Отопление, горячее водоснабжение и вентилирование производственных и коммунально-бытовых зданий

ОТОПЛЕНИЕ, ГОРЯЧЕЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ И ВЕНТИЛИРОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ И КОММУНАЛЬНО-БЫТОВЫХ ЗДАНИЙ

Благоприятная окружающая среда стимулирует жизненные процессы в организме животных и птиц, что способствует повышению их продуктивности.

Систему отопления применяют в тех случаях, когда тепловыделения от животных недостаточно для компенсации теплопотерь через ограждающие конструкции, а также для нагрева приточного и инфильтрующегося воздуха и для испарения влаги со смоченной и открытой водной поверхности. Как правило, применяют воздушное отопление, совмещенное с приточной вентиляцией.

Для обогрева поросят-сосунов и молодняка птицы предусматривают системы локального обогрева (обогрев полов, брудеры и др.).

В животноводческих помещениях сами животные являются источниками значительного количества тепла. Однако в зимнее время, когда тепловые потери не компенсируются тепловыделениями животных или птиц, здания обогревают системами отопления.

 

Тепловую мощность системы отопления животноводческого помещения вычисляют по формуле:

 

(3,34)

 

 

Для животноводческих и птицеводческих помещений при наличии избытков значение находят по Н-d диаграмме влажного воздуха. Для всех остальных производственных помещений с теплоизбытками принимают

 

Тепловую мощность системы отопления птицеводческого помещения определяют из уравнения теплового баланса:

 

 

(3,40)

 

где

	- тепло, расходуемое на испарение влаги из помета и мокрых поверхностей птицеводческого помещения ();
	- свободное тепло, выделяемое птицей.();

 

Расход тепла на испарение влаги

 

Расход тепла на испарение влаги с мокрых поверхностей животноводческого помещения:

 

(3,38)

 

где

- скрытая теплота испарения воды, ;

 

Тепловыделения животных

 

Свободное тепло, выделяемое животными:

 

(3,39)

 

где

	- количество тепла, выделяемое одним животным данного вида (табл. 12, приложение 3), Вт;
	- число животных данного вида в помещении.

 

 

В зависимости от места размещения генератора тепла, относительно отапливаемых помещений, системы отопления подразделяют на местные и центральные. Местные системы предназначены для отопления одного помещения, центральные — для отопления здания или группы зданий от единственного теплогенерирующего центра. Каждая система отопления состоит из трех элементов: генератора тепла, теплопроводов и нагревательных приборов.

В зависимости от вида теплоносителя различают системы водяного, парового и воздушного отопления. По конструктивным особенностям системы водяного и парового отопления подразделяют на однотрубные, двухтрубные, с верхней и нижней разводкой. В системах водяного и воздушного отопления движения теплоносителя может происходить за счет естественной и принудительной циркуляции. Различают рециркуляционную, прямоточную и смешанную системы воздушного отопления.

Системы вентиляции по назначению подразделяют на вытяжные, прямоточные и прямоточно-вытяжные. Вентиляция может быть общеобменной, местной и смешанной. При общеобменной вентиляции создается равномерный обмен воздуха во всем объеме помещения. Местная вентиляция служит для удаления загрязненного воздуха непосредственно от технологического оборудования, являющегося источником вредных выделений, или для подачи чистого воздуха в определенную зону помещения. Смешанная система вентиляции предусматривает сочетание местной и общеобменной вентиляции. В зависимости от способа побуждения воздуха к движению вентиляция делится на естественную и принудительную.

 

Горячее водоснабжение

Расход тепла за отопительный период на горячее водоснабжение жилых, общественных и производственных помещений рассчитывается в соответствии со СНиП «Тепловые сети. Нормы проектирования».

В животноводческих помещениях максимальный расход тепла на горячее водоснабжение для санитарно-гигиенических нужд и приготовления кормов определяется по формуле:

 

(3,13)

 

где

	- коэффициент неравномерности потребления горячей воды в течение суток, принимают ;
	- массовая теплоемкость воды, равная 4,19 кДж/(кг*К);
	- расчетная температура горячей воды, равная 40...60;
	- расчетная температура холодной воды, принимаемая в зимний период равной 5, в летний период - 15;
	- число животных данного вида в помещении;
	- среднесуточный расход горячей воды на одно животное принимают: для коров — 15 кг, телят и молодняка — 2 кг, свиноматок — 30 кг, свиней на откорме — 3 кг;

 

Расчет водоподогревателя и аккумулятора тепла. Поверхность нагрева водоподогревателя и объем аккумуляторного бака рассчитывают на основе данных, полученных из суточного графика тепловой нагрузке и интегрального графика потребления тепла.

 

Расчетную зависимость аккумуляторного бака вычисляют по формуле:

 

(3,14)

 

где

	- наибольшая разность ординат на интегральном графике, представляющая собой количество аккумуляторного тепла, кДж;
	- плотность воды ();
	- массовая теплоемкость воды, равная 4,19 кДж/(кг*К);
и	- расчетные температуры горячей и холодной воды,;

Площадь поверхности нагрева змеевика емкостного в водоподогревателя находится по формуле:

 

(3,15)

 

где

	- расчетный расход тепла на нагрев воды, Вт;
1,2	- коэффициент, учитывающий потери тепла;
	- коэффициент теплопередачи от теплоносителя к воде, (для водяных змеевиков из стали =350; для паровых соответственно 700 и 835);
и	- температуры теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах,;
и	- расчетные температуры горячей и холодной воды,;

 

Средняя температура теплоносителя пара при избыточном давлении , при избыточном давлении она применяется равной температуре насыщенного пара.

