рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Расчет теплового баланса помещения и рекомендации мероприятий при отрицательном и положительном балансе

Расчет теплового баланса помещения и рекомендации мероприятий при отрицательном и положительном балансе - раздел Сельское хозяйство, Разведение лошадей 7.1. Расчёт Теплового Баланса Животноводческих Помещений...

7.1. Расчёт теплового баланса животноводческих помещений

Тепловой баланс животноводческих помещений рассчитывается с целью определения возможности обеспечения в них оптимального микроклимата, особенно в холодное время года (январь).

Тепловой баланс – это соотношение прихода (теплопродукции) и расхода (теплопотери) тепла в животноводческом помещении.

Потери тепла в помещениях для сельскохозяйственных животных зависят:

1. От величины поверхности здания, толщины стен и покрытий, качества строительных материалов, разности температур атмосферного воздуха и воздуха в помещении;

2. От количества наружного воздуха, подаваемого в помещения;

3. От влияния охлаждения помещений ветрами и расположения зданий по отношению к сторонам света.

На данных теплового баланса основывается выбор того или иного устройства всех ограждающих конструкций при проектировании и строительстве, а также выбор обогревательных установок и расчёт их количества.

Тепловой баланс бывает:

- нулевой – если приход тепла равен расходу тепла (температура и влажность воздуха в помещении будет на уровне нормативной);

- отрицательный – если расход тепла больше прихода тепла (температура будет ниже нормативной, а влажность выше нормы);

- положительный – если приход тепла больше расхода тепла (температура выше нормы, влажность ниже нормы).

Температурный режим складывается в помещении под влиянием тепловыделений животных (если помещение не отапливается) и тепла, вносимого отопительными и вентиляционными системами (если они предусмотрены), а также теплопотерь на обогрев поступающего воздуха, через ограждение здания и испарения влаги.

Поэтому тепловой баланс в зданиях с отопительными приборами будет иметь следующий вид:

Qж + Qот = Qогр + Qвент+Qисп;

где Qж. – количество теплоты, выделяемое животными, Вт;

Qот. – количество теплоты, поступающее от отопительных и отопительно-вентиляционных установок, Вт;

Qогр. – количество теплоты, теряемой через все ограждающие конструкции, Вт;

Qвент. – количество теплоты, расходуемой на нагревание вентиляционного воздуха, Вт;

Qисп. - количество теплоты, расходуемой на испарение влаги с мокрых поверхностей, подстилки, технологического оборудования.

В неотапливаемых зданиях формула теплового баланса будет следующая:

Qж = Qогр + Qвент+Qисп.

Теплоту, выделяемую всеми животными (Qж, Вт), рассчитывают по формуле:

Qж = qж* n,

где qж – количество свободной теплоты, выделяемой одним животным;

n – количество животных в помещении, гол.

Тепловыделение животных зависит от вида, возраста, продуктивности и температуры окружающей среды. Расчёт ведут с учётом поправочного коэффициента на температуру, при которой находятся животные в помещении.

Теплопотери здания складываются из основных теплопотерь через все его наружные ограждения и дополнительных. Основные теплопотери (Qогр, Вт) через ограждающие конструкции вычисляют по формуле:

Qогр = ∑(K*F) * (Тв – Тн)*n,

где ∑ - показатель, указывающий на то, что нужно учесть и сложить теплопотери через каждую ограждающую конструкцию (стены, перекрытия, пол, двери, ворота);

K – коэффициент теплопередачи, Вт/ (м2∙К) (таблица 11-14);

F – площадь каждого ограждения, см2;

Тв – температура внутреннего воздуха (расчётная), °С;

Тн – температура наружного воздуха (расчётная), °С;

n – поправочный коэффициент, учитывает расположение ограждения по отношению к наружному воздуху.

Дополнительные теплопотери зависят от ориентации ограждений по отношению к сторонам света, обдувания ветром, продуваемости, поступления холодного воздуха через наружные двери, ворота при их открытии, инфильтрации воздуха.

