Челябинский Государственный Агроинженерный Университет

Факультет электрификации и автоматизации сельскохозяйственного производства

Кафедра тепловодогазоснабжения сельского хозяйства

Курсовой проект

Расчет отопительно-вентиляционной системы животноводческих помещений

Студент: Дизендорф М.Д.

Группа: 304

Преподаватель: Круглов Г.А.

2007

ВВЕДЕНИЕ

Вентиляторы применяются во всех отраслях народного хозяйства.

В России при эксплуатации вентиляторов в различных отраслях промышленности потребляется до 8 % всей вырабатываемой электроэнергии.

Особое место вентиляция имеет в сельскохозяйственных зданиях и сооружениях. Если говорить о влияние вентиляции на продуктивность животных, установлено, что продуктивность животных зависит не только от эффективного использования кормов, но и в значительной мере определяется состоянием среды в животноводческих помещениях.

Для обеспечения устойчивости животных к простудным заболеваниям, роста их продуктивности необходимо создание оптимальных условий их содержания, то есть микроклимата, который зависит от ряда факторов или показателей, основными из которых являются температура, влажность, подвижность и загазованность воздуха в животноводческих помещениях.

Требуемый микроклимат достигается правильным соблюдением теплофизических норм строящихся животноводческих помещений, организация воздухообмена, выбором системы удаления навоза, применением эффективных средств регулирования параметров воздушной среды.

Соблюдение параметров микроклимата в животноводческих помещениях влияет не только на здоровье животных и продуктивность, но и на продолжительность срока службы основных производственных зданий, улучшение условий эксплуатации технологического оборудования и труда обслуживающего персонала.

Содержание

1. Введение

2. Содержание

3. Исходные данные 4

4. Расчетная часть 5

1. Расчет необходимого воздухообмена и мощности

отопительных приборов 5

2. Выбор и расчет системы вентиляции 10

3. Расчет отопительных приборов 12

4. Определение гидравлического сопротивления отопительно-вентиляционной сети и выбор вентилятора 13

5. Список литературы 16

Исходные данные

Помещение: коровник на 300 голов.

Размеры помещения: 21х90х4 м.

Материал стен: бетон

Толщина стен 400 мм.

Кровля: совмещенная

Теплоноситель: эл.энергия

Температура окружающей среды: -24⁰С

Расчетная часть

1. Расчёт необходимого воздухообмена и мощности отопитепьных приборов

1. Расчёт необходимого воздухообмена

Необходимый воздухообмен рассчитывается на основании баланса каждой вредности, поступающей в помещение и удаляющейся из помещения.

а). Воздухообмен по нормативной концентрации влаги внутри помещения рассчитывается по выражению:

м³/с,

где d_В и d_Н – влагосодержание внутреннего и наружного воздуха, г /кг с.в.;

d_Н – при наружных температурах минус 20...30°С можно принять 0,5-0,4г/кг с.в.;

dв - определяется при помощи i-d диаграммы по принятой нормативной температуре воздуха в помещении и допустимой влажности для каждого вида животных (птиц), d_B = 4 г/кг с.в.;

ρ – плотность воздуха при внутренней температуре, кг /м3;

;

кг/м³; Тн=273К;

кг/м³

Мж – количество влаги, выделяемой животными,

г/с

где m – количество животных , содержащихся одновременно в помещении;

q – количество влаги, выделяемое одним животным;

Ми- количество влаги, испаряющейся с поверхности ограждений, пола, поилок и т.д. Для животноводческих помещений

г/с

Следовательно:

м³/с

б). Воздухообмен по допустимой концентрации углекислого газа внутри помещения определяется из выражения:

м³/с,

где С – количество углекислоты, выделяемое одним животным (птицей), м³/с. Согласно справочным данным примем С=30·10^-6м³/с;

Св – допустимая концентрация СО₂ в воздухе помещения, м³/м³.

С_В=2,5·10^-3 м³/м³;

Сн – концентрация СО₂ в свежем приточном воздухе, Сн=(0,3…0,4) 10^-3 м3/м³. Примем Сн=0,35·10^-3 м³/м³.

Примечание: 1. Во всех животноводческих помещениях допускается содержание СО₂ до 2,5 л/м³, NН₃ до 0,5 л/м³.

