Наименование
материала
|
,
|
Расчетные
коэффициенты при условиях эксплуатации
|
Теплопроводности,
Б
|
Теплоусвоения,
Б
|
Цементно-песчанный
раствор
|
1800
|
0,93
|
11,09
|
Керамзитобетон
|
1600
|
0,79
|
10,77
|
Силикатный
кирпич
|
1800
|
0,87
|
10,9
|
Асбестоцементный
лист
|
1800
|
0,52
|
8,12
|
Плита
железобетонная
|
2500
|
2,04
|
16,96
|
Цементная
стяжка
|
1800
|
0,93
|
11,09
|
Минераловатные
плиты
|
300
|
0,09
|
1,44
|
Рубероид
|
600
|
0,17
|
3,53
|
2
Расчет теплопотерь
через ограждающие конструкции
2.1 Расчет термического сопротивления теплопередаче
Термическое
сопротивление теплопередаче, , для стен, покрытий, перекрытий, дверей и ворот:
,
где
- коэффициент
теплоотдачи на внутренней поверхности ограничивающей конструкции, ;
- термическое сопротивление
теплопроводности отдельных слоев,;
- термическое сопротивление
замкнутой воздушной прослойки,;
- коэффициент теплоотдачи
на наружной поверхности ограничивающей поверхности, .
Проводим расчет для наружных стен.
Рассчитываем
заполнение помещения животными, :
,
где
- масса одной птицы, (m = 1,5)
- количество бройлеров (n = 122000);
- площадь помещения, (A = 6434 ).
;
Так
как, заполнение бройлерами помещения и принимаем для стен и потолков и для наружных стен .
Термическое
сопротивление отдельных слоев, :
,
где
- толщина слоя, ;
- теплопроводность
материала слоя, ;
─ Силикатный кирпич:
;
─ Внутренняя штукатурка:
;
.
.
Проводим расчет для покрытий и перекрытий.
;
─ рубероид:
;
─ минераловатные плиты:
;
─ Плита железобетонная:
; - Асбестоцементный лист
.
.
Проводим расчет для наружных дверей и ворот.
; .
─ сосновые доски:
.
.
Проводим расчет для различных зон пола.
Сопротивление
теплопередаче полов:
,
где
- сопротивление
теплопередаче рассматриваемой зоны неутепленного пола,;
- толщина утепляющего слоя,;
- теплопроводность утепляющего
слоя,.
Сопротивление
теплопередаче принимаем:
─ для I зоны: ;
─ для II зоны: ;
─ для III зоны: ;
- для Iv зоны : ;
;
;
;
.
2.2 Определение требуемого термического
сопротивления теплопередаче
Рассчитываем
требуемые по санитарно-гигиеническим требованиям термические сопротивления
теплопередаче для наружных стен, покрытий и перекрытий, наружных дверей и ворот.
Требуемое
сопротивление теплопередаче, , наружных стен, покрытий и перекрытий:
,
где
- расчетная
температура внутреннего воздуха, ;
- расчетная температура
наружного воздуха в холодный период года,;
- нормативный температурный
перепад между внутренним воздухом и внутренней поверхностью ограничивающей конструкции,
;
- коэффициент, учитывающий
положение наружной поверхности по отношению к наружному воздуху.
В
качестве расчетной температуры наружного воздуха принимают в зависимости от
тепловой инерции наружного
ограждения (стр.33 [2]):
при
- абсолютно минимальную
температуру;
при
- среднюю температуру
наиболее холодных суток;
при
- среднюю температуру
наиболее холодных трех суток;
при
- среднюю температуру
наиболее холодной пятидневки.
Тепловая
инерция ограничивающей конструкции:
,
где
- расчетный
коэффициент теплоусвоения материала отдельных слоев ограждающей конструкции (таблица
5), .
Проведем расчет для наружных стен.
.
Исходя
из полученного выражения в качестве расчетной температуры наружного воздуха,
принимаем среднюю температуру наиболее холодных суток.
.
Нормативный
температурный перепад принимаем исходя из типа помещения (производственное
помещение с влажным режимом, таблица 3.6 [2]):
.
Температуру
точки росы принимаем
из приложения [1] при t=18 и —
.
Коэффициент
определяем по его
нормированным значениям: .
.
Проводим расчет для покрытий и перекрытий.
.
В
качестве расчетной температуры наружного воздуха принимаем среднюю температуру
наиболее холодных суток: .
Нормативный
температурный перепад:
(таблица 3.6 [2]).
Коэффициент
определяем по его
нормированным значениям: .
