПТИЦЕВОДЧЕСКОГО
БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА
ТИПА РПБК-КК-РА
1.1 Технология полета
1.1.1 Технология полета к планете Марс
Полет к другой планете – это далеко не простая задача, требующая
тщательной
проработки
времени
совершения
каких-либо
действий,
траектории пути, сроков полета. Рассмотрим наиболее приемлемую
технологию полета к планете Марс. Минимальная скорость отлета при старте
с орбиты высотой 200 км составляет 3.613 км/с. Траектория соответствует
так называемой гомановской траектории. Она проходит по касательной к
орбите Марса (I на рис.1). На рисунке 1 показано положение Земли и Марса в
момент старта для трех вариантов экономичных траекторий. Гомановская
траектория наиболее экономична с точки зрения расхода топлива, но она
самая длительная по времени перелета. В этом случае продолжительность
перелета
составит
258.9
суток.
Существуют еще две
траектории
которым
(II и III),
соответствуют
Инв. № подл.
Подп. и дата
Согласовано
Взам.инв. №
начальные скорости 3.846
км/с и 4.046 км/с. Время
перелета
по
траектории II составляет
уже 164.5 дня,
Рис. 1. - Экономичные траектории для полетов к Марсу
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм. Кол.уч
Лист
Разраб.
Сопов
Провер.
Шарупич
Консульт.
Н. Контр.
Утверд.
№ док Подпись Дата
Общие сведения
функционирования ракетно–
птицеводческого
биоэнергетического комплекса
типа РПБК-КК-Ра
Стадия
Лист
Листов
8
ФГБОУ ВО «ОрловскийГАУ»
а время перелета по траектории III составит 144.1 дня. Видно, что
между I и II траекторией есть существенная разница во времени перелета,
которая достигает 3 месяцев. Разница же в необходимой скорости старта
составляет
всего
0.2
км/с.
Потребное
приращение
скорости
между II и III траекторией составляет те же 0.2 км/с, но экономия времени
составит всего 20 суток или 14% от времени перелета, что уже не является
критической величиной. Поэтому наиболее рациональной для пилотируемого
перелета является траектория II и траектория I для грузового корабля.
Поскольку траектория II и III пересекают орбиту Марса, то возможно
новая встреча с планетой, если в первый раз это не удается сделать. На рис. 1
эти точки встречи показаны цифрами со штрихами. Время перелета до
нового сближения с планетой составить 419 суток и 497.6 суток
соответственно для траекторий II и III. Однако как видно точка 2’ совсем не
удобна для выполнения каких-либо маневров, так как между Землей и
Марсом будет находиться Солнце. Тем не менее, подобный вариант с двумя
пролетами мимо Марса может быть полезным при отказе по техническим
причинам от выхода на орбиту Марса. Тогда можно дважды провести
исследования планеты хотя бы с пролетных траекторий.
Если лететь по гомановской траектории с угловой дальность 180
градусов, то прибытие к Марсу произойдет в январе 2019 года. Если лететь
по более быстрой траектории II, то прибытие ожидается конце октября 2018г.
Благоприятная конфигурация для обратного старта наступает, когда
Взам.инв. №
Марс немного опережает Землю. Для траектории II опережение должно
составить 42,6. Такая ситуация возникает в апреле 2020 г.
Предположим, что окно для старта откроется в апреле 2018 г.
Подп. и дата
1. Старт 15-20 апреля 2018 г. (1)
Инв. № подл.
Рассмотрим возможный сценарий пилотируемой экспедиции.
4. 20-25 сентября 2018 г.- выход на орбиту вокруг Марса (2)
2. Перелет к Марсу 162 суток (синяя кривая).
3. Прибытие в окрестности Марса в сентябре 2018 г. (2)
Лист
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Кол.уч
Лист
№ док.
Подпись Дата
9
5. Октябрь 2018 г. - стыковка с техническим модулем, начало
исследовательского этапа экспедиции (2).
6. Около 1,5 лет проводятся исследования с орбиты Марса. Высадка (3).
7. Март 2020 года завершение исследовательского этапа, подготовка к
возвращению.
8. 20 апреля 2020 г. - старт к Земле (4).
9. Перелет к Земле - 160 суток (оранжевая кривая)
10.Посадка - октябрь 2020 г. (5)
Общая продолжительность исследовательского этапа на орбите Марса
1 год и 6 месяцев. Продолжительность экспедиции 2.5 – 2.7 года. [1]
1.1.2 Пожаробезопасность
Пожаробезопасность в космическом корабле обеспечивается тремя
уровнями мероприятий.
Мероприятия I уровня обусловливаются принятыми в космической
отрасли нормативными документами, используемыми при разработке
оборудования и конструкций [РК-11-КТ, ГОСТ РВ15.203-2001, ОСТ 92-51002002]. Каждый отдельно взятый прибор, блок, агрегат на стадии его
разработки проходит оценку на пожаробезопасность и получает заключение
о применении.
II
уровень
-
средства
обеспечения
пожаробезопасности,
предусматриваемые при разработке приборов, узлов, агрегатов и систем
космического корабля (системы аварийной защиты, средства контроля и
Взам.инв. №
диагностики и т.п.). По своей сути мероприятия II уровня должны
обеспечивать полную пожарную безопасность разработки и применения
оборудования, включая нештатные ситуации.
Подп. и дата
подавления пожара.
Инв. № подл.
III уровень - активные средства, т.е. средства пожарообнаружения и
применяются средства индивидуальной защиты. Кроме того, используются
Для защиты органов зрения и дыхания членов экипажа при тушении
пожара, а также до восстановления среды обитания после пожара
Лист
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Кол.уч
Лист
№ док.
Подпись Дата
10
средства очистки атмосферы, которые удаляют продукты термодеструкции
материалов после пожара. Экспресс-анализ состояния атмосферы станции на
наличие отдельных "пожарных "микропримесей после очистки проводится с
помощью индикаторных пробозаборников.
В качестве мероприятий III уровня обеспечения пожаробезопасности
на
космическом
корабле
действует
централизованная
система
пожарообнаружения и оповещения о пожаре, построенная по блочномодульному
принципу.
Помещения
оснащены
средствами
пожарообнаружения и пожаротушения, в состав которых входят: система
обнаружения и оповещения о пожарной ситуации "Сигнал-ВМ", два
огнетушителя ОКР-1 и три противогаза ИПК-1 М.
Система "Сигнал-ВМ" предназначена для обнаружения задымленности
атмосферы
отсека
и
сигнализации
экипажу
при
возникновении
пожароопасной ситуации. Сигнал о срабатывании какого-либо из 10
дымовых датчиков ДС-7А, расположенных внутри гермообъема. поступает
на пульт управления системой, где загорается светодиод, указывающий
место
расположения
датчика.
Далее
сигнал
поступает
в
бортовой
вычислительный комплекс.
При срабатывании двух и более датчиков дыма на пульте космонавта
загорается табло "ПОЖАР" и включается звуковая сирена с модулированным
сигналом, а на бортовом и переносных дисплеях появляется сообщение,
указывающее
место
пожара.
При
этом
автоматически
отключается
Взам.инв. №
вентиляция помещения, а также система получения кислорода электролизом
воды "Электрон-ВМ" и электропитание систем, имеющих в своем составе
мощные вентиляторы. Отсутствие естественной конвекции в условиях
невесомости
к
обеднению
кислородом
зоны
горения
и
самозатуханию возгорания. [2]
Подп. и дата
Инв. № подл.
приводит
Лист
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Кол.уч
Лист
№ док.
Подпись Дата
11
1.2 Технология выращивания космонавтов
Экипаж ракетно - птицеводческого биоэнергетического комплекса типа
РПБК-КК-Ра состоит из 6 человек: командир, механик, строитель, технолог,
электроник и кок. Для обеспечения наиболее благоприятных условий жизни
экипажа необходимо обеспечить правильное питание экипажа и создать
подходящую газовую среду. Питание космонавтов состоит из мяса птиц,
куриных и перепелиных яиц, картофеля, пшеницы, свеклы, капусты. Данный
рацион,
посредством
правильного
выращивания
и
использования
необходимых удобрений, позволяет обеспечить экипажу 104 химических
элемента.
Для создания нужной газовой среды применяется ряд устройств. Для
удаления углекислоты и «лишней воды» используются многоразовые
цеолитовые поглотители (молекулярные сита). «Напитавшиеся» углекислым
газом поглотители вставляют в специальную печку, где они за несколько
часов под нагревом высвобождают углекислый газ в забортное пространство.
Для удаления микроорганизмов применяется установка «Поток». Она
помогает
при
нештатных
ситуациях,
связанных
с
превышением
концентрации микроорганизмов в воздухе станции, появлением выбросов
токсичного «пожарного» аэрозоля. «Поток» действует на основе новой
технологии биоинактивации, которая отличается от существующих мировых
аналогов тем, что уже на первом этапе полностью уничтожает 99%
микроорганизмов без применения внутри опасных химических веществ. На
Взам.инв. №
втором этапе проходит высокоэффективная фильтрация инактивированной
биомассы и аэрозольных частиц. Таким образом, исключается накопление
жизнестойких микроорганизмов на фильтрующей части и обеспечивается
Инв. № подл.
Подп. и дата
высокая микробиологическая чистота и безопасность обработанного воздуха.
Лист
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Кол.уч
Лист
№ док.
Подпись Дата
12
Рис. 2 - Исследование микробной обсемененности воздушной среды на
пилотируемых космических аппаратах.
Особую
важность
имеет
образование
достаточного
количества
кислорода. В среднем один член экипажа потребляет 500л кислорода а день.
Одна птица в среднем потребляет 90л кислорода в сутки. Т.е. общее
потребление кислорода 6ю членами экипажа и 270ю птицами составит около
27300л. Основное покрытие данного объема потребление дают теплица. 1 м2
растений в среднем выделяет 112л кислорода в день. Общая площадь
растений в теплицах составляет около 160 м2, т.е. теплицы могут дать 18000л
кислорода в сутки, часть которого используется самими растениями.
В качестве дополнительного источника кислорода и воды в космосе
удобно использовать хлореллу. 1 кг хлорелл выделяет 270л кислорода в
сутки. Планируется размещение в селитебной зоне трех установок с 4кг
хлорелл для нужд экипажа. Данная автоматизированная бортовая установка
Взам.инв. №
на основе хлореллы будет успешно соперничать с традиционными физикохимическими регенераторами кислорода и воды, разумеется, в случае
достаточно длительного срока действия. К тому же совсем недавно
Подп. и дата
способность - очищать атмосферу от вредных примесей. [3]
Инв. № подл.
обнаружена у хлореллы и еще одна очень ценная для космонавтики
техническую воду на кислород, пополняющий атмосферу станции, и
Для возмещения недостатка кислорода будет установлено несколько
электролизеров
«Электрон».
Электролизер
«Электрон»
разлагает
Лист
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Кол.уч
Лист
№ док.
Подпись Дата
13
водород, который сбрасывается за борт. Производительность системы: от 25
до 160 литров кислорода в час. Дополнительно вырабатывается от 50 до 320
литров водорода в час. [4]
В кабине экипажа поддерживается атмосферное давление на уровне
моря и состав атмосферы 20% кислорода и 80% азота при 22° С.
1.3 Технология производства биоэнергетических ресурсов
Производство биоэнергетических ресурсов осуществляется в
инкубаторе, 2х птичниках и 4х теплицах. В инкубаторе происходит вывод
молодняка птиц. В птичниках происходит выращивание кур яичных и
мясных кроссов, уток легких кроссов и перепелов.
Рис. 3 - Помещения птицеводческого сектора.
Взам.инв. №
Размещение птиц
по
клеточной
технологии
в
зависимости от возраста, что позволяет создать конвейер взрослых птиц для
питания экипажа и сэкономить корм. 30% кормов для птиц загружаем с
Земли в виде комбикормов, а также в сушеном и молотом виде, а 70%
Подп. и дата
Инв. № подл.
осуществляется
производим непосредственно на корабле в теплицах. Такое соотношение
вызвано необходимостью включения в рацион птиц всех химических
элементов.
Подбор кормов осуществлен таким способом, который
обеспечивает набор всех 104 фаз для подпитки наших митохондрий.
Лист
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Кол.уч
Лист
№ док.
Подпись Дата
14
Кормление кур. Примерная потребность кормов для кур, г на голову в
сутки: зерна - 50; мучной смеси - 50; сочных кормов (свекла) - 30-50; мясных
отходов - 10-15; ракушек - 5, костной муки - 2; соли поваренной - 0,5.
Молотое зерно во влажных мешанках можно заменить кусками хлеба и
хлебными крошками, оставшимися от обеда (одна часть молотого зерна и три
части хлебных отходов). Часть картофеля можно заменить свеклой (50-70 г
на голову в сутки). Большое значение для здоровья птицы и ее
продуктивности имеет бесперебойное обеспечение водой.
Кормление уток. Утки - самый скороспелый вид домашней птицы. Этот
вид домашней птицы кормят преимущественно влажными мешанками из
молотых зерновых кормов, вареного картофеля, корнеплодов, зеленой массы,
молочных продуктов и т. д. Утке скармливают в день, г: зерна и зерномучных кормов - 130-140; отрубей - 25; сухого сырья животного
происхождения - 10-15; жмыха - 10-15; витаминной травяной муки - 25;
свеклы, картофеля - 150; ракушки - 10; костной муки - 0,5; поваренной соли 1. После окончания яйцекладки уткам скармливают больше зеленых и
сочных кормов.
Кормление
перепелов.
Кормят
перепелов
специальными
комбикормами. В обычных условиях они поедают 22-27 г комбикорма на
голову в сутки. Корм перепелам дают 2-ил и 3 раза в день в одно и то же
время; в рацион нужно включать разнообразные корма. Примерный расход
на одну взрослую птицу в день может быть следующим, г: зерномучные
Взам.инв. №
корма - пшено, ячменная крупа или овсянка - 12; белковые - свежая рыба,
мясной фарш, творог - 12; витаминные - капуста, салат и другая зелень - без
ограничения; минеральные вещества
-
яичная
скорлупа, мел
-
3.
Инв. № подл.
Подп. и дата
[http://fermer.ru/book/export/html/54938]
В теплицах осуществляется выращивание картофеля, пшеницы,
свеклы,
капусты.
многоярусного
Выращивание
объемного
растений
размещения
при
осуществляется
полном
путем
искусственном
освещении на почвогрунтах с поливом дождеванием. Питание растений
Лист
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Кол.уч
Лист
№ док.
Подпись Дата
15
осуществляется через растворный узел. 20% удобрений для растений
загружаем с Земли, а 80% получаем из биогазовой установки. Данное
соотношение удобрений обеспечивает передачу растениям всех 104 фаз. [5]
1.4
Система
электроснабжения
и
технология
получения
электроэнергии
Система электроснабжения летательных аппаратов включает три
уровня: первичная, вторичная, третичная системы. Каждая основная,
вспомогательная и аварийная система состоит, как правило, из двух, а иногда
и более систем электроснабжения, питающих потребителей током и
напряжением различного рода. Получение на самолете требуемых родов тока
в
различных
сочетаниях
обеспечивается
первичными,
вторичными,
третичными и т. п. системами.
Первичная система электроснабжения преобразует любую энергию
(механическую, воздушную, гидравлическую, химическую и т. п.) в
электрическую. На ракетно-птицеводческом биоэнергетическом комплексе
типа
РПБК-КК-Ра
электроэнергии:
первичную
систему
образуют
газофазно-твердофазный
реактор,
пять
источников
МГД-генератор,
биогазовая установка, блок аккумуляторных батарей.
Газофазно-твердофазный реактор в энергетическом (твердофазном)
режиме дает 200 кВт электрической мощности для обеспечения внутренних
нужд космического аппарата без расходования рабочего тела - на маршевом
Взам.инв. №
участке траектории. Этот режим обеспечивается замкнутым газотурбинным
контуром
с
гелий-ксеноновой
смесью
в
качестве
рабочего
тела,
преобразованием тепловой энергии в электрическую с КПД 20% и сбросом
Инв. № подл.
Подп. и дата
избыточного тепла через холодильник-излучатель (цикл Брайтона).
На двигательном режиме работы газофазно-твердофазного реактора
электроснабжение обеспечивается встроенным в сопло многополюсным
МГД-генератором
мощностью
25
МВт
с
электродами
и
шинами
возбуждения, ориентированными по образующим сопла.
Лист
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Кол.уч
Лист
№ док.
Подпись Дата
16
Биогазовая установка преобразует отходы жизнедеятельности птиц и
экипажа в электрическую энергию. 1м3 биогаза дает 2 кВт электроэнергии. С
1
кг
птичьего
помета
получается
0,1
м3
биогаза.
[http://www.bitecobiogas.com/vyhod-biogaza-iz-razlichnogo-syrya/]
Таблица 1 − Выход помета от одной птицы. [6]
Количество
В возрасте,
выделяемого
недель: помета в сутки, г
1—4
24
4—9
97
9 — 22
176
1—8
140
8 — 18
184
18 — 26
288
1 — 7 (8)
230
8 — 21
210
21 — 26
234
Куры яичного
направления
Куры мясного
направления
Утки
Таким образом, с 270 птиц, находящихся на выращивании в сутки
выделяется около 70 кг помета (7 м3 биогаза), что дает примерно 14 кВт в
сутки. Если сюда прибавить отходы жизнедеятельности экипажа и пищевые
отходы, то общая мощность составит около 20 кВт в сутки. Т.е. биогазовая
установка не может использоваться в качестве основного источника энергии,
а только в качестве вспомогательного.
Блок аккумуляторных батарей будет служить в качестве аварийного
Взам.инв. №
источника
электроэнергии.
Для
покрытия
необходимых
мощностей
планируется установить 12 аккумуляторных батарей компании Hitachi
мощность
4,5
кВт
каждая.
Заряд
аккумуляторных
батарей
будет
Инв. № подл.
Подп. и дата
осуществляться от солнечных панелей. [7]
Солнечные
панели
на
основе
многокаскадных
GaAs
фотопреобразователей производства ОАО «САТУРН» при КПД 25%
выделяют до 300 Вт электричества на 1 м2. Таким образом, при общей
мощности оборудования корабля в 50 кВт планируется установить 4 блока
Лист
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Кол.уч
Лист
№ док.
Подпись Дата
17
панелей (по два с каждой стороны корабля) площадью 45м2 (5м*9м)
каждый.[8]
Вторичная система электроснабжения, преобразующая электроэнергию
первичной системы в электроэнергию другого рода тока или напряжения.
Если первичная система выполнена на переменном токе переменной или
постоянной
частоты,
то
вторичной
здесь
будет
трансформаторно-
выпрямительный агрегат со своей аппаратурой и сетью, обеспечивающий
получение постоянного тока.
Третичная система электроснабжения, преобразующая электроэнергию
вторичной системы в электроэнергию другого рода тока или напряжения, на
корабле не представлена, т.к. при необходимости дополнительно один род
тока преобразуется в другой преобразователем, непосредственно встроенным
в потребителе электроэнергии (например, требуемая для некоторых видов
радиоэлектронного
оборудования
повышенная
частота
или
иное
напряжение). При этом дополнительная система электроснабжения не
возникает.
Для электроснабжения корабля выбрана система электроснабжения 27
вольт, обеспечивающая полную безопасность экипажа от поражения
электрическим
током и
надежность
работы
оборудования.
Система
электроснабжения постоянного тока напряжением 27В обеспечивает:
-основное питание всего бортового оборудования с двойным запасом
по мощности от выпрямительных устройств;
Взам.инв. №
-резервное
в
полете
всего
оборудования
от
двух
выпрямительных устройств, питаемых генераторами ВСУ;
-аварийное питание части оборудования от аккумуляторных батарей;
-подключение на бортсеть космодромного источника напряжением 27В
(используется только для питания шин на земного обслуживания).
Подп. и дата
Инв. № подл.
питание
Назначение и тактико-технические данные источников электроэнергии
27В и аппаратуры, работающей с ними:
Лист
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Кол.уч
Лист
№ док.
Подпись Дата
18
Выпрямительное устройство ВУ-6Б предназначено для преобразования
переменного трехфазного тока напряжением 200 В частотой 400 Гц в
постоянный ток напряжением 27 B.
ДМР
дифференциально-минимальные
-
реле
ДМР-200ВУ,
обеспечивающие защиту бортсети при отказах выпрямительных устройств и
дистанционное включение и отключение выпрямительных устройств. ДМР
расположены в левом и правом ЦРУ 27 B;
РАП - разъем ШРАП-500К, обеспечивающий подключение к бортсети
космодромного источника 27В.
Распределение
электроэнергии
осуществляется
с
помощью
распределительных устройств РУ 27 В и ЦРУ 27В.
Система выполнена таким образом, что источники при нормальной
работе образуют четыре независимые подсистемы, работающие параллельно.
Выпрямительные устройства подключаются к бортсети дифференциальными
реле ДМР, а аккумуляторные батареи - контакторами K. При отказе одного
из выпрямительных устройств, коротком замыкании на его фидере или
других
неисправностях
в
канале
выпрямительного
устройства
соответствующее дифференциальное реле отключает неисправное ВУ от
шины ЦРУ 27 B. При этом питание всех шин данного ЦРУ обеспечивается
исправным выпрямительным устройством этого же источника.
Распределительная сеть выполнена однопроводной с использованием
корпуса самолета в качестве нуля. [9].
Взам.инв. №
1.5 Технология вентиляции, отопления и водоснабжения
1.5.1 Вентиляция
Естественная
и
искусственная
вентиляции
должны
отвечать
Инв. № подл.
Подп. и дата
следующим санитарно-гигиеническим требованиям:
-
создавать
в
рабочей
зоне
помещений
нормированные
метеорологические условия труда (температуру, влажность и скорость
движения воздуха);
Лист
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Кол.уч
Лист
№ док.
Подпись Дата
19
- полностью устранять из помещений вредные газы, пары, пыль и
аэрозоли или растворять их до допустимых концентраций;
- не вносить в помещение загрязненный воздух снаружи или путем
засасывания из смежных помещений;
- не создавать на рабочих местах сквозняков или резкого охлаждения;
- быть доступными для управления и ремонта во время эксплуатации;
- не создавать при эксплуатации дополнительных неудобств (например,
шума, вибраций и т.д.)
На борту ракетно-птицеводческого биоэнергетического комплекса типа
РПБК-КК-Ра
используется система приточно-вытяжной вентиляции. Она
может включать в свой состав различные устройства, объединяемые
системой воздуховодов и их фасонных частей в единую вентиляционную
сеть. Основным узлом системы механической вентиляции любого типа
является приточный вентилятор, который может быть осевого, радиального
или диаметрального типа. [10]
Наиболее
характеристиками
мощность,
важными
техническими
вентиляторов
является
тип
питаемого
их
напряжения,
производительность подачи воздуха и создаваемое
полное давление в рабочей зоне. Чем сложнее
и/или протяженнее воздухопроводная сеть, тем
Взам.инв. №
выше должны быть эти параметры. [11]
Рис.4 - Вентилятор
К другим основным элементам приточной вентиляции относятся
воздухозаборные решетки, воздушные фильтры, воздушные и дроссельные
Инв. № подл.
Подп. и дата
клапаны,
воздухонагреватели,
воздуховоды
и
их
фасонные
части,
воздухораспределительные устройства.
Фильтры для приточной вентиляции устанавливаются на входе
приточных устройств и служат для очистки поступающего воздуха от
Лист
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Кол.уч
Лист
№ док.
Подпись Дата
20
насекомых, пыли и других посторонних частиц и мусора. Для фильтрации
воздуха
будем
применять
фильтры
особо
тонкой
очистки
с
электростатическим фильтрующим элементом.
Воздуховоды и их фасонные части будут выполнены из полимерных
материалов гибкой конструкции, иметь круглое сечение, диаметр которого
зависит от требуемой производительности системы.
Полный контроль работы вентиляционной системы и регулирование ее
основных параметров осуществляется с помощью автоматики.
Кондиционирование воздуха
- это создание и автоматическое
поддержание в помещении заданных или таких, изменяющихся по
определенной программе метеорологических условий, которые наиболее
благоприятны
для
работников
или
для
нормального
протекания
технологического процесса.
Выбираем
полное
предусматривает
кондиционирование
регулирование
температуры,
воздуха,
которое
влажности,
скорости
движения, а также возможность дополнительного обработки (очистки от
пыли, дезинфекции, дезодорации, озонирование).
Таблица 2 – параметры среды помещений ракетно - птицеводческого
1
Подп. и дата
Инв. № подл.
Кабина пилота
Теплица
2
3
Макс
Мин
Макс
Мин
22
18
17
70
40
70
23
100
Скорость движения
воздуха, м/сек
Количество
приточного
воздуха,
подаваемого в
помещение
Относительная
влажность воздуха
в помещений, %
Наименование
помещений
№
Температура
воздуха в
помещениях,
Взам.инв. №
биоэнергетического комплекса типа РПБК-КК-Ра.
0,6
0,6
60
55
Лист
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Кол.уч
Лист
№ док.
Подпись Дата
21
Продолжение таблицы 2
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Кухня
Санузел
Инкубатор
Птичник
Производственное
помещение
Комната отдыха
Медицинский
пункт
Биогазовая
установка
Аккумуляторная
Складское
помещение
Генераторная
установка
Холодильная
установка
22
20
37
35
20
18
14
36
23
22
22
18
20
20
20
20
10
1.5.2 Отопление
Система отопления
14
18
14
14
14
14
7
70
70
65
70
70
40
40
45
60
0,6
0,6
0,6
0,6
40
0,6
70
70
40
0,6
40
0,6
40
0,6
40
0,6
40
0,6
40
0,6
40
0,6
70
70
70
70
50
космического
корабля
типа
45
30
15
60
60
60
45
60
60
30
60
30
РПБК-КК-Ра
предназначена для обеспечения температурно-влажностного режима газовых
сред герметичных отсеков, а также температурного режима приборноагрегатного оборудования и элементов конструкции космического аппарата.
Представленное решение позволяет повысить надежность работы системы
терморегулирования с обеспечением бесперебойной ее работы в течение
всего заданного срока эксплуатации.
Сущность заключается в том, что в систему терморегулирования
космического корабля, содержащую замкнутые контуры охлаждения и
Взам.инв. №
обогрева, связанные через, по крайней мере, один промежуточный ЖЖТ,
системы управления и измерения, клапанно-распределительную и дренажнозаправочную арматуру, при этом контур обогрева (КОБ) содержит
побудитель циркуляции, ГЖТ и змеевиковые теплообменники и термоплаты,
Инв. № подл.
Подп. и дата
а в контуре охлаждения (КОХ) последовательно установлены, по крайней
мере, один побудитель циркуляции, РРЖ, один выход которого подключен
через первый обратный клапан ко входу смесителя потоков теплоносителя, а
