Расчёт теплового баланса.

Тепловой баланс – это соотношения прихода тепла и его расхода в животноводческом помещении.

Тепловой баланс рассчитывают для определения возможности обеспечения в помещении оптимального микроклимата.

Тепловой баланс бывает:

1. Нулевой – когда приход тепла равен расходу (температура и влажность помещения в пределах нормативов).

2. Отрицательный – если расход тепла больше его прихода (температура меньше нормативной, а влажность больше нормы).

3. Положительный – если приход тепла больше его расхода (температура больше нормы, а влажность меньше нормы).

Тепловой баланс можно определить в виде следующей формулы:

Qжив. = Qвент. + Qисп. + Qзд., где

Qжив. – количества тепла выделенное всем поголовьем данного помещения, ккал/ч.

Qвент. – количество тепла расходуемое на обогрев приточного воздуха поступающего в помещение, ккал/ч.

Qисп. – количество тепла, которое теряется на испарение водяных поров с ограждающих конструкций здания, ккал/ч.

Qзд. – количества тепла которое теряется в окружающую среду через ограждающие конструкции здания, ккал/ч.

Для того чтобы рассчитать тепловой баланс необходимо знать размеры помещения, в данном случае птичник имеет длину 44 м, ширину 18 м, высоту в коньке 3,5, высоту стен 2,5 м.

Стены из дырчатого кирпича на тяжелом растворе в 2,5 кирпича – 0,655 м. Перекрытие совмещенное, железобетонное, двухпустотнный сборный настил с рульной кровлей и утеплителем толщиной 0,16 м.

Ворота 2,2×2,2 м, количеством 3 штуки, а также одни двери размером 2,2×1,2 м.

Рассчитаем:

1. Приход тепла в помещение, для этого необходимо использовать таблицу «Количество тепла, СО₂ и водяного пара выделенное с.-х. животными и птицей, по графе свободное тепло»

Т.к. куры-несушки массой 1,7 кг, то свободное тепло на одну голову равно 6,8 ккал/ч. Отсюда имеем:

6,8×8000= 54400 ккал/ч

Таким образом, приход тепла в данном помещении равен 54400 ккал/ч

2. Найдём расход тепла в помещении:

Qвент. + Qисп. + Qзд. =расход тепла

2.1. Определим количества тепла идущие на обогрев приточного воздуха (т.е. Qвент.):

Qвент. =0, 24×G×Δ t, где

0,24 – теплоёмкость воздуха, т.е. количество тепла идущее на нагревание 1 кг воздуха на 1⁰С

G – количество воздуха в кг, удаленное из помещения или поступающего в него в течении часа в январе месяце, кг/ч.

Δt – разность между температурой воздуха в нутрии помещения и снаружи в январе месяце.

Для расчета G необходимо провести корректировку расчёта часового объёма вентиляции на январь месяц:

L янв. =Q+%/q₁-q₂янв.

L янв. =(40800+10200)/(9,4-2,55)=51000/6,85=7445,2 м³/ч

Также необходимо полученный часовой объём перевести из объёмных единиц в весовые для этого воспользуемся таблицей «Объёмная масса воздуха (м³/ч) при различной температуре и различном барометрическом давлении». Согласно данным таблицы 1 м³ воздуха при температуре17 ⁰С и средним барометрическом давлении 760 мм. рт. ст. весит 1,218 кг.

Разница температуры внутри помещения и снаружи в январе месяце:

Δ t=17 ⁰С –(-8,2)⁰С=25,2

G = 7445,2×1,218 = 9068,2

Значит Q вентиляции равно:

0,24×9068,2×25,2=54844,4

2.2. Расчёт теплопотерь на испарение воды с ограждающих конструкций здания:

Qисп. =%×0,595, где

% -процентная надбавка, на испарение водяных, поров с ограждающих конструкций здания

0,595 – количество тепла необходимое на испарение 1 кг воды.

Qисп.= 10200×0,595 = 6069

2.3. Расчёт теплопотерь через ограждающие конструкции здания, для этого используем формулу:

Qзд. =Σ k×F×Δ t, где

Σ– знак суммы

K – коэффициент теплопроводимость строительного материала, ккал/ч/м2/⁰С

F – площадь ограждающих конструкций

Δ t - разность между температурой воздуха в нутрии помещения и снаружи в январе месяце.

Теплопотери через ограждающие конструкции здания определяются дифференцировано т.е. отдельно рассчитываются стены, ворота, двери и т.д.

«Теплопотери через ограждающие конструкции здания (птичника)»

Название ограждающих конструкций	k	F	k×F	Δ t	k×F×Δ t
Потолок	0,65	√9^2+1^2=9,05м 9,05×44×2=796,4м^2	517,66	25,2
Ворота и двери	2,0	2,2×2,2=4,84×3=14,52 м^2 2,2×1,2==2,64 м^2 14,52+2,64=17,16 м^2	34,32	25,2	864,8
Стены	1,01	18+(0,655×2)=19,31 44+(0,655×2)=45,31 (19,31+45,31) ×2×(2,5+0,16)=343,7 343,7-17,16=326,5	329,7	25,2
Пол	0,4	(44×2×2)+(18×2×2)=248 м^2	99,2	25,2	2499,8
1 зона
2 зона	0,2	[(44-4) ×2×2]+[(18-8) ×2×2]=160+40=200		25,2
3 зона	0,1	(44-8) ×(18-8)=360		25,2	907,2
Итог:	Σ 1056,8		Σ 26634,8

Таким образом, Q здания составляет 26634,8. К полученной цифре необходимо сделать надбавку в размере 13 % от суммы теплопотерь стен, дверей, ворот, значит:

(8310+864,8)×0,13 = 1192,7

Таким образом, теплопотери через ограждающие конструкции здания с учётом надбавки в 13 % составляет:

Q= 26634,8+1192,7= 27827,5

Определим тепловой баланс в птичнике:

54400=54844,4+6069+27827,5

55400=88740,9

Тепловой баланс – отрицательный, дефицит тепла составляет 33340,9 ккал/ч или 13 %, а допускается разбежка ±10%.

Определим фактическую температуру при таком балансе:

Δ t= Qжив.-Qисп./0,24×G+Σ k×F

Δ t = 54400-6069/0,24×9068,2+1056,8

Δ t =14,9 ⁰С

К полученной температуре необходимо прибавить температуру воздуха снаружи в январе месяце т.е.

14,9+(-8,2)=6,7 ⁰С

Значит реальная температура в помещении, при таком тепловом балансе равна 6,7 ⁰С, а норматив – 17 ⁰С.

В сложившихся условиях необходимо оборудовать помещение системой подогрева приточного воздуха.

Известно, что 1 киловатт электроэнергии эквивалентен 860 ккал/ч., значит для покрытия дефицита требуется:

33340,9 /860=38,7 ккал/ч.

Необходимой мощностью обладает электрокалориифер СФОА-40, производительностью 40 киловатт, который должен работать в течение 45 мин. каждого часа.

Дата добавления: 2015-07-15