ФГОУ  ВПО Костромская ГСХА

    Кафедра безопасности жизнедеятельности и  теплоэнергетики 
 
 
 
 
 

Расчетно-пояснительная  записка

к курсовой работе по теплотехнике

на  тему

‘‘Коровник  для 300 коров беспривязного  содержания’’ 
 
 
 
 
 

Выполнил: студент 733 группы

факультета  электрификации и  автоматизации с/х

Масиев  С.Б

Руководитель: Смирнов А.Н 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Кострома 2011 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Содержание 

Введение…………………………………………………………………….….…3

Краткая характеристика помещения……………………………..….….4

1.Определение  расчетного воздухообмена…………………………..….5

1.1  Определение воздухообмена по  углекислоте………………………….….5

1.2   Расчет  воздухообмена по влаговыделениям………………………….…..5

2. Расчет теплового  баланса помещения…………………………………6

3. Выбор систем вентиляции  и отопления…………………………...…12

4. Подбор калориферов  воздушного отопления,  совмещенного с  приточной системой  вентиляции.………………………………….....12

5. Расчет воздуховодов  и подбор вентилятора  для приточной  системы вентиляции.………………………………………...……………15

6. Расчет вытяжной  вентиляции……………………………………...…..22

Список  использованной литературы…………………………………….23 
 
 
 
 
 

Введение

    В общем энергетическом балансе сельских районов ведущая роль принадлежит  тепловой энергии. Она расходуется  на отопление производственных, жилых  и общественных зданий, создание микроклимата в животноводческих и птицеводческих помещениях, при тепловой обработке  кормов и на многие другие цели.  

    Создание  и поддержание оптимального микроклимата в животноводческих помещениях комплексов и ферм, на птицефабриках - один из определяющих факторов в обеспечении здоровья животных и птицы, их воспроизводительной  способности и получения от них  максимума продукции при высокой  рентабельности производства. Это имеет  также важное значение для продления  срока службы конструкций зданий, улучшение эксплуатации технологического оборудования и условий труда  обслуживающего персонала. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Краткое описание объекта

В данной пояснительной  записке производится расчет отопления  и вентиляции для здания ремонтного молодняка на 300 голов беспривязного  содержания. В коровнике содержаться 300 телят  в возрасте от 1 до 3 месяцев.

      Объект  расположен в городе Ярославле.

      Атмосферное давление 99 кПа.

      Протяженность с северо-запада на юго-восток.

      Стены ремонтного молодняка несущие выполнены  из кирпича.

      Кровля  ремонтного молодняка из асбоцементных  волнистых листов.

      Полы  бетонные, цементные, деревянные.

Фундаменты  под стены – ленточные из бутового камня, под колонны – сборные  железобетонные башмаки.

      Колонны и балки – сборные железобетонные. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Определение расчетного воздухообмена.

    1.1 Необходимый воздухообмен при повышенной концентрации вредных газов (обычно СО₂) в помещении определяем по формуле:

    Q_газа = V_СО2 /(С_В - С_Н)        (1.1)

V_СО2 – объём выделившегося в помещении вредного газа (л/ч) и он равен:

  V_СО2 = с∙n          (1.2)

С_В – допустимая концентрация вредного газа в воздухе помещения (л/м³); С_Н  – концентрация вредного газа в приточном воздухе (для углекислоты С_Н = 0,3 л/м³); где с - количество СО₂ , выделяемое одним животным (л/ч);  n - число животных в помещении;

    С_В = 2,5 л/м³;    С_Н = 0,3 л/м³;    с = 56 л/ч;   n = 300

    Часовой объем приточного воздуха Q_газа по формуле (1.1) равен:

    Q_газа = (56∙300)/(2,5-0,3) = 7636,4 м³/ч

    1.2 Часовой объём приточного воздуха Qw(м³/ч), необходимого для растворения водяных паров, находят по формуле:

    Qw = W / [(d_в-d_н)r]      (1.3)

    где W - масса водяных паров, выделяющихся в помещении (г/ч); d_в и d_н - влагосодержание внутреннего и наружного приточного воздуха (г/кг сух. воздуха), r - плотность воздуха при температуре помещения (кг/м³).

    Влагосодержание внутреннего и наружного приточного воздуха определим по Hd-диаграмме

    при  t_в = 3°С  и =85%          d_в = 4 г/кг. сух. воздуха  

    при  t_н = -27°С и = 86%         d_н = 0,5 г/кг. сух. воздуха   

Суммарные влаговыделения в помещении для  животных рассчитывается по формуле:

_{W=WЖ· n·10%·1      (1.4)}

где n=300 – количество животных с одинаковым выделением водяных  паров;

W_Ж=100 г/ч– масса влаги выделяемой одним животным;

испарение влаги  с мокрых поверхностей помещения  составляет 10% влаговыделений животных.