.
Проводим расчет для наружных дверей и ворот.
.
Нормативный
температурный перепад:
.
.
.
2.3 Сравнение действительных термических
сопротивлений с требуемыми
Исходя
из того, что требуемое термическое сопротивление должно быть меньше расчетного
термического сопротивления, проверяем соблюдение санитарно-гигиенических норм:
─ для наружных стен:
;
;
—не удовлетворяет.
─ для покрытий и перекрытий:
;
;
— удовлетворяет.
─ для наружных дверей и ворот:
;
;
— не удовлетворяет.
В
целом делаем вывод о том, что расчетные термические сопротивления перекрытий
больше требуемых (т.е. удовлетворяют санитарно гигиеническим нормам). Однако двери
и стены нуждаются в дополнительном утеплении.
2.4
Расчет площадей
отдельных зон пола
A=96000 mm; B=72000 mm.
Рис.1.
Зоны пола рассчитываемого помещения.
;
;
;
;
2.5
Расчет теплопотерь
через ограждающие конструкции
,
где
- площадь ограждающей
конструкции, ;
- термическое сопротивление
теплопередаче,;
- расчетная температура
внутреннего воздуха, ;
- расчетная температура
наружного воздуха, ;
- добавочные потери теплоты
в долях от основных теплопотерь;
- коэффициент учета
положения наружной поверхности по отношению к наружному воздуху.
Н.с.
— наружные стены;
Н.д.
— наружные двери;
Пт
— перекрытия;
Пл1,
Пл2, Пл3, Пл4 — пол.
Таблица 6. Расчет теплопотерь
№ помещения
|
Характеристики
ограждений
|
,
|
Доли
добавочных
теплопотерь
|
|
Тепловой
поток теплопотерь ,
|
Наименование
|
Ориентация
|
Размер
,
|
,
|
,
|
на
ориентацию
|
на
инфильтрацию
|
прочие
|
Н.с.
|
С-з
|
|
270
|
0,8464
|
38
|
0,1
|
0,3
|
—
|
1,4
|
16970
|
Ю-в
|
|
270
|
0,8464
|
38
|
0,05
|
0,3
|
—
|
1,35
|
16364
|
П.т.
|
—
|
|
6480
|
1,5553
|
38
|
—
|
-
|
—
|
1
|
158323
|
Пл.1
|
—
|
-
|
616
|
2,1215
|
38
|
—
|
—
|
—
|
1
|
11033
|
Пл.2
|
—
|
-
|
600
|
4,3215
|
38
|
—
|
—
|
—
|
1
|
5275
|
Пл.3
|
-
|
-
|
568
|
8,6215
|
38
|
-
|
-
|
-
|
1
|
2503
|
Пл.4
|
—
|
-
|
4680
|
14,222
|
38
|
—
|
—
|
—
|
1
|
12505
|
|
|
222973
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3
Расчет тепловоздушного
режима и воздухообмена
3.1 Холодный период года
Влаговыделения
бройлеров, :
,
где
- температурный
коэффициент влаговыделений (таблица 4);
- влаговыделение одной птицей
(таблица 3), ;
- число птиц.
;
Дополнительные
влаговыделения в зимний период составляют 5% от общего влаговыделения:
,
Расчет
влаги испаряющейся при сушке помета:
,
где
P-масса помета от одной птицы, кг/сут;z-доля усушки помета за одни сутки;k-число уборки помета в сутки(k=1 при напольном содержании);
(кг/ч),
Суммарные
влаговыделения:
.
Рассчитаем
количество ,
выделяемого птицей, :
,
где
- температурный
коэффициент выделений и
полных тепловыделений;
- количество , выделяемого одной птицей, .
;
Определим
тепловой поток полных тепловыделений, :
,
где
- тепловой поток
полных тепловыделений одной птицей (таблица 3), .
;
Тепловой
поток теплоизбытков, :
,
где
ФТП – поток теплопотерь (SФТП таблица 6) .
Угловой
коэффициент (тепловлажностное отношение), :
.
Воздухообмен в холодный период
Произведем
расчет вентиляционного воздуха, , из условия удаления выделяющихся:
─ водяных паров:
,
где
- суммарные
влаговыделения внутри помещения, ;
- плотность воздуха, ;
и - влагосодержания внутреннего и наружного воздуха,
.
Из
диаграммы влажного воздуха по рис.1.1. [2] определим и :
, (при 18 и );
, (при и ).
.