другой - через второй обратный клапан ко входу радиационного
Лист
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Кол.уч
Лист
№ док.
Подпись Дата
22
теплообменника, выход которого подключен ко второму входу смесителя
потоков, выход смесителя потоков связан соединительным трубопроводом с
теплоприемной полостью промежуточного ЖЖТ, выход из которой
подключен к побудителю циркуляции, на соединительном трубопроводе
установлены датчики температуры, электрически связанные через систему
управления с РРЖ, в контур охлаждения дополнительно введены два
электронасосных агрегата (ЭНА), вход первого ЭНА через фильтр
подключен
к
выходу
теплоносителя
из
теплоприемной
полости
промежуточного ЖЖТ, а его выход подключен ко второму обратному
клапану и параллельно через фильтр подключен ко входу второго ЭНА,
выход которого подключен к первому обратному клапану, каждый ЭНА
снабжен датчиком перепада давления, а на трубопроводе, соединяющем
выход смесителя потоков с теплоприемной полостью ЖЖТ, установлен
дополнительный датчик температуры, электрически связанный через систему
управления с первым ЭНА.
Технический результат заключается в том, что, по сравнению с
известными
техническими
терморегулирования
решениями,
обеспечивает
вновь
повышение
созданная
система
надежности
и
бесперебойность работы в течение всего заданного срока эксплуатации.
Это достигается благодаря введению в состав контура охлаждения СТР
двух ЭНА и вышеизложенному их подключению, а также благодаря
установке
дополнительного
датчика
температуры
на
трубопроводе,
Взам.инв. №
соединяющем выход смесителя потоков с теплоприемной полостью ЖЖТ и
его электрической связи через систему управления с первым ЭНА.
Введенные в состав системы терморегулирования электронасосные агрегаты
Подп. и дата
твердые поверхности и благодаря этому позволяет достигнуть ресурса
Инв. № подл.
выполнены на взвешенных подшипниках, что исключает трение вала о
чем на порядок превышает ресурс работы РРЖ с шаговым двигателем. При
работы этих ЭНА до величины не менее 100000 часов. Такой ресурс ЭНА
превышает заданный пятнадцатилетний срок эксплуатации системы и более
Лист
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Кол.уч
Лист
№ док.
Подпись Дата
23
отказе РРЖ или побудителей циркуляции (электронасосных агрегатов,
выполненных на подшипниках качения), ресурс которых существенно ниже
заданного срока эксплуатации системы, поддержание температуры в
требуемом допусковом диапазоне производится с помощью двух, введенных
в состав КОХ СТР электронасосных агрегатов, производительность одного
из
них
регулируется,
а
другого
постоянна.
регулируемого
команде
Производительность
ЭНА
изменяется
от
по
дополнительно
установленного датчика температуры от
минимальной
до
максимальной,
а
второй (нерегулируемый) ЭНА работает
все
время
только
при
постоянном
минимальном
расходе.
Производительность ЭНА изменяется в
зависимости от величины подаваемого
на электродвигатель ЭНА напряжения.
Сущность
системы
отопления
поясняется на рисунке 5, на котором
приведена схема терморегулирования.
Рис.5 – Схема терморегулирования.
Система включает замкнутые контуры охлаждения и обогрева,
связанные через два промежуточных параллельно установленных ЖЖТ 1.
Взам.инв. №
Благодаря
раздвоению
потока
на
два
теплообменника
уменьшается
гидравлическое сопротивление в контурах и, следовательно, уменьшаются
требуемые напорные характеристики и энергопотребление побудителей
Подп. и дата
циркуляции с расположенным перед ним фильтром тонкой очистки 3.
Инв. № подл.
циркуляции в КОХ и КОБ. В контуре обогрева установлен побудитель
теплообменники 7, термоплаты 8 и компенсатор 9 с дренажными клапанами
Побудитель циркуляции 2 снабжен датчиком перепада давления 4. В контуре
обогрева также установлены: ГЖТ 5, датчик расхода 6, змеевиковые
Лист
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Кол.уч
Лист
№ док.
Подпись Дата
24
10. КОХ содержит два параллельно установленных электронасосных агрегата
11, снабженных датчиком перепада давления 12, которые через обратный
клапан 13 подключены ко входу РРЖ 14, который выполнен с шаговым
двигателем. Один выход РРЖ 14 подключен через первый обратный клапан
15, датчик расхода 16 и регулирующий вентиль 17 ко входу смесителя
потоков теплоносителя 18, а другой выход РРЖ 14 через второй обратный
клапан 19, датчик расхода 20 подключен ко входу радиационного
теплообменника 21, выход которого подключен ко второму входу смесителя
потоков
18.
Выход
смесителя
потоков
18
связан
соединительным
трубопроводом 22 со входами теплоприемных полостей теплообменников 1,
выходы из которых через фильтр тонкой очистки 23 подключены ко входам
побудителей циркуляции 11. В контуре охлаждения также установлены два
электронасосных агрегата 24, 25, которые выполнены на взвешенных
подшипниках и каждый из них снабжен датчиком перепада давления,
соответственно 26, 27. Вход ЭНА 24 через фильтр тонкой очистки 28
подключен
к
выходу
теплоносителя
из
теплоприемной
полости
промежуточного ЖЖТ 1, а его выход подключен ко второму обратному
клапану 19 и параллельно через фильтр тонкой очистки 29 ко входу ЭНА 25,
выход которого подключен к первому обратному клапану 15. На
соединительном трубопроводе 22 установлены датчики температуры 30, 31,
32. Датчик температуры 30 через систему управления 33 электрически связан
с ЭНА 24, а датчик температуры 32 через систему управления 33
Взам.инв. №
электрически связан с РРЖ 14. Датчик температуры 31 находится в резерве и
может быть использован при отказе датчиков 30 или 32. Контур охлаждения
снабжен компенсатором 34 с дренажными клапанами по жидкости и газу 35.
Инв. № подл.
Подп. и дата
[12].
Кроме того, температура в отсеке экипажа поддерживается системой
терморегулирования, которая поглощает метаболическое тепло, выделяемое
экипажем (за счет обдува отсека воздухом), и тепло, выделяемое
электронным
оборудованием
(снимается
водой,
циркулирующей
в
Лист
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Кол.уч
Лист
№ док.
Подпись Дата
25
термоплатах, на которых оно устанавливается). Система переносит его на
панели радиатора, расположенные на внутренней стороне створок грузового
отсека. Отражательная способность панелей такова, что они остаются
холодными, даже когда на них светит Солнце.
1.5.3 Водоснабжение
Системы водоснабжения
предоставляют
экипажу
космического
корабля чистую воду, пригодную для использования в научных целях и для
жизнеобеспечения.
Космический
корабль
имеет некоторый запас воды в баллонах. Эта
вода используется для любых научных нужд
и нужд экипажа. После использования вода
попадает в систему регенерации. Та вода,
которую можно использовать в дальнейшем,
проходит очистку, фильтруется и снова
Рис.6 - Система регенерации воды ECLSS
попадает в баллоны. Вода, очистка которой невозможна или слишком
трудоемка, попадает в системы электролитической генерации кислорода, где
и разлагается. [13]
1.6 Механизмы космического корабля
1.6.1 Двигательно-энергетическая установка
Ракетно - птицеводческий биоэнергетический комплекс типа РПБК-ККРа
обладает
Взам.инв. №
осуществления
ядерной
двигательно-энергетической
межпланетных
комбинированном
перелетов.
однополостном
установкой
Установка
основана
газофазно-твердофазном
для
на
реакторе
трансформируемой конструкции массой 57,5 т (Рис.7). Тепловая мощность
Инв. № подл.
Подп. и дата
реактора 2,14 ГВт. Твердофазные тепловыделяющие сборки (ТфТВС),
размещенные по кольцу вокруг центральной полости реактора и снабженные
приводными механизмами, обеспечивают необходимый уровень нейтронного
потока и критичность при запуске, когда ядерное горючее в полости
газофазного твэла отсутствует. По мере подачи и накопления в центральной
Лист
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Кол.уч
Лист
№ док.
Подпись Дата
26
полости
ядерного
горючего,
т.е.
образования
плазменной
зоны
и
формирования газофазного твэла, ТфВТС из активной зоны извлекаются, а
реактор превращается в газофазовый ядерный реактор.
Благодаря трансформируемой конструкции установка может работать в
двух режимах: - двигательном (газофазном) тягой 17 т при удельном
импульсе 2000 с - на разгонных и тормозных участках траектории; энергетическом (твердофазном) с электрической мощностью 200 кВт для
обеспечения внутренних нужд космического аппарата без расходования
рабочего тела - на маршевом участке траектории.
Минимизацию массогабаритных характеристик ГФЯР обеспечивают:
применение в качестве ядерного горючего
233
U; максимально возможное
использование в замедлителе-отражателе реактора металлического, в том
числе крупнокристаллического бериллия, а в остальной части - графита;
использование для высокотемпературных элементов конструкций рабочей
камеры тугоплавких металлов улучшенного изотопного состава, а для
силовых корпусов реактора - высокопрочных титановых сплавов и
упрочняющих углекомпозитов; применение для сильноточных систем
магнитной стабилизации, возбуждения МГД-генератора и электропривода
насосов гиперпроводящего алюминия (чистотой 0,9999), допускающегопри
жидководородном охлаждении плотность тока 100 А/мм2 при удельном
сопротивлении в десятки раз ниже, чем у меди.
Экстремальные температурные режимы работы многих элементов
Взам.инв. №
конструкции ГФЯР и крайне агрессивнаясреда (расплавленный уран, водород
высокого давления, щелочные металлы) потребовали проведения глубоких
материаловедческо-технологических проработок. В результате для системы
Подп. и дата
подачи ядерного горючего были разработаны тугоплавкие сплавы на основе
тантала - вольфрама - гафния, а также ниобия. Для некоторых участков
стенок рабочей камеры были разработаны пористые тугоплавкие материалы
Инв. № подл.
как на основе вольфрама, так и молибдена, а для высокотемпературных
фильтроэлементов - никеля и нихрома.
Лист
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Кол.уч
Лист
№ док.
Подпись Дата
27
Рис.7 - ЯРД для полёта на Марс
Экстремальные температурные режимы работы многих элементов
конструкции ГФЯР и крайне агрессивнаясреда (расплавленный уран, водород
высокого давления, щелочные металлы) потребовали проведения глубоких
материаловедческо-технологических проработок. В результате для системы
подачи ядерного горючего были разработаны тугоплавкие сплавы на основе
тантала - вольфрама - гафния, а также ниобия. Для некоторых участков
стенок рабочей камеры были разработаны пористые тугоплавкие материалы
как на основе вольфрама, так и молибдена, а для высокотемпературных
фильтроэлементов - никеля и нихрома.
В случае полёта на Марс ракеты с ядерным двигателем, запуск
реактора будет осуществляться на орбите сборки корабля. До момента старта
Взам.инв. №
корабля со сборочной орбиты реактор будет находиться на нулевом уровне
мощности, а после выведения реактора на рабочий режим космический
аппарат начнет свое ускоренное движение от Земли. При отклонении вектора
Инв. № подл.
Подп. и дата
тяги от расчетного направления предусмотрена возможность отсечения тяги
двигателя.[14]
Лист
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Кол.уч
Лист
№ док.
Подпись Дата
28
1.6.2 Бортовые компьютеры
На борту космического корабля типа РПБК-КК-Ра установлено 7
компьютеров. Для нормального полета корабля хватает одного компьютера.
Чтобы
обезопасить
себя
от
возможных
неисправностей,
учитывая
возможность ошибок программирования, пять одинаковых компьютеров
выполняют две разные программы. Две пары компьютеров, работающие с
программным
обеспечением
основного
электронного
оборудования,
проверяют расчеты друг друга 440 раз в секунду и отбрасывают те
результаты, которые наиболее сильно отличаются от трех других. Пятый
компьютер, который выполняет резервную программу полета, может взять
управление на себя при определенных условиях; это же может быть сделано
экипажем. На наиболее ответственных этапах полета – выведении на орбиту
и спуске – работают все пять компьютеров. Для рутинных операций на
орбите достаточно одного или двух компьютеров, а остальные находятся в
горячем резерве или выключены.
Еще два компьютера отвечают за поддержание нормальных условий в
биоэнергетическом блоке.
1.6.3 Управляющие механизмы
Управляющие механизмы разработаны КБ «Южное» [15]
Механизмы поворота предназначены для однократного срабатывания в
течение первых 50 часов пребывания на орбите и служат для плавного
поворота и фиксации в рабочем положении элементов конструкции
Взам.инв. №
различных систем космических аппаратов:
Инв. № подл.
Подп. и дата
 панелей солнечных батарей;
 штанг с научной аппаратурой;
 платформ с антеннами и научной аппаратурой.
Лист
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Кол.уч
Лист
№ док.
Подпись Дата
29
Рис.8 – Поворотный механизм с электромеханическим приводом.
Гравитационные стабилизаторы предназначены для формирования
необходимого эллипсоида инерции космических аппаратов и являются
механизмами однократного срабатывания в течение первых 10 ч. после
отделения КА от ракеты-носителя.
Устройство отделения предназначено для крепления на космических
аппаратах отделяемых объектов на время транспортировки и выведения на
орбиту с последующим отделением объекта с заданным вектором скорости.
Дополнительно производится выдача телеметрической информации о факте
Инв. № подл.
Подп. и дата
Взам.инв. №
отделения.
Рис.9 – Устройство отделения.
Электромагнитные магнитные исполнительные органы являются
силовым элементом в магнитных системах управления ориентацией и
Лист
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Кол.уч
Лист
№ док.
Подпись Дата
30
стабилизацией космического аппарата и предназначены для создания
дипольного магнитного момента.
Таблица 3 - Основные характеристики.
Номинальный магнитный момент, АЧм2
9
18
120
350
Номинальная потребляемая мощность
при напряжении питания 27 В и
температуре окружающей среды 25°C,
Вт
1,6
1,8
5
15
Масса, кг
0,35
0,5
3,8
9,8
170
250
500
1000
22
22
42
55
Габаритные размеры, мм:
длина
диаметр
1.7 Конструктивные решения
Ракетно - птицеводческий биоэнергетический комплекс типа РПБК-ККРа имеет теплозащитное покрытие, состоящее из 24 192 плиток и 3254
гибких матов изоляции, которое защищает его от аэродинамического нагрева
при выведении на орбиту и спуске. Плитки поглощают тепло и затем
постепенно излучают его. Теплозащитное покрытие состоит из нескольких
различных материалов, каждый из которых рассчитан на свою тепловую
нагрузку (максимально до 1650° С), которую должны выдерживать
различные части корабля во время выведения и спуска. Наиболее
Взам.инв. №
теплостойкий
материал
плиток
–
серый
композиционный
углерод-
графитовый материал – применен на носовой части и передней кромке
крыльев. Черные плитки из стекловолокна использованы на тех участках
Инв. № подл.
Подп. и дата
поверхности (днище, передняя часть фюзеляжа и передняя кромка
вертикального стабилизатора), где температуры составляют от 650 до
1260°С. Белые плитки из стекловолокна защищают участки (хвостовая часть,
задняя часть носового отсека и боковые поверхности киля), где температура
не превышает 650° С. Маты из кварцевого волокна и войлочные маты
Лист
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Кол.уч
Лист
№ док.
Подпись Дата
31
устанавливаются на тех поверхностях, которые подвергаются значительному
аэродинамическому нагреву при выведении на орбиту.
1.8 Объемно-планировочные решения
Ракетно - птицеводческий биоэнергетический комплекс типа РПБК-ККРа, предназначенный для межпланетных перелетов, создан на базе шаттла
Discovery со значительными изменениями. Внутренее пространство корабля
было разбито на две палубы (А,Б). Каждая палуба в свою очередь разбита на
зоны: селитебная зона, предназначенная для повседневного пребывания и
отдыха экипажа; защитная зона, ограждающая экипаж от воздействия
вредных факторов промышленной зоны; промышленная зона, созданная для
проведения
работ,
обеспечения
рабочего
состояния
корабля
и
Инв. № подл.
Подп. и дата
Взам.инв. №
жизнедеятельности экипажа.
Лист
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Кол.уч
Лист
№ док.
Подпись Дата
32
Рис. 10 – План палубы А.
Рис. 11 – План палубы Б.
Таблица 4 – Экспликация помещений.
1.9 Параметры микроклимата
Инв. № подл.
Подп. и дата
Взам.инв. №
В норме жизнедеятельность человека может протекать в довольно
узком диапазоне параметров внешней среды. Поэтому при проектировании
комплексной
системы
обеспечения
жизнедеятельности
стремятся
формировать
в
отсеках
пилотируемых
космических
аппаратов
микроклиматические условия, близкие к комфортным: давление - 700 … 800
мм рт.ст.; температуру - 21 … 240С; относительную влажность - 40 … 60%;
скорость движения воздуха - 0,1 … 0,4 м/с; парциальное давление кислорода
- 140 … 200 мм рт.ст.; парциальное давление углекислого газа - не более 10
мм рт.ст., освещенность от 15 до 400 лк.
Лист
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Кол.уч
Лист
№ док.
Подпись Дата
35
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Левантовский В.И. Механика космического полета в элементарном
изложении — М.: Наука, 1980. — 512 c.
2. Нормы технологического проектирования теплиц и тепличных
комбинатов для выращивания овощей и рассады. НТП 10-95
3. А.Н. Коптев, Авиационное и радиоэлектронное оборудование
воздушных судов гражданской авиации - САМАРА Издательство СГАУ 2011
4. СП 60.13330.2012 Отопление, вентиляция и кондиционирование
воздуха. Актуализированная редакция СНиП 41-01-2003
5. И.Н.Бекман ЯДЕРНАЯ ИНДУСТРИЯ Курс лекций Лекция 16
Интернет ресурсы:
6. http://www.ruventa.ru /vents-150-s.html
7. http://www.secuteck.ru/articles2/firesec/sistemi_
i_sredstva_obesp_poj_bezop#sthash.60GDUKfm.dpuf
8. http://nplit.ru/books/item/f00/s00/z0000027/st029.shtml
9. http://www.niichimmash.ru/projects/elektron-vm/]
10.http://ptitcevod.ru/produkciya-pticevodstva/ptichij-pomet.html
11.http://www.dailytechinfo.org/auto/157-hitachi-vypustila-samyj-moshhnyjlitij-ionnyj.html
12.http://www.federalspace.ru/2011
13.http://www.findpatent.ru/patent/214/2148540.html
14.http://www.fmx.ru/aviaciya_i_kosmonavtika/oborudovanie_
Инв. № подл.
Подп. и дата
Взам.инв. №
kosmicheskix_korablej.html][ http://livescience.ru/content/view/644/152
15.http://www.yuzhnoye.com/technique/space-vehicles/spacecraft-components
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм. Кол.уч
Разраб.
Провер.
Консульт.
Н. Контр.
Утверд.
Лист
№ док Подпись Дата
Сопов
Шарупич
Список использованных
источников
Стадия
Лист
Листов
36
ФГБОУ ВО «Орловский ГАУ»
2. РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПОМЕЩЕНИЙ РАКЕТНО ПТИЦЕВОДЧЕСКОГО
БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО
КОМПЛЕКСА
ТИПА РПБК-КК-РА
2.1 Разработка электроснабжения зоны совмещения технологий
2.1.1 Характеристика зоны совмещения технологий
Зона совмещения технологий включает в себя два типа помещений:
птичник и теплица. Каждое помещение обладает
определенными
характеристиками.
Рис. 12 - План помещений зоны совмещения технологий.
Помещение теплицы служит для выращивания растений, необходимых
как для питания экипажа, так и для кормления птиц. В состав оборудования
Взам.инв. №
данного помещения входят: четырехярусная вертикальная конструкция с
лотками для выращивания растений, размещенная вдоль стен, растворный
узел. Для размещения данного оборудования создано помещение размерами
3,0*5,0*3,0 (15м2). По параметрам окружающей среды теплица относится к
Инв. № подл.
Подп. и дата
особо сырым помещениям, т.к. относительная влажность воздуха в
помещении близка к 100%. [2] В связи с этим устанавливаем
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм. Кол.уч
Разраб.
Провер.
Консульт.
Н. Контр.
Утверд.
Лист
№ док Подпись Дата
Сопов
Шарупич
Разработка
электроснабжения зоны
совмещения технологий
Стадия
Лист
Листов
37
ФГБОУ ВО «Орловский ГАУ»
минимальная
степень
защиты
IP
65.
[2]
По
категории
пожаровзрывоопасности данное помещение относится к категории Д (с
пониженной пожароопасностью) , т.к. в нем негорючие вещества и
материалы в холодном состоянии. [6] В теплице минимальная степень
освещенности устанавливается на уровне пола в размере 50 лк [7]. Уровень
облученности
растений
определяется
технологией
их
выращивания. Выращивание растений осуществляется путем многоярусного
объемного
размещения
при
полном
искусственном
освещении
на
почвогрунтах с поливом дождеванием. [8]
Птичник служит для выращивания птиц различных видов. С этой
целью планируется использовать 16 клеточных батарей "Профессионал 3/7"
имеющих габаритные размеры: 0,58х1,76х0,75. Для размещения данного
оборудования созданы два птичника: птичник № 6.1 размером 6,0х3,0х3,0
(18 м2).
По пожароопасности птицеводческий сектор относится к классу Г, так
как
в данных помещениях возможно
выделение
горючий пыли
переходящей во взвешенное состояние. [1]
Для
обеспечения
корректной
и
безопасной
работы
электрооборудования птицеводческого сектора необходимо применение
электрооборудования с минимальной степенью защиты IP 65.[2]
Минимальная
степень защиты
IP
Нормы
освещенности,
лк
Д
Г
Расчетная
температура,
°C
5,0х3,0х3,0
6,0х3,0х3,0
Окружающая
среда
Категория
пожаровзрывоо
пасности
Теплица 15
Птичник 18
Размеры
помещения, м
AхBхH
Наименование
помещения
2
6
Площадь, S м2
№
П.п.
Таблица 5 - Характеристика помещений:
Особо сырая
Химически
активная
15
18
65
65
50
15
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
38
2.1.2 Параметры микроклимата
Световой режим в помещениях с искусственным климатом должен
обеспечивать, как правило, имитацию типичного радиационного режима
условий использования сорта в хозяйственной деятельности. При недостатке
естественного солнечного излучения должно применяться искусственное
облучение.
При
отсутствии
величины
нормативной
облученности
для
селектируемых культур допускается применять в теплицах на уровне верха
растений для рассады от 25 до 40, для взрослой культуры от 50 до 100
Вт/м2 ФАР, в камерах искусственного климата - от 150 до 300 Вт/м2 ФАР.
Оценка радиационного режима выполняется исходя из необходимой
(нормируемой) облученности
на уровне верха растений
в течение
нормируемого фотопериода.
При
выборе
предпочтение
источников
следует
света
отдавать
для
искусственного
источникам
света,
облучения
разработанным
специально для растениеводства. Источники света следует принимать с КПД
в области ФАР не менее 20 %.
Расчет
удельной
мощности
облучательной
установки
следует
проводить для конкретных облучателей Неравномерность искусственного
облучения, определяемая отношением максимальной облученности к
минимальной в пределах рабочей поверхности должны составлять 0,7 - 0,8.
Потери оптического излучения на непроизводственные площади (проходы)
не должны превышать 20 %.
В
селекционных
и
репродукционных
теплицах
следует
предусматривать возможность автономного автоматического регулирования
в зоне размещения растений:
- температуры воздуха в зависимости от требований селектируемой
культуры;
- относительной влажности воздуха от 60 до 80 % с точностью
регулирования ±5 %;
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
39
- температуры воды для полива, орошения, системы испарительного
охлаждения и доувлажнения воздуха (СИОД) от плюс 20 до плюс 25°С.
Во
всех
необходимо
влажностного
отапливаемых
предусмотреть
режима.
В
отделениях
автономное
репродукционных
поддержание
репродукционных
теплицах
теплиц
температурнов
отделениях
маточников и укоренения и на 20 % от общей площади отделения
размножения предусматривается система обогрева шатра теплицы и почвы,
остальная часть отделения размножения предусматривается без обогрева.
Расчет количество тепла для рассадного отделения
Объем помещения 45 м3; температура окружающей среды:-2730С;
теплоемкость воды (С) = 4,184 кДж/кг*0С; Q=903 ккал
𝑄 = 𝑐𝑉(𝑇1 − 𝑇2 )
𝑉=
𝑉=
𝑄
𝑐(𝑇1 − 𝑇2)
677∗103
4,184 (70−20)
= 3,24 м3=3240 л.
В 1 м трубы диаметром 55 мм -1,9 л. воды.
Расчетная температура воздуха в отапливаемой части теплицы
принимается плюс 15°С. [9] В помещении для хранения побегов должна
поддерживаться температура воздуха от + 5 до + 10°С.
Газовый состав и скорость движения воздуха в селекционных теплицах
следует принимать по НТП 10-95. Во всех отделениях теплиц следует
предусматривать подкормку растений углекислым газом. Максимальная
концентрация углекислого газа (С02) в воздухе теплиц составляет 0,33 % [8]
Максимально допустимая скорость движения воздуха в овощных
теплицах в зоне растений в период плодоношения - 1,0 м/с. [10].
Производительность
вентилятора
следует
выбирать
из
условия
кратности воздухообмена 30-60 раз. Т.е. для теплицы объемом 15 м3,
требуемая минимальная производительность вентилятора 15*30=450 м3/час
или соответственно два вентилятора по 225 м3/час. [7]. Выбираем вентилятор
172х51мм, 27VDC, 26,0W, 282,5м3/ч, производитель EBM-PAPST.
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
40
Для
птичников с клеточным содержанием
птицы оптимальной
температурой содержания птицы является 16-180С
при относительной
влажности воздуха 60-70%.[3] Скорость движения в птичнике должна быть
равна 0,3 м/с, воздухообмен равен 6 м3/час на 1 кг массы птицы.[3]
Освещенность
на уровне кормушек и
при выращивании и
содержании различных возрастных групп птицы должны должна быть
равна 10-15лк. .[3]
2.1.3 Расчет осветительной установки теплицы
В настоящее время в большинстве тепличных осветительных систем
используются адаптированные для растениеводства натриевые лампы
высокого давления – так называемые аграрные натриевые лампы. Однако у
этих ламп только треть затраченной энергии преобразуется в излучение,
эффективное для фотосинтеза, а это означает, что вырабатывается также
много
лишнего
тепла.
Согласно
исследованиям
института
«Гипронисельпром», для получения оптимальной нормы освещенности в
теплице для выращивания;