     Подставив в формулу (1.4) значения величин, массаводяных паров, выделяющихся в помещении  будет равна

W=100·300·1=30000 г/ч

     Плотность сухого воздуха в зависимости  от температуры и барометрического давления определяется по формуле:

     ρ=(346/273+t_В) · (Р_Б/99.3),      (1.5)

где  t_B=3°C – температура внутреннего воздуха;

P_Б=99 кПа – барометрическое давление.

ρ=(346/273+3) · (99/99.3)=1.246 кг/м³

Подставив в  формулу (1.3) значения величин, станет известно значение воздухообмена  по избыточной влажности

Q_W=78300/(4-0.5) ·1.246=17955 м³/ч

Т.к значение воздухообмена по избыточной влаге  больше значения воздухообмена по углекислоте, то воздухообмен по избыточной влаге  берется за расчетный воздухообмен.        Q_РАСЧ=Q_W                 (1.6)

Кратность воздухообмена определяется по формуле:

К=Q_РАСЧ/V_п       (1.7)

где Q_РАСЧ= 17955 м³/ч – расчетный воздухообмен;

V_п=3553 м³ – объем помещения;

К=17955/3553=5 

2.Расчет теплового баланса помещения

    Тепловую  мощность (Вт) системы отопления  помещений для содержания животных определяют по уравнению теплового  баланса:

    Ф_от = Ф_огр + Ф_в + Ф_исп - Ф_ж                  (2.1)

      где Ф_огр - поток теплоты, теряемой помещением через наружные ограждения; Ф_в - поток теплоты , идущий на нагрев приточного воздуха ; Ф_исп -  поток теплоты , расходуемой на испарение влаги с мокрых поверхностей животноводческого помещения ;  Ф_ж- поток свободной теплоты, выделяемой животными. 
 

    При расчете тепловых потерь (Вт) помещением  учитывают основные суммарные потери через все наружные ограждающие  конструкции помещения и добавочные суммарные теплопотери:

    Ф_огр =Ф + Ф_доб               (2.2)

    Основные  потери теплоты через отдельные  ограждения определяют по формуле:

Ф =                (2.3)

    где Ro - общее сопротивление теплопередаче ограждения, м²∙ºС/Вт; F - площадь ограждения, м² ; t_в и t_н – расчетные температуры внутреннего и наружного воздуха, ºС; n - коэффициент, зависящий от положения наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху (n = 1). 

    Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции:

    Ro = Rв++Rн                        (2.4)

    где Rв - термическое сопротивление тепловосприятию внутренней поверхности  ограждения, м²°С/Вт; - сумма термических сопротивлений теплопроводности отдельных слоев m-слойного ограждения толщиной (м), выполненных из материалов с теплопроводностью , Вт/(м°С); Rн – термическое сопротивление теплоотдаче наружной поверхности ограждения (для наружных стен и бесчердачных покрытий Rн = 0,043 Вт/(м°С), для перекрытий чердачных и над неотапливаемыми подвалами

Rв = 0,086 Вт/( м°С).

    Определяем  термические сопротивления перекрытий

Стена состоит  из:

Обыкновенного глиняного кирпича =0.510 м, =0.76 Вт/(м_*^оС);

штукатурка из известкового-песчаного раствора =0.01 м, =0.76 Вт/(м_*^оС)

      R_Н=0.043 м²°С/Вт

      R_В=0.115 м²°С/Вт   

Определим Rо.ст для стены

R₀=0.115+0.510/0.76+0.01/0.76+0.043=0.8422 м²*°С/Вт

Окна  с двойными переплетами спаренные (двойное остекление)

    Rо.ок = 0,34 м²°С/Вт                                                                                      Площадь окна  равна Fокн. = 11.52 м²

Наружные  ворота деревянные двойные

    Rо.в=0,43 м²°С/Вт         

Определяем  основные теплопотери

  Западная  и Восточная стена (одинаковые)

  Ворота

    Площадь ворот с западной и восточной  стороны (2-е ворот): Fз.в= Fв.в = 3·2.3·2=13.8 м²

    Теплопотери (n = 1):  Фз.в = Фв.в = 13.8/0.43· (3+27) ·1=963.79 Вт

    Окна

         Площадь окон с западной и  восточноц стороны (2 окна): F_З.О=F_В.О=0.6·1.2·2=1.44 м²

Теплопотери (n = 1):  Ф_З.О=Ф_В.О= 1.44/0.34· (3+27) ·1=127 Вт

Стены

  Площадь западной и восточной стены:Fз.ст.=Fв.ст.= 18·4.5-F_З.О-F_З.В=65.8 м²

  Теплопотери (n = 1): Ф_З.СТ= Ф_В.СТ=65.8/0.8422· (3+27) ·1=2344 Вт 

  Южная стена

Двери

  Площадь дверей с южной стороны (4 двери):F_Д=4·2 .5·1=10 м²

  Теплопотери: Ф_Д =10/0.215· (3+27)=1395 Вт

Окна

      Площадь окна (12 окон):F_О =12·1.2·0.6=8.64 м²

  Теплопотери (n = 1): Ф_О=8.64/0.34· (3+27) ·1=762 Вт

Стены