─ углекислого газа:
,
где
- расход углекислого
газа, выделяемого птицами в помещении,;
- ПДК углекислого газа в
помещении (таблица 2), ;
- концентрация углекислого
газа в наружном (приточном) воздухе, , (принимают 0,3 – 0,5 , стр.240 [2]).
.
─ расход вентиляционного воздуха исходя из
нормы минимального воздухообмена:
,
где
- норма минимального
воздухообмена на 1ц живой массы, ;([2] табл.10.11),
- живая масса птицы, .
- масса всех птиц.
.
В
качестве расчетного значения расхода воздуха в холодный период принимаем
наибольший, т.е. .
3.2 Переходный период года
Для
переходного режима года влаговыделения птицами:
;
Дополнительные
влаговыделения в переходной период составляют 5% от общего влаговыделения.
,
Расчет
влаги испаряющейся при сушке помета:
,
где
P-масса помета от одной птицы, кг/сут;z-доля усушки помета за одни сутки;k-число уборки помета в сутки(k=1 при напольном содержании);
(кг/ч),
Определим
суммарные влаговыделения:
.
Тепловой
поток полных тепловыделений:
Тепловой
поток теплоизбытков, :
,
где
- тепловой поток
полных тепловыделений животными в переходный период, ;
- тепловой поток
теплопотерь через ограждающие конструкции в переходный период, .
,
где
и - расчетные температуры внутреннего
и наружного воздуха в переходный период, .
;
;
;
.
.
Определим
угловой коэффициент, :
.
Воздухообмен в переходный период.
Рассчитаем
расход вентиляционного воздуха, , из условия удаления водяных паров:
.
Влагосодержание
внутреннего воздуха:
.
Влагосодержание
наружного воздуха определим
по - диаграмме при
параметрах и .
.
.
.
Для
переходного периода года рассчитывается воздухообмен только для удаления
водяных паров:
3.3 Теплый период года
Определяем
влаговыделения птицами, :
,
где
- температурный
коэффициент влаговыделений;
- влаговыделение одной птицей,
;
- число птиц.
;
Испарение
влаги с открытых водных и смоченных поверхностей:
,
Расчет
влаги испаряющейся при сушке помета:
,
где
P-масса помета от одной птицы, кг/сут;z-доля усушки помета за одни сутки;k-число уборки помета в сутки(k=1 при напольном содержании);
(кг/ч),
Суммарные
влаговыделения:
.
Определим
тепловой поток полных тепловыделений, :
,
где
- тепловой поток
полных тепловыделений одной птицей (таблица 3),
kt’’’ =1.11– температурный коэффициент полных
тепловыделений(таблица 4).
;
Тепловой
поток теплоизбытков, :
,
где
- тепловой поток от
солнечной радиации, .
,
где
- тепловой поток через
покрытие, ;
- тепловой поток через
наружную стену, .
,
где
=6480 - площадь покрытия (таблица 6);
=1.5553- термическое сопротивление
теплопередаче через покрытие (таблица 6);
= 17,7 - избыточная разность температур,
вызванная действием солнечной радиации для вида покрытия – тёмный рубероид, (стр.
46 [2]).
.
Тепловой
поток через наружную стену:
,
─ для стены А
где
=270 - площадь наружной
стены, ;
=0.8464 - термическое
сопротивление теплопередаче наружной стены, .
- избыточная разность
температур,5.92 ,( таблица
3.13)
;
─ для стены В
=270 ; =0.8464 ; =10.2,
;
=78.887 (кВт).
.
Угловой
коэффициент, :
.
Воздухообмен в теплый период года
Расход
вентиляционного воздуха, ,
в теплый период года из условия удаления выделяющихся:
─ водяных паров:
.
Влагосодержание
наружного воздуха определим
по - диаграмме (рис.
1.1 [2]) при параметрах и
.
.
Влагосодержание
внутреннего воздуха:
.
.
─ расход вентиляционного воздуха исходя из
нормы минимального воздухообмена:
,
где
- норма минимального
воздухообмена на 1ц живой массы, ;
- живая масса птицы, .
.
.
В
качестве расчетного значения расхода воздуха в теплый период принимаем
наибольший, т.е. .
Литература
1. Отопление и вентиляция животноводческих
зданий. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию. – Мн.
Ротопринт БАТУ. 2001 г.
2. Справочник по теплоснабжению сельского
хозяйства. Под ред. Л.С. Герасимович и др.: - Мн.; Ураджай. 1993 г.
3.Курсовое
проектирование по теплотехнике и применению теплоты в сельском хозяйстве.
Б.Х.Драганов и др.-М.:Агропромиздат,1991 г.