Отопление и вентиляция коровника на 400 голов

    Костромская Государственная Сельскохозяйственная Академия 

    Кафедра безопасности жизнедеятельности и  теплоэнергетики 
 
 
 
 
 

    Пояснительная записка к курсовой работе по теме:

    “Отопление  и вентиляция коровника на 400 голов” 
 
 
 

Выполнил: студент  3 курса 2 группы факультета электрификации и автоматизации сельского хозяйства  

Руководитель:

Шабалина  Людмила Николаевна 
 
 
 
 
 

 Кострома  
Содержание 

    Введение                                                                                                        4

    Краткое описание объекта                                                                         5

       1. Определение расчетного воздухообмена                                         6

       2. Расчет теплового баланса помещения                                              8

       3. Выбор калорифера                                                                            13

       4. Аэродинамический расчет воздуховода  и выбор вентилятора   15

       5. Расчет вытяжной вентиляции                                                          19

      Список литературы                                                                                  20 
Введение

    В данном курсовом проекте ведется  расчет теплоснабжения коровника на 400 голов беспривязного содержания в боксах с подпольным навозохранением.

    Проект  состоит из пяти разделов:

    – определение расчетного воздухообмена;

    – расчет теплового баланса помещения;

    – выбор калорифера;

    – аэродинамический расчет воздуховода  и выбор вентилятора;

    – расчет вытяжной вентиляции.

    Расчетно-пояснительная  записка содержит также список использованной литературы, краткое описание объекта. 

 

    Краткое описание объекта

    В данной пояснительной записке производится расчет отопления и вентиляции для  коровника на 400 голов боксового  беспривязного содержания с подпольным навозохранением. В коровнике содержаться лактирующие коровы с удоем 15 литров и живой массой 400 килограмм.

    Объект  расположен в Тульской области.

    Расчетная отопительная температура  –27 °С.

    Расчетная вентиляционная температура  –14 °С.

    Атмосферное давление 99 кПа.

    Относительная влажность воздуха 82 %.

    Протяженность с северо-запада на юго-восток.

    Стены коровника выполнены из керамзитобетонных  панелей,окрашенных извесковым раствором, в пристройках кирпичные сплошной кладки, перегородки кирпичные.

    Кровля  коровника из асбоцементных волнистых листов, в помещении для раздачи грубых кормов – рулонная.

    Полы  бетонные, цементные, деревянные. Над  траншеями навозохранения – чугунные решетки.

    Вентиляция  приточная с механическим побуждением.

    Отопление воздушное совмещенное с приточной вентиляцией. 
1. Определение расчетного воздухообмена.  

    Необходимый воздухообмен при повышенной концентрации углекислого газа в помещении определяется по формуле

  ,                                                    (1.1)           

где  V_CO2 – количество углекислого газа, выделяемого в помещении, м³/ч;

    С_Н=0,3 л/м³ [2] – концентрация углекислоты в наружном приточном воздухе;

    С_В=2,5 л/м³ [2]– допустимая концентрация углекислого газа в воздухе помещения;

,                                              (1.2)

где С_Ж=143 л/ч [2] – норма выделения углекислоты одним животным;

    n_Ж=400 – количество животных;

    k_j=1.03 – коэффициент выделения животными углекислоты, зависящий от влажности внутри помещения.

    Количество  углекислого газа, выделяемого в  помещении

    

 

    _{Подставив численные значения в формулу (1.1), получится  численное значение расчетного воздухообмена  по углекислому газу}

 

    _{Воздухообмен  при условии удаления из помещения избыточной влаги находится  по формуле [2]}

  ,                                         (1.3)

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

    d_В =3 г/кг – влагосодержание внутреннего воздуха находится по H-d-диаграмме для температуры t_В=3°С и влажности воздуха f_В=70 %;

    d_Н=0.4 г/кг – наружного приточного воздуха определяется по H-d-диаграмме для температуры t_Н=-27°С и влажности воздуха f_Н=82 %;

    r – плотность воздуха при температуре помещения, кг/м³ .

