Расчет теплового баланса и дефицита тепла

Проведем расчет теплового баланса и дефицита тепла.

Тепловой баланс в неотапливаемом свинарнике рассчитаем на январь по следующей формуле:

Qж = Qвен +Qок + Qохл + Qисп, где Qж — тепло, выделяемое животными за 1 час, ккал (см. приложение 3 из м/у).

Qвен — количество тепла, ккал-ч, расходуемого на обогрев поступающего в процессе вентиляции свежего атмосферного воздуха;

Qок — количество тепла, ккал-ч, расходуемого на нагрев ограждающих конструкций животноводческого помещения;

Qохлколичество тепла, ккал-ч, теряемого через вертикальные ограждающие конструкции, граничащие с наружным воздухом (продольные стены, окна, двери, ворота) за счет охлаждения их господствующими ветрами;

Qисп — количество тепла, ккал-ч, расходуемого на испарение влаги с мокрых поверхностей пола и других ограждений животноводческого помещения.

Основной источник тепла в животноводческих помещениях — это тепловыделения животными, Qж, величина которого зависит от количества животных, их физиологического состояния, продуктивности. Определим Qж по следующей формуле:

Qж =(Ф₁*n₁)+ (Ф₂*n₂)+…+ (Ф_х*n_х) ,.

где Qж — количество тепла, ккал-ч, выделяемое всеми животными, содержащимися в животноводческом помещении;

Ф_х — количество тепла, ккал-ч, выделяемое одним животным соответствующей половозрастной группы, содержащимся в животноводческом помещении (см. приложение 3 из м/у);

n_x — поголовье животных (голов) соответствующей половозрастной группы, содержащихся в животноводческом помещении (см. проектное задание).

Qж = (161*69) + (173*76) + (185*85) + (196*70) = 53 702.

Расход тепла в животноводческом помещении определяется его затратами с использованием следующих формул:

1. На обогрев поступающего в процессе вентиляции свежего воздуха:

Qвен =G*0, 24 *Дt,.

где Qвен — количество тепла, ккал-ч, расходуемого на обогрев поступающего в процессе вентиляции свежего атмосферного воздуха;

G — количество воздуха, удаляемого из помещения или поступающее в него в течение 1 часа, кг/ч, рассчитываемое умножением результата вычисления часового объема вентилируемого воздуха (см. пункт 3.1.2) на величину объемной массы воздуха, м /кг, при соответствующих показателях температуры и давления (см. приложение 14);

G=6000* 1,222= 7332.

0,24 — теплоемкость воздуха, ккал/кг/град;

Дt — разность между рекомендуемой оптимальной температурой воздуха внутри помещения (см. приложения 6 из м/у) и температурой наружного воздуха самого холодного месяца года — января (см. проектное задание).

Qвен =7332*0, 24 *39= 68 627,5.

2. На нагрев ограждающих конструкций:

Qоk=? (K*F) *Дt,.

где Q ok — количество тепла, ккал-ч, расходуемого на нагрев ограждающих конструкций;

К — коэффициент теплопередачи через ограждающие конструкции, ккал/м/град (см. приложения 10−13 из м/у);

F — площадь ограждающих конструкций, м ²;

Дtразность между рекомендуемой оптимальной температурой воздуха внутри помещения (см. приложение 6 из м/у) и температурой наружного воздуха самого холодного месяца года — января (см. проектное задание).

Таблица 6 Расчёт теплового баланса.

1) К пола = 0,2 (см. приложение 12 из м/у),.

F пола = а*b,.

Где, а — ширина помещения, м.

b — длина помещения, м (см. проектное задание);

F пола = 16,5*84= 1386;

2) К потолка =0,79 (см. приложение 11 из м/у),.

F потолка = F пола = 1386;

3) К окон =2,3 (см. приложение 13 из м/у);

F окон = n*a *b,.

Где nколичество окон, шт (см. проектное задание);

а — ширина оконного проема, м (см. проектное задание);

b — длина оконного проема, м (см. проектное задание);

F окон = 34*0, 8 *0, 6 = 16,32;

• 4) дверей нет;
• 5) К ворот = 2(см. приложение 13 из м/у);

F ворот = n*a *b,.

