Расчёт теплового баланса в холодный период года

Тепловой баланс — это соотношение прихода (теплопродукции) и расхода (теплопотери) тепла в животноводческом помещении.

Тепловой баланс бывает:

• — нулевой — если приход тепла равен расходу тепла (температура и влажность воздуха в помещении будет на уровне нормативной);
• — отрицательный — если расход тепла больше прихода тепла (температура будет ниже нормативной, а влажность выше нормы);
• — положительный — если приход тепла больше расхода тепла (температура выше нормы, влажность ниже нормы).

Температурный режим складывается в помещении под влиянием тепловыделений животных (если помещение не отапливается) и тепла вносимого отопительными и вентиляционными системами (если они предусмотрены), а также теплопотерь на обогрев поступающего воздуха, через ограждения здания и испарения влаги.

Расчет прихода тепла в помещение

Определение количества тепла, выделяемого животными.

Следовательно, от всех животных в помещение поступит свободного тепла.

Q ж =111 960 ккал/ч.

Расчет расхода тепла в помещении.

Qвен. = 0,31 х L х t, где.

0,31- теплоемкость воздуха, т. е. количество тепла в ккал, расходуемое на нагревание 1 кг воздуха на 1 °C, ккал/кг/град;

L — часовой объем вентиляции на холодный период года, г/м3;

t — разность между температурой воздуха внутри помещения и наружного воздуха, °С.

Разность между температурой воздуха внутри помещения и наружного воздуха будет равна:

t =16°С — (-12°С) = 24 °C.

Расход тепла на обогревание поступающего воздуха будет равен.

Q вен. = 0,31×360×24 = 2678,4 ккал/ч.

Расчет расхода тепла на испарение влаги с поверхности пола и других ограждений (Qисп.) производят путем умножения количества испаряющейся с пола и других ограждений влаги на 0,585 ккал, т. е. на количество тепла в ккал, расходуемого на испарение 1 г влаги.

Количество влаги, испаряющейся с пола и ограждающих конструкций здания, определяем в виде процентной надбавки (10%) от количества влаги, выделяемой всеми животными, находящимися в данном помещении. Эта величина составляет 3375 г/ч.

Qисп.= 1040,4×0,585 = 608,6 ккал/ч.

Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции здания проводится по формуле:

Qогр. =, где.

— показатель того, что все произведения k x F суммируются;

k — коэффициент общей теплопередачи материала (в ккал/ч/м2/град);

F — площадь ограждающей конструкции, м2;

t — разность между температурой внутреннего и наружного воздуха, °С.

Площадь ограждающих конструкций рассчитывается следующим образом:

• 1. Площадь потолка (покрытия) — путем умножения внутренних размеров длины и ширины помещения: 21×54 = 1134 м² ;
• 2. Площадь дверей — путем умножения ширины и высоты: 1,8×0,9 =1,62×2 = 3,24 м²;
• 3. Площадь ворот — 3×2,5 = 7,5 м²
• 4. Площадь окон — 222 м².
• 5. Площадь наружных стен — путем умножения наружного периметра помещения на высоту стен (2,5м) за минусом площади дверей, ворот (окон нет):
  • (21 +54)х2×2,9=435−3,24−7,5−222=202,26.

Определение теплопотерь через ограждающие конструкции здания:

При расчете теплового баланса в помещении очень важно определить, какая же температура воздуха будет внутри помещения при найденном балансе. Поэтому нужно определить разницу между температурой воздуха в помещении и температурой наружного воздуха, при которой приход тепла в помещении будет равен его расходу, т. е. определить t нулевого баланса по следующей формуле:

Подставляем ранее полученные данные в формулу:

Следовательно, разность между температурой наружного воздуха и температурой внутри помещения равна 10,9°С, так как средняя январская температура равна -17°С, то температура воздуха в помещении будет равна (17°С -10,9°С) = 6,1°С, что не соответствует зоогигиеническим требованиям (16 0С). Т. е. необходимо предусмотреть дополнительную систему отопления.

Подставляя полученные данные в формулу определяем дефицит тепла:

Дт = [(Qжив.-Qисп.)]-[t x (0,31x L)+(K x F)].

Дт =[(111 960 — 608,6)]-[39,9х (0,31×4729,09)+(1323,0072)]= 54 180,293 ккал/ч Расчет показывает, что расход тепла превышает теплопоступления накоровник. Рассчитав дефицит тепла можно рассчитать мощность и количество отопительных агрегатов:

54 180,293/860=63,0003 кВт/ч Исходят из того что 1кВт электроэнергии дает возможность получить 860 ккал тепла. И получаю что для возмещения полученного дефицита тепла потребуется 63,0003 кВт/ч. Промышленностью выпускаются электрокалориферы мощностью 60 кВт/ч и др.

63,0003/60= 1,05? 2 электрокалорифера Таким образом, поставив в систему приточной вентиляции 2 электрокалорифера мощностью 60 кВт/ч можно перекрыть дефицит тепла.

Дефицит тепла можно также прекратить путем применения теплогенераторов, работающих на дизельном топливе. Теплотворная способность 1 кг топлива составляет 12 000 ккал. Для покрытия имеющего дефицита тепла нам необходимо затратить:

54 180,293 /12 000= 4,5? 5 кг/час дизельного топлива, сжигая его в теплогенераторе.

Расчёт освещенности (ОПСП, искусственная освещенность)

Расчёт естественной освещенности.

ОПСП=Fост/Fпола*100=222/1134*100=19,6%.

Расчёт искусственной освещенности.

По табличным данным искусственная освещённость 50 лк/м2 лампами люминисцентными, коэффициент е=6,5.

• 50×1134= 56 700 лк
• 56 700/6,5 = 8723,08 Вт
• 8723,08/ 100 = 872,3= 873 ламп

Расчёт площади навозохранилища

F нав.хр.=? М сут.нав. х Д / h х y.

? М сут.нав. = (m+q+p) х n.

m — выход фекалий за сут. от одного животного, кг.

q — количество мочи, кг.

p — сут. расход подстилки на одно животное, кг.

n — количество животных;.

n=360.

Мсут = (m + g + p) x n=19 980.

? М сут.нав.=19 980кг Д (кол-во дней хранения)=180.

h (глубина навозохранилища)=3 м.

y (объем массы твердого навоза)=650кг/м3.

F нав. бурта=? М сут. нав х Д/y х h.

? М сут. нав =2055,09 кг Д=180 дней.

y=650 кг/м3.

h=3×0.5=1,5 м.

0.5 -коэф., учитывающий конфигурацию бурта.

F нав. бурта =? М сут. нав х Д/y х0,5 h =3688,6 м².