рассады, равной 40 Вт/м2, необходимо использовать натриевую
лампу мощностью минимум 120 Вт, время освещения 14-часов

а для выращивания на продукцию, равной 100 Вт/м2, – лампу
мощностью минимум 300 Вт, время освещения 16-часов
В пересчете на всю продуктивную площадь теплицы величина
потребления электроэнергии лампами выливается в огромное значение.
Применение светодиодных светильников может снизить эту величину,
в 3 раза. Кроме существенно меньшей потребляемой мощности, светодиоды
способны обеспечить большее соответствие спектра излучения аграрного
светильника спектру эффективности фотосинтеза, что позволяет снизить
требуемую мощность излучения на единицу площади теплицы, и мощность
светильника, в результате чего происходит дополнительное снижение
потребления электроэнергии. [11]
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
41
Таблица 6 - Нормы освещения теплиц.
Нормы освещения, вт/м2
Ламповые
светильники
Светодиодные
ДНаТ и прочие
светильники
40
25
100
65
Наименование
теплиц
Рассадные
Овощные
Необходимый источник
освещения, для теплицы, вт/м2
Ламповые
светильники
Светодиодные
ДНаТ и прочие
светильники
120
25
300
65
Расчет тепличного помещения ведем методом удельной мощности, в
нем
светлые
ограждающие
поверхности,
отсутствуют
затемняющие
предметы, к освещению не предъявляются особые требования (стены и
потолок теплицы выкрашены в белый цвет).
Для
данного
помещения
выбираем
систему
комбинированного
освещения, так как на лотках теплицы необходимо создать высокую
освещенность.
В качестве источника света выбираем светодиодные лампы.
Произведем расчет общего освещения.
Расчетную высоту принимаем равной высоте помещения – 3м, т.к.
высота свеса у подвесных светильников и высота рабочей поверхности равны
нулю.
H0=3м; hсв=0; hраб=0.
Коэффициенты отражения потолка, стен, рабочей поверхности:
п=0,7 ; с=0,5 ; р=0,3.
Определяем удельную мощность: Pуд. табл.  2,5
Вт
при освещенности
м2
Етабл.=100лк и коэффициенте запаса Кз табл.=1,1.[12].
Так
как
значения
освещенности
не
совпадают,
производим
пропорциональный пересчет значения удельной мощности:
Pp. уд. 
Pуд. табл.  К з  Е н
К з табл.  Е табл.  КПД

2,5  1,1  50
Вт
 1,47 2 ,
1,1  100  0,85
м
где КПД – коэффициент полезного действия выбранного светильника.
Определяем мощность осветительной установки:
Pо. у.  Pр. уд.  S  1,47  15  22 Вт .
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
42
Выбираем светильник накладной Ecola GX53 LED B4158S с двумя
лампами GX53–6Вт, из источника [http:// www.svetonic.ru /site/ 19/ 20180/
11184.php]
Тогда мощность одного светильника: P1 св.  12 Вт .
Число светильников:
N
Pо. у.
P1 св.

22
 1,83 .
12
Принимаем 2 светильника и размещаем равномерно по помещению.
Определяем установленную мощность:
Pуст.  N  P1 св.  2  12  24 Вт .
Проверяем осветительную установку на условие соответствия по
мощности:  10%  P  20% .
Определяем отклонение мощности:
P 
Pуст.  Pо. у.
Pо. у.
 100% 
24  22
 100%  9,1% .
22
Выбираем светильник накладной Ecola GX53 LED B4158S со
следующими параметрами: КПД=85%, степень защиты от окружающей
среды IP 65, тип кривой силы света Д, лампа GX53-6. [13]
Произведем расчет местного освещения.
Согласно источнику [11] для помещения рассады выбираем удельную
мощность освещения 25вт/м2 на отметке Г 0,0.
Так как в теплице особо сырая среда, то устанавливаем минимальную
степень защиты от окружающей среды IP65.
При расчете учитываем, что местное освещение выполнено в 4 яруса, а
освещаемая площадь каждого яруса равна 8 м2.
Определяем мощность осветительной установки:
Pо. у.  Pр. уд.  S  25 * 8 * 4  800 Вт .
Для освещения лотков выбираем лампу T8 Premium G13 LED – 12,5Вт,
из источника [13]
Тогда мощность на 1м2: Pм 2.  12,5Вт .
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
43
Число ламп:
N
Pо. у.
Pм 2.

800
 64 .
12,5
Принимаем 2 лампы на 1м2 и размещаем равномерно по лоткам.
Определяем установленную мощность:
Pуст.  N  P1 св.  64  12,5  800 Вт .
Проверяем осветительную установку на условие соответствия по
мощности:  10%  P  20% .
Определяем отклонение мощности:
P 
Pуст.  Pо. у.
Pо. у.
 100% 
800  800
 100%  0% .
800
ОЩ1 ОЩ2
Рис. 13 – Размещение светильников на плане помещения.
Для освещения лотков выбираем лампу T8 Premium G13 LED–12,5Вт.
Таблица 7 - Оборудование осветительной установки.
№
1
2
Тип
Осветительный щит
Светодиодный
светильник
Светодиодная лампа
3
Марка
ОЩВ-3-63-6-0 36
Ecola GX53 LED
Количество
2
2
T8 Premium G13 LED
64
В осветительной сети будем использовать два осветительных щита. К
первому присоединим две группы светодиодных ламп. Ко второму
осветительному щиту подключаем третью группу со светодиодными
лампами.
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
44
Рис. 14 – Расчетная схема осветительной сети.
Расчет сечения проводов
Сечения проводов и кабелей выбирают исходя из механической
прочности, тока нагрузки и потери напряжения. В процессе монтажа и
эксплуатации электрические провода и кабели испытывают механические
нагрузки, которые могут привести к обрыву токоведущих жил. Чтобы этого
не произошло, ПУЭ ограничивает минимальное сечение проводов в
зависимости от способов прокладки и материала токоведущих жил. Сечение
медных жил проводов и кабелей должно быть не менее 1,5 мм2.
Новый ГОСТ допускает потери напряжения в осветительных сетях
производственных помещений не более 2,5%.[5]
Рассчитываем сечение проводов на участках по току.
8
Мощность группы 1:. Pгр1   Pi 100 Вт
i 1
Мощности групп 2,3,4,6,7,8,9 соответственно равны мощности группы1
(100Вт).
2
Мощность группы 5:. Pгр5   Pi 24 Вт
i 1
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
45
Определяем общую мощность:
66
P  Р
i 1
i
грi
 100 * 8  24  824 Вт .
Определяем ток между силовым и осветительным щитом 1.
34
Iр 
P
i 1
i
U
I доп  I р

424
 15,7 А .
27
,
где I доп - допустимый ток,
Iр
- расчетный ток группы.
Допустимый ток находим по таблице, исходя из стандартного сечения
провода SГОСТ. Для проводки от силового до осветительного щита 1 выбираем
одножильный кабель сечением 2,5мм2 (потери напряжения 0,105В на м2)
допустимый ток I доп  27 А .
27А  15,7А, значит кабель подходит.
Определяем ток между силовым и осветительным щитом 2.
32
Iр 
P
i 1
i
U

400
 14,8 А .
27
Для проводки от силового до осветительного щита 2 выбираем
одножильный кабель сечением 2,5мм2 (потери напряжения 0,105В на м2) [14],
допустимый ток I доп  27 А .
27А  14,8А, значит кабель подходит.
Ток группы 1:
I гр1 
Ргр1
U

100
 3,7 А .
27
Для проводки группы 1 выбираем одножильный кабель сечением
1,5мм2 ( потери напряжения 0,0467В на м2), I доп  27 А .
19А  3,7А, значит кабель подходит.
Токи групп 2,3,4,6,7,8,9 равны току группы 1 (3,7А).
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
46
Для проводки групп 2,3,4,5,6,7,8,9 также выбираем одножильный
кабель сечением 1,5мм2 ( потери напряжения 0,0467В на м2), I доп  19 А .
19А  3,7А, значит кабель подходит.
Ток группы 5:
I гр5 
Pгр5
U

24
 0,89 А .
27
Для проводки группы 5 выбираем одножильный кабель сечением
1,5мм2 ( потери напряжения 0,0117В на м2), I доп  27 А .
19А  0,89А, значит кабель подходит.
Согласно расчету для зарядки осветительной арматуры 2 группы и
соединения силового и осветительных щитов используем кабель
ВВГнг
2х1,5. А для зарядки осветительной арматуры 1 и 2 групп используем кабель
ВВГнг 2х2,5. Прокладку осуществляем в трубах ПВХ.
Выбор щитов и защитной аппаратуры
Щит
управления
должен
соответствовать
степени
защиты
от
воздействия окружающей среды, количеству защитных аппаратов, равному
количеству групп. Количество полюсов в аппаратах защиты равно
количеству фаз в группах. В первую очередь должна обеспечиваться защита
от коротких замыканий. От перегрузок защищают только те группы, которые
содержат нагрузки (розетки).
Так как неизвестна силовая нагрузка, то силовой щит выбираем
произвольно. Выбираем щит управления ЩР0-3136-6-40УХЛ4.
На вводе осветительного щита 1 выбираем автомат АЕ2046-6А.
I к  K  I p  1  15,7  15,7 А ,
где
Ip
- расчетный ток групп, А;
K- коэффициент учитывающий пусковые токи ламп.
Выбираем автомат по каталогу: I уст  20 А .
Проверим
соответствие
тока
комбинированного
расцепителя
с
допустимым током провода:
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
47
I доп  1,25  I уст  1,25  20  25 А ,
где Iдоп – допустимый ток провода;
Iуст – ток уставки.
27А  25А, защита проводов от короткого замыкания и перегрузок
выполняется.
На вводе осветительного щита 2 выбираем автомат АЕ2046-10А.[15]
I к  K  I p  1  14,8  14,8 А
Выбираем автомат по каталогу: I уст  16 А .
Проверим
соответствие
тока
комбинированного
расцепителя
с
допустимым током провода:
I доп  1,25  I уст  1,25  16  20 А
27А  20А, защита проводов от короткого замыкания и перегрузок
выполняется.
Выберем первый осветительный щит типа ОЩВ-3-63-6-0 36 УХЛ4, с 5ю однополюсными автоматами 6А. На вводе автомат на номинальный ток
20А с временной селективностью. [15]
Группа 1: автомат однополюсный ВА47-29-1 с током уставки
I уст.  6 А [15]
Проверяем уставку:
I уст.  К   I р  1  3,7  3,7 А
где
Ip
- расчетный ток группы, А;
K- коэффициент учитывающий пусковые токи ламп.
6А>3,7А, уставка подходит.
Проверим соответствие тока теплового расцепителя с допустимым
током провода:
I доп  1,25  I уст  1,25  6  7,5 А.
19А  7,5А, защита проводов от короткого замыкания и перегрузок
выполняется.
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
48
Поскольку рабочий ток групп 2,3,4равен рабочему току группы 1
( I p  3,7 А) ,
то мы также выбираем автомат однополюсный ВА-47-29-1 с
током уставки I уст.  6 А
Группа 5 : автомат однополюсный ВА-47-29-1 с током уставки
I уст.  2 А [15]
I уст.  К   I р  1  0,93  0,93 А
2А > 0,93А, уставка подходит.
Проверим соответствие тока теплового расцепителя с допустимым
током провода:
I доп  1,25  I уст  1,25  2  2,5 А
19А  2,5А, защита проводов от короткого замыкания и перегрузок
выполняется.
Выберем второй осветительный щит типа ОЩВГ-3-63-6-0 36 УХЛ4, с
4-мя однополюсными автоматами 6А. На вводе автомат на номинальный ток
20А с временной селективностью.
Поскольку рабочий ток групп 6,7,8,9 равен рабочему току группы 1
( I p  3,7 А) ,
то мы также выбираем автоматы однополюсные ВА-47-29-1 с
током уставки I уст.  6 А .
В целях защиты персонала от поражения электрическим током на вводе
ОЩ1 устанавливаем УЗО ВД1-63 2Р 16А/30мА, а на вводе ОЩ2 – УЗО ВД163 2Р 16А/30мА. [15].
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
49
2.1.4 Расчет электроснабжения силового оборудования теплицы
6
5
3
7
4
2
1
Рис. 15 – Схема размещения силового оборудования в теплице
Таблица 8 - Спецификация оборудования
Номер
Тип
Марка
Мощность, кВт
1
2
3
4
5
6
7
Силовой щит
Электропривод двери
Растворный узел
Вентилятор
ЩР0-3136-6-40
Astore
РУМУГ
VILIPE
0,6
2
0,03
Степень защиты
IP
65
66
65
65
Расчет сечения проводов
Сечения проводов и кабелей выбирают исходя из механической
прочности, тока нагрузки и потери напряжения. В процессе монтажа и
эксплуатации электрические провода и кабели испытывают механические
нагрузки, которые могут привести к обрыву токоведущих жил. Чтобы этого
не произошло, ПУЭ ограничивает минимальное сечение проводов в
зависимости от способов прокладки и материала токоведущих жил. Сечение
медных жил проводов и кабелей должно быть не менее 1,5 мм2.[5]
Новый ГОСТ допускает потери напряжения в осветительных сетях
производственных помещений не более 2,5%.[5]
Рассчитываем сечение проводов на участках по току.
Нагрузка участка 1:. Pу1  Р2  Р6  Р7  0,66кВт
Нагрузка участка 2:. Pу 2  Р3  2,06кВт
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
50
Определяем общую мощность:
6
P  P
i 1
у1
i
 Pу 2  0,66  2,06  2,72кВт .
Ток участка 1:
I у1 
Р у1
U