Для упрощения расчётов дополнительные теплопотери принимают в размере 13% от основных теплопотерь через стены, окна, двери и ворота.

Теплопотери через полы определяют по условным коэффициентам. Так, теплопотери через неутеплённые полы, расположенные на грунте, определяют по зонам шириной 2 м, считая зоны от наружных стен.

Теплопотери через полы на лагах определяют по методике неутеплённых полов, но условный коэффициент умножают на 0,8 (т.е. 80% теплопотерь от неутеплённых полов). Для остальных конструкций коэффициенты теплопередачи находят расчётным путём.

Теплопотери на вентиляцию (Qвент, Вт) определяют по формуле

Qвент = 0,278*L*1,25*(Тв – Тн),

где L – часовой объём вентиляции, рассчитанный на удаление влажности в зимний период, м3/г;

0,278 – коэффициент для перевода кДж в Вт;

1,25 – коэффициент объёмной теплоёмкости воздуха кДж/(м3∙К);

Теплопотери на испарение влаги с мокрых поверхностей (Qисп, Вт) определяют по формуле:

Qисп = 0,278*2,3*Wисп;

где 2,3 – коэффициент показывающий расход теплоты на испарение 1г воды с поверхности, кДж/г;

Wисп – поступление влаги с мокрых поверхностей (для упрощения расчётов её берут в размере 10-25% от влаги (приложение К), выделяемой животными при дыхании и испарении).

Для проведения расчёта теплового баланса конюшни находим коэффициенты теплопроводности строительных материалов, Вт/(м∙К).

Потолок состоит из досок толщиной 0,03 м,

балок размером 0,27×0,2 м

руберойд толщиной 0,002 м,

теплоизоляционный слой – минераловатные толщиной 0,25м,

наверх прибиты доски толщиной 0,04 м.

Крыша состоит из слоев: деревянная обрешетка толщиной 0,03м, гидроизоляционного слоя - рубероида толщиной 0,002 м

Кирпич обыкновенный 0,81;

Железобетон 2,04;

Дерево 0,41.

Коэффициенты теплопередачи для отдельных ограждающих конструкций, Вт/(м3∙К):

окна с двойным переплётами 2,3;

ворота двойные 2,3;

двери одинарные 4,8;

полы бетонные (средняя величина) 0,35.

Расчётная температура для конюшни 10°С.

Расчёт теплового баланса производится по формуле:

Qж = Qогр + Qвент + Qисп;

Сначала рассчитываем поступление теплоты (Qж) от всех лошадей.

Расчёт количества тепла, выделяемого животными ведут по таблице «Количество тепла, углекислого газа и водяного пара, выделяемые сельскохозяйственными животными» по графе «свободное тепло»

Таблица 1 - Определение количества тепла, выделяемого животными

Количество животных, голов Живая масса, кг Свободного тепла от 1 животного, Вт Всего, Вт

Итого: 21186 Вт

Расчёт теплопотерь здания через ограждающие конструкции (Qогр, Вт) проводим по формуле:

Qогр = ∑(К*F) * (Тв – Тн) * n.

Прежде всего, необходимо вычислить площадь ограждающих конструкций.

Таблица 2 - Расчёт площади ограждающих конструкций

Ограждающие конструкции Размеры, м Число Площадь, м2
Окна Двери в продольных стенах Ворота в торцовых стенах Стены продольные Стены торцовые Денник Перекрытия Пол в денниках Пол бетонный в проходах 1,72×0,6 2,2×0,6 2,4×2,5 47×3,12 9,66×3,12 2,9х3 *47*2 2,9х3 47х2,4 26,78 2,64 293,3 60,26-18=42,26 226,2 535,8 226,2 112,8

 

После этого рассчитаем коэффициент теплопередачи [К, Вт/(м2·К)] по формуле:

К= ;

где 1; 0,115; 0,043 – постоянные величины;

σ – толщина материала, м;

λ – теплопроводность материала, Вт/(м2·К).