    Суммарные влаговыделения в помещении для  животных рассчитывается по формуле [3]

      ,                                                    (1.4)

Влагу, выделяемую животными, определяют по формуле [3]

     ,                                                             (1.5)

где n=400 – количество животных с одинаковым выделением водяных  паров;

    w=458 г/ч [3] – выделение водяных  паров одним животным;

    k_t=1.16 [3] – коэффициент, учитывающий изменение количества выделяемых животным водяных паров в зависимости от температуры воздуха внутри помещения;

    k_j=1.03 – коэффициент выделения животными водяного пара, зависящий от влажности внутри помещения.

    Подставив в формулу (1.5) значения величин, масса  выделяемой влаги будет равна 

 

    Влага, испаряющаяся с мокрых поверхностей помещения определяется по формуле [3]

     ,                                                           (1.6)

где x=0.1 – коэффициент, зависящий от подстилки, канализации и др.

 

    Плотность сухого воздуха в зависимости  от температуры и барометрического давления определяется по формуле [2]

     ,                                                       (1.7)

где  t_B=3°C – температура внутреннего воздуха;

    P_Б=99 кПа – барометрическое давление.

    

  

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

 

    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                                                                               (1.8)

    Кратность воздухообмена определяется по формуле

,                                                              _(1.9)

где Q_РАСЧ= 56772 м³/ч – расчетный воздухообмен;

    V=8948 м³ – объем коровника;

 
_{2. Расчет теплового  баланса помещения.}

      _{Рис.1. Ориентация  здания по сторонам  света.} 

    _{Помещение для содержания коров  имеет размеры 106.75х18.6х2.45 м и помещение для раздачи грубых кормов 9.2х18х6.5 м. Потолки в коровнике отсутствуют. Полный объем помещения 8948 м³. Расположение коровника с северо-запада на юго-восток.  Стены коровника выполнены из керамзито-бетонных панелей толщиной d=0.31 м с теплопроводностью l=0.2 Вт/(м×°С) [2] покрыты известковым раствором толщиной d=0.0012 м с теплопроводностью l=0.76 Вт/(м×°С). Кровля осуществлена волнистой асбофонерой толщиной d=0.008 м теплопроводностью l=0.35 Вт/(м×°С) [2] с утеплителем на минеральной вате толщиной d=0.08 м теплопроводностью l=0.07 Вт/(м×°С) [2]. Полы деревянные с прослойкой из битумной  мастики на утрамбованном грунте или чугунные решетки.}

    _{Стены помещения для  раздачи грубых кормов выполнены из красного кирпича толщиной d=0.51м. Кровля четыре слоя рубероида d=0.006  теплопроводностью l=0.17 Вт/(м×°С) [2] на битумной мастике по цементной стяжке d=0.015 м теплопроводностью l=0.84 Вт/(м×°С) [2]. Утеплитель–жесткие минерало-ватные плиты толщиной d=0.08 м теплопроводностью l=0.07 Вт/(м×°С) [2]. Полы в помещении цементные толщиной d=0.025 м по бетону d=0.1 м на утрамбованной почве.}

    _{Поток теплоты, теряемой помещением, складывается из основных потерь теплоты через  все его наружные ограждения и добавочных теплопотерь [3]}

,                                           (2.1) 
 

      Основные потери теплоты складываются  из потерь через наружные стены,  окна, двери, крышу и пол. 

    _{Общая площадь поверхности 50 оконных блоков с  двойным раздельным остеклением} 

 

    Значение  сопротивления теплопередачи окон [2] 

    R₀=0.38 м²*°С/Вт

    Потери  тепла через ограждение вычисляются  по формуле [3]

     ,                                                  (2.2)

где R₀ – общее сопротивление теплопередаче ограждения, м²*°С/Вт;

    F=F_ОК – площадь поверхности ограждения, м²;

    t_В и t_Н – расчетные температуры внутреннего и наружного воздуха,°С;

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