м³/с

в) Воздухообмен по нормам расхода свежего воздуха на 100 кг живой массы животных находится по уравнению

м³/с

где g - масса одного животного,кг. Согласно справочным данным примем g=400 кг;

m - количество животных;

Н - нормативный воздухообмен на 100 кг живой массы животных, м³/с·100 кг. Согласно справочным данным примем Н=0,0048 м³/с·100 кг.

м³/с

Из определённых таким образом трех, воздухообменов для дальнейших расчетов отопительно-вентиляционной системы принимается наибольший Vв.

Vв=

Vв=6 м³/с

1.2 Определение требуемой мощности отопительных приборов

Необходимую мощность отопительных приборов определить из уравнения теплового баланса помещения. Для написания уравнения теплового баланса необходимо выявить все потери теплоты в животноводческом помещении, а также все тепловыделения. На основе теории теплопередачи найти коэффициенты теплопередачи и тепловые потери через отдельные виды ограждений, затем остальные составляющие уравнения теплового баланса и определить необходимую мощность отопительных приборов.

Уравнение теплового баланса животноводческого помещения:

где Qоп - мощность отопительных приборов;

Qo - теплота, теряемая через ограждающие конструкции помещения;

Qв - теплота, теряемая с удаляемым из помещения воздухом;

Qи - теплота, затраченная на испарение влаги;

Qж - теплота, выделяемая животными.

а). Теплота, теряемая через ограждающие конструкции, определяется как сумма потерь теплоты через отдельные виды ограждения (стены, окна, двери, пол, потолок). Потери через окна, двери и потолок определяются из выражения

Вт.

где к - коэффициент теплопередачи через соответствующий вид ограждения, Вт/м² К;

F - площадь ограждения, м²;

t_В и t_Н - внутренняя и наружная температура воздуха, ⁰С;

Коэффициент теплопередачи

Вт/м²·К

где Rв - тепловое сопротивление внутренней поверхности. Для животноводческих помещений Rв=0,155 м²К/Вт;

Rн - тепловое сопротивление наружной поверхности. Для наружных стен Rн=0,043 м²К/Вт; для поверхностей, выходящих на чердак, Rн=0,124 м²К/Вт.

Коэффициент теплопередачи через стены:

Вт/м²·К

Коэффициент теплопередачи через потолок

Вт/м²·К

Коэффициент теплопередачи через окна (двойные): Вт/м²·К

Коэффициент теплопередачи через двери (одинарные): Вт/м²·К

Рассчитав коэффициент теплопередачи для потолка необходимо проверить его на возможность образования конденсата на потолочном перекрытии. Для этого определяем удельный тепловой поток через потолочное перекрытие:

где k - рассчитанный коэффициент теплопередачи для потолочного перекрытия.

Вт/м²

Температура внутренней поверхности перекрытия округляется из выражения:

⁰С

t_n должна быть выше точки росы для параметров воздуха внутри помещения округляемой по i-d диаграмме: tn=2,9⁰С >tр=1,5⁰С . Значит условие выполняется.

Теплота, теряемая через потолок: Вт

Теплота, теряемая через стены: Вт

Теплота, теряемая через окна: Вт

Теплота, теряемая через двери: Вт

Потери теплоты через пол определяется как сумма для зон шириной 2 м.

Вт

где R_n - сопротивление теплопередачи каждой зоны неутепленных полов. Для I зоны R_n= 2,15; II зоны R_n= 4,3; III зоны R_n= 8,6 и для IV зоны R_n= 14,2 м²К/Вт;

F - площадь каждой зоны.

Вт

Вт

Вт

Вт

Теплота, теряемая через пол:

Вт

Теплота, теряемая через ограждающие конструкции:

Вт

б). Теплота, теряемая с вентиляционным воздухом, удаляемым из помещения, определяется по выражению:

Вт

где Ср - объемная теплоемкость воздуха, кДж/м³ К, Ср = 1 ,3 кДж/м³ К.

Вт

в). Теплота, теряемая на испарение влаги

Qи = 2477·Ми Вт

где 2477 кДж/кг - скрытая теплота испарения 1 кг воды.

Qи = 2477·2,49 =6167,73 Вт

г). Теплота, выделяемая животными,

Qж=m·q_ж Вт

где q_ж - количество теплоты, выделяемой одним животным. Согласно справочным данным примем q_ж=670Вт.

Qж=300·670=201000 Вт

Мощность отопительных приборов определится из уравнения теплового баланса:

кВт