660
 24,4 А .
27
Для проводки участка 1 выбираем одножильный кабель сечением 6мм2
( потери напряжения 0,0729В на м2), I доп  46 А .
46А  24,4А, значит кабель подходит.
Ток группы 2:
I у2 
Pу 2
U

2060
 76 А .
27
Для проводки участка 2 выбираем одножильный кабель сечением
25мм2 ( потери напряжения 0,05В на м2), I доп  115 А .
85А  76А, значит кабель подходит.
Согласно
расчету
питания
силового
оборудования
участка
1
используем кабель ВВГнг 2х6. А питания силового оборудования участка 2
используем кабель ВВГнг 2х25. Прокладку осуществляем в трубах ПВХ.
Выбор щита управления и защитной аппаратуры
Щит
управления
должен
соответствовать
степени
защиты
от
воздействия окружающей среды, количеству защитных аппаратов, равному
количеству групп. Количество полюсов в аппаратах защиты равно
количеству фаз в группах. В первую очередь должна обеспечиваться защита
от коротких замыканий. От перегрузок защищают только те группы, которые
содержат нагрузки (розетки).
Выбираем
щит
управления
ЩР0-3136-6-40УХЛ4
с
2-мя
однополюсными автоматами 32А,80А.
Участок 1: автомат однополюсный ВА47-29-1 с током уставки
I уст.  32 А
32А>24,4А, уставка подходит.
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
51
Проверим соответствие тока теплового расцепителя с допустимым
током провода:
I доп  1,25  I уст  1,25  32  40 А.
46А  40А, защита проводов от короткого замыкания и перегрузок
выполняется.
Участок 2: автомат однополюсный ВА47-29-1 с током уставки
I уст.  80 А
80А>76А, уставка подходит.
Проверим соответствие тока теплового расцепителя с допустимым
током провода:
I доп  1,25  I уст  1,25  80  100 А.
115А  100А, защита проводов от короткого замыкания и перегрузок
выполняется.
В целях защиты персонала от поражения электрическим током на
вводе ЩРО устанавливаем УЗО ВД1-63 2Р 100А/300мА.
2.1.5 Расчет осветительной установки птичника
Расчет птицеводческих помещений ведем методом удельной мощности,
в нем светлые ограждающие поверхности, отсутствуют затемняющие
предметы, к освещению не предъявляются особые требования (стены и
потолок теплицы выкрашены в белый цвет).
Для данных помещений выбираем систему общего равномерного
освящения.
Для освещения птичника выбираем Светодиодные модули серии ДПП
(ДСП) 12-03-901 "IP65" для клеточного содержания птицы.
Модуль
мощностью 3 Вт с возможностью двухцветной работы белый/синий. Синее
свечение
не
воспринимается
птицей.
Таким
образом,
существует
возможность проводить работу с птицей без дополнительного стресса для
нее. Синий свет включается автоматически при выключении белого света.
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
52
Для управления освящением применяем шкаф питания/управления (с
контроллером управления освещения птичников КУ 11Р/27) Шкаф состоит
из блоков питания и контроллера управления освещением с функцией "Закатрассвет".
Световые приборы обычно размещают по вершинам квадратов или
ромбов, оптимальный размер стороны которых определяется по формуле:
λС  НР  L  λЭ  НР ,
где Э и С – относительные светотехническое и энергетическое
наивыгоднейшее расстояние между светильниками; НР – расчетная высота
осветительной установки, м.
Численные значения Э и С зависят от типа кривой силы света. [4]
Н Р  Н 0  h СВ  h Р ,
где Н0 – высота помещения, м; hСВ – высота свеса светильника, м; hР –
высота рабочей поверхности от пола, м.
с=0,8 и э=1
Н Р  4  0,3  0,5  3,2 м
0,8  3,2  L  1  3,2

2,56  L  3,2
L ОПТ  2,6 м
Определим количество световых приборов в помещении:
nа 
а
LОПТ
nв 
в
LОПТ

6
2,6

 2,3  2
3
2,6
 1,15  1
Ν  n a  n b  2 *1  2
Согласно расчету в данном помещении необходимо разместить два
световых прибора.
Определим расстояние между рядами световых приборов и между
светильниками в ряду:
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
53
La 
a
6
  3м
na 2
Lв 
в
3
  3м
nв 1
Рис. 16 - Расположение световых приборов.
Определим мощность осветительной установки методом коэффициента
использования светового потока.
Определим индекс помещения по следующей формуле:
i
ab
,
H P  (a  b)
где а, b – длина и ширина помещения, м.
Далее
по
справочной
литературе
определим
коэффициент
использования светового потока. Этот коэффициент учитывает долю
светового потока генерируемого источником света, доходящую до рабочей
поверхности.
Вычислим световой поток ламп в светильнике по следующей формуле:
Ф СВ 
где
ЕН  А  КЗ  z
,
N  u ОУ
uОУ
–
коэффициент
использования
светового
потока
светильника;[4]
z – коэффициент неравномерности, z=1,1…1,2.
Вычислим световой поток от каждой лампы в светильнике по
следующей формуле:
ФЛ 
Ф СВ
,
n
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
54
где n – количество ламп в светильнике.
Далее
по
найденному
значению
светового
потока
выберем
стандартную лампу и рассчитаем отклонение расчетного потока от
каталожного по формуле:
i
63
 0,64
3,2  (6  3)
u ОУ  49
Ф СВ 
15  18  43  1,1
 130,3 лм
2  49
Ф Л  Ф СВ  130,3 лм
По численному значению потока и каталожным данным выберем
светодиодные модули серии ДПП(ДСП) 12-03-901 "IP65"
ФН=250 лм
Определим удельную мощность осветительной установки:
Р УД 
РЛ  N  n
,
A
где Рл – мощность лампы, Вт; N – количество светильников; n –
количество ламп в светильнике; А – площадь помещения, м2.
Р УД 
62
 0,6 Вт/м2
18
В осветительной сети будем использовать щит учета и распределения
энергии и осветительный щит.
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
55
Рис. 17 - Схема осветительной сети.
Расчет сечения проводов.
Сечения проводов и кабелей выбирают исходя из механической
прочности, тока нагрузки и потери напряжения. В процессе монтажа и
эксплуатации электрические провода и кабели испытывают механические
нагрузки, которые могут привести к обрыву токоведущих жил. Чтобы этого
не произошло, ПУЭ ограничивает минимальное сечение проводов в
зависимости от способов прокладки и материала токоведущих жил. Сечение
медных жил проводов и кабелей должно быть не менее 1,5 мм2.[5]
Новый ГОСТ допускает потери напряжения в осветительных сетях
производственных помещений не более 2,5%.[ 5]
Рассчитываем сечение проводов на участках по току.
2
Мощность группы 1:. Pгр1   Pi 6 Вт
i 1
2
Мощность группы 2:. Pгр5   Pi 3Вт
i 1
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
56
Определяем общую мощность:
66
P  Р
i
i 1
грi
 6  3  9 Вт .
Определяем ток между силовым и осветительным щитом 1.
34
Iр 
P
i 1
i
U
I доп  I р

9
 0,33 А .
27
,
где I доп - допустимый ток,
Iр
- расчетный ток группы.
Допустимый ток находим по таблице, исходя из стандартного сечения
провода SГОСТ. Для проводки от ЩУРн до ЩО выбираем одножильный
кабель сечением 1,5мм2 (потери напряжения 0,0467В на м2) допустимый ток
I доп  19 А .
19А  0,33А, значит кабель подходит.
Ток группы 1:
I гр1 
Ргр1
U

6
 0,22 А .
27
Для проводки группы 1 выбираем одножильный кабель сечением
1,5мм2 ( потери напряжения 0,0467В на м2), I доп  19 А .
19А  0,22А, значит кабель подходит.
Ток группы 2:
I гр1 
Ргр1
U

3
 0,11А .
27
Для проводки группы 2 выбираем одножильный кабель сечением
1,5мм2 ( потери напряжения 0,0467В на м2), I доп  19 А .
19А  0,11А, значит кабель подходит.
Согласно расчету для зарядки осветительной арматуры 1 и 2 группы и
соединения ЩУРн и ЩО используем кабель
ВВГнг 2х1,5. Прокладку
осуществляем в технологических коробах.
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
57
Выбор щитов и защитной аппаратуры
Щит учета и распределения должен соответствовать степени защиты
от воздействия окружающей среды, количеству защитных аппаратов,
равному количеству групп. Количество полюсов в аппаратах защиты равно
количеству фаз в группах. В первую очередь должна обеспечиваться защита
от коротких замыканий. От перегрузок защищают только те группы, которые
содержат нагрузки .
Так как неизвестна силовая нагрузка, то щит учета и распределения
выбираем произвольно. Выбираем щит ЩУРн-3136-3-65 УХЛ3 ЩУРн-3136-365 УХЛНа вводе осветительного щита 1 выбираем автомат S202M B2UC.
I к  K  I p  1  0,33  0,33 А ,
где
Ip
- расчетный ток групп, А;
K- коэффициент учитывающий пусковые токи ламп.
Выбираем автомат по каталогу: I уст  2 А .
Проверим
соответствие
тока
комбинированного
расцепителя
с
допустимым током провода:
I доп  1,25  I уст  1,25  2  2,5 А ,
где Iдоп – допустимый ток провода;
Iуст – ток уставки.
19А  2,5А, защита проводов от короткого замыкания и перегрузок
выполняется.
В качестве осветительного щита выбираем щит ОЩВ-3-63-6-0 36
УХЛ4 с двумя однополюсными автоматами 1А и контроллером управления.
Группа 1: автомат однополюсный S202MC 1UC с током уставки
I уст.  1А
Проверяем уставку:
I уст.  К   I р  1  0,22  0,22 А
где
Ip
- расчетный ток группы, А;
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
58
K- коэффициент учитывающий пусковые токи ламп.
1А>0,22А, уставка подходит.[2]
Проверим соответствие тока теплового расцепителя с допустимым
током провода:
I доп  1,25  I уст  1,25  0,22  0,275 А.
19А  0,275А, защита проводов от короткого замыкания и перегрузок
выполняется.
Группа 2: автомат однополюсный S202MC 1UC с током уставки
I уст.  1А
Проверяем уставку:
I уст.  К   I р  1  0,22  0,11А
где
Ip
- расчетный ток группы, А;
K- коэффициент учитывающий пусковые токи ламп.
1А>0,11А, уставка подходит.
Проверим соответствие тока теплового расцепителя с допустимым
током провода:
I доп  1,25  I уст  1,25  0,11  0,137 А.
19А  0,275А, защита проводов от короткого замыкания и перегрузок
выполняется.
В целях защиты персонала от поражения электрическим током на вводе
ЩУРн устанавливаем УЗО ВД1-63 2Р 2А/30мА
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
59
Рис. 18 - Расчетная схема осветительной сети.
2.1.6 Расчет электроснабжения силового оборудования птичника
Силовая
часть
электрооборудования
птицеводческого
сектора
представлена электроприводами: вытяжной вентиляции, автоматических
дверей, кормораздатчиков, и инкубационным шкафом "Резерв".
Для
обеспечения
корректной
работы
вентиляции
необходимо
использовать вытяжной вентилятор Rover KATD 280 с электродвигателем Д500МФ-3 мощностью 513 Вт и частотой вращения 1500-2500 об/мин.
В
качестве
электропривода
автоматических
дверей
используем
электрический двигатель с редуктором для автоматических дверей Astore
серий ALS, 27VDC/80W.
Для кормораздатчиков необходимо использовать электродвигатель Д100ТФ мощностью 127Вт и частотой вращения 2500-3500 об/мин.
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
60
Рис. 19 - План размещения силового оборудования
Расчет сечения проводов
Сечения проводов и кабелей выбирают исходя из механической
прочности, тока нагрузки и потери напряжения. В процессе монтажа и
эксплуатации электрические провода и кабели испытывают механические
нагрузки, которые могут привести к обрыву токоведущих жил. Чтобы этого
не произошло, ПУЭ ограничивает минимальное сечение проводов в
зависимости от способов прокладки и материала токоведущих жил. Сечение
медных жил проводов и кабелей должно быть не менее 1,5 мм2. [5]
Рассчитываем сечение проводов на участках по току.
Нагрузка участка 1:. Pу1  Р1  0,513кВт
Нагрузка участка 2:. Pу 2  Р2  Р3  0,127кВт
Нагрузка участка 3:. Pу 3  Р4  0,08кВт
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
61
Определяем общую мощность:
4
P
i 1
i
 Pу1  Pу 2  Pу 3  0,513  0,127  0,127  0,08  847 Вт
Ток участка 1:
I у1 
Р у1
U

513
 19 А .
27
Для проводки участка 1 выбираем одножильный кабель сечением 2.5
мм2, I доп  27 А .[2]
27А  19А, значит кабель подходит.
Ток участка 2:
I у2 
Ру2
U

127
 4,7 А .
27
Для проводки участка 2 выбираем одножильный кабель сечением
1,5мм2 , I доп  23 А .[2]
23А  4,7А, значит кабель подходит.
Ток участка 3:
I у3 
Р у3
U

80
 2,9 А .
27
Для проводки участка 3 выбираем одножильный кабель сечением 1,5
мм2 , I доп  23 А .[2]
23А  2,9А, значит кабель подходит.
Выбор щита управления и защитной аппаратуры.
Щит
управления
должен
соответствовать
степени
защиты
от
воздействия окружающей среды, количеству защитных аппаратов, равному
количеству групп. Количество полюсов в аппаратах защиты равно
количеству фаз в группах. В первую очередь должна обеспечиваться
защита от коротких замыканий. От перегрузок защищают только те группы,
которые содержат нагрузки.
Выбираем
щит
управления
ЩР0-3136-10-40УХЛ4
с
3мя
дифференциальными автоматическими выключателями.
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
62
Участок 1: автомат однополюсный S202M C20UC с током уставки
I уст.  20 А
20А>19А, уставка подходит.[2]
Проверим соответствие тока теплового расцепителя с допустимым
током провода:
I доп  1,25  I уст  1,25  20  25 А.
27А  25А, защита проводов от короткого замыкания и перегрузок
выполняется.
Участок 2: автомат однополюсный S202M C6UC с током уставки
I уст.  6 А
6А>4.7А, уставка подходит.[2]
Проверим соответствие тока теплового расцепителя с допустимым
током провода:
I доп  1,25  I уст  1,25  6  7,5 А.
23А  7.5А, защита проводов от короткого замыкания и перегрузок
выполняется.
Участок 3: автомат однополюсный S202M C4UC с током уставки
I уст.  4 А
4А>2.9А, уставка подходит.[2]
Проверим соответствие тока теплового расцепителя с допустимым
током провода:
I доп  1,25  I уст  1,25  4  5 А.
23А  5А, защита проводов от короткого замыкания и перегрузок
выполняется.
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
63
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Федеральный закон от 22 июля 2008 г. N 123-ФЗ "Технический
регламент о требованиях пожарной безопасности" (с изменениями и
дополнениями)
2. Правила устройства электроустановок. Издание 7, Издательство НЦ
ЭНАС № 1999, 2008
3. НОРМЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
ПТИЦЕВОДЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ. НТП-АПК 1.10.05.001-01 (УТВ.
МИНСЕЛЬХОЗОМ РФ 28.08.2001)
4. ОСН-АПК 2.10.14.001-04 "Отраслевые нормы освещения
сельскохозяйственных предприятий, зданий и сооружений" ( Интернетресурс: http://www.infosait.ru/norma doc/46/46691/ )
5. ГОСТ 22483-77 «Жилы токопроводящие медные и алюминиевые для
кабелей, проводов и шнуров. Основные параметры. Технические требования»
6. СП 12.13130.2009 «Определение категории помещений, зданий и
наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности», Москва
2009
7. СП 107.13330.2012 Теплицы и парники. Актуализированная
редакция СНиП 2.10.04-85
Инв. № подл.
Подп. и дата
Согласовано
Взам.инв. №
8. Нормы технологического проектирования селекционных комплексов
и репродукционных теплиц НТП-АПК 1.10.09.001-02
9. "СанПиН 2.2.4.548-96. 2.2.4. Физические факторы производственной
среды. Гигиенические требования к микроклимату производственных
помещений. Санитарные правила и нормы"
10. Нормы технологического проектирования теплиц и тепличных
комбинатов для выращивания овощей и рассады. НТП 10-95
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм. Кол.уч
Лист
Разраб.
Сопов
Провер.
Шарупич
Консульт.
Н. Контр.
Утверд.
№ док Подпись Дата
Список использованных
источников
Стадия
Лист
Листов
64
ФГБОУ ВО «Орловский ГАУ»
11. Отраслевые строительные нормы. Нормы освещения
сельскохозяйственных предприятий, зданий и сооружений. ОСН-АПК
2.10.24.001-04
12. А. В. Виноградов, М. В. Бородин, С. В. Амелин Светотехника и
электротехнология. Курсовое и дипломное проектирование. Часть 1.
Издательство ОрелГАУ 2012.
13. Интернет ресурс: http:// www.svetonic.ru /site/ 19/ 20180/ 11184.php
14. Интернет ресурс: http://www.samelectric.ru/komponenty/vy-borsecheniya-provoda-dlya-postoyannogo-toka.html
15 Интернет ресурс: http://www.iek.ru/products/catalog/detail.php?ID=
7773.
Лист
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
65
2.2 Разработка электроснабжения птицеводческого сектора
2.2.1 Характеристика птицеводческого сектора
В состав птицеводческого сектора ракетно-птицеводческого
биоэнергетического комплекса типа РПБК-КК-Ра входят два птичника
площадью 18 м 2 и 12м2, а так же инкубационный шкаф площадью 6 м2 .
Рис. 20 - План помещений птицеводческого сектора.
Инв. № подл.
Подп. и дата
Согласовано
Взам.инв. №
Размеры птичника № 6.1(на общем плане) равны 6000х4000х3000, так
как в нем необходимо установить 16 клеточных батарей "Профессионал 3/7"
имеющих габаритные размеры: 580х1760х750. Птичник№ 6.2 (на общем
плане) имеет размеры 4000х4000х3000, в связи с установкой 10
аналогичных клеточных батарей.
КП.03.35.03.06.120020.ПЗ
Изм. Кол.уч
Лист
Разраб.
Трусов
Провер.
Шарупич
Консульт.
Н. Контр.
Утверд.
№ док Подпись Дата
Разработка
электроснабжения
птицеводческого сектора
Стадия
Лист
Листов
66
ФГБОУ ВО «Орловский ГАУ»
Помещение № 5 «Инкубатор» (на общем плане) имеет размеры
2000х4000х3000, так как в данном помещении устанавливается
инкубационный шкаф серии «Резерв» имеющий габаритные размеры
1985х3186х2970.
По категорию взрывоопасности помещения птицеводческого сектора
относятся к категории В-Iб, так как в данных помещениях образовываются
взрывоопасные газы в количестве не более 5%
от свободного объема
помещения. [1]
По пожароопасности птицеводческий сектор относится к классу П-II,
так как
в данных помещениях возможно
выделение
горючий пыли
переходящей во взвешенное состояние. [2]
Для
обеспечения
корректной
и
безопасной
работы
электрооборудования птицеводческого сектора необходимо применение
электрооборудования с минимальной степенью защиты IP 65. [2]
2.2.2 Микроклимат помещений птицеводческого сектора.
Для
птичников с клеточным содержанием
температурой содержания птицы является 16-180С
влажности воздуха
птицы оптимальной
при относительной
60-70%.Скорость движения в птичнике должна быть
равна 0,3 м/с, воздухообмен равен 6 м3/час на 1 кг массы птицы. [ 3]
Освещенность
на уровне кормушек и
при выращивании и
содержании различных возрастных групп птицы должны должна быть
равна 10-15лк. [ 3]
Расчет птицеводческих помещений ведем методом удельной мощности,
в нем светлые ограждающие поверхности, отсутствуют затемняющие
предметы, к освещению не предъявляются особые требования (стены и
потолок теплицы выкрашены в белый цвет).
Для данных помещений выбираем систему общего равномерного
освящения.
Для освещения птичника выбираем Светодиодные модули серии
ДПП(ДСП) 12-03-901 "IP65" для клеточного содержания птицы.
Модуль
Лист
КП.03.35.03.06.120020.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
67
мощностью 3 Вт с возможностью двухцветной работы белый/синий. Синее
свечение
не
воспринимается
птицей.
Таким
образом,
существует
возможность проводить работу с птицей без дополнительного стресса для
нее. Синий свет включается автоматически при выключении белого света.
Для управления освящением применяем шкаф питания/управления (с
контроллером управления освещения птичников КУ 11Р/27) Шкаф состоит
из блоков питания и контроллера управления освещением с функцией "Закатрассвет".
Контроллер КУ 11Р/27 позволяет задавать программу управления
освещением птичников. Применение контроллера позволяет задавать
режимы “закат - рассвет” и осуществлять плавное регулирование светового
потока
согласно
заданной
программы.
Управление
светильников
осуществляется напряжением 1...10В по защищенной от помех специальной
низковольтной линии управления от источника питания. Программирование
контроллера осуществляется через функциональные клавиши и дисплей
контроллера, без подключения к персональному компьютеру.
Технические характеристики контроллера:
- Питание: 27 В
- Степень защиты: IP65
- 60 зон настройки c ночным и дневным освещением.
- Автоматический перевод на летнее и зимнее время.
- Энергонезависимая память.
- Подсвечиваемый дисплей.
- Наличие ручного режима управления. При необходимости контроллер
можно использовать как обычный ручной регулятор освещения (диммер).
2.2.3 Расчет осветительной установки
Световые приборы обычно размещают по вершинам квадратов или
ромбов, оптимальный размер стороны которых определяется по формуле:
λС  НР  L  λЭ  НР ,
где Э и С – относительные светотехническое и энергетическое
Лист
КП.03.35.03.06.120020.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
68
наивыгоднейшее расстояние между светильниками; НР – расчетная высота
осветительной установки, м.
Численные значения Э и С зависят от типа кривой силы света. [4]
Н Р  Н 0  h СВ  h Р ,
где Н0 – высота помещения, м; hСВ – высота свеса светильника, м; hР –
высота рабочей поверхности от пола, м.
с=0,8 и э=1
Н Р  4  0,3  0,5  3,2 м
0,8  3,2  L  1  3,2