Подставляя цифровые значения в формулу, получим:

для торцовых стен:

К= ===1,46;

для продольных стен:

К= ===1,46;

для перекрытия:

Расчёт потерь теплоты через ограждающие конструкции при разности температур между внутренним и наружным воздухом находим путём умножения коэффициента теплопередачи на площадь каждой конструкции.

 

Таблица 3 - Расчёт теплопотерь через ограждающие конструкции

Ограждающие конструкции Коэффициент теплопередачи, Вт/(м2·К) Площадь, м2 КF, Вт/К
Окна Двери в продольных стенах Ворота в торцовых стенах Стены продольные Стены торцовые (коэффициент 0,7) Перекрытия (коэффициент 0,8) Пол в денниках Пол бетонный в проходах 2,3 4,8 2,3 1,28 1,28   0,28   0,11 0,35 26,8 2,64 293,3 42.26   535,8   226,2 112,8 61,64 12,67 41,4 375,4 54,1*0,7=37,86   150*0,8=120   24,9 39,5

ИТОГО 713,37

Затем разность температур между внутренним и наружным воздухом в самую холодную пятидневку:

ΔТ = 10 – (-32) = 42 К.

Рассчитываем основные теплопотери через ограждающие конструкции:

Qосн = 713,37*42 = 29961,54

Дополнительные теплопотери принимаем в размере 13% от основных теплопотерь через вертикальные ограждающие конструкции, граничащие с наружным воздухом (обдувание, инфильтрация воздуха через окна, двери, ворота, стены продольные):

Qдоб = (61,64+12,67+41,4+375,4+37,86+120+24,9+39)*42*0,13 = 3895,0 Вт.

Общие теплопотери через ограждающие конструкции составляет:

Qобщ = 29961,54+3895,0 =33856,5 Вт.

Расход теплоты на вентиляцию определяем по формуле:

Qвент = 0,278*L*1,25*(Тв – Тн).

Ранее было рассчитано, что воздухообмен зимой должен составлять 16806,71 м3/ч.

Qвент = 0,278*2713,8*1,25*42=39607,1 Вт.

Поступление влаги с мокрых поверхностей (W) принимаем в размере 20% от выделяемой животными в виде паров, что составило 1233,6 г/ч.

Расход теплоты на испарение влаги с мокрых поверхностей составляет:

Qисп=0,278*2,3*1233,6 =788,76 Вт.

Далее составляем тепловой баланс, Вт:

теплопотери:

через ограждающие конструкции - 33856,5;

на вентиляцию - 39607,1;

на испарение влаги - 788,76;

ИТОГО 74252,36.

Поступление теплоты от животных - 21186;

требуется ввести теплоты - 53066,36

Расчёт показывает, что расход тепла превышает теплопоступления на 53066,36 Вт, что свидетельствует об отрицательном тепловом балансе конюшни. Допускаются отклонения ± 10% к расчётным данным.

Для оценки теплотехнических свойств в ограждающих конструкций помещения необходимо составить сводную таблицу расчёта теплопотерь (таблица 10).

Таблица 4 - Сводная таблица расчёта теплопотерь через ограждающие конструкции

Ограждающие конструкции Площадь, м2 К, Вт/(м2∙К) R, м2 К/В   KF, Вт/К Qобщ, Вт % от теплопотерь
Окно Двери в продольных стенах Ворота в торцовых стенах Стены продольные Стены торцовые (коэффициент 0,7) Перекрытия (коэффициент 0,8) Пол в денниках Пол бетонный в проходах     Теплопотери 26,8 2,64     293,3 42.26   535,8   226,2 112,8   - 2,3 4,8   2,3   1,28 1,28   0,28   0,11 0,35   - 0,43 0,21   0,43   0,78 1,1   4,46   9,08 2,85 61,64 12,67   41,4   375,4 37,86     24,9 39,5 - 2218,32 456,12   1490,4   13514,4 1362,96     896,4   3895,0 6,5 1,35   4,4   39,9 4,02   12,76   2,65 4,2   11,5
ИТОГО       676,37 25680,6  

 

Данные расчётов показывают, что общие теплопотери в здании в самую холодную пятидневку составляют 33856,5Вт. Наибольшие теплопотери приходятся продольные стены 13514,4 Вт, на перекрытия составляют 4320 Вт, полы в проходах –1422Вт, продольные стены 13514,4 Вт, окна 2218,32 Вт.

