2. Расчет теплового баланса помещения.

_{Рис.1. Ориентация здания по сторонам света.}

_{Помещение для содержания коров имеет размеры 106.75х18.6х2.45 м и помещение для раздачи грубых кормов 9.2х18х6.5 м. Потолки в коровнике отсутствуют. Полный объем помещения 8948 м}³_{. Расположение коровника с северо-запада на юго-восток. Стены коровника выполнены из керамзито-бетонных панелей толщиной d=0.31 м с теплопроводностью l=0.2 Вт/(м×°С) [2] покрыты известковым раствором толщиной d=0.0012 м с теплопроводностью l=0.76 Вт/(м×°С). Кровля осуществлена волнистой асбофонерой толщиной d=0.008 м теплопроводностью l=0.35 Вт/(м×°С) [2] с утеплителем на минеральной вате толщиной d=0.08 м теплопроводностью l=0.07 Вт/(м×°С) [2]. Полы деревянные с прослойкой из битумной мастики на утрамбованном грунте или чугунные решетки.}

_{Стены помещения для раздачи грубых кормов выполнены из красного кирпича толщиной d=0.51м. Кровля четыре слоя руберойда d=0.006 теплопроводностью l=0.17 Вт/(м×°С) [2] на битумной мастике по цементной стяжке d=0.015 м теплопроводностью l=0.84 Вт/(м×°С) [2]. Утеплитель–жесткие минерало-ватные плиты толщиной d=0.08 м теплопроводностью l=0.07 Вт/(м×°С) [2]. Полы в помещении цементные толщиной d=0.025 м по бетону d=0.1 м на утрамбованной почве.}

_{Поток теплоты, теряемой помещением, складывается из основных потерь теплоты через все его наружные ограждения и добавочных теплопотерь [3]}

, (2.1)

Основные потери теплоты складываются из потерь через наружные стены, окна, двери, крышу и пол.

_{Общая площадь поверхности 50 оконных блоков с двойным раздельным остеклением}

Значение сопротивления теплопередачи окон [2]

R₀=0.38 м²*°С/Вт

Потери тепла через ограждение вычисляются по формуле [3]

, (2.2)

где R₀ – общее сопротивление теплопередаче ограждения, м²*°С/Вт;

F=F_ОК – площадь поверхности ограждения, м²;

t_В и t_Н – расчетные температуры внутреннего и наружного воздуха,°С;

n – коэффициент, зависящий от положения наружного ограждения по отношению к наружному воздуху.

_{Основные потери теплоты через окна}

Т.к. половина окон расположена с северо-восточной стороны, то принимаются добавочные потери, равные 10% от потерь через окна. Тогда потери через окна с учетом дополнительных потерь

Общая поверхность одинарных дверей F_Д1=46.9 м², толщина которых d_Д=0.1 м, R₀=0.215 м²×°С/Вт [2]. Площадь двойных дверей с тамбуром F_Д2=6 м², сопротивление теплопередаче R₀=0.43 м²×°С/Вт [2]. Потери тепла через двери составят

Т.к. часть дверей обращены на северо-восток и северо-запад, добавочные потери через них составят 10% от основных через данное заграждение [2]

Полные потери через двери составят

Площадь поверхности наружных стен коровника и помещения для раздачи грубых кормов

Значение сопротивления теплопередачи наружных ограждений определяется по формуле

, (2.3)

где R_B=0.086 м²*°С/Вт [2] – сопротивление тепловосприятию, т.к заполнение помещения составляет 82 кг/м²;

R_Ti – сопротивление теплопроводности отдельных слоев m-слойного ограждения;

R_Н=0.043 м– сопротивление теплоотдаче.

Для стен коровника сопротивление теплопередаче

м²×°С/Вт

Для стен пристройки сопротивление теплопередаче

м²×°С/Вт

Основные теплопотери через стены коровника составят

Т.к. имеется две наружные стены то дополнительные потери через стены составят 5% от основных, дополнительные потери составят 10% через северо-восточную и северо-западную стены, дополнительные потери 5% составят через юго-восточную стену [2]. Все дополнительные потери составят

Полные потери тепла через наружные стены

Площадь поверхности покрытия коровника и пристройки

Термическое cопротивление тепловосприятию перекрытия R_B=0.115 м²×°С/Вт [2]. Термическое сопротивление теплоотдачи наружной поверхности покрытия R_H=0.043 м²×°С/Вт [2].

Сопротивление покрытия коровника

м²×°С/Вт

Сопротивление покрытия помещения для раздачи

м²×°С/Вт

Общие потери через кровлю составят

Вт,

В общем случае сопротивление теплопередаче ограждения определяется по формуле

Потери теплоты через неутепленные полы вычисляются по зонам – полосам шириной 2 м, параллельных наружным стенам (рис.2.).

Рис.2. Зоны полов.

Т.к. потери во второй и третьей зонах компенсируются за счет тепловыделений от хранящегося под полом навоза, то расчет теплопотерь ведется только в первой и четвертой зонах. Сопротивление теплопередаче считается как для неутепленных полов [3]:

– для первой зоны R_П=2.15 м²×°С/Вт;

– для четвертой зоны R_П=14.2 м²×°С/Вт.

Суммарные теплопотери по всем зонам пола

Общие теплопотери через все ограждения

Определение теплоты, расходуемой на нагрев приточного воздуха, производится по формуле

, (2.4)

где Q=Q_РАСЧ= 56777 м³/ч – расчетный воздухообмен помещения;

r=1.25 кг/м³ – плотность воздуха при расчетной температуре t_B=3°С внутри помещения;

с=1 кДж/(кг×°С) – удельная изобарная теплоемкость воздуха;

t_H=-27°С – температура наружного воздуха.

Значение теплоты, расходуемой на нагрев приточного воздуха

Определение расхода теплоты на испарение влаги.

Поток теплоты, расходуемой на испарение влаги с мокрых поверхностей помещения

, (2.4)

где 2.49 – скрытая теплота испарения, кДж/г;

W_ИСП= 21888.7 г/ч – объем испаряющейся влаги.

Расход теплоты на испарение влаги

Теплопотери на нагрев инфильтрирующегося воздуха равны 30% от потерь теплоты через все наружные ограждения

Поток свободной теплоты, выделяемой животными

, (2.5)

где n=400 – количество животных;

q=799 Вт [2] – поток свободной теплоты, выделяемой одним животным;

k_t=1.16 [2] – коэффициент, учитывающий изменение количества выделенной животным теплоты в зависимости от температуры воздуха внутри помещения.

Поток свободной теплоты, выделенной животными, составит

_{Избыточное тепловыделение}

_{ФИЗБ=ФЖ–ФОГР–ФИНФ=370736–96903.4–28861=244971.6 Вт}

_{Тепловая мощность системы отопления и вентиляции}