2,56  L  3,2
L ОПТ  2,6 м
Определим количество световых приборов в помещении:
nа 
а
LОПТ
nв 
в
LОПТ

6
2,6

 2,3  2
3
2,6
 1,15  1
Ν  n a  n b  2 *1  2
Согласно расчету в данном помещении необходимо разместить два
световых прибора.
Определим расстояние между рядами световых приборов и между
светильниками в ряду:
La 
a
6
  3м
na 2
Lв 
в
3
  3м
nв 1
Лист
КП.03.35.03.06.120020.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
69
Рис. 21 - Расположение световых приборов.
Определим мощность осветительной установки методом коэффициента
использования светового потока.
Определим индекс помещения по следующей формуле:
i
ab
,
H P  (a  b)
где а, b – длина и ширина помещения, м.
Далее
по
справочной
литературе
определим
коэффициент
использования светового потока. Этот коэффициент учитывает долю
светового потока генерируемого источником света, доходящую до рабочей
поверхности.
Вычислим световой поток ламп в светильнике по следующей формуле:
Ф СВ 
где
ЕН  А  КЗ  z
,
N  u ОУ
–
uОУ
коэффициент
использования
светового
потока
светильника;[3]
z – коэффициент неравномерности, z=1,1…1,2.
Вычислим световой поток от каждой лампы в светильнике по
следующей формуле:
ФЛ 
Ф СВ
,
n
где n – количество ламп в светильнике.
Далее
по
найденному
значению
светового
потока
выберем
стандартную лампу и рассчитаем отклонение расчетного потока от
Лист
КП.03.35.03.06.120020.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
70
каталожного по формуле:
i
63
 0,64
3,2  (6  3)
u ОУ  49
Ф СВ 
15  18  43  1,1
 130,3 лм
2  49
Ф Л  Ф СВ  130,3 лм
По численному значению потока и каталожным данным выберем
светодиодные модули серии ДПП(ДСП) 12-03-901 "IP65"
ФН=250 лм
Определим удельную мощность осветительной установки:
Р УД 
РЛ  N  n
,
A
где Рл – мощность лампы, Вт; N – количество светильников; n –
количество ламп в светильнике; А – площадь помещения, м2.
Р УД 
62
 0,6 Вт/м2
18
Аналогичным способом представленном в пункте производим расчет
световых приборов в птичнике 6.2.
Определим количество световых приборов в помещении:
nа 
nв 
а
LОПТ
в
LОПТ

4
2,6

 1,5  1
3
2,6
 1,15  1
Ν  n a  n b  1*1  1
Согласно расчету в данном помещении необходимо разместить один
световой прибор.
Определим расстояние между рядами световых приборов и между
светильниками в ряду:
La 
a
4
  4м
na 1
Лист
КП.03.35.03.06.120020.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
71
Lв 
в
3
  3м
nв 1
Рис. 22 - Расположение световых приборов.
Определим индекс помещения по следующей формуле:
i
43
 0,53
3,2  (4  3)
u ОУ  49
[4]
Вычислим световой поток от каждой лампы в светильнике по
следующей формуле:
Ф СВ 
15  12  43  1,1
 173,3 лм
49
Ф Л  Ф СВ  173,3 лм
По численному значению потока и каталожным данным выберем
светодиодные модули серии ДПП(ДСП) 12-03-901 "IP65"
ФН=250 лм
Определим удельную мощность осветительной установки:
Р УД 
6 1
 0,5 Вт/м2
12
Компоновка осветительной сети.
На
этой
расположения
стадии
проектирования
осветительных
щитов,
решаются
о
числе
вопросы
групп
и
о
месте
количестве
проводников на участках сети.
В осветительной сети будем использовать два щита, щит учета и
распределения энергии и щит освещения.
Лист
КП.03.35.03.06.120020.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
72
Рис.23 - Схема осветительной сети.
Расчет сечения проводов.
Сечения проводов и кабелей выбирают исходя из механической
прочности, тока нагрузки и потери напряжения. В процессе монтажа и
эксплуатации электрические провода и кабели испытывают механические
нагрузки, которые могут привести к обрыву токоведущих жил. Чтобы этого
не произошло, ПУЭ ограничивает минимальное сечение проводов в
зависимости от способов прокладки и материала токоведущих жил. Сечение
медных жил проводов и кабелей должно быть не менее 1,5 мм2.[5]
Новый ГОСТ допускает потери напряжения в осветительных сетях
производственных помещений не более 2,5%.[ 5]
Рассчитываем сечение проводов на участках по току.
2
Мощность группы 1:. Pгр1   Pi 6 Вт
i 1
2
Мощность группы 2:. Pгр5   Pi 3Вт
i 1
Лист
КП.03.35.03.06.120020.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
73
Определяем общую мощность:
66
P  Р
i
i 1
грi
 6  3  9 Вт .
Определяем ток между силовым и осветительным щитом 1.
34
Iр 
P
i 1
i
U
I доп  I р

9
 0,33 А .
27
,
где I доп - допустимый ток,
Iр
- расчетный ток группы.
Допустимый ток находим по таблице, исходя из стандартного сечения
провода SГОСТ. Для проводки от ЩУРн до ЩО выбираем одножильный
кабель сечением 1,5мм2 (потери напряжения 0,0467В на м2) допустимый ток
I доп  19 А .
19А  0,33А, значит кабель подходит.
Ток группы 1:
I гр1 
Ргр1
U

6
 0,22 А .
27
Для проводки группы 1 выбираем одножильный кабель сечением
1,5мм2 ( потери напряжения 0,0467В на м2), I доп  19 А .
19А  0,22А, значит кабель подходит.
Ток группы 2:
I гр1 
Ргр1
U

3
 0,11А .
27
Для проводки группы 2 выбираем одножильный кабель сечением
1,5мм2 ( потери напряжения 0,0467В на м2), I доп  19 А .
19А  0,11А, значит кабель подходит.
Согласно расчету для зарядки осветительной арматуры 1 и 2 группы и
соединения ЩУРн и ЩО используем кабель
ВВГнг 2х1,5. Прокладку
осуществляем в технологических коробах.
Лист
КП.03.35.03.06.120020.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
74
Выбор щита учета и распределения, щита освещения
и защитной
аппаратуры
Щит учета и распределения должен соответствовать степени защиты
от воздействия окружающей среды, количеству защитных аппаратов,
равному количеству групп. Количество полюсов в аппаратах защиты равно
количеству фаз в группах. В первую очередь должна обеспечиваться защита
от коротких замыканий. От перегрузок защищают только те группы, которые
содержат нагрузки .
Так как неизвестна силовая нагрузка, то щит учета и распределения
выбираем произвольно. Выбираем щит ЩУРн-3136-3-65 УХЛ3 ЩУРн-3136-365 УХЛНа вводе осветительного щита 1 выбираем автомат S202M B2UC.
I к  K  I p  1  0,33  0,33 А ,
где
Ip
- расчетный ток групп, А;
K- коэффициент учитывающий пусковые токи ламп.
Выбираем автомат по каталогу: I уст  2 А .
Проверим
соответствие
тока
комбинированного
расцепителя
с
допустимым током провода:
I доп  1,25  I уст  1,25  2  2,5 А ,
где Iдоп – допустимый ток провода;
Iуст – ток уставки.
19А  2,5А, защита проводов от короткого замыкания и перегрузок
выполняется.
В качестве осветительного щита выбираем щит ОЩВ-3-63-6-0 36
УХЛ4 с двумя однополюсными автоматами 1А и контроллером управления.
Группа 1: автомат однополюсный S202MC 1UC с током уставки
I уст.  1А
Проверяем уставку:
I уст.  К   I р  1  0,22  0,22 А
Лист
КП.03.35.03.06.120020.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
75
где
Ip
- расчетный ток группы, А;
K- коэффициент учитывающий пусковые токи ламп.
1А>0,22А, уставка подходит.[2]
Проверим соответствие тока теплового расцепителя с допустимым
током провода:
I доп  1,25  I уст  1,25  0,22  0,275 А.
19А  0,275А, защита проводов от короткого замыкания и перегрузок
выполняется.
Группа 2: автомат однополюсный S202MC 1UC с током уставки
I уст.  1А
Проверяем уставку:
I уст.  К   I р  1  0,22  0,11А
где
Ip
- расчетный ток группы, А;
K- коэффициент учитывающий пусковые токи ламп.
1А>0,11А, уставка подходит.[2]
Проверим соответствие тока теплового расцепителя с допустимым
током провода:
I доп  1,25  I уст  1,25  0,11  0,137 А.
19А  0,275А, защита проводов от короткого замыкания и перегрузок
выполняется.
В целях защиты персонала от поражения электрическим током на вводе
ЩУРн устанавливаем УЗО ВД1-63 2Р 2А/30мА
Лист
КП.03.35.03.06.120020.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
76
Рис.24 - Расчетная схема осветительной сети.
2.2.4 Расчет электроснабжения силового оборудования
Силовая
часть
электрооборудования
птицеводческого
сектора
представлена электроприводами: вытяжной вентиляции, автоматических
дверей, кормораздатчиков, и инкубационным шкафом "Резерв".
Для обеспечения корректной работы вентиляции необходимо
использовать вытяжной вентилятор Rover KATD 280 с электродвигателем Д500МФ-3 мощностью 513 Вт и частотой вращения 1500-2500 об/мин.
В качестве электропривода автоматических дверей используем
электрический двигатель с редуктором для автоматических дверей Astore
серий ALS, 27VDC/80W.
Для кормораздатчиков необходимо использовать электродвигатель ДЛист
КП.03.35.03.06.120020.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
77
100ТФ мощностью 127Вт и частотой вращения 2500-3500 об/мин.
Инкубационный шкаф предназначен для искусственного вывода
молодняка птицы и хранения запаса яиц в течении длительного времени.
Инкубационный шкаф резерв обладает следующими характеристиками:
Максимальная вместимость яиц с учетом хранения - 16 000 шт.
Максимальная мощность обогрева - 1 кВт.
система внутреннего воздухообмена циркуляционный вентилятор с
частотой вращения крыльчатки 240 об/мин.
Установленная мощность 1,5 кВт.
Рис. 25 - План размещения силового оборудования
Сечения проводов и кабелей выбирают исходя из механической
прочности, тока нагрузки и потери напряжения. В процессе монтажа и
эксплуатации электрические провода и кабели испытывают механические
нагрузки, которые могут привести к обрыву токоведущих жил. Чтобы этого
не произошло, ПУЭ ограничивает минимальное сечение проводов в
Лист
КП.03.35.03.06.120020.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
78
зависимости от способов прокладки и материала токоведущих жил. Сечение
медных жил проводов и кабелей должно быть не менее 1,5 мм2.[5]
Рассчитываем сечение проводов на участках по току.
Нагрузка участка 1:. Pу1  Р1  0,513кВт
Нагрузка участка 2:. Pу 2  Р2  Р3  0,127кВт
Нагрузка участка 3:. Pу 3  Р4  0,08кВт
Нагрузка участка 4:. Pу 4  Р5  0,08кВт
Нагрузка участка 5:. Pу 5  Р6  0,08кВт
Нагрузка участка 6:. Pу 6  Р7  Р8  0,127кВт
Нагрузка участка 7:. Pу 7  Р9  0,513кВт
Нагрузка участка 8:. Pу 8  Р12  1,5кВт
Определяем общую мощность:
6
P  P
i 1
у1
i
 Pу 2  Pу 3  Pу 4  Pу 5  Pу 6  Pу 7  Pу 8  0,513  0,127  0,127  0,08 
 0,08  0,08  0,127  0,127  0,513  1,5  3,274кВт
Ток участка 1:
Р у1
I у1 
U

513
 19 А .
27
Для проводки участка 1 выбираем одножильный кабель сечением 2.5
мм2, I доп  27 А .[3]
27А  19А, значит кабель подходит.
Ток участка 2:
I у2 
Ру2
U

127
 4,7 А .
27
Для проводки участка 2 выбираем одножильный кабель сечением
1,5мм2 , I доп  23 А .[2]
23А  4,7А, значит кабель подходит.
Ток участка 3:
I у3 
Р у3
U

80
 2,9 А .
27
Лист
КП.03.35.03.06.120020.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
79
Для проводки участка 3 выбираем одножильный кабель сечением 1,5
мм2 , I доп  23 А .
23А  2,9А, значит кабель подходит.
Ток участка 4:
I у4 
Ру4
U

80
 2,9 А .
27
Для проводки участка 4 выбираем одножильный кабель сечением 1,5
мм2 , I доп  23 А .[2]
23А  2,9А, значит кабель подходит
Ток участка 5:
I у5 
Р у5
U

80
 2,9 А .
27
Для проводки участка 5 выбираем одножильный кабель сечением 1,5
мм2 , I доп  23 А .[2]
23А  2,9А, значит кабель подходит
Ток участка 6:
I у6 
Р у6
U

127
 4,7 А .
27
Для проводки участка 6 выбираем одножильный кабель сечением
1,5мм2 , I доп  23 А .
23А  4,7А, значит кабель подходит.
Ток участка 7:
I у7 
Р у7
U

513
 19 А .
27
Для проводки участка 7 выбираем одножильный кабель сечением
2.5мм2, I доп  27 А .
27А  19А, значит кабель подходит.[2]
Ток участка 8:
I у8 
Р у8
U

1500
 55,5 А .
27
Лист
КП.03.35.03.06.120020.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
80
Для проводки участка 8 выбираем одножильный кабель сечением 10
мм2 , I доп  80 А .[2]
80А  55,5А, значит кабель подходит.
Рис. 26 - Расчетная схема силового оборудования.
Выбор щита управления и защитной аппаратуры.
Щит
управления
должен
соответствовать
степени
защиты
от
воздействия окружающей среды, количеству защитных аппаратов, равному
количеству групп. Количество полюсов в аппаратах защиты равно
количеству фаз в группах. В первую очередь должна обеспечиваться
защита от коротких замыканий. От перегрузок защищают только те группы,
которые содержат нагрузки.
Выбираем
щит
управления
ЩР0-3136-10-40УХЛ4
с
9-ю
дифференциальными автоматическими выключателями.
Участок 1: автомат однополюсный S202M C20UC с током уставки
I уст.  20 А
20А>19А, уставка подходит.[2]
Лист
КП.03.35.03.06.120020.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
81
Проверим соответствие тока теплового расцепителя с допустимым
током провода:
I доп  1,25  I уст  1,25  20  25 А.
27А  25А, защита проводов от короткого замыкания и перегрузок
выполняется.
Участок 2: автомат однополюсный S202M C6UC с током уставки
I уст.  6 А
6А>4.7А, уставка подходит.[2]
Проверим соответствие тока теплового расцепителя с допустимым
током провода:
I доп  1,25  I уст  1,25  6  7,5 А.
23А  7.5А, защита проводов от короткого замыкания и перегрузок
выполняется.
Участок 3: автомат однополюсный S202M C4UC с током уставки
I уст.  4 А
4А>2.9А, уставка подходит.[2]
Проверим соответствие тока теплового расцепителя с допустимым
током провода:
I доп  1,25  I уст  1,25  4  5 А.
23А  5А, защита проводов от короткого замыкания и перегрузок
выполняется.
Участок 4: автомат однополюсный S202M C4UC с током уставки
I уст.  4 А
4А>2.9А, уставка подходит.[2]
Проверим соответствие тока теплового расцепителя с допустимым
током провода:
I доп  1,25  I уст  1,25  4  5 А.
23А  5А, защита проводов от короткого замыкания и перегрузок
выполняется.
Лист
КП.03.35.03.06.120020.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
82
Участок 5: автомат однополюсный S202M C4UC с током уставки
I уст.  4 А . 4А>2.9А, уставка
подходит.[2]
Проверим соответствие тока теплового расцепителя с допустимым
током провода:
I доп  1,25  I уст  1,25  4  5 А.
23А  5А, защита проводов от короткого замыкания и перегрузок
выполняется.
Участок 6: автомат однополюсный S202M C6UC с током уставки
I уст.  6 А . 6А>4.7А, уставка
подходит.[2]
Проверим соответствие тока теплового расцепителя с допустимым
током провода:
I доп  1,25  I уст  1,25  6  7,5 А.
23А  7.5А, защита проводов от короткого замыкания и перегрузок
выполняется.
Участок 7: автомат однополюсный S202M C20UC с током уставки
I уст.  20 А . 20А>19А, уставка
подходит.[2]
Проверим соответствие тока теплового расцепителя с допустимым
током провода:
I доп  1,25  I уст  1,25  20  25 А.
27А  25А, защита проводов от короткого замыкания и перегрузок
выполняется.
Участок 8: автомат однополюсный S202M C63UC с током уставки
I уст.  63 А . 63А>55.5А, уставка подходит.[2]
Проверим соответствие тока теплового расцепителя с допустимым
током провода:
I доп  1,25  I уст  1,25  55,5  69,37 А.
80А  69.37А, защита проводов от короткого замыкания и перегрузок
выполняется.
Лист
КП.03.35.03.06.120020.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
83
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Федеральный закон от 22 июля 2008 г. N 123-ФЗ "Технический
регламент о требованиях пожарной безопасности" (с изменениями и
дополнениями)
2. Правила устройства электроустановок. Издание 7, Издательство НЦ
ЭНАС № 1999, 2008
3. НОРМЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
ПТИЦЕВОДЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ. НТП-АПК 1.10.05.001-01 (УТВ.
МИНСЕЛЬХОЗОМ РФ 28.08.2001)
4. ОСН-АПК 2.10.14.001-04 "Отраслевые нормы освещения
сельскохозяйственных предприятий, зданий и сооружений" ( Интернетресурс: http://www.infosait.ru/norma doc/46/46691/ )
5. ГОСТ 22483-77 «Жилы токопроводящие медные и алюминиевые для
Инв. № подл.
Подп. и дата
Согласовано
Взам.инв. №
кабелей, проводов и шнуров. Основные параметры. Технические требования»
КП.03.35.03.06.120020.ПЗ
Изм. Кол.уч
Лист
Разраб.
Трусов
Провер.
Шарупич
Консульт.
Н. Контр.
Утверд.
№ док Подпись Дата
Список использованных
источников
Стадия
Лист
Листов
84
ФГБОУ ВО «Орловский ГАУ»
2.3 Разработка электроснабжения растениеводческого сектора
2.3.1 Характеристика растениеводческого сектора
Помещение теплицы служит для выращивания растений, необходимых
как для питания экипажа, так и для кормления птиц. В состав оборудования
данного помещения входят: четырехярусная вертикальная конструкция с
лотками для выращивания растений, размещенная вдоль стен, растворный
узел. Для размещения данного оборудования создано помещение размерами
3,0*5,0*3,0 (15м2). По параметрам окружающей среды теплица относится к
особо сырым помещениям, т.к. относительная влажность воздуха в
помещении близка к 100%. [6 ] В связи с этим устанавливаем минимальная
степень защиты IP 65 [6] По категории пожаровзрывоопасности
данное
помещение относится к категории Д (с пониженной пожароопасностью) ,
т.к. в нем негорючие вещества и материалы в холодном состоянии.[2]. В
теплице минимальная степень освещенности устанавливаеься на уровне пола
в размере 50 лк [3]. Уровень облученности растений определяется
техноогией их выращивания. Выращивание растений осуществляется путем
многоярусного
объемного
размещения
при
полном
искусственном
освещении на почвогрунтах с поливом дождеванием. [4]
Инв. № подл.
Подп. и дата
№
П.п.
Наименование
помещения
Площадь, S м2
Размеры
помещения, м
AхBхH
Категория
пожаровзрыво
опасности
Окружающая
среда
Расчетная
температура,
°C
Минимальная
степень
защиты IP
Нормы
освещенности,
лк
Согласовано
Взам.инв. №
Таблица 9 - Характеристика помещений:
18
Теплица
15
3,0х5,0х3,0
Д
Особо сырая
15
65
50
2.3.2 Параметры микроклимата
Световой режим в помещениях с искусственным климатом должен
КП.03.35.03.06.120162.ПЗ
Изм. Кол.уч
Лист
Разраб.
Лукьянов
Провер.
Шарупич
Консульт.
Н. Контр.
Утверд.
№ док Подпись Дата
Разработка электроснабжения
растениеводческого сектора
Стадия
Лист
Листов
85
ФГБОУ ВО «Орловский ГАУ»
обеспечивать, как правило, имитацию типичного радиационного режима
условий использования сорта в хозяйственной деятельности. При недостатке
естественного солнечного излучения должно применяться искусственное
облучение.
При
отсутствии
величины
нормативной
облученности
для
селектируемых культур допускается применять в теплицах на уровне верха
растений для рассады от 25 до 40, для взрослой культуры от 50 до 100
Вт/м2 ФАР, в камерах искусственного климата - от 150 до 300 Вт/м2 ФАР.
Оценка радиационного режима выполняется исходя из необходимой
(нормируемой) облученности
на уровне верха растений
в течение
нормируемого фотопериода.
При
выборе
предпочтение
источников
следует
света
отдавать
для
искусственного
источникам
света,
облучения
разработанным
специально для растениеводства. Источники света следует принимать с КПД
в области ФАР не менее 20 %.
Расчет
удельной
мощности
облучательной
установки
следует
проводить для конкретных облучателей Неравномерность искусственного
облучения, определяемая отношением максимальной облученности к
минимальной в пределах рабочей поверхности должны составлять 0,7 - 0,8.
Потери оптического излучения на непроизводственные площади (проходы)
не должны превышать 20 %.
В
селекционных
и
репродукционных
теплицах
следует
предусматривать возможность автономного автоматического регулирования
в зоне размещения растений:
- температуры воздуха в зависимости от требований селектируемой
культуры;
- относительной влажности воздуха от 60 до 80 % с точностью
регулирования ±5 %;
- температуры воды для полива, орошения, системы испарительного
охлаждения и доувлажнения воздуха (СИОД) от плюс 20 до плюс 25°С.
КП.03.35.03.06.120162.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
86
Во
всех
необходимо
влажностного
отапливаемых
предусмотреть
режима.
отделениях
автономное
В
репродукционных
поддержание
репродукционных
теплиц
температурно-
теплицах
в
отделениях
маточников и укоренения и на 20 % от общей площади отделения
размножения предусматривается система обогрева шатра теплицы и почвы,
остальная часть отделения размножения предусматривается без обогрева.
Расчетная температура воздуха в отапливаемой части теплицы
принимается плюс 15°С. [4]
В
помещении
для
хранения
побегов
должна
поддерживаться
температура воздуха от плюс 5 до плюс 10°С.
Газовый состав и скорость движения воздуха в селекционных теплицах
следует принимать по НТП 10-95. Во всех отделениях теплиц следует
предусматривать подкормку растений углекислым газом.
Максимальная концентрация углекислого газа (С02) в воздухе теплиц
составляет 0,33 % [4]
Скорость движения воздуха в овощных теплицах в зоне растений в
период плодоношения следует принимать для огурца - 0,25-0,30 м/с, для
томата - 0,30-0,50 м/с; максимально допустимая скорость - 1,0 м/с. [5].
Производительность
вентилятора
следует
выбирать
из
условия
кратности воздухообмена 30-60 раз. Т.е. для теплицы объемом 15 м3,
требуемая минимальная производительность вентилятора 15*30=450 м3/час
или соответственно два вентилятора по 225 м3/час.[3] Выбираем вентилятор
172х51мм, 27VDC, 26,0W, 282,5м3/ч, производитель EBM-PAPST.
2.3.3 Расчет осветительной установки
В настоящее время в большинстве тепличных осветительных систем
используются адаптированные для растениеводства натриевые лампы
высокого давления – так называемые аграрные натриевые лампы. Однако у
этих ламп только треть затраченной энергии преобразуется в излучение,
эффективное для фотосинтеза, а это означает, что вырабатывается также
много
лишнего
тепла.
Согласно
исследованиям
КП.03.35.03.06.120162.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
института
Лист
87
«Гипронисельпром», для получения оптимальной нормы освещенности в
теплице для выращивания;

