1. Расчет теплового баланса помещения

Тепловую мощность (Вт) системы отопления помещений для содержания животных определяют по уравнению теплового баланса:

Q_от = Q_огр + Q_в + Q_исп - Q_ж (2.1)

где: Q_огр - поток теплоты, теряемой помещением через наружные ограждения;

Q_в - поток теплоты , идущий на нагрев приточного воздуха ;

Q_исп - поток теплоты , расходуемой на испарение влаги с мокрых поверхностей животноводческого помещения ;

Q_ж- поток свободной теплоты, выделяемой животными.

2.1 Определение тепловых потерь через наружные ограждения

помещения

При расчете тепловых потерь (Вт) помещением учитывают основные суммарные потери через все наружные ограждающие конструкции помещения и добавочные суммарные теплопотери:

Q_огр =Q + Q_доб (2.2)

Основные потери теплоты через отдельные ограждения определяют по формуле:

Q = (2.3)

где: Ro - общее сопротивление теплопередаче ограждения, м²∙ºС/Вт;

F - площадь ограждения, м² ;

t_в и t_н – расчетные температуры внутреннего и наружного воздуха, ºС; ([1] Приложение 2)

n - коэффициент, зависящий от положения наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху (n = 1).

Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции:

Ro = Rв++Rн (2.4)

где: Rв - термическое сопротивление тепловосприятию внутренней поверхности ограждения, м²°С/Вт;

- сумма термических сопротивлений теплопроводности отдельных слоев m-слойного ограждения толщиной (м), выполненных из материалов с теплопроводностью , Вт/(м°С);

Rн – термическое сопротивление теплоотдаче наружной поверхности ограждения (для наружных стен и бесчердачных покрытий Rн = 0,043 Вт/(м°С), для перекрытий чердачных и над неотапливаемыми подвалами

Rн = 0,086 Вт/( м°С).

Определяем термические сопротивления перекрытий

Несущие стены выполнены из двухслойных керамзитобетонных панелей [стр 7.,]

δ_ст = 0,4м λ_ст = 0,2 Вт/( м°С)

Rн = 0,043 м²°С/Вт

Rв = 0,086 м²°С/Вт

Определим Rо.ст для стены

Rо.ст = 0,086 + 0,4/0,2 + 0,043 = 2,129 м²°С/Вт

Окна с двойными переплетами раздельные (двойное остекление)

Rо.ок = 0,38 м²°С/Вт

Площадь окна равна Fокн. = 2,16 м²

Наружные ворота деревянные двойные

Rо.в=0,43 м²°С/Вт

Определяем основные теплопотери

Западная стена

Ворота

Площадь ворот с западной стороны: Fз.в = 22,72,4 = 12,96 м²

Теплопотери (n = 1): Qз.в = 12,96/0,43(20 – (-25))1 = 1356,27 Вт

Стены

Площадь западной стены:

Fз.ст. = 873- 37∙ Fокн = 261 – 79,92 = 181,08 м²

Теплопотери (n = 1): Qз.ст = 181,08/2,129451 = 3827,4 Вт

Окна

Площадь окон с западной стороны (37 шт.): Fз.ок = 2,16∙37 = 79,92 м²

Теплопотери (n = 1): Qз.ок = 79,92/0,38(20 – (-25))1 = 9464,21 Вт

Восточная стена

Ворота

Площадь ворот с восточной стороны: Fв.в =22,72,4 = 12,96 м²

Теплопотери: Qв.в = 12,96/0,43(20 – (-25))1 = 1356,27 Вт

Стены

Площадь восточной стены:

Fв.ст. = 873 -38∙ Fокн - Fв.в = 261 – 82,08 – 12,96 = 165,96 м²

Теплопотери: Qв.ст = 165,96/2,129451 = 3507,8 Вт

Окна

Площадь окон с восточной стороны (38 шт.): Fз.ок = 2,16∙38 = 82,08 м²

Теплопотери: Qв.ок = 82,08/0,38(20 – (-25))1 = 9720 Вт

Южная стена

Стены

Площадь западной стены:

Fю.ст. = 93 - 1∙ Fокн = 27 – 2,16 = 24,84 м²

Теплопотери (n = 1): Qю.ст = 24,84/2,129451 = 525,03 Вт

Окна

Площадь окон с западной стороны (1 шт.): Fю.ок = 2,16∙1 = 2,16 м²

Теплопотери (n = 1): Qю.ок = 2,16/0,38(20 – (-25))1 = 255,78 Вт

Северная сторона

Ворота

Площадь ворот с западной стороны: Fс.в = 3 2,7 = 8,1 м²

Теплопотери (n = 1): Qс.в = 8,1/0,43(20 – (-25))1 = 847,67 Вт

Стены

Площадь западной стены:

Fс.ст. = 93- 2∙ Fокн - Fз.в = 27 – 4,32 – 8,1 = 14,58 м²

Теплопотери (n = 1): Qс.ст =14,58 /2,129451 = 308,17 Вт

Окна

Площадь окон с западной стороны (2 шт.): Fс.ок = 2,16∙2 = 4,32 м²

Теплопотери (n = 1): Qс.ок =4,32 /0,38(20 – (-25))1 = 511,57 Вт

Крыша

Fкр = 873,35∙2 = 582,9 м²

Покрытие: Асбестоцементные волнистые листы λ = 0,49 Вт/(м°С) δ = 0,012 м

Утеплитель: Минераловатные плиты λ = 0,07 Вт/(м°С) δ = 0,04 м

Настил из досок: λ = 0,16 Вт/(м°С) δ = 0,06 м

Rн = 0,043 м²°С/Вт

Rв = 0,086 м²°С/Вт

Определим Rо.ст для крыши

Rо.ст = 0,086 + 0,012/0,49 + 0,04/0,07 + 0,06/0,16 +0,043 = 1,32 м²°С/Вт

Теплопотери (n = 1): Qкр = 582,9/1,32451 = 19871,59 Вт

Пол

Состав пола:

1) Бетон на гравии =0,08 м =1,8 Вт/(м°С)

2) крупнозернистый песок, утрамбованный со щебнем:

= 0,12 м = 0,23 Вт/(м°С)

Пол утепленный т.к. _у.с<1,16 Вт/(м°С).

Сопротивление утепленных полов теплопередаче

R_у.п = R_н.п. + δ_у.с/λ_у.с (2.5)

где _у.с и _у.с - толщина утепляющего слоя (м) и теплопроводность утепляющего слоя ,Вт/(мС),

R_н.п. - сопротивление теплопередаче неутепленного пола (м²°С/Вт)

по зонам разбивки пола: R_н.п.I=2,15 м²°С/Вт , R_н.п.II=4,3 м²°С/Вт , R_н.п.III=8,6 м²°С/Вт, R_н.п.IV=14,2 м²°С/Вт

Разбиваем пол на зоны шириной по 2 м.

Рис.1 План разбивки пола

Находим площади зон

F_I = 87∙4 + 9∙4 = 384 м²

F_II = 83∙4 + 1∙4 = 336 м²

F_III = 79∙1= 79 м²

Вычисляем термические сопротивления для каждой зоны по формуле (2.4):

для I зоны R_у.п.I = 2,15 + 0,08/1,80 = 2,19 м²°С/Вт

для II зоны R_у.п.II = 4,3 + 0,12/0,23 = 4,82 м²°С/Вт

для III зоны R_у.п.III = 8,6 + 0,12/0,23 = 9,12 м²°С/Вт

Теплопотери через пол по формуле (2.3):

Qпол = (384/2,19 + 336/4,82 + 79/9,12 )∙ 451 = 11412 Вт

Основные Q через все строительные ограждающие конструкции помещения (двери, стены, окна, крыша , пол).

Q = Qз.в + Qв.в + Qс.в + Qз.ст + Qв.ст + Qю.ст + Qс.ст +

+ Qз.ок +Qв.ок + Qкр + Фпол

Q = 1356,27 + 1356,27 + 847,67 + 3827,4 + 3507,8 + 525,03+

+ 308,17 + 9464,21 + 9720 + 19871,59 + 11412 = 62196,4 Вт

Определяем добавочные теплопотери:

Потери по сторонам света:

Передняя сторона выходит на запад – 5%

Задняя сторона выходит на восток – 10%

Одна из боковых сторон выходит на север – 10%

Дополнительные теплопотери будут равны :

Qдоб.ст = Qз.ст∙0,05 + Qв.ст∙0,1 + Qс.ст∙0,1

Qдоб.ст = 3827,4∙0,05 + 3507,8∙0,1+308,17∙0,1 = 572,94 Вт

Qдоб.ок = Qз.ок∙0,05 + Qв.ок∙0,1

Qдоб.ок = 9464,21∙0,05 + 9720∙0,1 = 1445,2 Вт

Добавочные теплопотери через наружные ворота с тамбуром между ними принимают равными 80% от основных через них.

Qдоб.в = 0,8∙Qворот

Qдоб.в = 0,8∙3560,2 = 2848,16 Вт

Дополнительные потери теплоты на нагревание наружного воздуха, инфильтрующегося притворы окон, дверей и ворот принимаем 30% от основных теплопотерь через все ограждения.

Qинф = 0,3∙Q

Qинф = 0,3∙62196,4 = 18658,9 Вт

Таким образом добавочные теплопотери через ограждения

Qдоб = Qдоб.ст + Qдоб.ок + Qдоб.в + Qинф

Qдоб =572,94 +1445,2 + 2848,16 + 18658,9 = 23525,2 Вт

Qогр =62196,4 + 23525,2 = 85721,6 Вт