Высокие теплопотери через стены продольные объясняются их большой площадью, а также недостаточной толщиной стены. Сделать стены толще можно при их оштукатуривании цементной смесью, что позволит сократить теплопотери.

Так же большие теплопотери осуществляются через окна в продольных стенах. На это оказывает влияние количество окон, их площадь и неудовлетворительное состояние оконных рам из-за неплотного их прилегания к оконной коробке. При современных пластиковых окнах потери тепла сокращаются на много, так как конструкция самих рам способствует не проникновению холодного воздуха внутрь помещения, не пористости материала и плотности прилегания двойных стекол к самим рамам.

В связи с вышеизложенным первоочередная задача состоит в повышении теплоизоляции продольных стен.

После предложений по утеплению здания уточняют баланс теплоты и приступают к обоснованию вентиляционной системы: её мощности по теплу, по воздуху.

В любом случае необходимо предложить естественную вентиляцию как резервную и дополняющую приточно-вентиляционную систему.

До определённого предела понижения наружной температуры возможна работа вентиляционной системы без подогрева воздуха. Расчёт этой температуры проводится по формуле:

DТ =

где 0,35 – объёмная теплоёмкость воздуха, Дж/(м2×К);

к значению SKF следует прибавить дополнительные теплопотери через продольные стены, окна, двери и ворота в размере 13%.

Подставив значения в формулу, получаем:

DТ= ==19°С.

На основании этого рассчитаем наружную температуру, при которой возможна работа естественной вентиляции без подогрева воздуха:

Тн = Тв-DТ,

Тн = 10-19 = - 9°С.

Таким образом, в конюшне возможна работа вентиляционной системы без подогрева воздуха при понижении наружной температуры до минус 9°С.

При дальнейшем понижении температуры для обеспечения нормативной температуры и влажности требуется подогрев подаваемого в помещение воздуха.

Рассчитать экономический ущерб при снижении температуры ниже нормативной. Если фактическая температура в помещении окажет­ся, ниже нормативной, это повлечет за собой увеличение относительной влажности воздуха и к потере продуктивности животных.

В большинстве зон страны в холодное время года для обеспе­чения требуемого воздухообмена и поддержания при этом норма­тивной температуры в помещении необходимо дополнительное тепло (обогрев) с помощью специальных устройств. Чтобы отопи­тельные устройства (калорифер, тепловой генератор) были эффек­тивны и экономичны, специалисты должны уметь определить их теплопроизводительность в условиях конкретного помещения с определенным поголовьем.

Анализируя расчёты, можно сделать заключение, что здание данного коровника имеет низкую теплозащиту. В связи с этим придётся нести больше эксплуатационные расходы на вентиляцию за счёт подачи подогретого воздуха. Если этого не сделать, то в стойловом помещении будет быстро накапливаться избыточная влажность со всеми негативными последствиями.

Приведённые расчёты показывают, что температура воздуха в конюшне зимой будет ниже принятой на 9 °С. Такое снижение температуры воздуха в помещении повлечёт за собой к увеличению относительной влажности воздуха. При дальнейшем понижении температура для обеспечения нормальной температуры и влажности требуется нагревать помещение за счет утепления чердачного перекрытия сеном.