рассады, равной 40 Вт/м2, необходимо использовать натриевую
лампу мощностью минимум 120 Вт, время освещения 14-часов

а для выращивания на продукцию, равной 100 Вт/м2, – лампу
мощностью минимум 300 Вт, время освещения 16-часов
В пересчете на всю продуктивную площадь теплицы величина
потребления электроэнергии лампами выливается в огромное значение.
Применение светодиодных светильников может снизить эту величину,
в 3 раза. Кроме существенно меньшей потребляемой мощности, светодиоды
способны обеспечить большее соответствие спектра излучения аграрного
светильника спектру эффективности фотосинтеза, что позволяет снизить
требуемую мощность излучения на единицу площади теплицы, и мощность
светильника, в результате чего происходит дополнительное снижение
потребления электроэнергии. [6]
Таблица 10 - Нормы освещения теплиц.
Наименование
теплиц
Рассадные
Овощные
Нормы освещения, вт/м2
Ламповые
светильники
Светодиодные
ДНаТ и прочие
светильники
40
25
100
65
Необходимый источник
освещения, для теплицы, вт/м2
Ламповые
светильники
Светодиодные
ДНаТ и прочие
светильники
120
25
300
65
Расчет тепличного помещения ведем методом удельной мощности, в
нем
светлые
ограждающие
поверхности,
отсутствуют
затемняющие
предметы, к освещению не предъявляются особые требования (стены и
потолок теплицы выкрашены в белый цвет).
Для
данного
помещения
выбираем
систему
комбинированного
освещения, так как на лотках теплицы необходимо создать высокую
освещенность.
В качестве источника света выбираем светодиодные лампы.
Произведем расчет общего освещения.
КП.03.35.03.06.120162.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
88
Расчетную высоту принимаем равной высоте помещения – 3м, т.к.
высота свеса у подвесных светильников и высота рабочей поверхности равны
нулю.
H0=3м; hсв=0; hраб=0.
Коэффициенты отражения потолка, стен, рабочей поверхности:
п=0,7 ; с=0,5 ; р=0,3.
Определяем удельную мощность: Pуд. табл.  2,5
Вт
при освещенности
м2
Етабл.=100лк и коэффициенте запаса Кз табл.=1,1.
Так
как
значения
освещенности
не
совпадают,
производим
пропорциональный пересчет значения удельной мощности:
Pp. уд. 
Pуд. табл.  К з  Е н
К з табл.  Е табл.  КПД

2,5  1,1  50
Вт
 1,47 2 ,
1,1  100  0,85
м
где КПД – коэффициент полезного действия выбранного светильника.
Определяем мощность осветительной установки:
Pо. у.  Pр. уд.  S  1,47  15  22 Вт .
Выбираем светильник накладной Ecola GX53 LED B4158S с двумя
лампами GX53–6Вт, из источника [7]
Тогда мощность одного светильника: P1 св.  12 Вт .
Число светильников:
N
Pо. у.
P1 св.

22
 1,83 .
12
Принимаем 2 светильника и размещаем равномерно по помещению.
Определяем установленную мощность:
Pуст.  N  P1 св.  2  12  24 Вт .
Проверяем осветительную установку на условие соответствия по
мощности:  10%  P  20% .
Определяем отклонение мощности:
P 
Pуст.  Pо. у.
Pо. у.
 100% 
24  22
 100%  9,1% .
22
КП.03.35.03.06.120162.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
89
Выбираем светильник накладной Ecola GX53 LED B4158S со
следующими параметрами: КПД=85%, степень защиты от окружающей
среды IP 65, тип кривой силы света Д, лампа GX53-6. [7]
Произведем расчет местного освещения.
Согласно источнику [6] для помещения овощного выбираем удельную
мощность освещения 65вт/м2 на отметке Г 0,0.
Так как в теплице особо сырая среда, то устанавливаем минимальную
степень защиты от окружающей среды IP65.
Прирасчете учитываем, что местное освещение выполнено в 4 яруса, а
освещаемая площадь каждого яруса равна 8 м2.
Определяем мощность осветительной установки:
Pо. у.  Pр. уд.  S  65 * 8 * 4  2080 Вт .
Для освещения лотков выбираем лампу T8 Premium G13 LED – 12,5Вт,
из источника [7]
Тогда мощность на 1м2: Pм 2.  32,5Вт .
Число ламп:
N
Pо. у.
Pм 2.

2080
 64 .
32,5
Принимаем 2 лампы на 1м2 и размещаем равномерно по лоткам.
Определяем установленную мощность:
Pуст.  N  P1 св.  64  32,5  2080 Вт .
Проверяем осветительную установку на условие соответствия по
мощности:  10%  P  20% .
Определяем отклонение мощности:
P 
Pуст.  Pо. у.
Pо. у.
100% 
2080  2080
100%  0% .
2080
КП.03.35.03.06.120162.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
90
ОЩ1 ОЩ2
Рис. 27 – Размещение светильников на плане помещения.
Для освещения лотков выбираем лампу T8 Premium G13 LED–
32,5Вт.[7]
Таблица 11 - Оборудование осветительной установки.
№
1
2
3
Тип
Осветительный щит
Светодиодный светильник
Светодиодная лампа
Марка
Количество Степень защиты
ОЩВ-3-63-10-0 36 УХЛ4 2
IP 65
2
IP 65
T8 Premium
64
IP 65
T8 Premium
Компоновка осветительной сети
На
этой
стадии
проектирования
решаются
вопросы
о
месте
расположения осветительных щитов, о числе групп и количестве проводов на
участках сети.
В осветительной сети будем использовать два осветительных щита. К
первому присоединим две группы светодиодных ламп. Ко второму
осветительному щиту подключаем третью группу со светодиодными
лампами.
КП.03.35.03.06.120162.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
91
Рис. 28 – Расчетная схема осветительной сети.
На
этой
стадии
проектирования
решаются
вопросы
о
месте
расположения осветительных щитов, о числе групп и количестве проводов на
участках сети.
В осветительной сети будем использовать два осветительных щита. К
первому присоединим две группы светодиодных ламп. Ко второму
осветительному щиту подключаем третью группу со светодиодными
лампами, через который осуществляется их включение, так как их
коммутация через обычные выключатели невозможна.
Так как помещение теплицы небольшое, расстояние от осветительного
щита небольшое, светильников немного, то применим однофазную группу.
Расчет сечения проводов
Сечения проводов и кабелей выбирают исходя из механической
прочности, тока нагрузки и потери напряжения. В процессе монтажа и
эксплуатации электрические провода и кабели испытывают механические
нагрузки, которые могут привести к обрыву токоведущих жил. Чтобы этого
не произошло, ПУЭ ограничивает минимальное сечение проводов в
КП.03.35.03.06.120162.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
92
зависимости от способов прокладки и материала токоведущих жил. Сечение
медных жил проводов и кабелей должно быть не менее 1,5 мм2.
Новый ГОСТ допускает потери напряжения в осветительных сетях
производственных помещений не более 2,5%.[1]
Рассчитываем сечение проводов на участках по току.
8
Мощность группы 1:. Pгр1   Pi 260 Вт
i 1
Мощности групп 2,3,4,6,7,8,9 соответственно равны мощности группы1
(100Вт).
2
Мощность группы 5:. Pгр5   Pi 65Вт
i 1
Определяем общую мощность:
66
P  Р
i 1
i
грi
 260 * 8  65  2145Вт .
Определяем ток между силовым и осветительным щитом 1.
34
Iр 
P
i 1
i
U
I доп  I р

2145
 80 А .
27
,
где I доп - допустимый ток,
Iр
- расчетный ток группы.
Допустимый ток находим по таблице, исходя из стандартного сечения
провода SГОСТ. Для проводки от силового до осветительного щита 1 выбираем
двужильный кабель сечением 25 мм2 (потери напряжения 0,105В на м2)
допустимый ток I доп  100 А .
100А  80А, значит кабель подходит.
Определяем ток между силовым и осветительным щитом 2.
32
Iр 
P
i 1
U
i

2080
 77 А .
27
КП.03.35.03.06.120162.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
93
Для проводки от силового до осветительного щита 2 выбираем
двужильный кабель сечением 16 мм2 (потери напряжения 0,105В на м2) [8],
допустимый ток I доп  80 А .
80А  77А, значит кабель подходит.
Ток группы 1:
I гр1 
Ргр1
U

260
 9,6 А .
27
Для проводки группы 1 выбираем одножильный кабель сечением
1,5мм2 ( потери напряжения 0,0467В на м2), I доп  18 А .
18А  9,6А, значит кабель подходит.
Токи групп 2,3,4,6,7,8,9 равны току группы 1 (9,6А).
Для проводки групп 2,3,4,5,6,7,8,9 также выбираем одножильный
кабель сечением 1,5мм2 ( потери напряжения 0,0467В на м2), I доп  19 А .
18А  9,6А, значит кабель подходит.
Ток группы 5:
I гр5 
Pгр5
U

65
 2,4 А .
27
Для проводки группы 5 выбираем одножильный кабель сечением
1,5мм2 ( потери напряжения 0,0117В на м2), I доп  18 А .
18А  2,4А, значит кабель подходит.
Согласно расчету для зарядки осветительной арматуры 2 группы и
соединения силового и осветительных щитов используем кабель
ВВГнг
2х1,5. А для зарядки осветительной арматуры 1 и 2 групп используем кабель
ВВГнг 2х2,5. Прокладку осуществляем в трубах ПВХ.
Выбор щита управления и защитной аппаратуры
Щит
управления
должен
соответствовать
степени
защиты
от
воздействия окружающей среды, количеству защитных аппаратов, равному
количеству групп. Количество полюсов в аппаратах защиты равно
количеству фаз в группах. В первую очередь должна обеспечиваться защита
КП.03.35.03.06.120162.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
94
от коротких замыканий. От перегрузок защищают только те группы, которые
содержат нагрузки (розетки).
Так как неизвестна силовая нагрузка, то силовой щит выбираем
произвольно. Выбираем щит управления ЩР0-3136-6-40УХЛ4.[9]
На вводе осветительного щита 1 выбираем автомат АЕ2046-6А.
I к  K  I p  1  80  80 А ,
где
Ip
- расчетный ток групп, А;
K- коэффициент учитывающий пусковые токи ламп.
Выбираем автомат по каталогу: I уст  110 А .
Проверим
соответствие
тока
комбинированного
расцепителя
с
допустимым током провода:
I доп  1,25  I уст  1,25  80  100 А ,
где Iдоп – допустимый ток провода;
Iуст – ток уставки.
110А  100А, защита проводов от короткого замыкания и перегрузок
выполняется.
На вводе осветительного щита 2 выбираем автомат АЕ2046-10А.
I к  K  I p  1  35  35 А
Выбираем автомат по каталогу: I уст  45 А .
Проверим
соответствие
тока
комбинированного
расцепителя
с
допустимым током провода:
I доп  1,25  I уст  1,25  35  43 А
45А  43А, защита проводов от короткого замыкания и перегрузок
выполняется.
Выбор осветительного щита и защитной аппаратуры
Выберем первый щит типа ОЩВ-3-63-10-0 36 УХЛ4, с 5-ю
однополюсными автоматами 10А. На вводе автомат на номинальный ток 18А
с временной селективностью.
КП.03.35.03.06.120162.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
95
Группа 1: автомат однополюсный ВА47-29-1 с током уставки I уст.  10 А
Проверяем уставку:
I уст.  К   I р  1  9,6  9,6 А
где
Ip
- расчетный ток группы, А;
K- коэффициент учитывающий пусковые токи ламп.
10А>9,6А, уставка подходит.[9]
Проверим соответствие тока теплового расцепителя с допустимым
током провода:
I доп  1,25  I уст  1,25  10  12,5 А.
18А  12,5 А, защита проводов от короткого замыкания и перегрузок
выполняется.
Поскольку рабочий ток групп 2,3,4равен рабочему току группы 1
( I p  9,6 А) , то мы также выбираем автомат однополюсный ВА-47-29-1 с
током уставки I уст.  10 А [9]
Группа 5 : автомат однополюсный ВА-47-29-1 с током уставки I уст.  4 А
[ 9]
I уст.  К   I р  1  2,4  2,4 А
4А > 2,4А, уставка подходит.
Проверим соответствие тока теплового расцепителя с допустимым
током провода:
I доп  1,25  I уст  1,25  4  5 А
18А  5А, защита проводов от короткого замыкания и перегрузок
выполняется.
Выберем второй щит типа ОЩВГ-3-63-10-0 36 УХЛ4, с 4-мя
однополюсными автоматами 10А. На вводе автомат на номинальный ток 18А
с временной селективностью. [9]
КП.03.35.03.06.120162.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
96
Поскольку рабочий ток групп 6,7,8,9 равен рабочему току группы 1
( I p  9,6 А) ,
то мы также выбираем автоматы однополюсные ВА-47-29-1 с
током уставки I уст.  10 А .[9]
В целях защиты персонала от поражения электрическим током на вводе
ОЩ1 устанавливаем УЗО ВД1-63 2Р 16А/30мА, а на вводе ОЩ2 – УЗО ВД163 2Р 16А/30мА.[ 9].
2.1.4 Расчет электроснабжения силового оборудования
6
5
3
7
4
2
1
Рис. 29 – Схема размещения силового оборудования.
Таблица 12 – Спецификация оборудования
Номер
Тип
Марка
1
2
3
4,5,6,7
Силовой щит
Электропривод двери
Растворный узел
Вентилятор
Мощность,
кВт
0,6
2
0,03
Степень защиты
IP
65
65
65
65
Сечения проводов и кабелей выбирают исходя из механической
прочности, тока нагрузки и потери напряжения. В процессе монтажа и
эксплуатации электрические провода и кабели испытывают механические
нагрузки, которые могут привести к обрыву токоведущих жил. Чтобы этого
не произошло, ПУЭ ограничивает минимальное сечение проводов в
зависимости от способов прокладки и материала токоведущих жил. Сечение
медных жил проводов и кабелей должно быть не менее 1,5 мм2.[1]
КП.03.35.03.06.120162.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
97
Рис. 30 –Расчетная схема силового оборудования
Новый ГОСТ допускает потери напряжения в осветительных сетях
производственных помещений не более 2,5%.
Рассчитываем сечение проводов на участках по току.
Нагрузка участка 1:. Pу1  Р2  Р6  Р7  0,66кВт
Нагрузка участка 2:. Pу 2  Р3  2,06кВт
Определяем общую мощность:
6
P  P
i 1
у1
i
 Pу 2  0,66  2,06  2,72кВт .
Ток участка 1:
I у1 
Р у1
U

660
 24,4 А .
27
Для проводки участка 1 выбираем одножильный кабель сечением 6мм2
( потери напряжения 0,0729В на м2), I доп  46 А .
46А  24,4А, значит кабель подходит.
Ток группы 2:
I у2 
Pу 2
U

