При расчете тепловых потерь отапливаемыми помещениями жилых домов из суммы основных и добавочных теплопотерь следует вычитать бытовые тепловыделения из расчета 21 Вт на 1 м2 площади пола: Фбыт =21× Fп.
Поток теплоты, расходуемой на нагрев приточного воздуха, определяют по выражению
(1.14)
где L - расчетный воздухообмен помещения, м3/ч; r - плотность воздуха при расчетной температуре tв, кг/м3.
Для климатических зон с расчетной зимней температурой воздуха -10 оС и выше tн принимают равной расчетной зимней вентиляционной температуре tн.в, для остальных районов - расчетной отопительной температуре.
Поток теплоты, расходуемой на испарение влаги, , с мокрых поверхностей животноводческого помещения
(1.15)
где 2,49 - скрытая теплота испарения воды, кДж/г.
Поток свободной теплоты, выделяемой животными,
(1.16)
где n - число животных с одинаковым выделением свободной теплоты; q - поток свободной теплоты, выделяемой одним животным, Вт; kt - коэффициент, учитывающий изменение количества выделенной животными теплоты в зависимости от температуры воздуха внутри помещения.
а) Рассчитаем сопротивление теплопередачи ограждающих конструкций:
стены:
б) Сопротивление утеплённых полов теплопередаче, т.к. пол покрыт досками, считается что пол утепленный:
доски из сосны толщиной 0,05м
1Зона S1=368 2Зона S2=296
3Зона S3=296 4Зона S4=444
в) Окна имеют конструкцию двойные переплёты спареные.
г) Двери изготовим двойные
R0=0.43
д) Потолок из ж/б перекрытий(плит) =0,07м
а) Поток теплоты, расходуемой на нагрев приточного воздуха Фв опред. По выражению:
где
б) Поток теплоты, расходуемый на испарение влаги
в)Поток свободной теплоты выд. животными: n=180; q=456.
г) Потеря теплоты на нагрев воздуха, инфильтируещего через окна, двери, ворота.
1.3 Расчет калориферов воздушного отопления
Для воздушного отопления и вентиляции животноводческих, птицеводческих и других производственных помещений применяются калориферы. По виду теплоносителя они подразделяются на паровые, водяные и электрические.
Наибольшее применение в практике благодаря экономичности, компактности и высокой производительности получили водяные и паровые калориферы. Они представляют собой два коллектора, соединенных между собой пакетом стальных трубок, расположенных в несколько рядами по ходу движения воздуха. В верхнем коллекторе расположен входной штуцер для теплоносителя, в нижнем - выходной.
Изготовляют одноходовые и многоходовые калориферы. В одноходовых калориферах теплоноситель движется по всем трубкам параллельно, в многоходовых - последовательно. В одноходовых калориферах применяют теплоносители пар и воду. В многоходовых - только воду.
Для увеличения площади поверхности нагрева на трубки калорифера надевают тонкие стальные пластины или навивают стальную ленту. Изготовленные таким образом калориферы называют пластинчатыми или спирально-навивными.
В производстве нашли применение следующие типы калориферов средней и большой мощности:
одноходовые пластинчатые КВБ, К3ПП, К4ПП, К3ВП, КПС-П, КПБ-П;
одноходовые спирально-навивные КФСО, КФБО;
многоходовые пластинчатые КВС-П, КВБ-П, К3ВП, К4ВП, КВС-П, КВБ-П;
многоходовые, биметаллические калориферы с накатным алюминиевым оребрением КС 4к 0-3, КС 4к 0-4.
Выбирают калориферы по следующей методике.
1.Вычисляют площадь живого сечения калорифера для прохода воздуха
(1.17)
где fp - площадь живого сечения калорифера, м2, (ur)р - расчетная массовая скорость воздуха, кг/(с×м2).
С увеличением массовой скорости повышается коэффициент теплопередачи калорифера, но одновременно возрастает и сопротивление проходу воздуха, что приводит к увеличению расхода электроэнергии на привод вентилятора калориферной установки. По экономическим соображениям массовую скорость (ur)р принимают в пределах 4...12 кг/(с×м2).
По приложением подбирают модель и номер калорифера с площадью живого сечения по воздуху, близкой к расчетной. При параллельной установке нескольких калориферов учитывают их суммарную площадь живого сечения.
Номер калорифера №9 Марка –КВБ. f=0.486м2; F=41.6м2; fтр=0,0107м2
2.Для выбранного калорифера вычисляют действительную массовую скорость воздуха
(1.18)
где f – действительное живое сечение калорифера, м2.
Определяют коэффициент теплопередачи k, Вт/(м2×оС), для выбранной модели калорифера в зависимости от вида теплоносителя, его скорости (для воды) и массовой скорости нагреваемого воздуха. Расчетные формулы для определения коэффициента теплопередачи приводятся в справочных таблицах.
Скорость воды в трубках калорифера определяют по выражению
(1.19)
где Фот - тепловая мощность системы отопления, Вт, для теплиц Фот = Фв.о (п. 1.2.1.3); rв - плотность воды, принимаемая равной 1000 кг/м3; Св - удельная теплоемкость воды, равная 4,19 кДж/(кг×оС); tг и tо - температура воды на входе в калорифер и выходе из него, оС; fтр - площадь живого сечения трубок калорифера для прохода теплоносителя, м2.
