1. Определение теплопоступлений и теплопотерь при расчете вентиляции.

Алгебраическую сумму теплопоступлений и теплопотерь в животноводческом помещении в зимний период при расчете вентиляции:

Зимний период:

где:

– общая теплота, выделяемая животными, кДж/ч

При расчете теплообмена необходимо брать общую (а не явную) теплоту животных, т.е. учитывать энтальпию водяных паров, выделяемых животных.

- теплота, выделяемая источниками освещения, кДж/ч

Теплота, выделяемая источниками освещения, учитываются в безоконных животноводческих помещениях, и рассчитывается согласно санитарным нормам (по мощности ламп, приходящейся на 1м² пола и принимаемой 5Вт/м)

- теплопоступление от технологического оборудования, кДж/ч

- дополнительное теплопоступление от отопительных приборов, размещенных в животноводческом помещении, кДж/ч

В коровниках для содержания скота на откорме, в коровниках для привязного содержания молочных коров и телят, а также в свинарниках отопительные приборы обычно не устанавливают, поэтому в этих случаях следует принять равным 0.

- потери теплоты через ограждающие поверхности помещения, кДж/ч

Потери теплоты через ограждающие поверхности помещения в переходный и летний периоды учитываются только при разности температур внутреннего и наружного воздуха не менее 5⁰ С.В этом случае теплопотери, рассчитанные для холодного периода должна быть уменьшены прямо пропорционально отношению разностей температур внутреннего и наружного воздуха в холодный и переходный/или теплый/ периоды.

Тепловыделение от животных составляет:

где:

– количество животных, шт.

- количество общей теплоты, выделяемой одним животным кДж/ч (см. Приложение 5)

- коэффициент изменения тепловыделений, зависящих от температуры внутреннего воздуха. (см. Приложение 7)

- коэффициент, учитывающий фактическое заполнение помещения животными. ≈ 0,8…1,1

- коэффициент, учитывающий изменение тепловыделения в состояния покоя ≈ 0,80…0,85

- в зимний период

336*577*1*0,9*0,825 =144 кВт

Теплопоступления от технологического оборудования

196*(1- 0,75)*0,9*0,7*0,7 = 21,6 кВт

где:

- установленная мощность данного типа электродвигателей, кВт

- КПД электродвигателей;

– коэффициент использования установленной мощности электродвигателей ≈ 0,75…0,90

- коэффициент суточной загрузки, равный ≈ 0,5… 0,8

- коэффициент одновременности работы электродвигателей ≈ 0,6… 0,95

Теплопоступление от осветительных приборов

Можно не учитывать, в виду наличия в животноводческом помещении окон.

= 0 кВт

- в холодный период

Определяем теплопотери в зимний период:

где

- теплопотери, соответственно, через стены, покрытие, двери, окна, пол

Подсчитываем коэффициент теплопередачи стен

где:

- толщина i–го слоя материала, покрытий, м;

- коэффициент теплопроводности i-го слоя,м;

-коэффициент теплопередачи от внутреннего воздуха к поверхности стены; в большинстве случаев α_вн принимают равным 8,75 Bт/(м²*К), а если помещение заполнено животными более 80 кг живой массы на 1 м², то α_вн=12 Вт/(м²*К)

- коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности стены к наружному воздуху, Вт/(м²*К)

Коэффициент теплоотдачи зависит от скорости ветра и может быть подсчитан по экспериментальным формулам:

- для наружных стен

, Вт/(м²*К)

где - скорость ветра, м/с

=13,77 Вт/(м²*К)

===1,18Bт/(м²*К)

Расчетная зимняя температура наружного воздуха для зоны Тюменской области, принимаемая по Приложению 2, составляет =233 К, температура внутреннего воздуха, согласно данным Приложения 1, может быть принята 288 К. Среднюю скорость ветра за январь для Тюменской области принимаем равной =6 м/с, следовательно, коэффициент =1,05

Примем, что продольные стороны здания ориентированы, соответственно: одна – на юг, другая – на север; торцевые стороны, следовательно, ориентированы на запад и восток.

Площадь каждой из продольных стен с учетом размещения на них окон и дверей составляет:

= 222,6 м²

Площадь каждой из торцевых стен:

= 1404 м²

При определении потерь теплоты через ограждения необходимо учитывать основные и добавочные потери. В общем виде теплопотери через ограждения (стены, окна, двери, покрытия, пол) подсчитываются по формуле:

где:

- коэффициент теплопередачи, соответственно, стен, окон, дверей, покрытий, пола. (Вт/(м₂*К))

Значения коэффициента теплопередачи для окон и дверей приведены в Приложении 4, а для стен и покрытий были рассчитаны ранее.

