Энергосберегающие электрические системы и технические средства теплообеспечения основных технологических процессов в животноводстве

• Автор: Тихомиров, Дмитрий Анатольевич
• Шифр специальности: 05.20.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 342 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ТЕПЛООБЕСПЕЧЕНИЯ ОБЪЕКТОВ ЖИВОТНОВОДСТВА

1.1 Анализ состояния теплообеснечения сельскохозяйственных производственных объектов животноводства
1.2 Обзор и оценка технического уровня современных разработок и оборудования для теплоснабжения объектов сельскохозяйственного производства
1.3 Требования к системам теплообеснечения в современных условиях и способы повышения их энергоэффективноеги
ГЛАВА 2 ОБОСНОВАНИЕ И КОНЦЕПТУАЛЬНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАЗВИТИЯ И ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИСТЕМ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ТЕПЛООБЕСПЕЧЕНИЯ ОБЪЕКТОВ ЖИВОТНОВОДСТВА
2.1 Методология обоснования и выбора типа энергоносителей и систем теплообеснечения для животноводства
2.1.1 Методические положения но расчету энергозатрат на теплообесиеченис при использовании различных энергоносителей и систем
2.1.2 Программный проект автоматизированного расчета теплоэнергетических параметров животноводческих объектов
2.2. Технико-экономическая оценка систем теплообеснечения с обоснованием области эффективного применения электрических децентрализованных систем
2.3 Развитие и повышение энергоэффективности применения децентрализованных электрических систем теплообеснечения основных технологических процессов животноводческих предприятий
ГЛАВА 3 ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА КОМБИНИРОВАННОЙ УСТАНОВКИ ГОРЯЧЕГО ВОДО- И ПАРООБЕСПЕЧЕПИЯ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ С
ОБОСНОВАНИЕМ ПАРАМЕТРОВ И ОПТИМИЗАЦИЕЙ РЕЖИМОВ РАБОТЫ
3.1. Анализ процессов потребления пара и горячен воды на типовых объектах
сельскохозяйственного производства, аналитические исследования режимов работы электрического пароводонагревателя
3.2 Алгоритм оптимизации режимов работы электрической паронодонагренательной установки для различных объектов
3.3 Обоснование и выбор типоразмерного ряда электрических пароводонагревательных установок
3.4 Обоснование функционально-технологической схемы п методика расчет
электропароводонагревателя элементного тина
3.4.1 Обоснование функционально-технологической схемы электропароводонагревателя .

3.4.2 Методика расчета электропароводонагревателя элементного типа
3.5 Исследование процессов теплообмена, обоснование энергетических, теплотехнических п конструктивных параметров комбинированных электропароводонагревательных установок
3.5.1 Физические модели процессов теплообмена в электрической пароводонагрсватель-ной установке и их математическое описание
3.5.2 Интенсификация теплообмена элсктропароводопагревагелыюй установки, как способ повышения ее энергоэффективности
3.6 Предпосылки и эффективность применения автоматизированных энергосберегающих аккумуляционных установок для нагрева воды и получения пара
ГЛАВА 4 НОВЫЙ СПОСОБ ОБЕСПЕЧЕНИЯ МИКРОКЛИМАТА В ПОМЕЩЕНИЯХ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ФЕРМ С УТИЛИЗАЦИЕЙ ТЕПЛОТЫ, РЕЦИРКУЛЯЦИЕЙ И ОЗОНИРОВАНИЕМ ВОЗДУХА
4.1 Основные параметры микроклимата и их влияние на состояние и продуктивность животных
4.2 Повышение эффективности системы обеспечения микроклимата при включении в нее процессов утилизации теплоты, очистки и обеззараживания воздуха
4.3 Обоснование структурной схемы энергоресурсосберсгающей вентиляцнонно-отопительной установки с утилизацией теплоты выбросного воздуха
4.4 Разработка функционально-технологической схемы и обоснование режимов работы новой энергоресурсосберсгающей вентиляционно-отопительной установки (ВОУ)
4.5 Методика расчета вентиляционно-отопительной установки с утилизацией теплоты, озонированием, рециркуляцией воздуха модульного типа
4.5.1 Конструктивный тепловой и гидромеханический расчет рекуперативного тепло-обменного аппарата поверхностного типа из полимерной пленки
4.5.2 Электрический и тепловой расчет элсктрокалорифсра, встроенного в ВОУ
4.5.3 Обоснование и выбор параметров озонатора воздуха
4.6 Разработка автоматической системы управления и электрической схемы управления ВОУ с утилизацией, рециркуляцией и озонированием воздуха модульного типа
4.7 Схемы размещения модулей энергосберегающей ВОУ на примере телятника
4.8 Исследование параметров и режимов работы экспериментального образца модуля энергосберегающей ВОУ с утилизацией, озонированием и рециркуляцией воздуха для животноводческих помещений
4.9 Эксергетический анализ теилоутилизатора
4.10 Обоснование параметров и разработка энергосберегающего локального ИК-обогревателя телят и поросят

ГЛАВА 5 ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОТЕПЛО ВО-ГО ОБОРУДОВАНИЯ В ПРОЦЕССАХ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ПРОДУКЦИИ И КОРМОВ
5.1 Методика расчета инфракрасного излучателя электрической установки пастеризации жидких продуктов
5.1.1 Расчет энергетических и конструктивных параметров электрического ИК излучателя
5.1.2 Расчет электрических, теплоэнергетических и конструктивных параметров инфракрасного излучателя для установки пастеризации жидких продуктов в тонком слое производительностью до 1т/ч
5.2 Исследование процессов и обоснование параметров электротермического оборудования в технологии углубленной обработки комбикормов
ГЛАВА 6 ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕЗУЛЬТА ТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ, ВНЕДРЕНИЕ НОВЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ТЕПЛООБЕСПЕЧЕНИЯ
6.1 Практические результаты исследований и внедрение новых технических средств
6.2 Технико-экономическое обоснование применения электрической системы теплообес-иечения на базе новых технических средств
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Приложение А Программа расчета потребной мощности и теплоэнергетического оборудования и годового расхода тепловой энергии на тепловые процессы животноводческих
помещений
Приложение Б Технико-экономическое обоснование выбора энергоносителя и системы
теплообеспечения животноводческих ферм (программа расчета в Excel)
Приложение В Компьютерная программа расчета параметров и оптимизации режимов
работы электропароводонагрсвателя
Приложение Г Исходные требования, протоколы государственных испытаний, технические условия па электрические нароводонагреватели и паровые котлы, утвержденные
Минсельхозом РФ
Приложение Д Примеры статистической обработки результатов экспериментальных
исследований электронароводонагревательной установки
Приложение Е Экспериментальные данные изменения температур и влажности воздуха в
характерных точках вентиляционно-отопительной установки ВОУ-1
Приложение Ж Акты приемочных комиссий по внедрению и организации серийною производства электропароводонагрсвателя ЭПВ-30 и электрического парового котла ЭГПС-

6. улучшение условий труда и экологии;
7. сокращение обслуживающего персонала и трудозатрат на обслуживание систем;
8. экономия энергоресурсов;
9. достижение снижения приведенных (совокупных) и энергетических затрат на систему теплообеспечения.
В наибольшей степени характеру тепловых нагрузок и предъявляемым требованиям соответствуют электрифицированные системы теплообеспечения.
Известно, что применение электрической энергии в тепловых процессах сельскохозяйственного производства в сравнении с другими энергоносителями (твердое и жидкое топливо, газ, биомасса и т.п.) обладает целым рядом неоспоримых технических и технологических преимуществ [21]. К ним, в основном, относятся:
- уникальное свойство высокой дробимости электроэнергии, что позволяет подводить ее непосредственно к местам выработки и использования теплоты и делать системы электротеплообеспечения более экономичными и легко управляемыми;
- высокий КПД использования электроэнергии - до 95%;
- возможность применения систем электротеплообеспечения децентрализованного типа, что позволяет снизить потери и капитальные вложения за счет исключения внешних теплотрасс и зданий котельных [21];
- высокий уровень автоматизации систем теплообеспечения, позволяющий более экономно использовать электроэнергию и точно поддерживать заданные параметры технологических процессов с высокой степенью готовности систем к пуску их в работу;
- возможность получения технологического эффекта (повышение сохранности и продуктивности животных, снижение удельных затрат корма на единицу их привеса) за счет более комфортных тепловых условий в зоне содержания молодняка животных и непосредственного их обогрева;
- экологическая чистота и создание лучших условий для работы обслуживающего персонала.