raschet_teplovogo_balansa

Расчет теплового баланса не отапливаемых животноводческих зданий

Тепловой баланс - это соотношение количества тепла, которое поступает в здание (теплопродукция), к количеству тепла, которое теряется из здания (теплопотери).

Теплопродукция (приход) - это количество тепла выделяемого животными, находящимися в данном помещении.

Теплопотери (расход) - это количество тепла, которое теряется через ограждающие конструкции, испарение влаги и обогрев вентилируемого воздуха в помещения. Расчет теплового баланса ведут по январю, т.е. самому холодному месяцу года. Формулу для расчета теплового баланса для не отапливаемого здания можно представить в виде соотношения:

Q_жK₁ = ∆t (L x 0,31 + ∑(K₂S)) + W_исп.

где Q_ж – поступление теплоты в здание от животных, ккал/час; K₁-поправочный коэффициент при определении свободной теплоты; ∆t - разность между температурой внутреннего воздуха и среднемесячной температурой наружного воздуха самого холодного месяца, ^оС; L – количество воздуха поступающего в здание в течении одного часа (часовой объем воздухообмена), м³/час; 0,31 – количество теплоты, необходимое для нагрева 1 м³ воздуха на 1^оС, ккал/м³; К₂ – коэффициент общей теплопередачи через ограждающие конструкции ккал/(м³-ч- ^оС); ∑ - сумма произведения К₂S; W – расход теплоты на испарение с поверхностей ограждающих конструкций, ккал/час.

В упрощенном виде эта формула выглядит следующим образом:

Q_1(ж) = Q_2(огр) + Q_3(вент) + Q_4(исп) ,

Q_1(ж) - тепло, выделяемое животными;

Q_2(огр) - теплопотери через ограждающие конструкции здания;

Q_3(вент) - теплопотери на обогрев приточного воздуха,

Q_4(исп) - теплопотери на испарение влаги.

Следовательно, левая часть отражает поступления свободной теплоты, правая - ее расход.

Далее проводим расчет по нашему заданию.

1. Расчет прихода свободного тепла проводим по данным таблицы № 1- количество выделяемой свободной теплоты в зависимости от живой массы и продуктивности животных:

2. Расчет теплопотерь

а) Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции, заносим в таблицу

Рассчитываем по формулам:

Q_осн = S х К x ∆t

Q_доп= Q_осн х 0,13, т.е. дополнительные теплопотери через продольные и торцевые стены, ворота, двери рассчитывают в размере 13% от основных теплопотерь.

где: S - площадь ограждающих конструкций в м²;

К - коэффициент теплопередачи в ккал/час/м²/град (см. приложение)

∆t - разница температур внутреннего и наружного воздуха в °С

Q_{осн.,доп.,общ.} - потери тепла через ограждающие конструкции.

∆t = t_внутр – t_нар

t_внутр – температура в коровнике

t_нар - температура по январю

Табл. Потери тепла через ограждающие конструкции здания

Элементы здания	S	K	KS	∆t	Qосн	Qдоп	Qобщ		% от общих теплопотерь
Окна
Продольные стены (за вычетом S окон)
Ворота, двери
Торцевые стены (за вычетом S ворот)
Перекрытия
Теплые полы
Холодные полы
Итого

Расчет площади продольных стен:

S_{продольных стен} = S_{продольной стены} х 2 (две стены) – S_окон

Расчет площади окон: S _{одного окна} x кол-во окон

S_{продольных стен (}по вашему заданию) =

Расчет торцовых стен:

S_{торцевых стен} = S_{торцевая стена} х 2 (две стены) – S _{площадь ворот и дверей}

S_{ворот и дверей} = ширина х высота х количество

S_{торцевых стен} = ширина х высота х количество

Расчет перекрытия (пола):

S _пола = длина х ширина

Расчет теплого пола:

S _{тёплого пола}= 50 % от S _{общего пола}

Расчет холодного пола:

S _{холодного пола} =50 % от S _{общего пола}

б) Расчет теплопотерь через вентиляцию:

Расчет теплопотерь на вентилируемый приточный воздух производится по формуле:

Q _{3(вент )} = 0,31 х L_янв. х ∆t

где: 0,31 - тепло (ккал), затраченное на нагревание 1 м³ воздуха на 1°С; L - воздухообмен, рассчитываемый по январю.

в) Расчет теплопотерь от испарений.

Расчет теплопотери на испарение влаги с поверхности ограждающих конструкций, кормушек, поилок производится по формуле:

Q_4(исп) = 0,595 x a ,

где: 0,595 - расход тепла на испарение 1 г влаги с поверхности ограждающих конструкций , кормушек, поилок, ккал;

а - надбавка к испарению влаги в размере 7-10% от влаги, выделяемой всеми животными в течение 1 часа.

г) Определяем весь расход тепла по формуле: Q_2(огр)+ Q _{3(вент )} + Q_4(исп)

д) Провести анализ расхода тепла по данным таблицы:

е) Далее находим дефицит тепла по формуле: Q_деф = Q _{прихода тепла} – Q _{расхода тепла}

ж) Определение температуры наружного воздуха при которой нет необходимости подогревать приточный воздух (так называемая ∆t нулевого баланса = ∆tнб)

Для определения предела понижения внутренней температуры от расчетной проводим по формуле:

где: - разница между температурой внутри помещения и наружного воздуха, воспользовавшись которой можно рассчитывать температуру окружающего воздуха при которой возможна беспрерывная вентиляция помещений;

0,31 x L - тепло расходуемое на обогрев вентиляционного воздуха; - тепло, теряемое через ограждающие конструкции плюс 13% дополнительных теплопотерь через вертикальные конструкции, граничащие с внешним пространством.

температура наружного воздуха в этих случаях определяется по формуле:

t_нар = t_вн -

Следовательно, тепловой баланс в нашем случае может быть только до температуры ____________________________________________________________________________________

С наступлением более низких температур для поддержания оптимальных условий в коровнике вместо приточных каналов можно установить механическую приточную вентиляцию с подогревом приточного воздуха. Промышленность выпускает электрокалориферы мощностью 5, 10, 15, 20, 40, 60, 100 кВт. Один кВт/час электроэнергии дает 860 ккал.

Учитывая дефицит тепла в нашем случае ____________ ккал/час, нам требуется: _______________ кВт, т.е. _________________ калорифер мощностью _______________ кВт, который монтируется в механическую вентиляцию.

5