Отопрление и вентиляция свинарника на 300 голов

Министерство  сельского хозяйства Российской Федерации

Департамент кадровой политики и образования

Федеральное бюджетное государственное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования

Костромская государственная сельскохозяйственная академия 
 
 
 
 
 
 
 
 

Кафедра безопасности жизнедеятельности и  теплоэнергетики 
 
 
 

Курсовая  работа по теме:

«Отопление и вентиляция свинарника на 300 голов» 
 
 
 
 
 

Выполнил: студент 3 курса 2 группы факультета электрификации и автоматизации с/х

Карабасов М.А.

Принял: Смирнов А.Н. 
 
 
 

Кострома 2011

Содержание

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

Краткое описание объекта……………………………………………………...….4

1. Выбор системы отопления и вентиляции………………………………….5
2. Определение расчетного воздухообмена…………………………………..6
3. Расчет теплового баланса помещения……………………………………...9
4. Выбор калорифера…………………………………………………………...14
5. Аэродинамический расчет воздуховода и выбор вентилятора..………….16
6. Расчет вытяжной вентиляции…………………………………………....….20

Список литературы………………………………………………………..…….….21

    Введение

    Экономия  топливо-энергетических ресурсов является одним из ключевых направлений, от которого в большой степени зависит  прогресс всего народного хозяйства

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

    Краткое описание объекта 

    В данной пояснительной записке производится расчет отопления и вентиляции для  свинарника на 300 голов. В свинарнике содержатся свиньи на откорме массой 200 килограмм.

    Объект  расположен в Волгоградской области.

    Наружная  отопительная температура  –25 °С.

    Наружная  вентиляционная температура  –13 °С.

    Атмосферное давление 99 кПа.

    Относительная влажность воздуха 75 %.

    Протяженность с северо-запада на юго-восток.

    Стены свинарника выполнены из кирпича, окрашенных известкововым раствором по штукатурке.

    Кровля  свинарников из асбоцементных волнистых  листов.

    Полы  бетонные, цементно-песчаные.

    Вентиляция приточно-вытяжная с механическим побуждением и естественная.

    Отопление воздушное. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Выбор системы  отопления и вентиляции

    В  свинарнике  устанавливаем воздушное  отопление, совмещенное с вентиляцией. Вентиляцию берем приточную с  механическим побуждением и естественную вытяжную. Подогрев воздуха производится в калориферах, работающих на пару. Т.к. помещение имеет небольшие габариты, берем одну систему воздуховодов. Подача воздуха в помещение  осуществляется одним вентилятором. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    2. Определение расчетного воздухообмена. 

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

,                                                    (2.1) 

где  V_Г – 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;

,                                              (2.2) 

где  – норма выделения углекислоты одним животным;

    n_Ж– количество животных;

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

    Количество углекислого газа, выделяемого в помещении свиньями на откорме. 

    

 л/ч, 

    где  С_Ж=63 л/ч;

    n_Ж=300;

     . 
 

    Подставив численные значения в формулу (1.1), получим численное значение расчетного воздухообмена по углекислому газу 

 л/ч. 

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

 ,                                         (2.3) 

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

     d_В =10 г/кг– влагосодержание внутреннего воздуха, которое находится по H-d-диаграмме для температуры t_В=18°С и влажности воздуха f_В=75 %;

    d_Н=0.5 г/кг – наружного приточного воздуха определяется по H-d-диаграмме для температуры t_Н= - 25°С и влажности воздуха f_Н=75 %;

    r – плотность воздуха при температуре t_В=18°С помещения, кг/м³ .

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

                                                         (2.4) 

    Влагу, выделяемую животными, определяют по формуле [3] 

     ,                                                             (2.5) 

где n –  количество животных с одинаковым выделением водяных паров;

    w [3] – выделение водяных паров  одним животным;

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

    Подставив в формулу (1.5) значения величин, получим  массу выделяемой влаги:

    Для супоросных маток

 Вт, 

      w=202 - выделение водяных паров супоросными матками; 
 

    Влага, испаряющаяся с мокрых поверхностей помещения составляет 10% от общей массы выделяемой влаги [3]

    

 Вт. 

    Подставив в формулу (1.4) значения величин, получим  суммарные влаговыделения в помещении для животных 

    

 Вт 
 

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

    

 
 

    ,                                                       (2.6)

где  t_B– температура внутреннего воздуха;

    P_Б – барометрическое давление. 

    

 кг/м³,

                          

    где  t_B=18°C – температура внутреннего воздуха;

    P_Б= 99 кПа – барометрическое давление. 
 

    

 Вт; 
 

    Т.к  значение воздухообмена по избыточной влаге меньше значения воздухообмена  по углекислоте, то воздухообмен по углекислоте  берется за расчетный воздухообмен.

    Q_РАСЧ=V_CO2                                                                               (2.7) 

    Кратность воздухообмена определяется по формуле 

,                                                              _(2.8) 

где Q_РАСЧ= 12886 м³/ч – расчетный воздухообмен;

    V=3801.6 м³ – объем коровника; 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    3. Расчет теплового баланса помещения.

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

    Помещение для содержания свиней имеет размеры 66х12х4,8 м. Потолки в свинарнике отсутствуют. Полный объем помещения 3801.6 м³. Расположение свинарника с северо-запада на юго-восток.  Стены свинарника выполнены кирпичной кладкой толщиной d=0.51 м с теплопроводностью l=0.76 Вт/(м°С) [2], покрыты известковым раствором толщиной d=0.0012 м с теплопроводностью l=0.76 Вт/(м°С) по штукатурке толщиной d=0.02 м, имеющей теплопроводность l=0.84 Вт/(м°С) [2]. Кровля выполнена  асбоцементными волнистыми листами толщиной d=0.008 м теплопроводностью l=0.35 Вт/(м°С) [2] с утеплителем на минеральной вате толщиной d=0.06 м теплопроводностью l=0.07 Вт/(м°С) [2]. Полы бетонные.

    Поток теплоты, теряемой помещением, складывается из основных потерь теплоты через  все его наружные ограждения и  добавочных теплопотерь [2]

,                                           (3.1) 
 

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