2060
 76 А .
27
КП.03.35.03.06.120162.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
98
Для проводки участка 2 выбираем одножильный кабель сечением
25мм2 ( потери напряжения 0,05В на м2), I доп  115 А .
85А  76А, значит кабель подходит.
Согласно
расчету
питания
силового
оборудования
участка
1
используем кабель ВВГнг 2х6. А питания силового оборудования участка 2
используем кабель ВВГнг 2х25. Прокладку осуществляем в трубах ПВХ.
Выбор щита управления и защитной аппаратуры
Щит
управления
должен
соответствовать
степени
защиты
от
воздействия окружающей среды, количеству защитных аппаратов, равному
количеству групп. Количество полюсов в аппаратах защиты равно
количеству фаз в группах. В первую очередь должна обеспечиваться защита
от коротких замыканий. От перегрузок защищают только те группы, которые
содержат нагрузки (розетки).
Выбираем
щит
управления
ЩР0-3136-6-40УХЛ4
с
2-мя
однополюсными автоматами 32А,80А.
Участок 1: автомат однополюсный ВА47-29-1 с током уставки
I уст.  32 А . 32А>24,4А, уставка подходит.
Проверим соответствие тока теплового расцепителя с допустимым
током провода: I доп  1,25  I уст  1,25  32  40 А.
46А  40А, защита проводов от короткого замыкания и перегрузок
выполняется.
Участок 2: автомат однополюсный ВА47-29-1 с током уставки
I уст.  80 А . 80А>76А, уставка подходит.
Проверим соответствие тока теплового расцепителя с допустимым
током провода: I доп  1,25  I уст  1,25  80  100 А.
115А  100А, защита проводов от короткого замыкания и перегрузок
выполняется.
В целях защиты персонала от поражения электрическим током на
вводе ЩРО устанавливаем УЗО ВД1-63 2Р 100А/300мА.
КП.03.35.03.06.120162.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
99
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1.
ГОСТ 22483-77 «Жилы токопроводящие медные и алюминиевые для
кабелей, проводов и шнуров. Основные параметры. Технические требования»
2. СП 12.13130.2009 «Определение категории помещений, зданий и
наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности», Москва 2009
3. СП 107.13330.2012 Теплицы и парники. Актуализированная редакция
СНиП 2.10.04-85
4. Нормы технологического проектирования селекционных комплексов и
репродукционных теплиц НТП-АПК 1.10.09.001-02
5. Нормы технологического проектирования теплиц и тепличных комбинатов
для выращивания овощей и рассады. НТП 10-95
6. Отраслевые строительные нормы. Нормы освещения
сельскохозяйственных предприятий, зданий и сооружений. ОСН-АПК 2.10.24.001
7. Интернет ресурс: http:// www.svetonic.ru /site/ 19/ 20180/ 11184.php
8. Интернет ресурс: http://www.samelectric.ru/komponenty/vy-bor-secheniyaprovoda-dlya-postoyannogo-toka.html
Инв. № подл.
Подп. и дата
Согласовано
Взам.инв. №
9. Интернет ресурс: http://www.iek.ru/products/catalog/detail.php?ID= 7773.
КП.03.35.03.06.120162.ПЗ
Изм. Кол.уч
Лист
Разраб.
Лукьянов
Провер.
Шарупич
Консульт.
Н. Контр.
Утверд.
№ док Подпись Дата
Список использованных
Орёлисточников
2016г
Стадия
Лист
Листов
100
ФГБОУ ВО «Орловский ГАУ»
2.4 Разработка электроснабжения спальной зоны
2.4.1 Характеристика спальной зоны
Спальная зона (Рис. 31) предназначена для отдыха, сна и занятий личными
делами. Общая площадь данной зоны составляет 49 м2.: длина 7,5 м., ширина
6,5м. Высота потолка 3,5м. В спальной зоне имеются шесть комнат для каждого
члена экипажа. Каждая комната имеет площадь 6 м2: длина 3 м., ширина 2м.
1
3
2
4
5
6
Инв. № подл.
Подп. и дата
Согласовано
Взам.инв. №
ё
Рис. 31 - Схема расположения комнат на плане спальной зоны.
КП.03.35.03.06.120581.ПЗ
Изм. Кол.уч
Лист
Разраб.
Воронин
Провер.
Шарупич
Консульт.
Н. Контр.
Утверд.
№ док Подпись Дата
Разработка электроснабжения
спальной зоны
Стадия
Лист
Листов
101
ФГБОУ ВО «Орловский ГАУ»
- кровать для сна.
- стол для работы.
- холодильник
- кондиционер
- шкаф для вещей
За каждым членом экипажа закреплена своя личная комната, где он может
хранить свои вещи и отдыхать. Помещение относится к классу по
взрывоопасности Д, а так же к классу пожароопасности Д (Д- пониженная
пожароопасность).
Окружающая среда сухая, поэтому необходимо применить IP20 (защита от
проникновения твердых тел).
Таблица 13 – Требования к освещению мастерской по ремонту
аккумуляторов.
Номер
помещен
ия на
плане
1-6
Наименование
помещения
Размеры
помещения,
м AхBхH
Комната для
отдыха
3×2×3,5
Характе
ристика
среды
Сухое
Минимал
ьная
степень
защиты IP
20
Освеще
нность,
лк
Тип
источ
ника
света
ДЛ
150
Наименование
помещений
Комната отдыха
Максим
альная
22
Минима
льная
18
Максим
альная
70
Миним
альная
40
Скорость
движения
воздуха, м/сек
Количество
приточного
воздуха,
подаваемого в
помещение
Температура
воздуха в
помещениях,
Относительная
влажность
воздуха в
помещений, %
Таблица 14 – Характеристика среды в помещении.
0,6
60
На основании характеристики среды и назначении помещения, сделаны
выводы о требованиях к освещению комнаты для отдыха. (Таблица 14)
Лист
КП.03.35.03.06.120581.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
102
2.4.3 Расчет осветительной установки
Расчет комнаты для отдыха ведем методом коэффициента использования
светового потока осветительной установки, т. к. помещение со светлыми
ограждающими поверхностями и отсутствуют крупные затемняющие предметы.
Согласно источнику нормируемая освещенность для данного помещения
составляет Ен=150 лк на отметке Г-0,0.
Выбираем источник света: люминесцентные лампы, т.к. годовой цикл
температур не опускается ниже 50C.
Так как среда в данном помещении сухая, то
минимальная степень
защиты от окружающей среды IP 20.
По степени защиты подходят светильники
CSVT Alumogips ice 595x595.[2]
Выбираем светильник CSVT Alumogips ice 595x595 со следующими
параметрами:
Таблица 15 – Характеристика светодиодных светильников.
Наименование
Световой поток светильника*, лм
Потребляемая мощность, Вт
Класс светораспределения
Тип КСС
Коэффициент мощности
Коэффициент пульсации, %
Цветовая температура, К
Индекс цветопередачи, RA
Защита от окружающей среды
CSVT Alumogips44/ice
595x595
4200 лм
44 Вт
П
Д
более 0,95
менее 1%
4500 К
более 80
IP 54
Определяем расчетную высоту:
H p  H 0  hсв  h раб  3 м
где H0 – высота помещения, H0=3,5 м;
hсв – высота свеса у подвесных светильников, hсв=0 м;
hраб – высота рабочей поверхности, hраб=0,5 м.
Определяем расстояние между светильниками:
Орёл 2016г
КП.03.35.03.06.120581.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
103
L  H p  ср ,
где ср - наивыгоднейшее среднее расстояние между светильниками, м
ср  с  1,2 ,
где  с - наивыгоднейшее светотехническое расстояние, м;
 э - наивыгоднейшее энергетическое расстояние, м;
Принимаем с  1,2  1,6 .
λэ –для светодиодных светильников λэ не определяется.
L  H p  ср  3  1,2  3,6 м
Определим количество светильников по длине помещения:
NA 
A  2  lA
 1,
L
где А – длина помещения,
lA – расстояние от крайнего светильника до стены по длине
помещения.
Принимаем
lА 
L
, тогда количество светильников по длине
2
помещения:
NA 
L
3,6
3 2
2 1 
2  1  0,8 .
L
3,6
А 2
Принимаем 1 светильник по длине помещения.
Определим количество светильников по ширине помещения:
NB 
B  2  lB
 1,
L
где В – ширина помещения,
lВ – расстояние от крайнего светильника до стены по ширине помещения.
Принимаем l B 
NB 
L
, тогда количество светильников по ширине помещения:
2
L
3,6
2  2
2 1 
2  1  0,5  1 .
L
3,6
В  2
Принимаем 1 светильник по ширине помещения.
Лист
КП.03.35.03.06.120581.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
104
Определяем световой поток:
Фсв 
Ен  S  K з  Z
оу  N
,
где S – площадь помещения,
Kз – коэффициент запаса;
Z=1,2-1,3 –коэффициент неравномерности;
оу - коэффициент использования осветительной установки;
N – количество светильников в помещении.
Для люминесцентных ламп Kз=1,1.
В соответствии с источником
коэффициенты отражения для белого
потолка, стен, рабочей поверхности:
п=0,7 ; с=0,5 ; р=0,3.
Определяем индекс помещения:
i
A B
3 2

 0,4
( A  B)  H p (3  2)  3
По индексу помещения определяем коэффициент использования
осветительной установки: оу=0,28
Рассчитываем световой поток от одного светильника:
Фсв 
Ен  S  K з  Z 150  6 1,11,2

 4242 лм
оу  N
0,28 1
Выбираем лампу: ближайшая лампа CSVT Alumogips ice номинальная
мощность 44 Вт - лампа светодиодная ,со световым потоком Ф=4220 лм.
Проверяем лампу на условие соответствия по световому потоку:
 10%  Ф  20% .
Определим отклонение светового потока:
Ф 
Ф  Фл
4200  4242
 100% 
 100%  0,5% .
Фл
4242
Так как условие выполняется, то окончательно принимаем светильник
CSVT Alumogips ice 595x595.
Лист
КП.03.35.03.06.120581.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
105
1
Рис. 32 - Размещение светильников на плане помещения
Определяем
суммарную
мощность
светильников
осветительной
установки данного помещения:
𝑃сум. = 6 ∗ 𝑃 = 1 ∗ 44 = 44 Вт
Остальные комнаты для отдыха аналогичны комнаты 1, по этому количества
и тип осветительных установок принимаем такое же.
Общая мощность потребляемая осветительными установками в спальной
зоне составляет 264 Вт.
Лист
КП.03.35.03.06.120581.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
106
Компоновка осветительной сети
На
этой
стадии
проектирования
решаются
вопросы
о
месте
расположения осветительных щитов, о числе групп и количестве проводов на
участках сети.
В курсовой работе 6 светильников со светодиодными лампами. Так как
помещения небольшие, расстояние от осветительного щита небольшое и
светильников немного, то применим для них однофазную группу.
Р3
Р2
Р1
ЩО
Р6
Р5
ЩУРн
Р4
Рис. 33 - Расчетная схема осветительной сет
Расчет сечения проводов
Сечения проводов и кабелей выбирают исходя из механической
прочности, тока нагрузки и потери напряжения. В процессе монтажа и
эксплуатации электрические провода и кабели испытывают механические
нагрузки, которые могут привести к обрыву токоведущих жил. Чтобы этого
не произошло, ПУЭ ограничивает минимальное сечение проводов в
зависимости от способов прокладки и материала токоведущих жил. Сечение
медных жил проводов и кабелей должно быть не менее 1,5 мм2.[1]
Новый ГОСТ допускает потери напряжения в осветительных сетях
производственных помещений не более 2,5%.[1
Рассчитываем сечение проводов на участках по току.
Лист
КП.03.35.03.06.120581.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
107
Определяем общую мощность:
6
 P  264Вт .
i
i 1
Определяем ток между силовым и осветительным щитом 1.
34
Iр 
P
i 1
i
U
I доп  I р

264
 9,8 А .
27
,
где I доп - допустимый ток,
Iр
- расчетный ток группы.
Допустимый ток находим по таблице, исходя из стандартного сечения
провода SГОСТ. Для проводки от ЩУРн до ЩО выбираем одножильный
кабель сечением 1,5мм2 (потери напряжения 0,0467В на м2) допустимый ток
I доп  19 А .
19А  9,8 А, значит кабель подходит.
Согласно расчету для осветительной арматуры и соединения ЩУРн и
ЩО используем кабель
ВВГнг 2х1,5. Прокладку осуществляем в
технологических коробах.
Выбор щита управления и защитной аппаратуры
Щит учета и распределения должен соответствовать степени защиты
от воздействия окружающей среды, количеству защитных аппаратов,
равному количеству групп. Количество полюсов в аппаратах защиты равно
количеству фаз в группах. В первую очередь должна обеспечиваться защита
от коротких замыканий. От перегрузок защищают только те группы, которые
содержат нагрузки.
Так как неизвестна силовая нагрузка, то щит учета и распределения
выбираем произвольно. Выбираем щит ЩУРн-3136-3-65 УХЛ3 ЩУРн-3136-365 УХНа вводе осветительного щита 1 выбираем автомат S202M B2UC.[3]
I к  K  I p  1  9,8  9,8 А ,
Лист
КП.03.35.03.06.120581.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
108
где
Ip
- расчетный ток групп, А;
K- коэффициент учитывающий пусковые токи ламп.
Выбираем автомат по каталогу: I уст  10 А .
Проверим
соответствие
тока
комбинированного
расцепителя
с
допустимым током провода:
I доп  1,25  I уст  1,25  10  12,5 А ,
где Iдоп – допустимый ток провода;
Iуст – ток уставки.
19А  12,5А, защита проводов от короткого замыкания и перегрузок
выполняется.
В качестве осветительного щита выбираем щит ОЩВ-3-63-6-0 36
УХЛ4 с двумя однополюсными автоматами 10 А и контроллером
управления.[3]
В целях защиты персонала от поражения электрическим током на вводе
ЩУРн устанавливаем УЗО ВД1-63 2Р 10А/30мА
Группа 1: автомат однополюсный S202MC 15 UC с током уставки
I уст.  15 А
Проверяем уставку:
I уст.  К   I р  1  9,8  9,8 А
где
Ip
- расчетный ток группы, А;
K- коэффициент учитывающий пусковые токи ламп.
15А>9,8А, уставка подходит.[5]
Проверим соответствие тока теплового расцепителя с допустимым
током провода:
I доп  1,25  I уст  1,25  9,8  12,25 А.
Лист
КП.03.35.03.06.120581.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
109
15А  12,25 А, защита проводов от короткого замыкания и перегрузок
выполняется.
В остальных комнатах примим такой же однополюсный автомат.
2.4.4 Расчет электроснабжения силового оборудования
В силовую часть электрооборудования спальной зоны входят:
кондиционер, компьютер, холодильник, кресло с массажем, кровать с
подогревом, ночной светильник. Силовое оборудование одинаковое в каждой
комнате спальной зоны.
Для
обеспечения
оптимальной
температуры
в
комнате
будем
использовать кондиционер Samsung AW05N0C мощностью 1.5 кВт.
В качестве рабочего компьютера будем использовать Ноутбук ACER
Aspire E5-573G-55WA мощностью 50 Вт.[4]
Холодильник Mitsubishi MR-JXR655W-N-R мощностью 540 Вт.[4]
Массажное кресло EGO WAVE EG-2001 LUX мощностью 42 Вт.[4]
Матрас с подогревом MEDISANA мощностью 60 Вт.[4]
Ночной светильник Globo DACIA бра мощностью 45 Вт.[3]
Общая суммарная мощность силового оборудования одной комнаты
составляет 2237 Вт.
Общая суммарная мощность силового оборудования спальной зоны
составляет 13422 Вт.
Сечения проводов и кабелей выбирают исходя из механической
прочности, тока нагрузки и потери напряжения. В процессе монтажа и
эксплуатации электрические провода и кабели испытывают механические
нагрузки, которые могут привести к обрыву токоведущих жил. Чтобы этого
не произошло, ПУЭ ограничивает минимальное сечение проводов в
зависимости от способов прокладки и материала токоведущих жил. Сечение
медных жил проводов и кабелей должно быть не менее 1,5 мм2.[1]
КП.03.35.03.06.120581.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
110
Ток участка 1:
I у1 
Р у1
U

2237
 82 А .
27
Для проводки участка 1 выбираем одножильный кабель сечением 16
мм2, I доп  85 А .[5]
115А  82А, значит кабель подходит.
Силовое оборудование комнат одинаково, значит кабель для всех
оставшихся комнат выбираем такой же.
Выбор щита управления и защитной аппаратуры.
Щит
управления
должен
соответствовать
степени
защиты
от
воздействия окружающей среды, количеству защитных аппаратов, равному
количеству групп. Количество полюсов в аппаратах защиты равно
количеству фаз в группах. В первую очередь должна обеспечиваться
защита от коротких замыканий. От перегрузок защищают только те группы,
которые содержат нагрузки.
Выбираем
щит
управления
ЩР0-3136-10-40УХЛ4
с
6-ю
дифференциальными автоматическими выключателями.
Участок 1: автомат однополюсный S202M C85UC с током уставки
I уст.  85 А
115А>85А, уставка подходит.[5]
Проверим соответствие тока теплового расцепителя с допустимым
током
I доп  1,25  I уст  1,25  85  102 А.
провода:
115А  102А, защита проводов от короткого замыкания и перегрузок
выполняется.
В остальных комнатах выбираем такой же однополюсный автомат.
Лист
КП.03.35.03.06.120581.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
111
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Отраслевые строительные нормы. Нормы освещения
сельскохозяйственных предприятий, зданий и сооружений. ОСН-АПК
2.10.24.001-04
2. Интернет ресурс: http:// www.svetonic.ru /site/ 19/ 20180/ 11184.php
3. Интернет ресурс:
http://www.iek.ru/products/catalog/detail.php?ID=7773
4. https://market.yandex.ru/product/
5. Правила устройства электроустановок. Издание 7, Издательство НЦ
Инв. № подл.
Подп. и дата
Согласовано
Взам.инв. №
ЭНАС № 1999, 2008
КП.03.35.03.06.120581.ПЗ
Изм. Кол.уч
Лист
Разраб.
Воронин
Провер.
Шарупич
Консульт.
Н. Контр.
Утверд.
№ док Подпись Дата
Список использованных
источников
Стадия
Лист
Листов
112
ФГБОУ ВО «Орловский ГАУ»
2.6 Разработка электроснабжения энергетической зоны
2.6.1 Характеристика помещений энергетической зоны
В
состав
энергетической
зоны
ракетно-птицеводческого
биоэнергетического комплекса типа РПБК-КК-Ра
входят помещение
биогазовой установки площадью 15 м 2 и помещение аккумуляторной 15м2, а
так же помещение реактора 28 м2 .
Рис. 34 - План помещений энергетической зоны.
Размеры помещения биогазовой установки (на общем плане) равны
5000х4000х3000, помещение аккумуляторной (на общем плане) имеет
Инв. № подл.
Подп. и дата
Согласовано
Взам.инв. №
размеры 5000х4000х3000.
Помещение реакторной (на общем плане) имеет размеры
7000х4000х4000.
По категорию взрывоопасности помещения энергетической зоны
относятся к категории В-Iа, так как в данных помещениях взрывоопасные
смеси горючих газов (независимо от нижнего концентрационного предела
воспламенения) или паров ЛВЖ с воздухом не образуются при нормальной
эксплуатации, а только в результате аварий или неисправностей. [1]
КП.03.35.03.06.120186.ПЗ
Изм. Кол.уч
Лист
Разраб.
Чуфаров
Провер.
Шарупич
Консульт.
Н. Контр.
Утверд.
№ док Подпись Дата
Разработка электроснабжения
энергетической зоны
Стадия
Лист
Листов
113
ФГБОУ ВО «Орловский ГАУ»
По пожароопасности энергетический сектор относится к классу П-II,
так как
в данных помещениях возможно
выделение
горючий пыли
переходящей во взвешенное состояние. [2]
Для
обеспечения
электрооборудования
корректной
энергетической
и
зоны
безопасной
необходимо
работы
применение
электрооборудования с минимальной степенью защиты IP 65. [2]
В качестве основного источника питания корабля выбираем водоводяной ядерный реактор — реактор, использующий в качестве замедлителя
и теплоносителя обычную (лёгкую) воду.
Активная зона водо-водяного реактора набрана из тепловыделяющих
сборок,
заполненных
пластинчатыми
или
цилиндрическими тепловыделяющими
элементами.
Корпус
тепловыделяющей
из
сборки
изготовляют
листового
материала
(алюминия, циркония), слабо поглощающего нейтроны. Сборки размещают в
цилиндрической клетке, которая вместе со сборками помещается в корпус
реактора. Кольцевое пространство между ним и внешней стенкой клетки,
заполненное водой, выполняет функцию отражателя. Вода, проходя снизу
вверх через зазоры между тепловыделяющими элементами, охлаждает их.
Таким образом, она выполняет функцию теплоносителя, замедлителя и
отражателя. Корпус реактора рассчитывается на прочность, исходя из
давления воды. Горловина корпуса закрывается герметической крышкой,
которая снимается при загрузке и выгрузке тепловыделяющих сборок.
В физических водо-водяных реакторах обычно используют воду под
атмосферным давлением. Корпуса таких реакторов герметичной крышки не
имеют, и вода в них находится под атмосферным давлением (имеет
открытый уровень).
Энергетические
водо-водяные
реакторы
должны
работать
с
использованием воды под давлением. Применение воды в качестве
теплоносителя и замедлителя определяет ряд специфических особенностей
реакторов. Поэтому обычно эти реакторы выделяются в самостоятельную
Лист
КП.03.35.03.06.120186.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
114
группу и именуются реакторами, охлаждаемыми водой под давлением.
Рис. 35 - Устройство реактора ВВЭР-1000: 1 — привод СУЗ; 2 —
крышка реактора; 3 — корпус реактора; 4 — блок защитных труб (БЗТ); 5 —
шахта; 6 — выгородка активной зоны; 7 — топливные сборки (ТВС),
регулирующие стержни.
В качестве дополнительного источника питания принимаем солнечные
батареи в количестве 180 м2. Мощность излучения Солнца на орбите Земли
составляет 1367 Вт/м². Это позволяет получать примерно 300 Вт на 1 м²
поверхности солнечных батарей (при КПД 25 %). Солнечные батареи
располагают или на внешней поверхности аппарата или на раскрывающихся
жёстких панелях. Для максимизации отдаваемой батареями энергии
перпендикуляр к их поверхности должен быть направлен на Солнце с
точностью 10…15˚. В случае жёстких панелей это достигается или
ориентацией
самого
КА
или специализированной
автономной
электромеханической системой ориентации солнечных батарей, при этом
Лист
КП.03.35.03.06.120186.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
115
панели подвижны относительно корпуса аппарата. На некоторых спутниках
применяют не ориентируемые батареи, располагая их на поверхности так,
чтобы при любом положении аппарата обеспечивалась необходимая
мощность.
Солнечные
батареи
со
временем
деградируют
под
действием
следующих факторов:

метеорная эрозия уменьшающая
оптические
свойства
поверхности
фотоэлектрических преобразователей;

радиационное излучение понижающее фотоэдс, особенно при солнечных
вспышках и при полёте в радиационном поясе Земли;

