Введення
Світло є одним з найважливіших параметрів мікроклімату. Від рівня освітленості та спектрального складу світла залежить зростання і розвиток, здоров'я і продуктивність тварин, витрати кормів та якість отриманої продукції. Під впливом світла посилюються окислювальні процеси та обмін речовин, стимулюються функції ендокринних залоз, підвищується стійкість організму до хвороб.
В даний час з введенням нової технології утримання тварин спостерігається все більша ізоляція їх від природного середовища. Тому зростає роль штучного світла і опромінювальних установок.
Раціонально спроектовані і грамотно експлуатовані установки (ОУ) дозволяють компенсувати недостатнє природне освітлення при мінімальних витратах електроенергії, електротехнічного устаткування і матеріалів.
При експлуатації освітлювальної установки освітлення на робочих місцях знижується через зменшення світлового потоку ламп в результаті їх старіння, забруднення освітлювальної арматури, ламп, стін і стелі освітлюваного приміщення.
Щоб освітленість не знизилася нижче нормованого значення, на стадії проектування ОУ вводять коефіцієнт запасу Кз. Значення коефіцієнта запасу залежить від типу джерела світла, від конструкції світильників і періодичності їх чищення, від наявності пилу, диму і кіптяви в робочій зоні приміщення. Для ламп розжарювання Кз = 1.15-1.7, для газорозрядних ламп 1.3-2.1
1. Дані по курсовому проекту
Нижче наведена таблиця зведених даних по курсовій роботі.
Табл.1
Номер пом. | Наз. пом. | Розміри. А + В, м | Характер середовища. | IP | Eн, лк | Джерело світла. |
1 | Пом. для телиць на 116 місць з 6 до 12 міс. віку. | 46,66 * 17,42 підлогу | Особливо сире з хім, активним середовищем | IP54 | 75 | ЛЛ |
2 | Пом. для биків на 24 місця з 6 до 12 міс. віку. | 25,82 * 17,42 підлогу | Особливо сире з хім. активним середовищем | IP54 | 75 | ЛЛ |
3 | Вент камера. | 7,46 * 6,22 | сухе | IP20 | 20 | ЛН |
4 | Інвентарна. | 5,6 * 2,48 | сухе | IP20 | 75 | ЛЛ |
5 | Приміщення для вет. обробки. | 2,4 * 3,7 0,8 стіл | сухе | IP20 | 30 | ЛН |
6 | Машинне відділення. | 6,84 * 17,42 на машині 1,5 | вологі | IP23 | 200 | ЛЛ |
7 | Пом. перевантаження гною. | 7,46 * 5,28 | Особливо сире з хім. активним середовищем | IP54 | 20 | ЛН |
8 | Тамбури | 3,11 * 6,22 підлогу | сухий | IP20 | 20 | ЛН |
9 | Електрощитова. | 5,6 * 2,48 на щиті 1,5 | сухе | IP20 | 100 | ЛЛ |
10 | Коридор. | 4,3 * 3,73 підлогу | сирі | IP51 | 75 | ЛЛ |
11 | Вигул биків | 31,11 * 6,22 | Особливо сирі | IP54 | 125 | ГЛВД |
12 | Вигул телиць | 28,62 * 9,33 | Особливо сирі | IP54 | 125 | ГЛВД |
13 | Зовнішнє освітлення. | 2 * 4 | сире | IP54 | 5 | ЛН |
2. Світлотехнічна частина
Ведемо розрахунок точковим методом для люмінесцентних ламп.
1. Визначаємося з призначенням приміщення 1 (приміщення для телиць на 116 місць з 6 до 12 місячного віку)
2. Яка середу в приміщення (особливо сира з хімічно активним середовищем).
3. Вибираємо нормовану освітленість (2. Стор. 38) Eн = 75 лк
4. Вибираємо джерело світла: якщо нормоване освітлення більше 50 лк то вибираються люмінесцентні лампи (ЛЛ), якщо висота 3м те, вибираються ЛЛ низького тиску, а якщо висота більше ніж 4,5 м, то вибираємо лампи високого тиску (ЛВД).
5. Вибираємо світильник:
а) за призначенням
в) за ступенем захисту (2. стор 55-58) (IP54).
г) за економічними показниками (2. стор 59-64).
