Отопление и вентиляция телятника на 340 телят

                                                                                                                                       

Министерство  сельского хозяйства  и продовольствия РФ

Департамент кадровой политики и образования

Костромская государственная  сельскохозяйственная

академия

 

 

Факультет электрификации и автоматизации сельского хозяйства

 

 

 

Расчетно-пояснительная  записка к курсовому проекту

на тему ‘‘Отопление и вентиляция телятника на 340 телят’’

 

 

 

Выполнил: студент 733 группы

Калязимов Е А

 

Руководитель: Шабалина Л.Н.

 

 

 

 

 

 

 

                                Кострома 2012

 

 

Cодержание:

 

Введение

Исходные данные.________________________________________

Краткая характеристика помещения_______________________

1.Определение  расчетного воздухообмена.___________________

1. Расчет воздухообмена по влаговыделениям._______________________

1.2    Определение воздухообмена по углекислоте.______________________

2. Расчет теплового баланса помещения.__________________

2.1 Определение тепловых  потерь через наружные 

ограждения помещения.____________________________________________

2.2 Определение теплового  потока, расходуемого на 

испарение влаги с мокрых поверхностей._______________________________

2.3 Определение теплового потока  на нагрев 

инфильтирующегося воздуха.________________________________________

2.4 Определение теплового  потока  , выделяемого животными.____________

2.5 Определение теплового потока, расходуемого на нагрев

приточного воздуха._______________________________________________

3. Выбор систем вентиляции и  отопления.___________________

4. Подбор калориферов  воздушного отопления, 

совмещенного с приточной  системой вентиляции. ___________                                                

5. Расчет воздуховодов  и подбор вентилятора 

для приточной системы  вентиляции. _______________________

6. Расчет вытяжной вентиляции .__________________________

Используемая  литература. ________________________________

 

 

 

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 помещения

 

Ферма является телятником на 340 телят привязного содержания.  Район расположения фермы Владимирская область. По направлению к сторонам света ось телятника направлена с запада на восток. Телятник подсоединен к централизованной системе отопления.

Телятник имеет размеры  длину 90 м и ширину 18 м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Определение расчетного  воздухообмена

 

1.1 Расчет воздухообмена  по влаговыделениям

Часовой обьем приточного воздуха Qw(м³/ч), необходимого для растворения водяных паров, находят по формуле [2,с. 73]:

Qw=W/[(d_в-d_н)r]                                                       (1.1.1)

где W-масса влаги, выделяющейся 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 воздуха определим  по Hd-диаграмме

при t_в=15 С  и =75%          d_в=7,4 г/кг. сух. воздуха   [1, табл. 7.1]

при t_н=-26 С и = 85%         d_н=0,5 г/кг. сух. воздуха    [3]

Плотность воздуха находят по формуле [2. с. 60]:

346/(273+t_в)                                                                   (1.1.2)

  346/(273+15)=1,201 кг/м³

Масса влаги, выделяющейся в помещении  складывается из влаги Wж-выделяемой животными  и влаги испарения Wисп [2, с. 126]:

W=Wж+Wисп                                                                         (1.1.3)       

Влагу, выделяемую животными, определяют по формуле [2, с. 126]:

Wж= nWk_t ,                                                                              (1.1.4)

где n-число животных с  одинаковым выделением водяных паров;

W-выделение водяных  паров одним животным (г/ч); k_t-коэффи-циент, учитывающий изменение количества выделяемых животным водяных паров в зависимости от температуры воздуха внутри помещения.

n₁=200, n₂=140

W₁=177г/ч     , W₂=344г/ч                                                             [1, прил. 7]

k_t=1,24                                                                                          [1, прил. 8]

Wж=(200 177+140 344) 1,24=103614,4 г/ч

Влага, испаряющаяся с  мокрых поверхностей помещения (пол, поилки, кормушки и др) [2. с. 127]:

Wисп= Wж,                                                                                (1.1.5)             

где -коэффициент, равный 0,1...0,25 для телятников.

При расчете принимаем =0,175

Wисп=0,175 103614,4=18132,5 г/ч

Влаговыделение в помещении  для коров по формуле (1.1.3):

W=103614,4+18132,5=121746,9 г/ч

Часовой обьем приточного воздуха Qw равен по формуле (1.1.1):

Qw=121746,9/[(7,4 - 0,4 ) 1,201]=14691,5 м³/ч

 

1.2 Определение воздухообмена  по углекислоте

Часовой обьем приточного воздуха Qсо₂ (м³/ч), необходимого для понижения концентрации углекислоты , вычисляют по формуле [2, с. 126]:

Qсо₂=сn/(c₁-c₂)                                                                       (1.2.1)

где с-количество СО₂ , выделяемое одним животным (л/ч); n-число животных в помещении; с₁-предельно допустимая концентрация СО₂ в воздухе помещения (л/м³); c₂- концентрация СО₂ в наружном воздухе в сельской местности (с₂=0,3...0,4 л/м³).

