3. Вентиляция и отопление

3.1 Расчет системы вентиляции.

Практически под микроклиматом понимают регулируемый воздухообмен, т.е.

организованное удаление из помещений загрязненного и подача в них чистого воздуха через

систему вентиляции.

Воздухообмен как расчетная характеристика - это подача приточного воздуха,

отнесенная к 100 кг живой массы животных (удельный часовой расход).

С учетом зоотехнических требований он будет равен:

(3.1)

где: l - норма воздухообмена на 100 кг живой массы животного (для коровников [2]);

m - количество животных в помещении, m=200;

G - средняя живая масса одного животного, G=600кг;

Для получения оптимальной относительной влажности воздуха необходимый воздухообмен

по влаге рассчитываем по формуле:

(3.2)

где: к_п - коэффициент влаговыделения с пола помещения, [2] , принимаем к_п =1,4;

W - количество влаги, выделяемое одним животным, принимаем W=343г/ч [2];

W_доп - допустимое количество влаги в помещении, W_доп=8г/м³ [2];

W₀ - влагосодержание наружного воздуха (для Западной Сибири в январе [2]);

принимаем .

Для поддержания температуры воздуха на заданном уровне воздухообмен определяем,

исходя из условий теплового баланса помещения:

(3.3)

где: с - удельная теплоёмкость воздуха, с=0,99кДж/кгК [2];

- плотность приточного воздуха, [2];

- температура внутреннего и наружного воздуха, t_в = 10⁰С, t_н= - 23⁰С [2];

Q_изб- избыточное количество теплоты, выделяемое всеми источниками внутри помещения, кДж/кг:

(3.4)

где: q - среднее количество теплоты, выделяемое одним животным, q = 3446кДж/ч [2];

m - количество животных в помещении, m=200.

;

Итак, самый максимальный воздухообмен, это V_min=20400м³/ч. Исходя из этого, определяем

кратность воздухообмена, которая представляет собой отношение объёма удаляемого

воздуха V_min к объёму помещения. Она показывает, сколько раз за один час полностью сменится

воздух в помещении:

(3.5)

где: V_пом- полный объём помещения, 120х12х3,2 ;

Лист

10

Принимаем комбинированную систему вентиляции.

3.1.1 Расчёт вытяжных каналов при естественной вентиляции.

Воздух в помещении ввиду разности температур внутри и снаружи перемещается вверх по

каналу с некоторой скоростью V.

Общая площадь сечения канала:

(3.6)

где: V - скорость движения воздуха в канале, зависит от высоты канала и разности температур:

(3.7)

где: Н - высота канала, Н = 3м [2];

Количество вытяжных каналов определяем по формуле:

(3.8)

где: f₁ - площадь поперечного сечения одного канала, принимаем равной 1х1,2=1,2м² [2];

Тогда:

Принимаем n_в= 4штуки.

3.1.2 Расчет приточной вентиляции.

Поступление свежего воздуха обеспечивается приточными установками, расположенными в

вентиляционных камерах торцовых частей помещения.

Приточная установка состоит из центробежного вентилятора, электрического калорифера,

воздухозаборного устройства и приточного воздуховода.

Начальный участок воздуховода изготавливается из металла, распределительный из

полиэтиленовой пленки.

Подача установки принимается на 15% выше производительности вытяжной вентиляции

с целью создания избыточного давления, исключающего «застойные ямы» в помещении.

Подачу установок определяем по выражению:

(3.9)

где: l_max- максимальная подача вытяжной вентиляции,

Вентилятор приточной установки выбираем по его подаче и создаваемому напору. Подача

одного вентилятора:

(3.10)

где: - число приточных установок, принимаем

Лист

11

Диаметр воздуховода определяем по формуле:

, (3.11)

где: V - скорость движения воздуха в трубе (для пленочного V = 15…20 м/с [2]),

принимаем V = 15м/с;

Напор, развиваемый вентилятором, определяем как сумму потерь от трения воздуха о

трубу на прямолинейном участке Н_тр и потерь от местных сопротивлений h_М :

(3.12)

где: j - средняя плотность воздуха (j=1,2…1,3кг/м³,[2]) , принимаем j=1,25кг/м³;

- коэффициент сопротивления движению воздуха в трубе, ,

принимаем ;

l - длина прямолинейного участка воздуховода, l=120м;

- сумма коэффициентов местных сопротивлений принимаем = 5;

Из справочной литературы [3] по полученным величинам выбираем вентилятор Ц4-70 №3.

Его техническая характеристика:

• производительность 0,55…33 м³/ч

• полное давление 160…1150 Па

• мощность 0,6…1,0 кВт

• масса 21 кг

• частота вращения 1410…2850 мин^-1.

3.2 Расчёт системы отопления.

В холодный период года, особенно зимой, количество теплоты, выделяемое животными,

недостаточно для поддержания температуры в помещениях, поэтому их оборудуют системами

отопления. В условиях Сибири 80% âñåх энергозатрат в животноводстве приходится на

отопление.

Количество теплоты, необходимое для отопления животноводческого помещения,

определяем по формуле:

, (3.13)

где: Q_в -количество теплоты, уносимое потоком воздуха при вентиляции, кДж/ч;

Q_огр- количество теплоты, уносимое через наружные ограждения, кДж/ч;

Q_сп - количество теплоты, уносимое через открываемые двери, щели и т.д., кДж/ч;

Q_ж- количество теплоты, выделяемое животными, кДж/ч.

Значение Q_в находим по формуле:

(3.14)

где: V - расчётный воздухообмен, V=20400 м³/ч;

- плотность наружного воздуха,

t_н- температура наружного воздуха,

t_в- температура воздуха в помещении,

с - теплоёмкость воздуха, с=0,99 , [2];

.

Лист

12

Тепловые потери через ограждения определяем по формуле:

, (3.15)

где: К₁ - коэффициент теплопередачи;

F - поверхность ограждения, м².

Для удобства расчётов составляем таблицу 1.

Таблица 1 Расчет удельных теплопотерь.

Зона	К1	F,м2
Стены наружные	4,31	921,6	3972,1	35,3
Окна	9,63	63,8	614,4	5,45
Ворота и двери	16,74	25	418,5	3,7
Потолок	3,14	1584	4973,8	44,2
Пол
зона 0-2м	1,67	480	801,6	7,1
зона 2-4м	0,83	480	398,4	3,5
зона 4-6м	0,42	480	201,6	1,8
Остальное	0,25	144	36	0,3
Всего			11263,2	100,03

Отсюда:

Количество теплоты, уносимое через открываемые двери, щели и т.д., определяем

из соотношения:

, (3.16)

.

Количество теплоты, выделяемое животными:

(3.17)

где: q - количество свободной теплоты, выделяемое одним животным, q=3446 кДж/ч [2];

т - количество животных в помещении;

Подставляя все найденные значения в формулу (3.13) имеем:

Рассчитываем теплопроизводительность приточной установки:

(3.18)

где: n - количество приточных установок,

По таблице Б.3 [2] выбираем электрокалорифер СФО-100. Его техническая характеристика:

• мощность 100кВт

• подача по воздуху 9000 кг/ч

• перепад температур в калорифере (по воздуху) .

Лист

13