термические
удары из-за
глубокого
охлаждения
конструкции
на
затенённых участках орбиты, нагрева на освещённых и наоборот. Это
явление разрушает крепление отдельных элементов батареи, соединения
между ними.
Существует ряд мер по защите батарей от этих явлений. Время
эффективной работы солнечных батарей составляет несколько лет, это один
из лимитирующих факторов, определяющих время активного существования
космического аппарата.
При затенении батарей в результате манёвров или входа в тень планеты
выработка энергии фотоэлектрическими преобразователям прекращается,
поэтому
систему
энергопитания
дополняют химическими
аккумуляторами (буферные химические батареи).
Самыми распространёнными в космической технике являются никелькадмиевые аккумуляторы, так как они обеспечивают наибольшее количество
циклов заряд-разряд и имеют лучшую стойкость к перезаряду. Эти факторы
выходят на первый план при сроках службы аппарата более года. Другой
важной характеристикой химического аккумулятора является удельная
энергия, определяющая массо-габаритные характеристики батареи. Ещё одна
важная
характеристика —
это надёжность,
так
как
резервирование
химических аккумуляторов крайне нежелательно из-за их высокой массы.
Лист
КП.03.35.03.06.120186.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
116
Используемые в космической технике аккумуляторы, как правило, имеют
герметичное исполнение; герметичность обычно достигается с помощью
металло-керамических уплотнений.
К
батареям
также
предъявляются
следующие требования:

высокие удельные массогабаритные характеристики;

высокие электрические характеристики;

широкий диапазон рабочих температур;

возможность зарядки низкими токами;

низкие токи саморазряда.
Помимо основной функции аккумуляторная батарея может играть
роль стабилизатора напряжения бортовой сети, так как в рабочем диапазоне
температур её напряжение меняется мало при изменении тока нагрузки.
Еще
одним источником
питания
принимаем,
так называемую
биогазовую установку.
В основе работы установки лежит биогаз — газ, получаемый
водородным или метановым брожением биомассы. Метановое разложение
биомассы происходит под воздействием трёх видов бактерий. В цепочке
питания последующие бактерии питаются продуктами жизнедеятельности
предыдущих.
Первый
вид
—
бактерии
гидролизные,
второй
—
кислотообразующие, третий — метанообразующие. В производстве биогаза
участвуют не только бактерии класса метаногенов, а все три вида. Одной из
разновидностей биогаза является биоводород, где конечным продуктом
жизнедеятельности бактерий является не метан, а водород.
Перечень
органических
биогаза: навоз, птичий
отходов,
помёт,
пригодных
зерновая
для
производства
и
мелассная
послеспиртовая барда, пивная дробина, свекольный жом, фекальные осадки,
отходы рыбного и забойного цеха (кровь, жир, кишки, каныга), трава,
бытовые отходы, отходы молокозаводов — соленая и сладкая молочная
сыворотка, отходы производства биодизеля — технический глицерин от
производства биодизеля из рапса, отходы от производства соков — жом
Лист
КП.03.35.03.06.120186.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
117
фруктовый, ягодный, овощной, виноградная выжимка, водоросли, отходы
производства крахмала и патоки — мезга и сироп, отходы переработки
картофеля, производства чипсов — очистки, шкурки, гнилые клубни,
кофейная пульпа.
Кроме
отходов
биогаз
выращенных энергетических
можно
производить
культур,
из
специально
например,
из
силосной кукурузы или сильфия, а также водорослей. Выход газа может
достигать до 300 м³ из 1 тонны.
Выход биогаза зависит от содержания сухого вещества и вида
используемого сырья. Из тонны навоза крупного рогатого скота получается
50—65 м³ биогаза с содержанием метана 60 %, 150—500 м³ биогаза из
различных видов растений с содержанием метана до 70 %. Максимальное
количество биогаза — это 1300 м³ с содержанием метана до 87 % — можно
получить из жира.
Различают теоретический (физически возможный) и техническиреализуемый выход газа. В 1950-70-х годах технически возможный выход
газа составлял всего 20-30 % от теоретического. Сегодня применение
энзимов, бустеров для искусственной деградации сырья (например,
ультразвуковых или жидкостных кавитаторов) и других приспособлений
позволяет увеличивать выход биогаза на самой обычной установке с 60 % до
95 %.
В биогазовых расчётах используется понятие сухого вещества (СВ или
английское TS) или сухого остатка (СО). Вода, содержащаяся в биомассе, не
даёт газа. На практике из 1 кг сухого вещества получают от 300 до
500 литров биогаза.
Принцип работы установки
Биомасса (отходы или зелёная масса) периодически подаются с
помощью насосной станции или загрузчика в реактор. Реактор представляет
собой подогреваемый и утепленный резервуар, оборудованный миксерами.
Стройматериалом для промышленного резервуара чаще всего служит
Лист
КП.03.35.03.06.120186.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
118
железобетон или сталь с покрытием. В малых установках иногда
используются композиционные материалы. В реакторе живут полезные
бактерии, питающиеся биомассой. Продуктом жизнедеятельности бактерий
является биогаз. Для поддержания жизни бактерий требуется подача корма,
подогрев до 35-38 °С и периодическое перемешивание. Образующийся
биогаз скапливается в хранилище (газгольдере), затем проходит систему
очистки и подается к потребителям (котел или электрогенератор). Реактор
работает без доступа воздуха, герметичен и неопасен.
Для сбраживания некоторых видов сырья в чистом виде требуется
особая технология. Например, спиртовая барда перерабатываются с
использованием химических добавок. Для кислой меласной барды
используется щелочь. Возможна переработка этих же субстратов по
одностадийной технологии без химических добавок, но при коферментации
(смешивании) с другими видами сырья, например, с навозом или силосом.
2.6.3 Расчет осветительной установки
Световые приборы обычно размещают по вершинам квадратов или
ромбов, оптимальный размер стороны которых определяется по формуле:
λС  НР  L  λЭ  НР ,
где Э и С – относительные светотехническое и энергетическое
наивыгоднейшее расстояние между светильниками; НР – расчетная высота
осветительной установки, м.
Численные значения Э и С зависят от типа кривой силы света.
Н Р  Н 0  h СВ  h Р ,
где Н0 – высота помещения, м; hСВ – высота свеса светильника, м; hР –
высота рабочей поверхности от пола, м.
с=0,8 и э=1
Н Р  4  0,3  0,5  3,2 м
0,8  3,2  L  1  3,2
2,56  L  3,2

L ОПТ  2,6 м
Лист
КП.03.35.03.06.120186.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
119
Определим количество световых приборов в помещении:
nа 
nв 

а
LОПТ
в
LОПТ
5
2,6

 1,92  2
 1,15  1
3
2,6
Ν  n a  n b  2 *1  2
Согласно расчету в данном помещении необходимо разместить два
световых прибора.
Определим расстояние между рядами световых приборов и между
светильниками в ряду:
La 
a
5
  2,5 м
na 2
Lв 
в
3
  3м
nв 1
Рис. 36 Расположение световых приборов.
Определение мощности осветительной установки
Определим мощность осветительной установки методом коэффициента
использования светового потока.
Определим индекс помещения по следующей формуле:
i
ab
,
H P  (a  b)
где а, b – длина и ширина помещения, м.
Далее
по
справочной
литературе
определим
коэффициент
использования светового потока. Этот коэффициент учитывает долю
светового потока генерируемого источником света, доходящую до рабочей
Лист
КП.03.35.03.06.120186.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
120
поверхности.
Вычислим световой поток ламп в светильнике по следующей формуле:
Ф СВ 
ЕН  А  КЗ  z
,
N  u ОУ
где uОУ – коэффициент использования светового потока светильника;
z – коэффициент неравномерности, z=1,1…1,2.
Вычислим световой поток от каждой лампы в светильнике по
следующей формуле:
ФЛ 
Ф СВ
,
n
где n – количество ламп в светильнике.
Далее
по
найденному
значению
светового
потока
выберем
стандартную лампу и рассчитаем отклонение расчетного потока от
каталожного по формуле:
i
63
 0,64
3,2  (6  3)
u ОУ  49
Ф СВ 
15  15  43  1,1
 120,93 лм
2  49
Ф Л  Ф СВ  120,93 лм
По численному значению потока и каталожным данным выберем
светодиодные модули серии ДПП(ДСП) 12-03-901 "IP65"
ФН=250 лм
Определим удельную мощность осветительной установки:
Р УД 
РЛ  N  n
,
A
где Рл – мощность лампы, Вт; N – количество светильников; n –
количество ламп в светильнике; А – площадь помещения, м2.
Р УД 
62
 0,8 Вт/м2
15
Расчет размещения световых приборов в помещении аккумуляторной
Лист
КП.03.35.03.06.120186.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
121
установки будет иметь те же значения, указанные выше, так как площадь
помещения, а так же условия среды аналогичны.
Размещение световых приборов в помещении реакторной установки
28м2. Аналогичным способом, представленном в пункте, производим расчет
световых приборов в помещении реакторной установки.
Определим количество световых приборов в помещении:
nа 
nв 

а
LОПТ
в
LОПТ
7
2,6

 2,69  3
 1,54  2
4
2,6
Ν  na  nb  3 * 2  6
Согласно расчету в данном помещении необходимо разместить шесть
световых приборов.
Определим расстояние между рядами световых приборов и между
светильниками в ряду:
La 
a
7
  2,3 м
na 3
Lв 
в
4
  2м
nв 2
Рис. 37 - Расположение световых приборов.
Определим индекс помещения по следующей формуле:
Лист
КП.03.35.03.06.120186.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
122
i
74
 0,7
3,2  (7  4)
u ОУ  49
Вычислим световой поток от каждой лампы в светильнике по
следующей формуле:
Ф СВ 
15  28  43  1,1
 397,3 лм
49
Ф Л  Ф СВ  347,3 лм
По численному значению потока и каталожным данным выберем
светодиодные модули серии ДПП(ДСП) 12-03-901 "IP65"
ФН=400 лм
Определим удельную мощность осветительной установки:
Р УД 
66
 3 Вт/м2
12
Компоновка осветительной сети
На
этой
расположения
стадии
проектирования
осветительных
щитов,
решаются
о
числе
вопросы
групп
и
о
месте
количестве
проводников на участках сети.
В осветительной сети будем использовать два щита, щит учета и
распределения энергии и щит освящения.
Рис. 38 - Схема осветительной сети.
Расчет сечения проводов
Сечения проводов и кабелей выбирают исходя из механической
прочности, тока нагрузки и потери напряжения. В процессе монтажа и
эксплуатации электрические провода и кабели испытывают механические
Лист
КП.03.35.03.06.120186.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
123
нагрузки, которые могут привести к обрыву токоведущих жил. Чтобы этого
не произошло, ПУЭ ограничивает минимальное сечение проводов в
зависимости от способов прокладки и материала токоведущих жил. Сечение
медных жил проводов и кабелей должно быть не менее 1,5 мм2.
Новый ГОСТ допускает потери напряжения в осветительных сетях
производственных помещений не более 2,5%.[ ГОСТ 22483-77]
Рассчитываем сечение проводов на участках по току в помещениях
биогазовой уст., аккумуляторной, реакторной уст., соответственно
2
Pуч1   Pi 6 Вт
i 1
2
Pуч 2   Pi 6 Вт
i 1
2
Pуч 3   Pi 18Вт
i 1
Определяем общую мощность:
66
P  Р
грi
i
i 1
 6  6  18  30 Вт .
Определяем ток между силовым и осветительным щитом 1.
34
Iр 
P
i 1
i

U
I доп  I р
30
 1,1А .
27
,
где I доп - допустимый ток,
Iр
- расчетный ток группы.
Допустимый ток находим по таблице, исходя из стандартного сечения
провода SГОСТ. Для проводки от ЩУРн до ЩО выбираем одножильный
кабель сечением 1,5мм2 (потери напряжения 0,0467В на м2) допустимый ток
I доп  19 А .
19А  1,1А, значит кабель подходит.
Ток участка 1:
Лист
КП.03.35.03.06.120186.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
124
I уч1 
Р уч1
U

6
 0,22 А .
27
Для проводки группы 1 выбираем одножильный кабель сечением
1,5мм2 (потери напряжения 0,0467В на м2), I доп  19 А .
19А  0,22А, значит кабель подходит.
Ток участка 2:
I уч 2 
Р уч 2
U

6
 0,22 А .
27
Для проводки участка 2 выбираем одножильный кабель сечением
1,5мм2 ( потери напряжения 0,0467В на м2), I доп  19 А .
19А  0,22А, значит кабель подходит.
Ток участка 3:
I уч 3 
Р уч 3
U

18
 0,67 А .
27
Для проводки участка 3 выбираем одножильный кабель сечением
1,5мм2 ( потери напряжения 0,0467В на м2), I доп  19 А .
19А  0,22А, значит кабель подходит.
Согласно расчету для зарядки осветительной арматуры 1 и 2 группы и
соединения ЩУРн и ЩО используем кабель
ВВГнг 2х1,5. Прокладку
осуществляем в технологических коробах.
Выбор щита учета и распределения, щита освещения
и защитной
аппаратуры
Щит учета и распределения должен соответствовать степени защиты
от воздействия окружающей среды, количеству защитных аппаратов,
равному количеству групп. Количество полюсов в аппаратах защиты равно
количеству фаз в группах. В первую очередь должна обеспечиваться защита
от коротких замыканий. От перегрузок защищают только те группы, которые
содержат нагрузки.
Лист
КП.03.35.03.06.120186.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
125
Так как неизвестна силовая нагрузка, то щит учета и распределения
выбираем произвольно. Выбираем щит ЩУРн-3136-3-65 УХЛ3. На вводе
осветительного щита 1 выбираем автомат ВА47-29-2А.
I к  K  I p  1  0,33  0,33 А ,
где
Ip
- расчетный ток групп, А;
K- коэффициент учитывающий пусковые токи ламп.
Выбираем автомат по каталогу: I уст  2 А .
Проверим
соответствие
тока
комбинированного
расцепителя
с
допустимым током провода:
I доп  1,25  I уст  1,25  2  2,5 А ,
где Iдоп – допустимый ток провода;
Iуст – ток уставки.
19А  2,5А, защита проводов от короткого замыкания и перегрузок
выполняется.
В качестве осветительного щита выбираем щит ОЩВ-3-63-6-0 36
УХЛ4 с двумя однополюсными автоматами 1А и контроллером управления.
Группа 1: автомат однополюсный ВА47-29-1 с током уставки I уст.  1А
Проверяем уставку:
I уст.  К   I р  1  0,22  0,22 А
где
Ip
- расчетный ток группы, А;
K- коэффициент учитывающий пусковые токи ламп.
1А>0,22А, уставка подходит.
Проверим соответствие тока теплового расцепителя с допустимым
током провода:
I доп  1,25  I уст  1,25  0,22  0,275 А.
19А  0,275А, защита проводов от короткого замыкания и перегрузок
выполняется.
Группа 2: автомат однополюсный ВА47-29-1 с током уставки I уст.  1А
Лист
КП.03.35.03.06.120186.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
126
Проверяем уставку:
I уст.  К   I р  1  0,22  0,11А
где
Ip
- расчетный ток группы, А;
K- коэффициент учитывающий пусковые токи ламп.
1А>0,11А, уставка подходит
Проверим соответствие тока теплового расцепителя с допустимым
током провода:
I доп  1,25  I уст  1,25  0,11  0,137 А.
19А  0,275А, защита проводов от короткого замыкания и перегрузок
выполняется.
В целях защиты персонала от поражения электрическим током на вводе
ЩУРн устанавливаем УЗО ВД1-63 2Р 16А/30мА
Рис. 39 - Расчетная схема осветительной сети.
Лист
КП.03.35.03.06.120186.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
127
2.6.4 Расчет электроснабжения силового оборудования
Силовая
часть
электрооборудования
энергетической
зоны
представлена электроприводами: вытяжной вентиляции и автоматических
дверей.
Для
обеспечения
корректной
работы
вентиляции
необходимо
использовать вытяжной вентилятор Rover KATD 280 с электродвигателем Д500МФ-3 мощностью 513 Вт и частотой вращения 1500-2500 об/мин.
В
качестве
электропривода
автоматических
дверей
используем
электрический двигатель с редуктором для автоматических дверей Astore
серий ALS, 27VDC/80W.
Рис. 40 - План размещения силового оборудования
Сечения проводов и кабелей выбирают исходя из механической
прочности, тока нагрузки и потери напряжения. В процессе монтажа и
эксплуатации электрические провода и кабели испытывают механические
нагрузки, которые могут привести к обрыву токоведущих жил. Чтобы этого
не произошло, ПУЭ ограничивает минимальное сечение проводов в
зависимости от способов прокладки и материала токоведущих жил. Сечение
медных жил проводов и кабелей должно быть не менее 1,5 мм2.[2]
Рассчитываем сечение проводов на участках по току.
Нагрузка участка 1,2,3:. Pуч 2  Р уч 2  Р уч 3  0,513кВт
Нагрузка участка 4,5,6:. Pуч 4  Р уч 5  Р уч 6  0,08кВт
Лист
КП.03.35.03.06.120186.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
128
Определяем общую мощность:
6
P  P
i 1
i
уч1
 Pуч 2  Pуч 3  Pуч 4  Pуч 5  Pуч 6  0,513 * 3  0,08 * 3  1,78кВт
Ток участка 1,2,3:
I уч1  I уч 2  I уч 3 
Р уч1

U
513
 19 А .
27
Для проводки участка 1 выбираем одножильный кабель сечением 2.5
мм2, I доп  27 А .[2]
27А  19А, значит кабель подходит.
Ток участка 4,5,6:
I уч 4  I уч 5  I уч 6 
Ру 4

U
80
 2,9 А .
27
Для проводки участка 1 выбираем одножильный кабель сечением 1,5
мм2 , I доп  23 А .[2]
23А  2,9А, значит кабель подходит
Выбор щита управления и защитной аппаратуры
Щит
управления
должен
соответствовать
степени
защиты
от
воздействия окружающей среды, количеству защитных аппаратов, равному
количеству групп. Количество полюсов в аппаратах защиты равно
количеству фаз в группах. В первую очередь должна обеспечиваться защита
от коротких замыканий. От перегрузок защищают только те группы, которые
содержат нагрузки (розетки).
Выбираем
щит
управления
ЩР0-3136-10-40УХЛ4
с
9-ю
диференциальными автоматическими выключателями.
Участок 1,2,3: автомат однополюсный S202M C20UC с током уставки
I уст.  20 А
20А>19А, уставка подходит.
Проверим соответствие тока теплового расцепителя с допустимым
током провода:
I доп  1,25  I уст  1,25  20  25 А.
Лист
КП.03.35.03.06.120186.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
129
27А  25А, защита проводов от короткого замыкания и перегрузок
выполняется.
4А>2.9А, уставка подходит.
Проверим соответствие тока теплового расцепителя с допустимым
током провода:
I доп  1,25  I уст  1,25  4  5 А.
23А  5А, защита проводов от короткого замыкания и перегрузок
выполняется.
Участок 4,5,6: автомат однополюсный S202M C20UC с током уставки
I уст.  4 А
4А>2.9А, уставка подходит.
Проверим соответствие тока теплового расцепителя с допустимым
током провода:
I доп  1,25  I уст  1,25  4  5 А.
23А  5А, защита проводов от короткого замыкания и перегрузок
выполняется.
Лист
КП.03.35.03.06.120186.ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
130
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Федеральный закон от 22 июля 2008 г. N 123-ФЗ "Технический
регламент о требованиях пожарной безопасности" (с изменениями и
дополнениями)
2. Правила устройства электроустановок. Издание 7, Издательство НЦ
ЭНАС № 1999, 2008
3. Нормы технологического проектирования птицеводческих
предприятий. НТП-АПК 1.10.05.001-01 (УТВ. МИНСЕЛЬХОЗОМ РФ
28.08.2001)
4. ОСН-АПК 2.10.14.001-04 "Отраслевые нормы освещения
сельскохозяйственных предприятий, зданий и сооружений" ( Интернетресурс: http://www.infosait.ru/norma doc/46/46691/ )
5. ГОСТ 22483-77 «Жилы токопроводящие медные и алюминиевые для
Инв. № подл.
Подп. и дата
Согласовано
Взам.инв. №
кабелей, проводов и шнуров. Основные параметры. Технические требования»
КП.03.35.03.06.120186.ПЗ
Изм. Кол.уч
Лист
Разраб.
Чуфаров
Провер.
Шарупич
Консульт.
Н. Контр.
Утверд.
№ док Подпись Дата
Список использованных
источников
Стадия
Лист
Листов
131
ФГБОУ ВО «Орловский ГАУ»
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данном курсовом проекте разработан ракетно-птицеводческий
биоэнергетический комплекс типа РПБК-КК-Ра, который служит для
исследования и освоения планет нашей солнечной системы. По результатам
исследования определена технология подпитки митохондрий на основе 104
фаз, технология выращивания экипажа и производства продуктов питания, а
также оборудование, конструкция и климат космического корабля.
В ходе курсового проекта решены задачи электроснабжения зоны
совмещения технологий, птицеводческого сектора, растениеводческого
сектора, спальной зоны, промышленной зоны и энергетической зоны.
Также разработана методика межпланетного перелета и жизни
Инв. № подл.
Подп. и дата
Согласовано
Взам.инв. №
человека в условиях космического полета.
КП.03.35.03.06.120018.ПЗ
Изм. Кол.уч
Лист
Разраб.
Сопов
Провер.
Шарупич
Консульт.
Н. Контр.
Утверд.
№ док Подпись Дата
Стадия
Заключение
Лист
Листов
132
ФГБОУ ВО «ОрловскийГАУ»