с1=56 л/м³  , с2=107 л/м³

с₁=2,5 л/м³                                                                                 [2, прил.7]

с₂=0,35 л/м³                                                                               [2, таб. 7.1]

 

Часовой обьем приточного воздуха Qсо₂ по формуле(1.2.1) равен:

Qсо₂=(56 200+107 104)/(2,5-0,35)=12176,7 м³/ч

Необходимый воздухообмен принимаем по влаговыделениям, т.е.

Q= Qw=14691,5 м³/ч

Правильность расчета  проверим по кратности воздухообмена  К, пользуясь формулой [2, с. 75]:

 К=Q/Vп                  (1.2.2)

где Vп-объем помещения.

В животноводческих фермах для холодного периода года К=3...5.

Объем помещения берем  из типового проекта Vп=4374 м³    

К=14691,5/4374=3,36 

Значение К удовлетворяет  заданному диапазону значит расчет воздухообмена выполнен верно.

 

 

 

2. Расчет теплового баланса помещения

 

Тепловую мощность (Вт) системы отопления помещений для содержания животных определяют по уравнению теплового баланса [1, с. 149]:

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 .

 

2.1 Определение тепловых потерь через наружные ограждения помещения

 

При расчете тепловых потерь (Вт) помещением  учитывают основные Ф через все строительные ограждающие конструкции помещения (стены , потолок , пол , окна , двери) и добавочные Ф_доп теплопотери [1, с. 5]:

Ф_огр= Ф+ Ф_доп                                                                            (2.1.1)

Основные потери теплоты  через отдельные ограждения определяют по формуле [1,с. 5]:

Ф=                                                                                (2.1.2)

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

 

 

 

Сопротивление теплопередаче ограждающей  конструкции [1, с. 6]:

Ro = Rв+ +Rн                                                                       (2.1.3)

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).

Определяем термическиские сопротивления  перекрытий

 

Несущие стены выполнены из:

1) кирпичная кладка из обыкновенного глинянного кирпича

  0,4м    =0,76 Вт/( м С)                                                   [1,с. 7]

2) штукатурка  0,015м    =0,84 Вт/( м С)                        [1,с. 7]

 

Определим Rо.ст

Rн=0,043 м² С/Вт                                                                           [1,с. 6]

Определим Rв.

Площадь помещения равна Fпом=18 90=1620 м²

Масса животных в помещении М=100 200+140 350=69000 кг

Заполнение животными  М/Fпом=69000/1620=42,6 кг/м²

 Rв=0,115 м² С/Вт                                                                          [1,с. 7]

Rо.ст=0,115+0,4/0,76 +0,015/0,84 +0,043=0,702 м² С/Вт

 

Окна с двойными переплетами  раздельные (двойное остекление)

Rо.ок=0,38 м² С/Вт                                                                          [1,с. 8]

 

Наружные ворота деревянные двойные

Rо.в=0,43 м² С/Вт                                                                             [1,с. 8]

 

Перекрытие выполнено из:

1) настил из досок  =0,03м =0,16 Вт/( м С)                              [1,с. 7]

2) минераловатные плиты  =0,12м =0,07 Вт/( м С)                  [1,с. 7]

3) рубероид  =0,003м =0,17 Вт/( м С)                                       [1,с. 7]

4) железобетонные плиты  перкрытия  =0,035м   =1,98 Вт/( м С)                                              [1,с. 7]

 

         Rн=0,086 м² С/Вт                                                                              [1,с. 6]

 Rв=0,115 м² С/Вт                                                                              [1,с. 7]

Определим  Rо.пер по формуле (2.1.3):

Rо.пер=0,115+0,03/0,16+0,12/0,07+0,003/0,17+

+0,035/1,98+0,086=2,139 м² С/Вт

 

Определяем основные теплопотери

 

          Фасад  А-Г

Площадь ворот

Fв=2 2,3 2,1=9,66 м²    (количество ворот: 2)

 Теплопотери через ворота

n=1                                                                                                       [1, с. 5]