5. Расчет теплового баланса животноводческих помещений.

Расчет теплового баланса здания позволяет оценить теплотехнические свойства ограждающих конструкций, определить пути теплопотерь, найти способы улучшения микроклимата.

Тепловой баланс – это равновесие между приходом и расходом тепла в помещении.

Поступление тепла – это тепловыделения животных, которые являются основным источником тепла в животноводческих неотапливаемых помещениях.

Для поддержания заданной нормативной температуры в помещении тепловой баланс должен быть нулевым, т.е. величина прихода тепла должна соответствовать величине его расхода. В противном случае температура воздуха в помещении будет повышаться (при положительном балансе) или снижаться (при отрицательном балансе).

Для животноводческих помещений тепловой баланс целесообразно рассчитывать с учетом показателей температуры и относительной влажности атмосферного воздуха самого холодного периода года (по показателям января).

Тепловой баланс помещения рассчитываем по формуле:

где, Q_ж – поступление тепла от животных (свободное тепло, ккал/ч (табл. 10 приложения));

- разность между температурой воздуха в помещении и среднемесячной температурой воздуха самого холодного месяца зоны, ⁰С (табл. 1 приложения);

G – количество воздуха, удаляемого из помещения или поступающего в него в течение 1 ч, кг;

0,24 – количество тепла, необходимое для нагрева 1 кг воздуха на 1⁰С, ккал/кг;

К – коэффициент общей теплоотдачи через ограждающие конструкции, ккал/м²/град (табл. 11 приложения);

F – площадь ограждающих конструкций, м²;

- показатель суммирования произведений КF;

W_зд – расход тепла на испарение влаги с поверхности пола и других ограждений.

Расчет теплового баланса будем вести по свободному теплу.

ккал/ч;

ккал/ч;

ккал/ч;

ккал/ч;

ккал/ч;

ккал/ч;

ккал/ч;

ккал/ч;

ккал/ч;

ккал /ч;

= 12⁰С-(-7,5)=19,5⁰С;

кг

где, L – часовой объем вентиляции;

1,214 – объемная масса воздуха при температуре +12⁰С и давлении 745 мм рт. ст. (табл. 17 приложения).

Если для нагрева 1 кг воздуха на 1⁰С требуется 0,24 ккал, то для нагрева всего воздуха потребуется:

ккал/ч;

а для нагрева от -7 до +12⁰С будет затрачено: ккал/ч.

Потеря тепла через ограждающую конструкцию.

Ограждающие конструкции	F (площадь ограждающей конструкции)	К (коэффициент теплопотерь)	КF
Окна	36	2,5	90
Двери (одинарные)	5,04	4,0	20,16
Ворота	24	4,0	96
Стены	699,36	1,01	706,35
Потолок	1401,8	0,83	1166,8
Пол		По зонам	255,16
			2334,47

м²;

м²;

м²;

м²;

м²;

м²;

186м²;

м²;

м².

F потолка рассчитываем так: м²; м².

Учитывая теплопотери пола, условно делим площадь пола на 4 зоны от каждой зоны отнимаем по 2 м при расчетах. В первой двухметровой зоне площадь пола, примыкающая к углам наружных стен, учитывается дважды.

м².

Во второй зоне отнимаем по 4 метра с одной и другой стороны:

м²;

м²;

м²;

м².

Если правильно рассчитано, то сумма 1402 м² должна быть на 16 м² больше чем .

Далее для расчета нужны коэффициент теплопотерь (табл. 5.2):

ккал/ч;

ккал/ч;

ккал/ч;

ккал/ч;

ккал/ч;

ккал/ч.

Для пола КF берем по зонам:

ккал/ч;

ккал/ч;

ккал/ч;

ккал/ч;

ккал/ч;

ккал/ч.

Необходимо учесть также расположение здания, отношения направления господствующего ветра, сторон света и рельефа местности, т.к. помещение при этом дополнительно теряет еще 13% тепла от тепла потерь с ограждающих конструкций (стен, ворот, окон).

ккал/ч;

ккал/ч – сумма теплопотерь.

На испарения 1 гр. влаги с ограждающей конструкции расходуется 0,595 ккал/ч тепла.

На W_зд составит ккал/ч тепла;

;

;

(приход тепла) (расход);

ккал/ч – дефицит тепла.

Определяем % обеспеченности теплом в помещении

158643,3 – 100%

158182,7 – х

х=99,7% - обеспеченность теплом в помещения;

100-99,7=0,3% - дефицит тепла в помещении.

Тепловой баланс отрицательный дефицит тепла составляет 0,3%. При дефиците тепла до 20% его можно компенсировать за счет утепления ограждающих конструкций. Если дефицит тепла больше 20%, то нужно использовать обогрев помещения. Для обогрева можно использовать теплогенератор ТГ-2,5А.

250000 - 60 мин.

460,6 - х

х=0,11 мин. – время работы генератора.

60-0,11=59,89 мин. – время отдыха генератора.

Расчет нулевого теплового баланса:

.

Получаем, что для беспрерывной работы вентиляции разница между температурой воздуха в середине помещения и температура наружного воздуха не должна превышать 19,7⁰С.

При расчетной , температура воздуха в помещении будет снижаться в отдельные периоды до 12,2⁰С:

19,7-7,5=12,2⁰С.

Приведенные расчеты показывают, что температура воздуха в коровнике зимой будет снижаться ниже принятой (13⁰С), а в отдельные периоды при более значительном похолодании еще ниже.