CC BY
138
УДК 697.921.47
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ УСЛОВИЙ ХРАНЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ТЕХНИКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРИТОЧНО-ВЫТЯЖНОЙ УСТАНОВКИ С РЕКУПЕРАТОРОМ ТЕПЛОТЫ
© 2015
Е. Б. Миронов, кандидат технических наук, доцент кафедры «Технический сервис»
А. Н. Шишарина, аспирант
Нижегородский государственный инженерно-экономический университет, Княгинино (Россия)
Аннотация. Известно, что одним из надежных способов хранения сельхозтехники является закрытый, то есть в помещениях (гаражах, ангарах и т. п.). При этом обеспечиваются благоприятные условия хранения, уменьшается трудоемкость на техническое обслуживание машин при хранении, тем самым повышается сохранность техники. В настоящее время сельскохозяйственные товаропроизводители стремятся хранить в закрытых помещениях новую сложную, дорогостоящую технику зарубежного и отечественного производства (тракторы, комбайны, сеялки и т. д.). Нарушение технологии подготовки техники и условий хранения приводит к разрушению лакокрасочных покрытий и появлению коррозии на поверхностях деталей, а отсутствие надлежащего осмотра и оперативного ремонта может привести к потере ее эксплуатационной надежности. Хранение сельскохозяйственной техники в отапливаемых помещениях практически полностью защищает их от любых неблагоприятных воздействий (холода, снега, дождя, ветра, пыли).
На этапе проектировки строительства предприятия технического сервиса предусматривается ряд мер, согласно СНиП [2, 3, 16-18] по поддержанию необходимой влажности и температуры, отвечающие требованиям пожарной безопасности, охраны труда и техники безопасности, а также, чтобы воздух в мастерских, плотно насыщенный продуктами химической обработки машин, дымом при сварке, отработанными газами и т. п. непрерывно удалялся из помещения и заменялся новым.
Поэтому совершенствование технологии хранения сельскохозяйственной техники в закрытых помещениях становится актуальной задачей.
Одним из направлений совершенствования является поддержание комфортного температурновлажностного микроклимата. Для создания таких условий могут быть использованы приточно-вытяжные установки (ПВУ) с рекуператором теплоты (О. Г. Мартыненко [5] О. П. Иванов, А. А. Рымкевич [1]).
В данной статье рассмотрена возможность применения ПВУ с рекуператором теплоты для хранения сельскохозяйственной техники в закрытых помещениях.
Ключевые слова: воздухообмен, грунтовый теплообменник, рекуператор, система вентиляции, сервис технический, теплота, установка приточно-вытяжная, утилизация теплоты, хранение техники.
Система вентиляции предприятий АПК входит в комплекс обязательных инженернотехнических сооружений [5, 6, 18], наличие которых в зданиях, где проводятся работы по техническому обслуживанию, ремонту и хранению сельскохозяйственной техники, предусмотрено действующими требованиями СНиП [2, 3, с. 16-18].
Поэтому повышение эффективности работы системы вентиляции, с одновременным снижением энергопотребления является главной задачей для обеспечения сохранности техники.
При анализе запатентованных конструкций ПВУ [7-13] необходимо было выбрать такую систему вентиляции, которая способна переработать, обезвредить и заменить на новый весь находящийся воздух в помещениях предприятий технического сервиса, перенасыщенный химическими продуктами, дымом, отработанными газами и т. д., сохраняя при этом здоровый микроклимат, а также обеспе-
чивая наилучшие условия для хранения сельскохозяйственной техники.
Проведенная сравнительная оценка различных типов ПВУ показала, что на существенное преимущество имеют системы приточно-вытяжной вентиляции, в конструкцию которых входит рекуператор, обеспечивающий максимальную теплопередачу между приточным и отработанным потоками воздуха, обеспечивая качественный результат [17].
Определение экономической эффективности использования для хранения сельскохозяйственной техники ПВУ с грунтовым теплообменником и рекуператором.
В помещениях небольшого объема используют компактные приточно-вытяжные установки, которые представляют собой устройства, предназначенные для подачи, очистки и удаления отработанного воздуха [19]. Чтобы уменьшить энергетические затраты, большая часть воздуха очищается
27
при помощи фильтров, что решает проблему запыленности воздуха в мастерских, снова нагревается и попадает в помещение. В холодное время года такая установка подогревает входящий воздух до комфортной температуры, для этого устанавливается нагреватель, который может быть электрическим или водяным, (подключенным к системе водяного отопления). Это актуально в случае, когда есть ограничения по нагрузке на электросеть.
