Коровник для 300 коров беспривязного содержания

  Площадь южной стены:F_СТ=48·4.5-F_Д-F_О=197 м²

  Теплопотери (n = 1): Ф_СТ=197/0.841· (3+27) ·1=7027 Вт 

  Северная  стена

Окна

      Площадь окна (16 окон):F_О =16·1.2·0.6=11.52 м²

  Теплопотери (n = 1): Ф_О=11.52/0.34· (3+27) ·1=1016 Вт

Стены

  Площадь северной стены:F_СТ=48·4.5-F_О=205 м²

  Теплопотери (n = 1): Ф_СТ=205/0.841· (3+27) ·1=7313 Вт

  Крыша

  F_КР = 1848=864 м² 

     Перекрытие: железобетонные плита =0.25 м, =0.115 Вт/(м_*^оС);

            Кровля: Асбоцементные волнистые  листы =0.007 м, =0.49 Вт/(м_*^оС);

R_Н=0.086 м²°С/Вт

R_В=0.115 м²°С/Вт

Определим Rо.ст для крыши

  Rо.ст = 0.115 + 0.25/0.115 + 0.007/0.49+0.086 = 2.4м²°С/Вт 

Теплопотери (n = 1): Фкр = 864/2.43· (3+27) ·1=10800 Вт 

Пол 

Рис.1 План разбивки пола

 

Находим площади зон 

F_I = 48∙2·2 + 18∙2·2 = 264 м²

F_II = 44·2·2+14·2·2 = 232 м²

F_III = 40·2·2+10·2·2= 200 м²

F_IV = 864-696= 168 м²

Теплопотери через пол по формуле (2.0):

Фпол = (264/2.15+232/4.3+200/8.6+168/14.2)∙351 = 7420 Вт 

Основные Ф через все строительные ограждающие конструкции помещения (двери, стены, окна, крыша , пол).

Ф= Фз.в + Фв.в + Фю.д + Фз.ок + Фв.ок + Фз.ст + Фв.ст + Фю.ст + Фс.ст +

+ Фс.ок + Фю.ок + Фкр + Фпол

Ф = 963.792 + 1395 + 1272 + 23442 + 7027+ 7313+1016+762+10800+7420= 35583Вт 

Определяем  добавочные теплопотери:

Потери  по сторонам света:

Передняя  сторона выходит на север – 10%

Левая сторона выходит на запад – 5%

Правая  сторона выходит на восток – 10%

Дополнительные  теплопотери будут равны :

Фдоб.ст = Фз.ст∙0,05 + Фв.ст∙0,1 + Фс.ст∙0,1

Фдоб.ст = 2344∙0,05 + 2344∙0,1 + 8313∙0,1 = 1065 Вт

Фдоб.ок = Фс.ок∙0,1+Фв.ок·0.1+Фз.ок·0.05

Фдоб.ок = 1016∙0,1+127 ·0.1+127·0.05=125 Вт 

Добавочные  теплопотери через наружные двери  принимают равными 80% от основных, одинарные - 65%.

Фдоб.в = 0,8∙Фв∙2+0,65∙Фд

Фдоб.в = 0,8∙963.79∙2+0,65∙1395= 2449 Вт

Дополнительные  потери теплоты на нагревание наружного  воздуха, инфильтрующегося притворы окон, дверей и ворот принимаем 30% от основных теплопотерь через все ограждения.

Финф = 0,3∙Ф

    Финф= 0,3∙35583 = 10675 Вт

    Таким образом добавочные теплопотери  через ограждения

    Фдоб= Фдоб.ст + Фдоб.ок + Фдоб.в + Финф

    Фдоб =1065+125+2449+10675=14314 Вт

Qогр =35583 +14314 = 49897 Вт 
 
 

3. Выбор систем вентиляции и отопления

    _{В  коровнике  устанавливаем  воздушное отопление, совмещенное с  вентиляцией. Вентиляцию берем приточно-вытяжную. Подогрев воздуха  производится в калориферах. Поскольку помещение  имеет большие  размеры, подберём две  независимых системы  воздуховодов, в каждой из которых две  ветви трубопроводов. Подача воздуха в  помещение  осуществляется двумя вентиляторами (по одному  в каждой системе воздуховодов). Вентиляторы и  калориферы размещаем  в вентиляционных камерах с западной и восточной сторон здания.}

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

    Калориферы  - это приборы для подогрева  воздуха в системах воздушного отопления, механической вентиляции, кондиционировании  воздуха и в сушильных установках. В зависимости от вида теплоносителя  они подразделяются на паровые, водяные  и электрические.

    Подбор  калориферов выполняем в следующем  порядке:

Определяем  тепловой поток идущий на нагрев воздуха

Фв = 0,278∙Q∙ρ∙с_р∙(tк – tн)(2.2)

где V– объёмный расход воздуха, м³/ч;

ρ – плотность воздуха при температуре tк, кг/м³;

с_р = 1 кДж /(кг∙°С) – удельная изобарная теплоёмкость воздуха;

t_к – температура воздуха после калорифера, °С;

t_н – начальная температура воздуха, поступающего в калорифер, °С

Фв = 0.278∙17955∙1.25∙(3+27) = 187181 Вт

Вычисляем площадь живого сечения (м²) калорифера для прохода воздуха:

    f_р= Q∙ρ / 3600∙(vρ)_p(2.3)

    где (vρ)_p - расчетная массовая скорость воздуха, принимаемая равной 4...12 кг/(с м²);

    f_р= 17955∙1.25 / 3600∙11 = 0.555 м²

Подбираем по таблице модель и номер калорифера с площадью сечения по воздуху  близкой расчетной. 
 