При параллельном подсоединении n калориферов к трубопроводам теплоносителя расход теплоты на нагрев воздуха в каждом калорифере равен Фот/n; при последовательном подсоединении калориферов в расчет берут весь тепловой поток Фот.
3.Определяют действительный поток теплоты, Вт, передаваемый калориферной установкой нагреваемому воздуху
, (1.20)
где k - коэффициент теплопередачи, Вт/(м2×оС); F - площадь поверхности нагрева калорифера, м2. При последовательной установке калориферов учитывают их суммарную площадь поверхности нагрева; t`ср - средняя температура теплоносителя, оС. Для воды t`ср = (tг + tо)/2. Если теплоноситель - насыщенный пар с избыточным давлением до 29,4 кПа, то t`ср = 100 оС; при большем давлении t` ср принимают равной соответствующей температуре насыщения пара; tср - средняя температура нагреваемого воздуха, оС; tср = (tк+ tн)/2. Температуру воздуха после калорифера tк для помещений без теплоизбытков принимают равной расчетной внутренней температуре tк = tв, для помещений с теплоизбытками tк = tв - (5...8) оС.
(1.21)
При последовательной установке n одинаковых калориферов сопротивление проходу воздуха равно
.
1.4 Расчет систем вентиляции
Вентиляцией называют совокупность мероприятий и устройств, обеспечивающий расчетный воздухообмен в помещениях жилых, общественных и производственных зданий.
Вентиляционная система - это совокупность устройств для обработки, транспортирования, подачи и удаления воздуха.
По назначению системы вентиляции подразделяются на приточные и вытяжные, обеспечивающие общеобменную или местную вентиляцию.
Системы вентиляции, подающие воздух в помещение, называют приточными, а удаляющие загрязненный воздух из помещения - вытяжными.
По способу побуждения движения воздуха различают системы с естественной и принудительной вентиляцией. В естественных системах воздух поступает в помещение и удаляется из него вследствие разности плотности воздуха внутри помещения и снаружи, а также под влиянием ветра.
Наиболее эффективны принудительные (механические) системы вентиляции, в которых воздух приводится в движение при помощи вентиляторов, работающих в режиме нагнетания (приточные системы) или разрежения (вытяжные системы).
По характеру распределения приточного воздуха различают механические системы вентиляции с рассредоточенной и сосредоточенной подачей. В первом случае воздух подают в помещение с помощью воздуховодов, равномерно размещенных внутри помещения и снабженных отверстиями; во втором - воздух нагнетают в помещение в виде струй.
В производственных зданиях устанавливают металлические воздуховоды, в жилых - неметаллические, изготовленные из строительных конструкций, в административных и общественных - воздуховоды из строительных конструкций и металла.
Круглые воздуховоды рекомендуется предусмотреть следующих диаметров 100, 125, 140, 160, 180, 200, 225, 250, 280, 315, 355, 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 900, 1000, 1120, 1250, 1400, 1600, 1800, 2000 мм.
При проектировании системы вентиляции с механическим побуждением должны быть учтены следующие требования:
1. скорость движения воздуха в магистральных линиях должна быть в пределах 10...15 м/с; в ответвлениях и на выходе в помещение - 6...9 м/с;
2. высота выпуска воздуха над уровнем пола 1,8...2,5 м;
3. воздушные струи не должны встречать на своем пути строительные конструкции или другие препятствия;
4. дальнобойность струи должна соответствовать длине обслуживаемой зоны помещения.
1.4.1 Расчет естественной вытяжной вентиляции
Простейшей схемой естественной вентиляции в животноводческом помещении является шахтная вентиляция. Такая система вентиляции может обеспечить гигиеническое состояние воздуха в помещении в зимнее время при температуре наружного воздуха до -10 ОС.
Площадь сечения всех вытяжных шахт при естественной тяге
(1.22)
где uш - скорость движения воздуха в вытяжной шахте, м/с.
Скорость воздуха
(1.23)
где h - высота вытяжной шахты, м, равная вертикальному расстоянию от приемного отверстия до устья шахты. Для обеспечения надежной вентиляции значение h должно быть не менее 3 м; tн.в - расчетная вентиляционная температура наружного воздуха, оС.
Число вытяжных шахт
(1.24)
где f - площадь живого сечения одной шахты, м, (в типовых проектах животноводческих помещений обычно принимают вытяжные шахты квадратного сечения со стороной квадрата 400, 500, 600 и 700 мм или прямоугольного сечения).
1.4.2 Аэродинамический расчет воздуховодов приточной вентиляции
Задачи аэродинамического расчета системы воздуховодов состоят в определении размеров поперечного сечения и потерь давления на отдельных участках системы воздуховодов, а также потерь давления во всей системе воздуховодов.
Расчету воздуховодов предшествует графическое изображение на плане здания элементов системы вентиляции - каналов и воздуховодов, воздухозаборных и вытяжных шахт, приточных и вытяжных установок.
В соответствии с принятыми конструктивными решениями составляют расчетную аксонометрическую схему воздуховодов с указанием вентиляционного оборудования и запорных (регулирующих) органов. Схему делят на отдельные расчетные участки, границами которых обычно являются тройники или крестовины. Каждый расчетный участок указывают выносной горизонтальной линией, над которой проставляют расчетный расход воздуха L м3/ч, а под линией - длину участка l, м. В кружке у линии записывают номер участка.
