3.2 Расчет тепловой мощности отопительно- вентиляционной системы.

Тепловую мощность отопительно- вентиляционной системы определяют по формуле (9), Вт

Q_ов=Q_от+Q_в (3.1)

где Q_от и Q_в – тепловые мощности систем отопления и вентиляции, Вт

Методика определения тепловой мощности системы отопления производственных помещений, в том числе и животноводческих, представлена в разделе 2.

Тепловая мощность на подогрев вентиляционного воздуха, Вт:

Q_в = с_в r L (t_в - t_н.в) / 3600, (3.2)

где с_в – удельная массовая теплоемкость воздуха; с = 1000 Дж/(кг׺С); r – плотность воздуха, кг/м³, L – расход вентиляционного воздуха в холодный период года, м³/ч (см. п. 3.2); t_в, t_н – расчетные температуры внутреннего воздуха и зимней вентиляционной, ºС (прил. 1 и 2).

Помещения для содержания и выращивания молодняка характеризуются существенными изменениями в отношении тепло- и влаговыделения по мере роста молодняка. В связи с этим в них рекомендуется устанавливать комбинированные системы воздушного и водяного (парового) отопления. При этом температура поверхности отопительных приборов не должна превышать 150 ºС, а при напольном содержании птицы 95 ºС.

Для выбора отопительно-вентиляционной системы важное значение имеет конечная температура подогретого в калориферах воздуха t_к, ºС, определяемая по выражению:

t_к = t_н + . (3.3)

где t_н – расчетная (для отопления) температура наружного воздуха, ºС (приложение 1).

В животноводческих помещениях в связи с подачей воздуха на небольшой высоте над полом (не более 3,5 м) и применением пленочных воздуховодов температура подогретого воздуха допускается не более 45 ºС. Для обеспечения этого увеличивают подачу воздуха в отопительно-вентиляционную систему или уменьшают тепловую мощность системы воздушного отопления, одновременно используя дополнительное отопление, (водяное, паровое, воздушные завесы и др.).

В этом случае потребную подачу воздуха в отопительно-вентиляционную систему (м³/ч) или мощность системы дополнительного отопления (Вт) определяют по выражениям

,

(3.4)

Q_д = Q_ов – Q_вд = Q_ов –

где Q_д – мощность дополнительного отопления, Вт; Q_вд – допустимая мощность воздушного отопления без увеличения подачи воздуха, Вт; t_кд – допустимая температура подогретого воздуха, ºС.

3.3 Определение расчетного воздухообмена.

Для определения расхода теплоты на подогрев вентиляционного воздуха необходимо определить подачу вентиляционного воздуха в помещение в холодный период года.

Объем приточного воздуха в холодный период года должен быть достаточным для уменьшения концентраций вредных газов и паров до допустимых пределов, а так же удаления пыли, поступившей в помещение. В животноводческих помещениях расчетный воздухообмен в холодный период года определяют из расчета растворения углекислоты до допустимой концентрации и предельно допустимого содержания водяных паров. При таком воздухообмене происходит поглощение и других вредных выделений (аммиака, сероводорода, пыли), содержащихся в помещении в значительно меньших количествах.

Часовой обмен приточного воздуха L, м³/ч, необходимого для понижения концентрации углекислоты, вычисляют по формуле [2]

L = cn / (c₁ – c₂), (3.5)

где с – количество СО₂, выделяемое одним животным (птицей), л/ч; n – число животных (птицы) в помещении; c₁ – предельно допустимая концентрация СО₂ в воздухе помещения, л/м³; c₂  концентрация СО₂ в наружном воздухе (для сельской местности принимают с₂ = 0,3…0,4 л/м³).

В животноводческих помещениях допускается содержание углекислоты до 2,5 л/м³, аммиака – до 20 л/м³, сероводорода – до 10 мг/м³.

Часовой расход вентиляционного воздуха L, м³/ч, необходимого для растворения водяных паров, находят по формуле

L = W/ (d_в  d_н), (3.6)

где W – суммарные влаговыделения внутри помещения, г/ч;  – плотность воздуха, кг/м³, (принимается 1,2 кг/м³); d_в – влагосодержание внутреннего воздуха, г/кг; d_н  влагосодержание наружного воздуха, г/кг.

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.

Суммарные влаговыделения в помещении для животных подсчитывают по формуле, г/ч:

W = W_ж + W_исп, (3.7)

где W_ж  влага, выделяемая животными, г/ч; W_исп – влага, испаряющаяся с мокрых поверхностей помещений, г/ч.

Влагу, выделяемую животными, определяют по формуле [2]

W_ж = n wk_t, (3.8)

где n – число животных с одинаковым выделением водяных паров; w – выделение водяных паров одним животным, г/ч, (прил.4); k_t – коэффициент, учитывающий изменения количества выделяемых животным водяных паров в зависимости от температуры воздуха внутри помещения (приложение 5).

Влага, испаряющаяся с мокрых поверхностей помещения (пол, поилки, кормушки и др.), определяется по формуле [2]

W_исп =  W_ж, (3.9)

где   коэффициент, равный 0,1…0,25 для коровников и телятников, 0,1…0,3 для свинарников. Большие значения  относятся к помещениям с недостаточным количеством или полным отсутствием подстилки при неудовлетворительной работе канализации.

Влаговыделения в птичнике, г/ч:

W = W_пт + W_пом + W_исп, (3.10)

где W_пт = nmwk_t – масса водяных паров, выделяемых птицей, г/ч; W_пом = = nР_пом z/24 – масса влаги, испаряющейся из помета, г/ч; W_исп = 0,1 W_пт  масса влаги, испаряющейся с мокрых поверхностей помещения (пол, подстилка, поилки), г/ч; n – число птиц с одинаковым выделением водяных паров; m – живая масса одной птицы, кг; w  выделение водяных паров на 1 кг живой массы птицы, г/ч, (прил. 6); k_t – коэффициент, учитывающий изменение количества выделяемых птицей водяных паров в зависимости от температуры воздуха внутри помещения (прил.7); Р_пом – среднесуточный выход помета от одной птицы (у взрослых кур яичного направления Р_пом = 240 г, кур мясного направления – 290 г, индеек – 430 г, уток – 550 г, гусей – 600 г); z – коэффициент, учитывающий усушку помёта (для кур и индеек z = 0,7, для уток z = 0,74).

Из двух расходов вентиляционного воздуха за расчетный принимают наибольший. После этого определяют расход воздуха, приходящийся на 1 кг живой массы животных, м³/ч:

, (3.11)

где m – живая масса всех животных (птиц), содержащихся в помещении, кг.

Если полученное значение меньше нормы рекомендуемого воздухообмена в холодный период года (табл. 3.1), то расход вентиляционного воздуха следует рассчитать, используя эту норму воздухообмена и общую живую массу животных:

L = l_н m , (3.12)

где l_н  минимальный воздухообмен по нормам (табл. 3.1), м³/ч.

Таблица 3.1