Калорифер квб-№10

Площадь живого сечения по воздуху которого f = 0.558 м²

Площадь живого сечения по теплоносителю f_т= 0,0107 м²

Площадь поверхности нагрева F = 47.8м²

Для выбранного калорифера вычисляем действительную массовую скорость воздуха:

    vρ = Q∙ρ / 3600∙f(2.4)

    vρ  = 179551.25 / 36000.558 = 11 кг/см²

Определяем  скорость воды (м/с) в  трубках калорифера:

    w= Фв/[10³∙ρ_в∙с_в∙(t_Г – t_О) f_тр](2.5)

    где ρ_в – плотность воды, принимаемая равной 1000 кг/м³; с_в – удельная теплоёмкость воды, равная 4,19 кДж /(кг∙°С); f_тр- площадь живого сечения трубок калорифера для прохода теплоносителя, м² ; t_Г и t_О - температуры воды на входе в калорифер и выходе из него, С.

    w = 187181/ [10³∙1000∙4.19∙25∙0.0107]= 0.18м/с

Определяем  фактический тепловой поток (Вт), передаваемый калориферной установкой нагреваемому воздуху  по формуле:

    Ф_к= kF(t`_ср- t_ср)(2.6)

где k-коэффициент теплопередачи, Вт/( м²*С) ; F-площадь поверхности нагрева калорифера,м²;

    t`_ср- средняя температура теплоносителя, С;

    t_ср=(t_к+t_н)/2 - средняя температура нагреваемого воздуха, С;

t_г и t_о- температура воды на входе в калорифер и выходе из него, С; 

    Для теплоносителя воды

    t`_ср=(t_г+t_о)/2

    t`_ср=(95+70)/2=82.5С

    t_ср=(3-27)/2= -12С

    Ф_к = 28.9∙47.8∙(82.5+12) = 130544 Вт

    Проверим  условие запаса по теплоотдаче Ф_к= (1,15...1,2)Фв

    Ввиду того, что один калорифер не обеспечивает необходимой теплоотдачи, принимаем  к последовательной установке 2 калорифера того же номера, таким образом:

    Ф_к.у. = 2∙Ф_к = 2∙130544= 261088Вт

    Определим запас по теплоотдаче:

    (Ф_к.у. – Фв)/ Фв = ((261088–187181)/187181)·100% = 39% 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

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

    Расчёт  ведём также для половины здания, так как оно симметрично

    Подачу  вентилятора Q_в (м³/ч) для данного помещения принимают по значению расчётного воздухообмена Q с учётом подсосов воздуха в воздуховодах:

    Q_в = k_п∙Q(273+t) / (273+tв)(5.1)

    где k_п- поправочный коэффициент на подсосы воздуха в воздуховодах

    (k_п = 1,1); t - температура воздуха, проходящего через вентилятор, С;

    tв  - температура воздуха в рабочей  зоне помещения, С.

    Принимаем k_п=1,1

     Q_в = 1,18978(273-27)/(273+3) = 8803м³\ч

Разбиваем вентиляционную сеть на отдельные участки с постоянным расходом воздуха. Получаем три участка.

Определяем диаметры воздуховодов по формуле:             d_i = (Q_i/ 900πυ_i)^1/2(5.2)

    где Q_i- расход воздуха через i-ый воздуховод (м³/ч); υ_i- скорость воздуха в i-ом воздуховоде (м/с)

    Скорость  движения воздуха в магистралях - 10...15 м/с

                                                     в ответвлениях - 6...9 м/с

    Принимаем скорость движения воздуха на участках :

    1 участок - 9 м/с

    2 участок - 15 м/с

    3 участок - 9 м/с

      Вычисляем диаметры воздуховодов

    d₁ =d₃ = (4402 / (900∙3,14∙9))^1/2 = 0,412 м = 412мм

    d₂ = (8803/ (900∙3,14∙15))^1/2 = 0,456 м = 456 мм

    Определяем  площади сечения воздуховодов

    F = pd²/4(5.3)

    F₁ = F₃=3,140,412²/4= 0,133м²

    F₂=3,140,456²/4= 0,163м²

    Подсчитываем  площади выходных отверстий для  участков 1 и 3 наиболее удаленных от вентилятора. Принимаем расстояние между отверстиями 2 м, а скорость воздуха на выходе из отверстия 6 м/с.

    Определяем  площади наиболее удаленного отверстия  по формуле:

    f₁ =f₃=Q₁ / (3600nv)(5.4)

    где Q₁ - расход воздуха через рассчитываемый воздуховод, м³/ч; n - число отверстий ;v- скорость воздуха на выходе из отверстий, м/с.

    f₁ = f₃ = 4402/(3600446) = 0,005 м²

    Число отверстий в воздуховоде должно удовлетворять неравенству 

    n<1+F/(m∙ f_i)

    где  m = 0,65- коэффициент расхода; F – площадь сечения воздуховода.

    44< 1+0,558/(0,650,005) = 47.21

    44 < 47.21 - удовлетворяет, следовательно, количество отверстий выбрано правильно.