Где nколичество ворот с торца помещения, шт (см. проектное задание);

а — ширина проема ворот, м (см. проектное задание);

bдлина проема ворот, м (см. проектное задание);

F ворот = 2*2,4 *2,6 = 12,48;

6) К продольных стен =1,41 (см. приложение 10 из м/у);

F продольных стен = (b* h * 2) — F окон, Где b — длина помещения, м (см. проектное задание);

hвысота стен от пола до потолка, м (см. проектное задание);

2 — количество стен;

F окон, м ² (см. пункт 3.2.2.3).

F продольных стен = (84* 2, 7 * 2) — 16,32 =437,28;

7)К торцовых стен =1,06 (см. приложение 10 из м/у);

F торцовых стен = (а* h * 2) — F ворот,.

где, а — ширина помещения, м (см. проектное задание);

hвысота стен от пола до потолка, м (см. проектное задание);

2 — количество стен;

F ворот, м ² (см. пункт 3.2.2.5);

F торцовых стен = (16,5* 2, 7 * 2) — 12,48 =76,62;

3. На потери тепла Q охл, ккал-ч, через вертикальные ограждающие конструкции животноводческого здания, граничащие с наружным воздухом (стены продольные, окна, двери, ворота) за счет охлаждения господствующими ветрами. Эти потери принято считать в размере 13% от величины количества тепла, ккал-ч, расходуемого на нагрев ограждающих конструкций Q ок:

Q охл = Qok*13/100,.

где Qохл — потери тепла (ккал/ч) через вертикальные ограждающие конструкции животноводческого здания, граничащие с наружным воздухом (стены продольные, окна, двери, ворота) за счет охлаждения господствующими ветрами;

13 — 13% от величины количества тепла, ккал-ч, расходуемого на нагрев ограждающих конструкций Qok.

Qok = Qok продольных стен + Qok окон + Qok ворот, ккал-ч (см. таблицу 1);

Qok =24 045+1464+973=26 482;

Q охл = 26 482*13/100 =3442,7;

4. На испарение влаги с мокрых поверхностей пола и других огражденийживотноводческого помещения:

Q исп =Д*h.

где Qисп — количество тепла, ккал-ч, расходуемого на испарение влаги с мокрых поверхностей пола и других ограждений животноводческого помещения;

Д — дополнительное количество водяных паров, г/ч, поступающих в воздух за 1 час вследствие испарения с влажных поверхностей, с учетом (10−25%) надбавки в зависимости от санитарного состояния помещения (см. пункт 3.1.2).

h — теплопотери, затрачиваемые при испарении 1 г влаги, равные 0,595 ккал.

Q исп =3861,9 * 0,595= 2298.

5. Общий расход тепла Qор, ккал-ч, в животноводческом помещении. Его рассчитаем по формуле:

Qор =Qвен +Qок+Qохл+Qисп, где Qор — общий расход тепла в животноводческом помещении, ккал-ч;

Qвен — количество тепла, расходуемого на обогрев поступающего в процессе вентиляции свежего атмосферного воздуха, ккал-ч (см. пункт 3.2.1);

Qок — количество тепла, расходуемого на нагрев ограждающих конструкций животноводческого помещения, ккал-ч (см. таблицу 1);

Qохл — количество тепла, теряемого через вертикальные ограждающие конструкции, граничащие с наружным воздухом (продольные стены, окна, двери, ворота) за счет охлаждения их господствующими ветрами, ккал-ч (см. пункт 3.2.3);

Qисп — количество тепла, расходуемого на испарение влаги с мокрых поверхностей пола и других ограждений животноводческого помещения, ккал-ч (см. пункт 3.2.4);

Qор =68 627,5+84 207+3442,7+2298=158 575.

В холодных зонах страны для обеспечения требуемого воздухообмена и поддержания при этом нормативной температуры в помещении, как правило, необходим дополнительный обогрев с помощью специальных устройств. Чтобы отопительные устройства были эффективны, определим дефицит тепла в условиях свинарника.

Дефицит тепла в помещении определяется как разность между приходом и расходом тепла по формуле:

Дт = Q жQ ор где Дт — дефицит тепла в животноводческом помещении, ккал-ч;

Qж — количество тепла, ккал/ч, выделяемое всеми животными, содержащимися в животноводческом помещении (см. пункт 3. 2);

Qор — общий расход тепла в животноводческом помещении, ккал-ч (см. пункт 3.2.5).

Дт = 53 702−158 575=-104 873.

На основании этой формулы сделаем заключение о введении в помещение необходимого дополнительного тепла с помощью обогревательных устройств.