- площадь ограждающей конструкции (м²)

Площадь находят следующим образцом. Площади пола и потолка вычисляют по размерам, соответственно, между осями внутренних стен и внутренними поверхностями наружных стен. Площади наружных стен определяют по размерам в плане внешнего периметра, а по высоте – от поверхности пола до верхнего уровня утеплителя чердачного перекрытия. Площади дверей и окон принимают по наименьшим размерам, строительных стен.

- значения поправочного коэффициента к расчетной разности температур может быть принята равной для бесчердачных покрытий, полов, наружных стен ψ = 1; для торцевых стен, имеющих тамбуры ψ = 0,7.

- влияние скорости ветра. Величина коэффициента при расчетной зимней скорости ветра до 6 м/с составляет 1,05; при скоростях ветра до 10 м/с,=1,2 (для ограждений, обращенных на север, восток, северо-восток и северо-запад) и =1,1 (для ограждений, обращенных на запад и юго-восток).

К_ссв – коэффициент, учитывающий расположение поверхностей ограждения относительно сторон света для продольной стены, окон, дверей и ската крыши, обращенных на юг, равен К_ссв =1,0 ; на север, восток, северо-восток и северо-запад К_ссв= 1,1; для торцевых стен, обращенных на запад и юго-запад К_ссв=1,05.

Теплопотери через стены составляют:

=0,77*195,3*(283 - 248)*1*1,05*1,1= 6 079 Вт =6 кВт

=0,77*195,3* (283 - 248)*1*1,05*1= 5 526 Вт = 5,5 кВт

+=2*0,77*42,8*(283 - 248)*0,7*1,05*1,05 = 1780 Вт = 1,8 кВт

Суммарные теплопотери через стены : 35,1 кВт

Теплопотери через окна:

3,1*20*(0,6+0,8)*(288 - 233)*1*1,05*1,1 = 1,8кВт

3,1*20*(0,6+0,8)*(283 - 248)*1*1,05*1 = 1,64 кВт

где = 3,1 Вт/(м²*К) принят по Приложению 4

Суммарные теплопотери через окна: 3,44 кВт

Теплопотери через двери и ворота

4,64(*0,9*1*(288 - 233))*2*0,7*1,05*1,05 =2,1 кВт

где =4,64 Вт/(м²*К) принят по Приложению 4. В расчетах также принято, что двери в торцовой части имеют тамбуры, поэтому для них ψ = 0,7

4,64*2,4*2*(283 - 248)*1,1*1,1*1,05 = 1,35 кВт

4,64*2,4*2*(283 - 248)*1*1*1,1=1,2 кВт

где =4,64 Вт/(м²*К) принят по Приложению 4.

Суммарные теплопотери через двери и ворота: 4,65 кВт

Коэффициент теплопередачи покрытия и площадь покрытия определены выше. Теплопотери через покрытие составляют:

= === 0,58 Bт/(м²*К)

1

=0,58*1404*(288 - 233)*1*0,7=49,3кВт

Найдем теплопотери через пол.

Разбиваем всю площадь пола на четыре зоны шириной 2 м каждая, считая от наружных стен

71,5*2*2 + 18*2*2 = 358 м²

67,5*2*2 + 10*2*2 = 360м²

63,5*2*2 + 6*2*2 = 278 м²

59,5*6 = 357 м²

, для второй зоны , для третьей , для четвертой .

= + кВт

Сумма теплопотерь через ограждения в зимний период:

= 35,1+1,64+1,35+4,65+14,8+4,9,3=106,9 кВт

Расход теплоты на нагрев инфильтрующегося воздуха в зимний период определяем при условии, что помещение расположено боковой стороной относительно господствующего направления ветра. Ворота и двери на торцевой стене здания закрыты. В связи с этим считаем, что инфильтрация воздуха в помещение коровника происходит только через окна и двери, расположенные на продольной его стене.

Массовая теплоемкость воздуха

Определяем массу инфильтрующегося воздуха:

где

- длина (периметр) притворов дверей, ворот, окон, (м)

- коэффициент, принимаемый в зависимости от характера притвора.

Для окон с одинарных с металлическими переплетами ; для дверей и ворот

- масса воздуха, поступающего через щель длиной l м, зависящая от скорости ветра.

При скорости ветра 5 м/с следует принимать, соответственно 17,6.

Определяем теплоизбыток в зимний период

= 165,6- 106,9 - 15,5 =43,2 кВт