Отопление и вентиляция коровника на 400 голов

    _{Основные  потери теплоты через  окна}

 

    Т.к. половина окон расположена с северо-восточной стороны, то принимаются добавочные потери, равные 10% от потерь через окна. Тогда потери через окна с учетом дополнительных потерь

   

    Общая поверхность одинарных дверей  F_Д1=46.9 м², толщина которых d_Д=0.1 м, R₀=0.215 м²×°С/Вт [2]. Площадь двойных дверей с тамбуром F_Д2=6 м², сопротивление теплопередаче R₀=0.43 м²×°С/Вт [2].   Потери тепла через двери  составят

 

      Т.к. часть дверей обращены  на северо-восток и северо-запад,  добавочные потери через них  составят  10% от основных через  данное заграждение [2]

 

Полные потери через двери составят 

   

    Площадь поверхности наружных стен коровника  и помещения для раздачи грубых кормов

 

    Значение  сопротивления теплопередачи наружных ограждений  определяется по формуле 

         ,                                         (2.3)

где   R_B=0.086 м²*°С/Вт [2] – сопротивление тепловосприятию, т.к заполнение помещения составляет 82 кг/м²;

    R_Ti – сопротивление теплопроводности отдельных слоев m-слойного ограждения;

    R_Н=0.043 м– сопротивление теплоотдаче.

    Для стен коровника сопротивление теплопередаче

    

   м²×°С/Вт

    Для стен пристройки сопротивление теплопередаче 

    

 м²×°С/Вт

    Основные  теплопотери через стены коровника  составят

 

    Т.к. имеется вде наружные стены то дополнительные потери через стены  составят 5% от основных, дополнительные потери составят 10% через северо-восточную и северо-западную стены, дополнительные потери 5% составят через юго-восточную стену [2]. Все дополнительные потери составят

 

    Полные  потери тепла через наружные стены 

    

 

    Площадь поверхности покрытия коровника и пристройки

 

    Термическое сопротивление тепловосприятию перекрытия R_B=0.115 м²×°С/Вт [2]. Термическое сопротивление теплоотдачи наружной поверхности покрытия R_H=0.043 м²×°С/Вт [2].

Сопротивление покрытия коровника 

    

   м²×°С/Вт

Сопротивление покрытия помещения для раздачи

     

  м²×°С/Вт

    Общие потери через кровлю составят

    

 Вт,

    В общем случае сопротивление теплопередаче  ограждения определяется по формуле  

    Потери  теплоты через неутепленные полы вычисляются по зонам – полосам шириной 2 м, параллельных наружным стенам (рис.2.).

     

    Рис.2. Зоны полов.

     

    Т.к. потери во второй и третьей зонах  компенсируются за счет тепловыделений от хранящегося под полом навоза, то расчет теплопотерь ведется только в первой и четвертой зонах. Сопротивление  теплопередаче считается как  для неутепленных полов [3]:

    – для первой зоны  R_П=2.15 м²×°С/Вт;

    – для четвертой зоны R_П=14.2 м²×°С/Вт.

Суммарные теплопотери  по всем зонам пола

 

 

      Общие теплопотери через все  ограждения 

 

                                                                                                     

    Определение теплоты, расходуемой на нагрев приточного воздуха, производится по формуле

     ,                                                (2.4)

где  Q=Q_РАСЧ= 56777 м³/ч – расчетный воздухообмен помещения;

    r=1.25 кг/м³ – плотность воздуха при расчетной температуре t_B=3°С внутри помещения;

    с=1 кДж/(кг×°С) – удельная изобарная теплоемкость воздуха;

    t_H=-27°С – температура наружного воздуха.

    Значение  теплоты, расходуемой на нагрев приточного воздуха

    

                                 

    Определение расхода теплоты на испарение влаги.

    Поток теплоты, расходуемой на испарение  влаги с мокрых поверхностей помещения

      ,                                              (2.4)

где 2.49 – скрытая  теплота испарения, кДж/г;

    W_ИСП= 21888.7 г/ч – объем испаряющейся влаги.

