6. Расчёт теплового баланса в помещении

Тепловой баланс – это строгий учёт поступления тепла в помещение и расход его. В поступлении тепла в животноводческих помещениях главная роль принадлежит животным, а расход его идёт по нескольким направлениям:

• на обогрев вентилируемого воздуха;

• на испарение влаги с ограждающих конструкций;

• на потерю через ограждающие конструкции.

Тепловой баланс бывает нулевым, отрицательным и положительным. Нормативные параметры микроклимата выдерживаются только при нулевом тепловом балансе.

Расчёт теплового баланса ведут по самому холодному месяцу года – январю, по формуле : Q_жив=Q_вент+Q_исп+Q_зд­­

1. Расчёт количества тепла, выделяемого животными (Q_жив). Тогда:

100 свиноматок массой 100кг выделяют 100 * 176 = 17600 ккал/ч

60 свиноматок массой 200 кг выделяют 60 * 258 = 15480 ккал/ч

110 голов массой 150 кг выделяют 110 * 203 = 22330 ккал/ч

30 голов массой 150 кг выделяют 30 * 203 = 6090 ккал/ч.

Итого, все животные выделяют: 17600 + 15480 + 22330 + 6090 = 61500 ккал/ч

2. Расчёт количества тепла на подогрев вентилируемого воздуха ведут по формуле:Q_вент = 0.24 хGхt, где

0.24 – теплоёмкость воздуха;

G– количество воздуха в кг, которое ежечасно должно поступать в помещение и удаляться из него в январе месяце;

 t– разность между температурой внутреннего воздуха помещения и наружного.

Сначала надо рассчитать часовой объем вентиляции для января и перевести значение в весовые единицы.

L_январь= (34660 + 10398) : (9.53 – 2.7) = 6597.1 м³/ч, где

2.7 – q₂для января месяца

Находим по таблице “Объёмная масса воздуха при различных температурах и различном барометрическом давлении” массу 1м.. воздуха при нормативной температуре (+15^оС) и нормальном давлении (760 мм рт.ст.). Это значение будет составлять 1.226 м³/кг, тогда:G= 6597.1 м³/ч * 1.226 м³/кг = 8088 кг/ч.

t_январябудет составлять +15^оС – ( -7.2^оС) = +22.2^оС.

Q­_вент= 0.24 * 8088 * 22.2 = 43092.9ккал/ч.

3. Расчёт количества тепла, расходуемого на испарение влаги с ограждающих конструкций проводят, исходя из того, что на испарение 1 г влаги необходимо 0.595 ккал, тогда

Q_исп­= 10398 * 0.595 = 6186.8 ккал/ч

4. Расчёт тепла, расходуемого на теплопередачу через ограждающие конструкции проводят по формуле:

Q_зд=KxFxt, где

К – коэффициент общей теплопередачи материала;

F– площадь ограждающей конструкции;

t– разность между температурой внутреннего воздуха и наружного.

Для удобства расчётов следует их собрать в виде таблицы.

Название ограждающей конструкции	К	F	K x F	 t	Qзд, Ккал/ч
1. Крыша	0.39	12*100 = 1200 м2	408	22.2	9057.6
2. Окна	2.3	(1.5х2.0)*48= 144 м2	331.2	22.2	7352.6
3. Ворота	2.0	(2.2х2.2)*2=9.68 м2	19.36	22.2	429.8
Стены за Вычетом Окон и ворот	0.72	100+(0.785*2)=101.57м 12+(0.785*2)= 13.57 м (101.57+13.57)*2*3= 690.84 м2 690.84 – 144 – 9.68 = 537.16 м2	386.76	22.2	8586.1
5. Пол: 1-я зона 2-я зона 3-я зона	0.4 0.2 0.1	(100*2)*2+(12*2)*2 = 448 м2 (100-8)*2*2+(12–4)*2*2=400 м2 (100-8)*(12-8)=368 м2	179.2 80 36.8	22.2 22.2 22.2	3978.2 1776 817
Итого:			1441.32	2	31997.3

К полученному результату необходимо сделать прибавку в 13% на теплопередачу через стены, окна и ворота:

(8586.1 + 7352.6 +429.8)*0.13 = 2127.9 ккал/ч

Итого: 2127.9 + 31997.3 = 34125.2 ккал/ч

Суммарный расход тепла в помещении будет составлять:

34125.2 + 6186.8 + 43092.9 = 83404.9 ккал/ч

Таким образом, тепловой баланс в помещении отрицательный и дефицит тепла составляет: 61500 – 83404.9 = - 21904.9 ккал/ч

Теперь рассчитаем тепловой баланс помещения по формуле:

 t_{­нул.бал.} = (Q_жив – Q_исп) : (G х 0.24 + KF) = (61500 – 6186.8) : (8088*0.24 + 1441.32) = 16.4^оС.

Так как средняя январская температура в Лепеле будет составлять -7.2^оС, то температура внутри помещения будет:

16.4^оС – 7.2^оС = 9.2^оС.

Эта температура не соответствует нормативной, следовательно, в помещении необходимо устраивать отопление. Наиболее оптимально совместить отопление с вентиляцией с применением специально подвешенных приточных воздуховодов. Наиболее целесообразно применить электрокалорифер марки СФО-25.

Известно, что 860 ккал = 1 кВт энергии. Следовательно, для восполнения 21904.9 ккал тепла необходимо 21904.9 : 860 = 25.47 кВт. Значит калорифер должен работать круглосуточно.

Также могут быть использованы другие системы отопления: теплогенераторы, центральное отопление и др.