Скоростные водоподогреватели выбирают по площади поверхности нагрева, определяют по формуле:

 

(3,16)

 

где

	- коэффициент запаса, учитывающий загрязнение и отложение накипи на внутренних поверхностях трубок;
	- средний температурный напор, где и большая и меньшая разности температур теплоносителя и нагревателя воды по концам водоподогревателя. Для прямотока ; ; для противотока ; . Здесь и - начальная и конечная температура нагреваемой воды,;
	- коэффициент теплопередачи, где - коэффициент теплоотдачи от теплоносителя к стенкам трубок, ;   - коэффициет теплоотдачи от стенок трубок к нагреваемой воде, ; - термическое сопротивление, для латунных трубок

 

Для водо-водяных скоростных подогревателей коэффициент теплоотдачи определяют по формуле:

 

(3,17)

 

где

	- средняя температура теплоносителя или нареваемой воды;
	- скорость теплоносителя или нагреваемой воды, м/с;
	- диаметр трубки(наружный или внутренний), м;

 

Для паровых подогревателей при пленочной конденсации пара снаружи горизонтального пучка трубок:

(3,18)

 

где

	- температура пленки конденсата — средняя между температурой насыщенного пара и стенки, ;
	- среднее число трубок в вертикальном ряду горизонтального пучка;
	- разность температур насыщенного пара и стенки,;

 

 

Глава 2.

Расчет отопления

 

 

Расчетная площадь живого сечения калорифера для прохода воздуха:

 

(3,36)

 

где

- расчетный массовый расход воздуха, ;

 

По экономическим соображениям массовый расход для пластинчатых калориферов принимают равной 7...10, для оребренных 3...5 .

По таблице 3,4 конструктивных характеристик калориферов подбирают модель и номер калорифера с помощью живого сечения по воздуху, близкой к расчетной. При параллельной (по ходу воздуха) установке нескольких калориферов учитывают суммарную площадь их живого сечения.

Тогда действительный массовый расход воздуха в калорифере:

 

(3,36a)

 

Скорость воды в трубках калорифера:

 

(3,37)

 

где

	- расход тепла на нагрев воздуха, Вт;
	- площадь живого сечения трубок калорифера по теплоносителю, ;
	- температура воды на входе в калорифер и на выходе из него,;

 

Номер калорифера	Площадь поверхности нагрева,	Площадь живого сечения,
по воздуху	по теплоносителю
КВС-П, КПС-П	КВБ-П, КПБ-П	КВС-П, КВБ-П	КПС-П, КПБ-Б	КВС-П	КВБ-П
	11,4	15,14	0,139	0,267	0,00116	0,00154
	14,6	18,81	0,172	0,329	0,00116	0,00154
	16,92	22,44	0,205	0,392	0,00116	0,00154
	19,56	26,0	0,238	0,455	0,00116	0,00154
	25,08	33,34	0,303	0,581	0,00116	0,00154
	72,0	95,63	0,867	1,66	0,00232	0,0031
	108,0	143,5	1,229	2,49	0,00347	0,0046

 

 

ГРАФИК

 

 

При параллельной установке калориферов расход тепла на нагрев воздуха в каждом калорифере составляет Q/n, где n — число калориферов. Если соединение последовательное, в расчеты берут общее количество тепла, найденное по формуле (3,35).

Фактический тепловой поток, передаваемый калориферной установкой нагреваемому воздуху определяют по формуле:

 

(3,37a)

 

где

	- коэффициент теплопередачи, ;
	- площадь поверхности нагрева калорифера, (при последовательной установке калориферов учитывают их суммарную площадь);
	- средняя температура нагреваемого воздуха,;
	- средняя температура теплоносителя(для насыщенного пара с избыточным давлением . При (температура насыщенного пара по давлению)),;

 

 

ОТОПЛЕНИЕ, ГОРЯЧЕЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ И ВЕНТИЛИРОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ И КОММУНАЛЬНО-БЫТОВЫХ ЗДАНИЙ

Благоприятная окружающая среда стимулирует жизненные процессы в организме животных и птиц, что способствует повышению их продуктивности.

Систему отопления применяют в тех случаях, когда тепловыделения от животных недостаточно для компенсации теплопотерь через ограждающие конструкции, а также для нагрева приточного и инфильтрующегося воздуха и для испарения влаги со смоченной и открытой водной поверхности. Как правило, применяют воздушное отопление, совмещенное с приточной вентиляцией.

Для обогрева поросят-сосунов и молодняка птицы предусматривают системы локального обогрева (обогрев полов, брудеры и др.).

В животноводческих помещениях сами животные являются источниками значительного количества тепла. Однако в зимнее время, когда тепловые потери не компенсируются тепловыделениями животных или птиц, здания обогревают системами отопления.

 

Тепловую мощность системы отопления животноводческого помещения вычисляют по формуле:

 

(3,34)

 

 

Для животноводческих и птицеводческих помещений при наличии избытков значение находят по Н-d диаграмме влажного воздуха. Для всех остальных производственных помещений с теплоизбытками принимают

 

Тепловую мощность системы отопления птицеводческого помещения определяют из уравнения теплового баланса:

 

 

(3,40)

 

где

	- тепло, расходуемое на испарение влаги из помета и мокрых поверхностей птицеводческого помещения ();
	- свободное тепло, выделяемое птицей.();