3. Выбор систем вентиляции и отопления
Помещение для содержания животных оборудуют механической вентиляцией с подогревом приточного воздуха в холодный период года и передачей его в верхнюю зону.
Кроме этого имеется естественная приточная вентиляция через вентильные проемы в верхней части стен или перекрытия. Вытяжная вентиляция этих помещений так же как и приточная осуществляется естественным путем.
Естественная - из верхней зоны через вентиляционные шахты.
Устраиваем в коровнике воздушное отопление, совмещенное с вентиляцией . Две одинаковые приточные системы с подогревом воздуха в калориферах, работающих на паре, устанавливаем в торцевых частях здания.
Дальнейшие вычисления будем вести в расчете на одну приточную систему, которая должна обеспечить воздухообмен в помещении для животных в объеме Q/2=14691,5/2=7345,8 м3/ч при подаче теплового потока в количестве Фот=208798,2/2=104399,1 Вт.
4. Подбор калориферов воздушного отопления, совмещенного с приточной системой вентиляции
Калориферы - это приборы для подогрева воздуха в системах воздушного отопления, механической вентиляци, кондиционировании воздуха и в сушильных установках. В зависимости от вида теплоносителя они подразделяются на паровые, водяные и электрические.
Расчитываем площадь живого сечения (м2) калорифера для прохода воздуха по формуле [2, стр.92]:
fр=Q /[3600(v )p] (4.1)
где (v )p-расчетная массовая скорость воздуха, принимаемая равной 4...12 кг/(с м2) ; - плотность воздуха при температуре tk (кг/м3).
Определим температуру воздуха после калорифера по избыточной теплоте при помощи Hd - диаграммы.
Избыточный тепловой поток Физб (Вт) вычисляем по формуле [2, стр.74]:
Физб=Фт- Фогр (4.2)
где Фт - поток теплоты, выделяющейся в помещении от различных источников; Фогр- тепловой поток, теряемый через наружные ограждения.
Физб=123511-108839,2=14671,8 Вт
Определяем тепловлажностное отношение по формуле [2, стр.74]:
=3600Физб/W
(4.3)
=3600 14671,8/121746,9=433,8 кДж/кг
В виду того что не имеем возможности определить температуру после калорифера при помощи Hd – диаграммы, принимаем :
tk=12 С
Принимаем (v )p=11 кг/(с м2). Тогда по формуле (4.1):
fр=9020,4 1,23/(3600 11)=0,28 м2
Подбираем по таблице модель и номер калорифера с площадью сечения по воздуху близкой к расчетной [2, таб. 5.5]
Калорифер К3ПП -6
Площадь живого сечения по воздуху которого f=0,295 м2
Площадь живого сечения по теплоносителю fтр=0,0076 м2
Площадь поверхности нагрева F=25,3 м2
Для выбранного калорифера вычисляем действительную массовую скорость воздуха по формуле [2, стр.92]:
v =Q /(3600f) (4.4)
v =9020,4 1,23/(3600 0,295) =10,45 кг/(с м2)
Определяем скорость воды (м/с) в трубках калорифера [2, стр.92]:
w= Ф/[4,19 106(tг-to) fтр] (4.5)
где Ф - тепловой поток, расходуемый на нагрев воздуха, Вт; fтр- площадь живого сечения трубок калорифера по теплоносителю, м2 ; tг и to - температуры воды на входе в калорифер и выходе из него, С.
Принимаем tг=95 С и tо=70 С
w=95797,35/[4,19 106 (95-70)0,0076] =0,012 м/с
Определяем фактический тепловой поток (Вт), передаваемый калориферной установкой нагреваемому воздуху по формуле [2, стр.93]:
Фк=кF(t’ср-tср) (4.6)
где к - коэффициент теплопередачи, Вт/( м2 С) ; F - площадь поверхности нагрева калорифера, м2; tср- средняя температура нагреваемого воздуха, С: tср=(tк+tн)/2; t’ср- cредняя температура теплоносителя, С.
Для теплоносителя воды
t’ср=(tг+tо)/2
t’ср=(95+70)/2=82,5 С
tср=(8-31)/2= -11,5 С
Рассчитываем коэффициент теплопередачи для калорифера К3ПП при скорости движения воды в трубках равной 0,12 м/с по формуле [2, таб. 5.6]:
к=А(v )nwm (4.7)
где А=16,4; n=0,289; m=0,158
к=16,4 10,450,2890,120,158=23,3 Вт/м2 С
Фк=23,3 25,3(82,5+11,5)=55316,9 Вт
Поскольку один калорифер не обеспечивает необходимой теплоотдачи, принимаем два калорифера того же номера, установленных последовательно. Теперь теплоотдача калориферной установки:
Фк.у.=2 Фк
Фк.у.=2 55316,9=110633,8 Вт
Проверим условие запаса по теплоотдаче Фк=(1,15...1,2)Ф
Фк.у / Ф=110633,8/95797,35=1,157
Условие выполняется, следовательно калорифер выбран правильно.