Расчет тепловой нагрузки животноводческих помещений

Тепловой поток системы отопления и вентиляции определяют из уравнения теплового баланса

где Ф_ог, Ф_в и Ф_ж – соответственно тепловые потоки, теряемые через ограждения, на нагрев вентиляционного воздуха и тепловой поток, поступающий от животных, Вт.

Тепловой поток через ограждения можно определить по выражению

где q₀ =0,174 – удельная тепловая характеристика помещения, характеризует количество теплоты, теряемого наружной поверхностью помещения 1 м³ при разнице температур наружного и внутреннего воздуха 1 ⁰С, Вт/(м ^{3 0}С);

V_Н – объем помещения по наружному обмеру, м ³;

V_Н = 72*18*3.28+20/2*2.5=4275 м³;

t_н и t_в – соответственно температуры наружного и внутреннего воздуха, ⁰С.

))

(

ог

Вт.

Тепловой поток, теряемый на нагрев приточного воздуха:

где L – расчетный воздухообмен помещения, м ³/ч;

с_в – удельная теплоемкость воздуха, с_в =1 кДж/(кг ⁰С);

r - расчетная плотность воздуха после калорифера, кг/м³.

Расчетный воздухообмен определяют из условия понижения концентрации углекислоты и водяных паров в воздухе помещения.

Часовой объем приточного воздуха, необходимого для понижения концентрации углекислоты, вычисляют по формуле

где 1,2 – коэффициент, учитывающий количество СО₂, выделяемое подстилкой при ее разложении;

с- количество СО₂, выделяемое одним животным, л/ч;

n - количество животных в помещении;

с₁– предельно - допустимая концентрация СО₂, в воздухе помещения (в свинарнике 2,0 л/м ³);

с₂- концентрация СО₂ в наружном воздухе, с₂ = 0,3... 0,4 л/м ³.

м³/ч.

Часовой объем приточного воздуха, м³/ч, необходимого для удаления водяных паров, находят по формуле

где W - масса влаги, выделяющейся в помещении, г/ч;

d_в и d_н - влагосодержание внутреннего и наружного приточного воздуха, г/кг;

r - расчетная плотность воздуха в помещении, кг/м ³.

Плотность воздуха зависит от температуры и атмосферного давления

где t – расчетная температура воздуха, ⁰С;

p – расчетное барометрическое давление в данном районе, р = 99,3 кПа.

Значения d_в и d_н определяют при помощи Hd-диаграммы для влажного воздуха по соответствующим значениям температур и относительной влажности внутреннего и наружного воздуха. При наружной температуре t_н=-28 ⁰С и относительной влажности j_н=85%, d_н=0,4 г/кг; при внутренней температуре t_в=20 ⁰С и относительной влажности j_н=70%, d_в=9 г/кг.

Суммарные выделения влаги в помещении для свиней подсчитывают по формуле

Масса водяных паров W_ж, выделяемых животным

Где N- количество половозрастных групп, k_t- коэффициент, учитывающий изменение количества выделяемых свиней водяных паров в зависимости от температуры внутри помещения;

n_i - число свиней с одинаковым выделением водяных паров;

w_i - выделение водяных паров на 1 кг живой массы свиньи, г/ч,

г/ч.

Массу испаряющейся с мокрых поверхностей помещения влаги W_исп берут равной:

W_исп = 0,1*W_ж = 0,1*26688=2669 г/ч.

г/ч.

м³/ч.

Необходимый воздухообмен L, м³/ч для животноводческого помещения принимается по наибольшей из двух величин: или . Значение L_co₂ выше, значит принимаем м³/ч.

Вт.

Поток свободной теплоты, выделяемый животным:

где q_m - поток свободной теплоты, выделяемый 1 кг живой массы животного, Вт, (приложение Д.2);

k_t - коэффициент, учитывающий изменение количества выделенной животным теплоты в зависимости от температуры воздуха внутри помещения (приложение Д.3).

Вт.

Ф_от=43143+58624-20754=81013 Вт.

Величины тепловых потоков, теряемых через ограждения и на подогрев приточного воздуха, а также воздухообмен по влаговыделениям зависят от температуры наружного воздуха. Установленную мощность отопительных установок и подачу вентилятора определяют при минимальной расчетной температуре наружного воздуха t_Н, соответствующей данной климатической зоне.

Общую мощность системы отопления определяют по выражению