В настоящее время все большее распространение получают грунтовые теплообменники - система труб, проложенная по участку в земле ниже глубины промерзания грунта (1,5-2 м), температура которого остается постоянной круглый год
(8-10 °С) [20]. В зимний период, проходя по трубе теплообменника, приточный воздух нагревается с минусовой температуры (-15 °С), до 0 °С и более, что снижает расход электроэнергии на его нагрев. Летом происходит обратный процесс - воздух в
трубе охлаждается (например, с 30 °С до 20 °С) и попадает в помещения.
Использовать грунтовый теплообменник нецелесообразно, если температура наружного воздуха находится в пределах +9 °С - +15 °С, поскольку собственная температура грунтового теплообменника в пределах +10 - +12 °С [5, с. 549]. Поэтому в межсезонье, когда нет необходимости дополнительно подогревать или охлаждать приточный воздух, его забор происходит непосредственно с улицы, через воздухозаборник в стене здания, при этом грунтовый теплообменник из системы вентиляции временно исключают.
Теоретические исследования [6, с. 154] (рис. 1) показали, что затраты электроэнергии на нагрев приточного воздуха обычным тепловентилятором в системе без рекуператора и без грунтового подогрева (при производительности установки V = 1 000 м3/ч) составляют около 46 746 кВт-ч/год.
2617,01
ни нагрев воздуха, кВт ч/год
= с рекуператором, кВт ч/год
:: с грунтовым теплообменником (ГТ), кВт ч/год ■ с ГТ с последующей рекуперацией тепла, кВт ч/год
Рисунок 1 - Годовые затраты теплоты, кВт-ч/год
При работе приточно-вытяжной вентиляции с использованием подогрева от грунтового теплообменника с использованием того же тепловентилятора годовые затраты электроэнергии составят 24 937 кВт-ч/год.
При работе приточно-вытяжной вентиляции с использованием подогрева от грунтового теплообменника с последующей рекуперацией тепла годовые затраты электроэнергии снизятся до 8 631 кВт-ч/год. Поэтому включение в систему приточно-
вытяжных установок грунтового теплообменника с последующей рекуперацией теплоты является экономически оправданным.
Процесс работы ПВУ с грунтовым теплообменником и рекуператором теплоты (рис. 2) в зимнее время года заключается в следующем: воздух, проходя через воздухозаборник 1, фильтруется, движется по воздуховоду 16 и нагревается, далее проходит по вентиляционной шахте 13.
28
и приточно-вытяжной установки:
1 - воздухозаборник; 2 - фильтры; 3 - дождевая решетка; 4 - вентиляторы; 5 - ТЭНы; 6 - автоматика управления приточно-вытяжной установкой; 7 - потолочные диффузоры; 8 - датчики температуры;
9 - пластинчатый рекуператор; 10 - заслонка; 11 - отвод конденсата; 12 -поддон; 13 - вентиляционная шахта; 14 - насос; 15 - ревизионный колодец; 16 - воздуховод
На входе в пластинчатый рекуператор 9 воздух снова фильтруется, проходит в теплообменник и, если требуется, подогревается до установленной автоматикой 6 температуры электрическим ТЭНом
5. Нагретый воздух поступает через потолочные диффузоры 7 в помещение. Автоматика приточновытяжной установки управляет насосом 14 в ревизионном колодце 15, регулирует воздушный поток вентиляторами 4 и ТЭНом на подогрев. Также есть шесть датчиков температуры 8: аварийный (внутри пластинчатого рекуператора, который ограничивает приток, закрывая или открывая заслонку 10); после ТЭНа, чтобы считывать показания нагрева воздуха; два датчика вне и внутри помещения для регулирования режимов работы ПВУ в зависимости от температуры окружающей среды; два датчика уровня жидкости в ревизионном колодце и в поддоне 12 пластинчатого рекуператора. Удаляемый воздух проходит на улицу по трубе, защищенной дождевой решеткой 3.
В летнее время года при прохождении воздуха через воздуховоды в ревизионном колодце и в поддоне под пластинчатым рекуператором конденсируется и скапливается вода, которая удаляется
по шлангу отвода конденсата 11 (на улицу или в канализацию).
Для эффективной работы установки необходимо создать разность давлений не менее 708 Па (сумма потерь давления в рекуператоре и воздуховоде), при расходе 1 000 м3 воздуха в час, что обеспечивается работой двух вентиляторов суммарной мощностью 0,36 кВт [6, с. 241].
