3. Расчёт воздухообмена

Воздушная среда помещения различного назначения должна соответствовать определённым санитарно-гигиеническим нормам. Воздух, содержащий вредные выделения, концентрация которых превышает допустимые нормы, удаляется из помещения и заменяется чистым атмосферным воздухом

Расчёт воздухообмена будем осуществлять по избыточному газовыделению, по избыточной влаге и по избыточной теплоте, если в помещении есть теплоизбытки.

Необходимый воздухообмен (м³/ч) при повышении концентрации вредных газов (обычно СО₂) в помещении вычислим по формуле:

( 3.1)

где: – нормы выделения на одну голову, принимаем 158 л/ч [4, с. 277, приложение 19];

n – число животных в помещении (n=100 [1, с. 1];

– температурный коэффициент ( [2, с. 163, приложение 9])

С_В – допустимая концентрация вредного газа в воздухе помещения (С_В=2,5 л/м³, [2, с. 158]);

С_Н – концентрация вредного газа в наружном приточном воздухе (л/м³), для СО₂ С_Н=0,3 л/м³.

м³/ч

Необходимый воздухообмен (м³/ч), обеспечивающий допустимое содержание в воздухе помещения водяных паров:

(3.2)

где: w – масса водяных паров, выделяющихся в помещении, г/ч;

(3.3)

1,1 – коэффициент, учитывающий дополнительные потери на испарение [2, с. 25];

– масса водяных паров, выделяемых одним животным, принимаем 507 г/ч [4 с. 277, приложение 19];

n – число животных в помещении (n=100 [1, с. 1]);

и - влагосодержание внутреннего и наружного приточного воздуха, г/кг сухого воздуха. Определяем по H–d-диаграмме [2, с. 165, приложение 12] при и

- плотность воздуха, кг/м³. Вычисляем по формуле

(3.4)

кг/м³

кг/м³

Вычислим кратность воздухообмена в помещении по формуле:

(3.15)

- объём помещения (рис. 4), 2520 м³. 78

21

Кратность воздухообмена в помещении по формуле (3.15) равна

При расчёте тепловых потерь помещения учитываем основные через все строительные ограждения конструкций помещения (стены, потолок, пол, окна, двери) и добавочные теплопотери:

(3.7)

Основные потери теплоты через отдельные ограждения определяем по формуле:

(3.8)

где F – площадь ограждения, ;

и – расчётные температуры внутреннего и наружного воздуха, ;

– общее сопротивление теплопередаче, ;

n – коэффициент, зависящий от положения наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху.

Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции определяем по формуле:

(3.9)

где - термическое сопротивление тепловосприятию внутренней поверхности ограждения, ;

- сумма термических сопротивлений теплопроводности отдельных слоёв -слойного ограждения толщиной , м;

– теплопроводность материалов, ;

R_Н – термическое сопротивление теплоотдаче наружной поверхности ограждения, .

Посчитаем потери через стены.

Так-так стены выполнены из трёх материалов, вычислим термическое сопротивление теплопередаче каждого из них по формуле (3.9).

Принимаем: [2, с. 6], [4, с. 273].

стена состоит из силикатного кирпича м,[4, с. 272].

- для силикатного кирпича с м.

Площадь стен будем определять по формуле:

(3.10)

где - общая площадь стены, ;

- площадь оконных и дверных проемов, .

Посчитаем потери через южную стену.

Найдем площадь стены из силикатного кирпича толщиной 0,64 м. , :

см. рис. 2.

Тогда потери через стену из силикатного кирпича с м. равны по формуле (3.8):

При [2, с. 158, приложение 2] и ⁰С; n =1 [2, с. 5];

Посчитаем потери через северную стену:

Найдем площадь стены из силикатного кирпича толщиной 0,64 м. , :

Тогда потери через стену из силикатного кирпича с м. определяем по формуле (3.8):

Посчитаем потери через восточную стену:

Найдем площадь стены из силикатного кирпича толщиной 0,64 м. , :

Тогда потери через стену из силикатного кирпича с м. определяем по формуле (3.8):

Посчитаем потери через западную стену:

Найдем площадь стены из силикатного кирпича толщиной 0,64 м. , :

Тогда потери через стену из силикатного кирпича с м. определяем по формуле (3.8):

Посчитаем потери через оконные и дверные проемы.

Значение сопротивления теплопередаче оконных проемов примем равным 0,38 .[2, с.7]

Потери через окна направленные на юг:

Площадь окон равна

где 11 – количество окон с южной стороны.

Потери по формуле (3.8) равны:

Потери через окна направленные на север:

Площадь окон равна

где 11 – количество окон с северной стороны.

Потери по формуле (3.8) равны:

Потери через ворота находящиеся в восточной стене.

Рассчитаем деревянные ворота размером 42,3 м, площадью 9,2 м². Значение сопротивления теплопередаче равно 0,43 [2,с. 7];

- т.к. ворота с обеих сторон одинаковы.

Посчитаем потери теплоты через потолок.

Найдём его площадь:

Вычислим сопротивление теплопередаче по формуле (3.9):

где: 0,07 – теплопроводность мин. ваты [2,с. 7];

0,17 – теплопроводность руберойда [2,с. 7];

1,98 – теплопроводность железобетона [2,с. 7];

0,17 – теплопроводность пергамин [2,с. 7];

Потери через кровлю по формуле (3.8) равны:

Посчитаем потери теплоты через пол.

Разобьем поверхность пола на зоны (рис. 3) - полосы шириной 2 м., параллельные наружным стенам. 13

рис. 3

Пол выполнен из бетона на гравии с; такой пол считается не утепленным, так как λ<1,16 .

Сопротивление теплопередаче не утепленного пола для первой зоны составляет 2,15 , для второй – 4,3, для третьей – 8,16, для остальной площади пола – 14,2 .

При разбиении поверхности пола получилось четыре зоны:

Площадь первой зоны равна – 268 м², площадь второй равна – 236 м², площадь третьей – 204 м², площадь четвертой равна – 342 м².

Определим потери теплоты по формуле (3.8) для каждой зоны.

Для первой зоны:

Для второй зоны:

Для третьей зоны:

Для четвертой зоны:

Суммарные потери через весь пол равны сумме теплопотерь через все зоны. Определим их:

=49274,4 Вт

Определим добавочные теплопотери:

(3.13)

Для северных и восточных стен, окон, дверей [2, с. 8].

Для наружных дверей при открывании их на короткое время [2, с. 8].

Определим их по формуле (3.13):

Поток теплоты, расходуемый на нагрев инфильтрующегося воздуха составляет в среднем 30 от основных потерь через все ограждения помещения.

(4.6)

Определим тепловой поток теряемый помещением через ограждения по формуле (3.7)

Проведём расчёт избыточной теплоты

(3.5)

где: – тепловой поток, поступающий от различных животных, Вт

- тепловые потери через ограждения

(3.6)

Вт

Вт - избыток теплоты, значит в расчёте по избытку теплоты необходим.

Воздухообмен по избыточной теплоте:

(3.14)

с_р – удельная теплоемкость воздуха; с_р = 1 кДж/(кг); t_в и t_н -температура внутреннего и наружного воздуха.

За расчётный воздухообмен принимаем наибольший, т.е.

Q м³/ч

Вычислим кратность воздухообмена в помещении по формуле:

(3.15)

- объём помещения (рис. 4), 2520 м³.

Кратность воздухообмена в помещении по формуле (3.15) равна