Вибираємо світильник марку і потужність, кількість ламп. (ЛСП 18-1 * 15) Д-1 ККД = 65%
6. Визначимо робочу висоту.
м
де H-висота приміщення (м), hсв - висота звису світильника від стелі (м), hр.п. - Висота робочої поверхні (м).
7. Визначаємо кількість світильників по сторонах (А і В).
8. Відносні умови освітленості.
Таблиця для зведення розрахункових даних
Nкт | Nсв | L1 | L1 / | L2 | L2 / | P | P / | E1 | E2 | E | E / |
Д | 2 | 0.32 | 0.1 | 0.32 | 0.1 | 0 | 0 | 51 | 51 | 102 | 428 |
4 | 0.32 | 0.1 | 0.32 | 0.1 | 4.14 | 1.38 | 6 | 6 | 12 | ||
1 | 4.56 | 1.52 | 3.92 | 1.3 | 0 | 0 | 131 | 127 | 258 | ||
3 | 4.56 |
1.52 | 3.92 | 1.3 | 4.14 | 1.38 | 29 | 27 | 56 | ||||
З | 1,2.3,4 | 2.44 | 0.81 | 1.8 | 0.6 | 2.07 | 0.69 | 70 | 55 | 125 | 500 |
Криві изолюкс Е1, Е2 (1. Стор 187)
Подивимося, який вплив точок: т. Д Е / = 428 (min)
т. З Е / = 500 (max)
Вважаємо, який світловий потік повинен бути.
Тепер вибираємо лампу для світильника за отриманими даними з таблиць (1. Стор.76)
Параметри обраної лампи: ЛДЦ-15 Ф = 410 лм.
Лампу перевіряємо, чи проходить вона по світловому потоку, якщо розрахунковий результат буде більше або менше 10% то треба вибирати нову лампу, а може бути і світильник.
Розрахунок ведемо методом питомих потужностей.
Цей метод рекомендується для другорядних приміщень, до висвітлення яких не чіпляються. Також цей метод застосовується для визначення освітлювальних навантажень для початкових стадій проектування.
Значення питомої потужності залежить від типу і від світла джерела, розміру приміщення, висоти підвісу, світлового коефіцієнта відбиття (стелі, стін і робочої поверхні) (2. Стор 73-78).
Цим методом буде розраховане 8 приміщення (тамбури).
S = 19.34 м2 Eн = 20 лк
Вибираємо світильник:
а) за призначенням
в) за ступенем захисту (2. стор 55-58) (IP20).
г) за економічними показниками (2. стор 59-64).
Вибираємо світильник марку і потужність, кількість ламп. (НСО-02-1 * 150) Д-1 ККД = 65%
Визначимо робочу висоту.
м
де H-висота приміщення (м), hсв-висота звису світильника від стелі (м), hр.п. - висота робочої поверхні (м).
Визначаємо кількість світильників по сторонах. А і В.
Відносні умови освітленості.
Шукаємо в таблиці питому потужність (2. Стор 73-74).
Руд. (Табл) = 30.1 Вт/м2
Знаходимо розрахункову питому потужність.
Знаходимо потужність загальну розрахункову.
Знаходимо потужність загальну табл. і робимо перевірку.
Вибираємо тип лампи.
Тип лампи Б215-225-150 Фл = 2100 лм Рл = 150 Вт
Розрахунок ведемо методом коефіцієнтного використання.
Цей метод застосовуємо в приміщеннях, де: а) нормується горизонтальне освітлення.
б) відсутні великі затінюючі предмети.
в) є світлі загороджувальному конструкції.
Розрахуємо цим методом п'яте приміщення 5 (ветобработкі тварин).
S = 19.34 м2 Eн = 20 лк
Вибираємо світильник:
а) за призначенням
в) за ступенем захисту (2. стор 55-58) (IP20).
г) за економічними показниками (2. стор 59-64).
Вибираємо світильник марку і потужність, кількість ламп. (НСО-02-1 * 100) Д-1 ККД = 65%
Визначимо робочу висоту.
де H-висота приміщення (м), hсв - висота звису світильника від стелі (м), hр.п. - Висота робочої поверхні (м).
Визначаємо кількість світильників по сторонах (А і В).
де Z-коефіцієнт нерівномірності, N-кількість світильників у розраховується приміщенні, КПДоу - яка частина світлового потоку світильників використовується на робочій поверхні (2. стор. 16).
КПДоу = 35%
pпот = 70% pстен = 50% pраб = 30%
Вичитуємо індекс приміщення (2. Стор. 68).
Вибираємо тип лампи Б215-225-100 Фтабл = 1350 лм
Перевіряємо, чи пройде обрана лампа по світловому тому.
Точковий метод для ламп розжарювання
Точковий метод застосовується для розрахунку загального рівномірного і локалізованого освітлення приміщень та відкритих просторів, а так само місцевого при будь-якому розташуванні освітлюваних площин. Метод дозволяє визначити світловий потік світильників, для створення необхідної освітленості в розрахунковій точці при відомому розміщенні світильників та умов, що відбиття від стін, стелі та робочої поверхні не відіграє суттєвої ролі.
Розрахуємо цим методом п'яте приміщення 8 (тамбури).
S = 19.34 м2 Eн = 20 лк
Вибираємо світильник:
а) за призначенням
в) за ступенем захисту (2. стор 55-58) (IP54).
г) за економічними показниками (2. стор 59-64).
Вибираємо світильник марку і потужність, кількість ламп. (НПП-04-1 * 60) Д-1 ККД = 50%
Визначимо робочу висоту.
де H-висота приміщення (м), hсв - висота звису світильника від стелі (м), hр.п. - Висота робочої поверхні (м).
Визначаємо кількість світильників по сторонах (А і В).
Визначаємо умова освітленості в точці під світильником (так як світильник у цьому приміщенні один то розрахунок спрощується, вважаємо тільки під світильником).
За отриманими даними вибираємо з Айзурбенга стор.176 вибираємо тип лампочки: Б215-225-60 Фн = 715 лм
Зовнішнє освітлення приймаємо таке ж, як і в приміщенні, номер вісім.
Розраховуємо приміщення прожекторним методом.
Зведена таблиця за тим приміщенням, які не увійшли до приклади розрахунків.
№ | Назва приміщення. | Джерело світла. | Марка світильника. | Тип обраної лампи. |
1 | Пом. для телиць на 116 місць з 6 до 12 міс. віку. | ЛЛ | ЛСП 18-1 * 15 | ЛДЦ-15 |
2 | Пом. для биків на 24 місця з 6 до 12 міс. віку. | ЛЛ | ЛСП18-1 * 15 | ЛДЦ-15 |
3 | Вент камера. | ЛН | НСО-02-100 | БК215-225-100 |
4 | Інвентарна. | ЛЛ | ЛПО-02-2 * 65 | ЛБ-65 |
5 | Приміщення для вет. обробки. | ЛН | НСО-02-200 | Б215-225-200 |
6 | Машинне відділення. | ЛЛ | ЛПО30-2 * 20 | ЛДЦ-20 |
7 | Пом. перевантаження гною. | ЛН | НСП01-1 * 200 | Б215-225-200 |
8 | Тамбури | ЛН | НВП-04-1 * 60 | Б215-225-60 |
9 | Електрощитова. | ЛЛ | ЛПО-21-2 * 40 | ЛБ-40 |
10 | Коридор. | ЛЛ | ЛПО25-2 * 40 | ЛБ-40 |
11 | Вигул биків | ГЛВД | ---------- | ------------ |
12 | Вигул телиць | ГЛВД | ||
13 | Зовнішнє освітлення. | ЛН | НВП-04-1 * 60 | Б215-225-60 |
3. Електрична частина
Розрахунок електричних освітлювальних мереж включає визначення перерізів проводів та кабелів, при яких робочий струм ліній не створює нагрівання проводів та кабелів, при яких робочий струм не створює перегріву проводів, забезпечуються необхідні рівні напруги в ламп і достатня механічна міцність у проводів.
Вибір схеми електропостачання та напруги освітлювальної установки.
Харчування освітлювальної мережі здійснюється від трансформаторів. При напрузі силових приймачів 380 В живлення установок здійснюється, як правило, від трансформаторів 380/220 В, загальних для силової та освітлювальної навантаження.
Рис. 2 Електрична схема № 1.
Освітлювальні щити насичуються через силовий освітлювальний щит. На кожен освітлювальний щит силовому розподільному пункті передбачається окрема група.