Проведенные нами расчеты показали, что затраты на изготовление ПВУ с грунтовым теплообменником и рекуператором составят 73 818,16 руб. при этом трудоемкость при использовании ПВУ снизится с 60 до 10 мин., что позволит сэкономить 33 615 руб./год при хранении на закрытой площадке 20 единиц техники.
Расчетный срок окупаемости предлагаемой конструкции составит 2,2 года, что говорит об эффективности её применения.
Выводы исследования и перспективы дальнейших изысканий данного направления. Обеспечить полноценный и достаточный воздухообмен в помещениях технического сервиса АПК способны такие системы приточно-вытяжной вентиляции, в конструкцию которых входит рекуператор и грун-
29
товый теплообменник, когда при теплообмене не происходит смешивания поступающего и удаляемого воздуха, а за счет максимальной площади теплообмена ею достигается качественный результат. Проведенные расчеты показали, что использование ПВУ с грунтовым теплообменником и рекуператором обеспечит ежегодную экономию средств до 33,6 тыс. руб./год, а срок окупаемости составит 2,2 года. В дальнейшем необходимо разработать методики, подобрать приборы и спланировать эксперимент для совершенствования конструкции ПВУ [4, 6], и обеспечения наилучших условий и уменьшения затрат на хранение сельскохозяйственной техники в закрытых помещениях.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Иванов О. П., Рымкевич А. А. Методика комплексной оценки эффективности использования утилизации тепла и холода в системах кондиционирования воздуха. // Холодильная техника. 1980. № 3. С. 34-38.
2. ГОСТ21.602-2003 «СПДС. Правила выполнения рабочей документации отопления, вентиляции и кондиционирования».
3. ГОСТ 21.602-79 «СПДС. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Рабочие чертежи».
4. Кириллов П. Л. Справочник по теплогидравлическим расчетам. М. : Энергоатомиздат, 1984. 296 с.
5. Мартыненко О. Г. Справочник по теплообменникам. М. : Энергоатомиз-дат, 1987. 560 с.
6. Маслов В. П. Математическое моделирование процессов тепломассопереноса [Текст]. М. : Наука, 1987. 351 с.
7. Патент на полезную модель № 102095 РФ. Приточно-вытяжное устройство / Г. А. Захаров, О. Л. Лазовская, К. В. Цыганкова, А. А. Журмилов (РФ). 1 с : ил. 1. Опубл. 10.02.2011.
8. Патент на полезную модель № 102764 РФ. Приточно-вытяжная устрой-ство / Г. А. Захаров, О. Л. Лазовская, К. В. Цыганкова, А. А. Журмилов (РФ). 1 с: ил. 1. Опубл. 10.03.2011.
9. Патент на полезную модель № 127875 РФ. Приточно-вытяжная установка для вентиляции и кондиционирования воздуха / В. А. Пронин,
А. П. Верболоз, А. В. Цыганков (РФ). 1 с: ил. 1. Опубл. 10.05.2013.
10. Патент на полезную модель № 134619 РФ. Приточно-вытяжная установка с пластинчатым рекуперативным теплоутелизатором / А. А. Кавы-гин, С. А. Колыдяжный (РФ). 1 с: ил. 1. Опубл. 20.11.2013.
11. Патент на полезную модель № 140092 РФ. Приточно-вытяжная установка с теплоутелиза-тором / А. С. Клапишевский, А. М. Цьомык (РФ). 1 с : ил. 1. Опубл. 27.04.2014.
12. Патент на полезную модель № 2282794 РФ. Приточно-вытяжная установка с теплоутелиза-тором / О. С. Кочетов, М. О. Кочетова, Т. Д. Хода-кова, А. В. Шестернинов, М. Е. Стареев, Г. В. Львов, А. В. Куличенко (РФ). 1 с : ил. 1. Опубл. 27.08.2006
13. Патент на полезную модель № 75015 РФ. Установка для теплоснабжения, охлаждения и вентиляции помещений / А. Б. Кириллов (РФ). 1 с: ил. 1. Опубл. 20.07.2008.
14. СНиП41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование».
15. СНиП 23-01-99 «Строительная климатология».
16. СНиП 2.01.01-82 «Строительная климатология и геофизика».
17. Преимущества и недостатки рекуперативной вентиляции [Электронный ресурс] // КНуепР [сайт]. URL: http://klivent.net/ ventilyacion-nye-sistemy/rekupera-tivnaya -ventilyaciya.html. (Дата обращения 30.09.2015).
18. Промышленная вентиляция [Электронный ресурс] // Daikin: [сайт]. URL: http://
www.daikin.ru (Дата обращения 01.10.2015).
