2 Расчет электротермических установок животноводческий помещений

2.1 Расчет электрокалориферной установки

2.1.1 Расчет тепловой нагрузки животноводческих помещений

Тепловой поток системы отопления и вентиляции определяют из уравнения теплового баланса

,

где Ф_ог ,Ф_в и Ф_ж – соответственно тепловые потоки, теряемые через ограждения, на нагрев вентиляционного воздуха и тепловой поток, поступающий от животных, Вт.

Тепловой поток через ограждения можно определить по выражению

,

где q₀ =0,174 – удельная тепловая характеристика помещения, характеризует количество теплоты, теряемого наружной поверхностью помещения 1 м ³ при разнице температур наружного и внутреннего воздуха 1 ⁰С, Вт/(м ^{3 0}С);

V_Н – объем помещения по наружному обмеру, м³;

V_Н = 18*78*2,83+0,5*18*4,88*78=7399,08 м³;

t_н и t_в – соответственно температуры наружного и внутреннего воздуха, ⁰С.

Вт.

Тепловой поток, теряемый на нагрев приточного воздуха:

,

где L – расчетный воздухообмен помещения, м³/ч;

с_в – удельная теплоемкость воздуха, с_в =1 кДж/(кг ⁰С);

 - расчетная плотность воздуха после калорифера, кг/м ³.

Расчетный воздухообмен определяют из условия понижения концентрации углекислоты и водяных паров в воздухе помещения.

Часовой объем приточного воздуха, необходимого для понижения концентрации углекислоты, вычисляют по формуле

,

где 1,2 – коэффициент, учитывающий количество СО₂, выделяемое подстилкой при ее разложении;

с- количество СО₂, выделяемое одним животным, л/ч;

n - количество животных в помещении;

с₁– предельно - допустимая концентрация СО₂ , в воздухе помещения (в коровнике 1,5 л/м ³);

с₂- концентрация СО₂ в наружном воздухе, с₂ = 0,3 ... 0,4 л/м ³.

м ³/ч.

Часовой объем приточного воздуха, м ³/ч, необходимого для удаления водяных паров, находят по формуле

,

где W - масса влаги, выделяющейся в помещении, г/ч;

d_в и d_н - влагосодержание внутреннего и наружного приточного воздуха, г/кг;

 - расчетная плотность воздуха в помещении, кг/м ³.

Плотность воздуха зависит от температуры и атмосферного давления

,

где t – расчетная температура воздуха, ⁰С;

p – расчетное барометрическое давление в данном районе, р = 99,3 кПа.

Значения d_в и d_н определяют при помощи Hd-диаграммы для влажного воздуха по соответствующим значениям температур и относительной влажности внутреннего и наружного воздуха. При наружной температуре t_н=-30 ⁰С и относительной влажности j_н=85%, d_н=0,4 г/кг; при внутренней температуре t_в=10 ⁰С и относительной влажности j_н=75%, d_в=6 г/кг.

.

Суммарные выделения влаги в помещении для телят подсчитывают по формуле

,

Масса водяных паров W_ж , выделяемых животным

,

Где N- количество половозрастных групп, k_t- коэффициент, учитывающий изменение количества выделяемых телятами водяных паров в зависимости от температуры внутри помещения ;

n_i - число телят с одинаковым выделением водяных паров;

w_i - выделение водяных паров на 1 кг живой массы КРС, г/ч,

г/ч.

Массу испаряющейся с мокрых поверхностей помещения влаги W_исп берут равной:

W_исп = 0,1*W_ж = 0,1*65100=6510 г/ч.

г/ч.

м ³/ч.

Необходимый воздухообмен L, м ³/ч для животноводческого помещения принимается по наибольшей из двух величин: или . Значение L_СО2 выше, значит принимаем м ³/ч.

Внутренний объем помещения:

V=18*78*2,83=3973,32 м³

Кратность воздухообмена:

K=L/V=10656,25/3973,32=2,68

Кратность воздухообмена в животноводческом помещении для холодного периода года должна быть К=3…5

Вт.

Поток свободной теплоты, выделяемый животным:

,

где q_m - поток свободной теплоты, выделяемый 1 кг живой массы животного, Вт, k_t - коэффициент, учитывающий изменение количества выделенной животным теплоты в зависимости от температуры воздуха внутри помещения.

Вт.

Ф_от = +313450,56-77775=322566,01 Вт.

Величины тепловых потоков, теряемых через ограждения и на подогрев приточного воздуха, а также воздухообмен по влаговыделениям зависят от температуры наружного воздуха. Установленную мощность отопительных установок и подачу вентилятора определяют при минимальной расчетной температуре наружного воздуха t_Н, соответствующей данной климатической зоне.

Общую мощность системы отопления определяют по выражению

,

где  - к.п.д. калорифера,  = 0,90…0,98.

Вт

Мощность одного калорифера равна:

,

где n – количество электрокалориферных установок.

Вт.

Принимаем 5 электрокалориферных установкок для более равномерного обогрева воздуха внутри помещения.