    Расход  теплоты на испарение влаги

 

    Теплопотери на нагрев инфильтрующегося воздуха  равны 30% от  потерь теплоты через  все наружные ограждения

 

    Поток свободной теплоты, выделяемой животными 

     ,                                                              (2.5)

где n=400 – количество животных;

    q=799 Вт [2] – поток свободной теплоты,  выделяемой одним животным;

    k_t=1.16 [2] – коэффициент, учитывающий изменение количества выделенной животным теплоты в зависимости от температуры воздуха внутри помещения.

    Поток свободной теплоты, выделенной животными, составит

    

 

    _{Избыточное  тепловыделение}

    _{ФИЗБ=ФЖ–ФОГР–ФИНФ=370736–96903.4–28861=244971.6 Вт} 

    _{Тепловая  мощность системы  отопления и вентиляции}

    

 

      

    _{В коровнике  устанавливаем  воздушное отопление, совмещенное с  вентиляцией. Система подогрева воздуха в калориферах, работающих на воде, состоит из четырех калориферов. Воздуховоды расположены с юго-западной стороны здания.}

 

    _{3. Выбор калорифера.}

    _{Предварительная массовая скорость воздуха  в калорифере берется  равной (vr)Р=9 м/с и определяется расчетная площадь живого сечения для калорифера [2]}

      ,                                               (3.1)

 

    Т.к. площадь живого сечения велика, то необходимо взять четыре калорифера при параллельной работе (по ходу воздуха). Тогда площадь живого сечения каждого калорифера будет равна f_P/4=0.548 м².

    В таблице калориферов [2] данной площади  больше всех соответствует КВБ №10

    – площадь поверхности нагрева F=47.8 м²;

    – площадь живого сечения по воздуху f=0.558 м²;

    – площадь живого сечения по теплоносителю f_Т=0.0107 м².

    Действительная  массовая скорость воздуха для данного  калорифера уточняется по формуле [2]

                                                             (3.2)

    

кг/(с×м²)

    Скорость  воды в трубках калорифера определяется по следующей формуле [2]

     ,                            (3.3)

где r_В=1000 кг/м³ – плотность воды;

    с_В=4.19 кДж/(кг×°С) – удельная теплоемкость воды;

    t_Г =95°С и  t₀=70°С – температура воды на входе в калорифер и выходе из него;

    f_Т=0.0107 м² – площадь живого сечения трубок калорифера для прохода теплоносителя .

      Четыре калорифера подключены  параллельно к трубам теплоносителя,  поэтому каждый калорифер обеспечивает  четверть теплового потока (0.25×Ф) на нагрев воздуха.

    Т.к. в коровнике присутствует избыточное тепловыделение, то температура после калорифера подбирается по Нd-диаграмме и не будет соответствовать температуре внутри коровника. Температура воздуха после калорифера  t_К=–2 °С. 

    Скорость  движения воды в калорифере составит

    

 м/с  

    Действительный поток теплоты, передаваемый калориферной установкой нагреваемому воздуху [2]

     ,                                                        (3.4)

где k=23.7 Вт/(м²×°С) [2] – коэффициент теплопередачи;

    F=47.8 м² – площадь нагрева калорифера;

    t’_CP=(t_Г+t₀)/2=(95+70)/2=82.5 °С – средняя температура воды;

    t_СР=(t_К+t_Н)/2=(-2-27)/2=-14.5 °С – средняя температура нагреваемого воздуха.

    Поток теплоты, выделяемой четырьмя калориферами, подключенных параллельно к  трубопроводам, равен

%

    _{Запас по теплоотдаче составляет 19 %, значит калорифер выбран правильно.}

 

    4. Аэродинамический  расчет воздуховода и выбор  вентилятора. 

    Подачу  вентиляторов принимается по значению расчетного воздухообмена с учетом подсосов воздуха в воздуховодах. Т.к. подача воздуха в помещение  будет осуществляться двумя вентиляторами, то берется половина расчетного воздухообмена [2]