Анализируя расчеты, можно сделать вывод, что здание данной конюшни имеет низкию теплозащиту. В связи с этим придется нести большие эксплуатационные расходы на утепление помещения. Если этого не сделать, то в помещение будет быстро накапливаться избыточная влажность со всеми негативными последствиями.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Разведение лошадей

На сайте allrefs.net читайте: "разведение лошадей"

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Расчет теплового баланса помещения и рекомендации мероприятий при отрицательном и положительном балансе

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
ПОМЕЩЕНИЕ ДЛЯ СОДЕРЖАНИЯ ЛОШАДЕЙ     Автор курсового проекта Направление 110401.62 Тимохина А.А.   Руководител

Табунная система содержания.
Это самый простой и дешевый способ содержания лошадей, который практикуется с глубокой древности и до наших дней. Взращивание животных происходит в условиях, приближенных к природным, и преимуществ

Улучшенный табунный способ.
При этом способе выпас лошадей ведется в течение всего года и все особи независимо от пола и возраста содержатся в 1 табуне. На случай плохой погоды строят простые переносные сооружения ти

Культурно-табунный способ.
При таком способе животным создают более прочные и комфортные укрытия от непогоды. Кроме того, соблюдается разделение животных на разные группы по полу и возрасту. Для жеребцов и кобыл с молодняком

Конюшенная система содержания.
При такой системе животных содержат в специально обустроенных конюшнях, способы размещения в которых могут быть различными. Самый простой — размещение в стойле. Животные стоят в 1 ряд на привязи. Д

Конюшенно-пастбищная система содержания
Данная система сочетает в себе элементы конюшенного и табунного содержания. В теплое время года животных выводят на окультуренные пастбища, разделенные на участки для выпаса разных по полу и возрас

Ветеринарно-гигиенические требования к световому режиму в помещении
  Окна в конюшнях размещают так, чтобы прямые солнечные лучи не попадали в глаза лошадям. Расстояние от пола до низа окон должно быть не менее 1,8 м и не более 2,1 м. В двухрядных кон

Расчет объема вентиляции помещений для животных.
Вентиляция помещений производится с целью создания благоприятного микроклимата для здоровья и продуктивности животных, а также для сохранения строительных материалов и конструкций зданий.

Расчет объема вентиляции по влажности воздуха
Количество воздуха, необходимое для удаления избыточной влажности, рассчитывают по формуле: Lн2о,

Отопление животноводческих помещений
В животноводческих помещениях применяют следующие виды отопления: печное, центральное (водяное и паровое низкого давления) и воздушное. В настоящее время для обогрева животноводческих помещений сам

Нормы потребности воды и требования к водоснабжению
─ источники водоснабжения, количества воды в них, возможность за­грязнения и меры санитарного предупреждения; ─ требования к качеству воды по физическим, химическим и биологи­ч

Расчет потребности животных в воде
Общий расход воды на любом животноводческом объекте зависит от поголовья животных, технологических операций, на которые расходуется вода и расхода воды на другие потребности. Для определения необхо

Выход навоза, его удаление, канализация
─ вид применяемой подстилки: норма расхода ее на 1 животное, способ применения, место хранения, доставка ее в помещение, выход навоза при дан­ной подстилке в помещении; ─ рассч

Расчет выхода навоза
Навозохранилище устраивают согласно ветеринарно-санитарным требованиям. Их следует располагать по отношению к животноводческому предприятию и к жилой застройке с подветренной стороны господствующих

Ветеринарно-санитарные требования к качеству кормов и гигиена кормления
Не только работоспособность, но и сама жизнь лошади во многом зависят от правильного кормления и поения. Потребность в питательных веществах зависит от массы животного, его состояния и выполняемой

Проведение природоохранных мероприятий при строительстве и эксплуатации ферм
Территория коневодческого предприятия отделяется от ближайшего жилого района (населенного пункта) санитарно-защитной зоной. Расстояние от коневодческого предприятия до открытых водоисточников (реки

В. В. Храмцов, Г. П. Табаков Зоогигиена с основами ветеринарии и санитарии КолосС, 2004г.
5.А.Ф. Кузнецов. Гигиена содержания животных: справочник - М.: Лань,2004. 6.Кузнецов А.Ф., Найденский М.С., Кожурин В.М. Практикум по зоогигиене с основами проектирования животноводческих

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги