Область использования и конструкции электрообогреваемых полов

Электрообогреваемые полы наиболее успешно применяются в свинарных - маточниках, свинарниках для доращивания поросят, цыплятниках-бройлерниках, помещениях для выращивания утят и индюшат, в телятниках. Электрообогреваемые полы улучшают микроклимат в зоне нахождения животных и птиц. Обогреваемый пол обладает хорошей теплоаккумулирующей способностью, невысокой металлоемкостью, прост по устройству, безопасен в пожарном отношении. Температура поверхности пола достаточно равномерна и легко подвергается автоматизации. Затраты труда на техническое обслуживание незначительны.

Электрообогреваемые полы, применяемые для общего и местного обогрева, можно сооружать как в существующем, так и в строящемся живот-новодческом помещении.

Для обогрева пола часто используют нагревательные провода ПОСХВ, ПОСХП, ПОСХВТ и ПНВСВ, технические данные которых приведены в таблице 1.1:

Т а б л и ц а 1.1 – Техническая характеристика нагревательных проводов

Параметры	ПОСХВ	ПОСХП	ПОСХВТ	ПНВСВ
Наружный диаметр, мм	2,9	2,3	3,4	6,2
Диаметр токоведущей стальной жилы, мм	1,1	1,1	1,4	1,2
Материал изоляции	поливинил- хлорид	полиэтилен	поливинил- хлорид	поливинил- хлорид
Найб.удельная мощность, Вт/м	7. . .9	9.....10	12.....13
Допустимая раб.тем-а С жилы поверхности оболочки	-	-	-	-
Теплопроводимость изоляции, Вт/(м )	0,17	0,3	0,2	-
Термическое соп-е изоляции, (м· оС)/ Вт	0,88	0,37	0,70	-
Линейное соп-е, Ом/м	0,174	0,174	0,12	не менее 0,5 МОм/м
Срок службы, тыс. час.				20 год

Поперечный раз электрообогреваемого пола показан на рисунке 1.1.

1-грунт; 2-щебень; 3, 6, 9-бетон; 4-гидроизоляция; 5-теплоизоляция

(котельный шлак); 7-наревательный элемент; 8-защитная сетка

Рисунок 1.1 – Устройство электро обогреваемого пола (размеры в см)

Работы по монтажу электрообогреваемого пола выполняют на месте в такой последовательности. На выделенных участках пола выкапывают углубление (0,3…0,6 м), дно которого уплотняют. Затем послойно укладывают щебень 2, бетонную стяжку 3, гидроизоляцию 4 из рубероида, поверхность которого покрывают битумом. Для сокращения потерь теплоты через грунт насыпают слой тепловой изоляции 5, (котельный шлак, керамзит и др.) и заливают бетоном 6, на который укладывают нагревательный элемент 7. Нагреватель также заливают бетоном, на поверхность которого укладывают защитную стальную сетку 8, с ячейкой 250·150 мм. Диаметр провода сетки 3-4 мм. Сетка соединяется с нулевым проводом сети. Монтаж заканчивают заливкой бетонной стяжки 9.

При рабочем напряжении 36 В использования проводов с теплостойкой изоляцией в экранировании нет необходимости.

Ширина обогреваемой полосы зависит от вида животных. В коровнике обогревают полосу шириной 0,5…0,6 м, в свинарнике маточнике -шириной 1,3 м. В птичнике с напольным содержанием обогревают полосу шириной 0,2…0,3 от ширины помещения.

В свиноматочниках площади, занимаемые поросятам и свиноматками, следует разгородить и устроить в перегородках лазы для свободного прохода поросят к маткам. Пол под поросятами следует нагревать сильнее, чем под свиноматками. Это необходимо потому, что поросятам требуется больше тепла. В стойлах для свиноматок оставляют необогреваемую полосу пола шириной не менее 0,9 м для дефекации. Нагреваетльный провод монтируется зигзагом по длине обогреваемых полос, причем в полосе для поросят шаг нитей берется меньше, чем в полосе для свиноматок.

При расчете электрообогреваемого пола необходимо выбрать материал нагревательного элемента, определить длину, сечения и способ его размещения (выполнить компановку). Материал элемента должен отвечать ряду требований, к которым относятся температура нагревателя, линейная мощность, длина, механическая прочность, работоспособность при температуре, обусловленной технологией (см. таблицу 1.2) .

Т а б л и ц а 1.2 – Рекомендуемые параметры для расчета электрообогреваемых полов

Вид животных	Реком-мая тем-а пола, оС	Удельная пов-я мощность, Вт/м2	Линейная мощность нагревателя,Вт/м	Реко. шаг укладки, м
Цыплята	35...40	150...300	7,5...30	0,05...0,1
Поросята	25...30	100...200	7...20	0,1...0,15
Свиньи на откормке	18...20	80...150	12...30	0,15...0,2
Больные коровы	26...29	150...190	22....40	0,15...0,2
Телята	20...24	100...150	10...22	0,1...0,15

Расчет электробогрева пола

Обогрев пола рассчитывается в следующей последовательности:

Полный (т.е. вверх и вниз) поверхностный тепловой поток (удельная поверхностная мощность) обогреваемого пола Вт/ :

, (1.1)

где α- коэффициент теплоотдачи пола, Вт/(м² · ^оС); α =10Вт/ (м² · ^оС);

и - температура соответственно поверхности пола и воздуха в помещении, (принимают по ОНТП в зависимости от вида и возрастной группы животных и птиц);

- коэффициент, учитывающие потери теплоты в грунт (при наличии гидро- и теплоизоляции ).

Шаг укладки а и температура t_ж поверхности провода – основные расчетные величины электрообогреваемого пола. Их определяют графическим способом путем совместного решения двух уравнений: t_ж =ƒ и t_ж = . Первое уравнение характеризует теплообмен нагревательного провода с окружающей средой, а второй дает связь между электрическими параметрами нагревателя.

Уравнение t_ж = ƒ можно записать на основе закона Ома для тепловой цепи:

или . (1.2)

Учитывая, что линейный тепловой поток провода равен , а термическое сопротивление теплоотдачи состоит из термического сопротивления изоляции провода R_Тиз и термического сопротивления пола R_Тп, для провода длиной 1м можно записать:

. (1.3)

Термическое сопротивление изоляции провода длиной 1м определяют по выражению термического сопротивления для цилиндрической стенки

, (1.4)

где - наружный диаметр провода, м ;

d – диаметр жилы провода, м;

- теплопроводность материала изоляции провода Вт/ .

Термическое сопротивление пола можно рассчитать по известному в теории теплопередачи выражению, если параллельно расположенные нагреватели, диаметр и температура которых одинаковы, размещены в полуограниченном массиве,

, (1.5)

где - гиперболический синус;

h – глубина, на которую заложен привод в массив пола, м;

- теплопроводность бетона, Вт/(мºС).

С учетом уравнений (1.4) и (1.5) отношение (1.3) можно записать в следующем виде:

(1.6)

Для построения кривой задаются тремя – четырьмя значениями а (например, 0,04; 0,06; 0,08; и 0,1м), по уравнению (1.6) для этих значений а и принятого значения Ф_F находят ∆t и определяют t_ж = ∆t + t_П.

Уравнение кривой t_ж=φ(Ф_F,a) можно получить из выражений для электрического сопротивления провода длиной 1м (l =1м).

(1.7)

(1.8)

Приравнивая правые части уравнений (1.7) и (1.8), получим

(1.9)

где - напряжение провода длиной 1м, В/м;

- отношение сопротивления стальной проволоки переменному току к сопротивлению стальной проволоки постоянному току при той же температуре ( , где d – диаметр проволоки, мм);

ρ₂₀ – удельное сопротивление стальной проволоки, Ом м.

Чтобы построить кривую , по выражению (1.9) для тех же значений шага а определяют температуру t_ж поверхности провода.

Построив кривые и , находят искомые значения шага укладки а и температуры t_ж поверхности провода как координаты точки пересечения этих прямых.