19. Приточно-вытяжная вентиляционная ус-
тановка с рекуперацией тепла [Электронный ресурс] // Ecotherm: [сайт]. URL: http://
www.ecotherm.ru (Дата обращения 30.09.2015).
20. Бесплатная энергия грунта. Комфортная температура с грунтовым теплообменником http:// www.muratordom.com .ua/ustanovka-i -oboru dovanie/ ventilyatsiya-i-konditsionirovanie/ bespla tnaya-ener giya-grunta,45_27254.html (Дата обращения
3 0.09.2015).
30
IMPROVING THE STORAGE CONDITIONS OF THE AGRICULTURAL TECHNOLOGY WITH THE USE OF AIR HANDLING UNITS WITH RECUPERATOR OF HEAT
© 2015
E. B. Mironov, the candidate of technical sciences, the associate professor of the chair «Technical service»
A. N. Shisharina, the post-graduate student
Nizhniy Novgorod state engineering-economic university, Knyaginino (Russia)
Annotation. It is known that one reliable way of storage of agricultural equipment is closed, i.e. in the premises (garages, hangars, etc.). In this case, provided favourable storage conditions, reduces the complexity of maintenance of cars in storage, thereby increasing the safety of technique. Currently agricultural producers strive to keep indoors new complex, expensive equipment of foreign and domestic production (tractors, harvesters, seeders, etc.). Violation of technology of preparation techniques and storage conditions leads to the destruction of coatings and corrosion on the surfaces of the parts, and the lack of proper inspection and prompt repair may lead to loss of operational reliability. Storage of agricultural machinery in adaptive of the required spaces almost completely protects them from any adverse effects (cold, snow, rain, wind, dust).
At the design stage of the construction of enterprise technical services provides a number of measures, according to the building regulations [2, 3, 16-18] for maintaining the required humidity and temperature that meet the requirements of fire safety, labour protection and safety, and that the air in the workshops, densely saturated with the products of chemical processing machines, smoke in welding, exhaust gases, etc. are continuously removed from the premises and replaced with a new one.
Therefore, improving the technology of storage of agricultural equipment in enclosed spaces becomes a vital
issue.
One of the areas of improvement is the maintenance of a comfortable temperature and humidity microclimate. To create such conditions can be used in air handling units (AHUs) with heat exchanger (O. G. Martynenko [5] O. P. Ivanov, and A. A. Rymkevich [1]).
This article discusses the possibility of using the SSP with the heat exchanger for the storage of agricultural equipment in enclosed spaces.
Keywords: ventilation, ground heat exchanger, recuperator, ventilation, service technical, the warmth, the installation of supply and exhaust; the heat recovery, the storage of equipment.
УДК 62-233.2
ОБОСНОВАНИЕ ПРОБЛЕМЫ РАЗРАБОТКИ И ПРИМЕНЕНИЯ НАПОЛНЕННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ВОССТАНОВЛЕНИИ ДЕТАЛЕЙ МАШИН В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ
© 2015
В. Н. Рукавишникова, преподаватель кафедры «Охрана труда и безопасность жизнедеятельности» Нижегородский государственный инженерно-экономический университет, Княгинино (Россия)
Аннотация. Эксплуатация машин является важнейшей составляющей сельскохозяйственного производства. В себестоимости сельскохозяйственной продукции около половины занимают затраты на эксплуатацию машинно-тракторного парка, при этом до 40 % из них приходится на техническое обслуживание и хранение машин. Следовательно, обеспечение работоспособности машинно-тракторного парка при минимальных затратах труда, материально-денежных средств и энергоресурсов является актуальной задачей. Актуальность поставленных задач становится еще более очевидной, если при этом учесть постоянный рост стоимости машин, дефицит техники и квалифицированных механизаторских кадров, увеличение цен на топливно-смазочные материалы, низкий уровень надежности и слабую ремонтно-техническую базу сервиса. Качество значительной части отечественных сельскохозяйственных машин не соответствует требованиям современного производства. Это приводит к повышению трудоемкости и затрат на ремонт техники, увеличивает расход запасных частей, горючесмазочных и других материалов, снижает работоспособность деталей, сборочных единиц и оборудования в целом. Одной из приоритетных задач в развитии системы технического сервиса сельскохозяйственной техники является развитие восстановления изношенных деталей, как альтернативы расходу новых на обслуживание стареющего парка машин. В работе проведен анализ проблемы выхода из строя сельскохозяйственной техники. В общем объеме отказов транспортеров, в том
31