У сільськогосподарському виробництві в основному застосовуються освітлювальні мережі змінного струму із заземленою нейтраллю напругою 380/220 В. Мережі з ізольованою нейтраллю використовуються в спеціальних установках з підвищеним вимогою електробезпеки, а постійний струм - для резервного живлення особливо відповідальних освітлювальних приймачів і в спеціальних електроустановках.
Нижче наведені потужності освітлювальних установок:
Розрахункова схема освітлювальної мережі.
Розрахунок перерізу проводів на min провідників матеріал не вважають. Для того щоб порахувати перетин проводів треба знайти моменти всіх гілок і ділянок на наведеній сх.1. Нижче наведено повний розрахунок для однієї групи світильників, а всі інші розрахунки будуть зведені в табл. № 4.
4. Розрахунок техніко-економічних показників освітлювальної установки
Проектування освітлення є багатоваріантної завданням. Кожен з можливих варіантів, що створює однакові умови освітлення, може відрізнятися типом використовуваних світильників, проводів, видів проводки і т.п. Внаслідок цього будуть різними капітальні витрати, експлуатаційні витрати і довговічність установки.
1. Економічну ефективність освітлювальної установки оцінюють наведеними витратами:
де З-наведені витрати з даного варіанту, руб.
Ен = 0,15 - нормативний коефіцієнт ефективності капітальних вкладень.
К-капітальні вкладення на спорудження освітлювальної установки, руб.
Е-річні експлуатаційні витрати на систему штучного освітлення, руб.
2. Капітальні витрати на виготовлення освітлювальної установки розраховуються за формулою:
де N - загальне число одного типу в освітлювальної установки, шт.
Кл - ціна однієї лампи, руб.
n-число ламп в одному світильнику, шт.
Кс - ціна одного світильника, руб.
Км - вартість монтажу одного світильника, руб.
коефіцієнт, що враховує втрати енергії в ПРА, приймається 1,2 при люмінесцентних лампах і 1,1 при лампах ДРЛ і ДРІ.
Рл - потужність однієї лампи, Вт.
Важкі мостові - вартість монтажу електротехнічної частини освітлювальної установки (щитки, мережа тощо) на 1 кВт установленої потужності ламп з урахуванням втрат в ПРА, орієнтовно приймається 100 руб. / кВт.
Вартість монтажу світильника визначають по цінниках на електромонтажні роботи або орієнтовно приймається рівною 25% вартості світильника.
Експлуатаційні витрати складаються з вартості електроенергії, що витрачається на освітлення, вартості замінних ламп, вартості чищення світильників і автоматизованих відрахувань, яке для світильників, електроустаткування і освітлювальних мереж приймаються в розмірі 10% капітальних витрат.
3. Річні експлуатаційні витрати з утримання штучного освітлення визначаються за формулою:
де Еа - річні витрати на амортизації системи освітлення, руб.
Ео - річні витрати на обслуговування та поточний ремонт освітлювальної установки, руб.
Ее - вартість витраченої за рік електричної енергії з урахуванням втрат в ПРА і мережах, руб.
Амортизаційні відрахування робляться з метою накопичення коштів для заміни основного обладнання, що виходить з ладу, після закінчення терміну служби. Отже, сума цих відрахувань визначається терміном служби окремих елементів освітлювальної установки і капітальними витратами.
4. Амортизаційні відрахування в розмірі 10% капітальних витрат, відповідні 10 - річного терміну служби світильників, проводок і електрообладнання. Розраховуються за формулою:
Річні витрати на обслуговування та поточний ремонт освітлювальної установки складаються в основному з вартості замінних ламп і витрат на чистку світильників:
де Ел - вартість змінюваних протягом року ламп, руб.
ЕЧ - витрати на чищення світильників за рік, руб.
Тр - тривалість роботи освітлювальної установки в рік, ч.
Тл - номінальний термін лампи, приймається для ламп розжарювання загального призначення 1000 год, для люмінесцентних ламп 1200 год
Сз - вартість робіт по заміні однієї лампи, руб.
n1 - кількість чисток світильників на рік
С1 - вартість однієї чищення одного світильника, руб.
При відсутності даних вартості заміни однієї лампи ця величина визначається множенням вартості чищення світильників на коефіцієнт 0,7.
5. Вартість електричної енергії витраченої за рік, визначається за формулою: