Расчет отопления производственных помещений

(для свинарников и птичников)

Энергетический баланс воздушной среды в животноводческом помещении характеризуется взаимодействием таких основных систем: энергетического обмена в организмах животных, которые находятся в этом помещении, теплообменных и влажныхпроцессов на ограничительных конструкциях (пол, стены, окна, покрытия); энергетических процессов вентиляционных установок и другого технологического оснащения помещения.

Отопление животноводческих помещений применяют в случае, когда тепла, которое выделяют животные, недостаточно для компенсации его потерь через ограничительные конструкции, для нагревания свежего воздуха, что поступает у помещения, и испарения влаги из смоченных и открытых водных поверхностей, помета и глубокой подстилки. Отопление предусматривают в случаях, когда последующее увеличение термического сопротивления ограничительных конструкций экономически нецелесообразно в сравнении с системой искусственного обогрева.

Необходимое количество теплоты для отопления определяют из уравнения теплового баланса с учетом нормативных параметров внешнего и внутреннего воздуха, а также теплотехнических характеристик ограничительных конструкций помещения:

, (16)

где: Q_оп - теплота, которую нужно подать в помещение через систему его обогрева, кДж/час; Q_т - тепло, которое выделяется животными, определяют по формуле (5), кДж/час; Q_ел, Q_ос - тепловыделение соответственно электроустановками и приборами освещения (формула 6 и 7), кДж/час; ∑Q_р - общие расходы теплоты через ограничительные конструкции помещения, кДж/час; Q_п - расходы теплоты на подогревание свежего воздуха, который поступает в помещение при вентиляции, вычисляют по формуле (9), кДж/час. По уравнению (16) определяют необходимую мощность тепловых приборов системы отопления общего назначения:

. (17)

Потери тепла помещения происходят через стены Q_ст, окна Q_о,двери Q_дв, потолок Q_п и пол Q_пол. Кроме того, учитываются потери от инфильтрации воздуха сквозь щели помещения, что зависит от расположения помещения относительно сторон мира. Эти потери достигают 13 % от потерь через стены, окна и двери. Тогда:

. (18)

Количество тепла Q_і, которое теряется через каждую из приведенных поверхностей, вычисляется по формуле:

,(19)

где: β_і - коэффициент теплопередачи соответствующей поверхности (табл.8), кВт/(м². °С); F_і - площадь поверхности, через которую теряется тепло, м²; φ - поправочный коэффициент.

 

Табл.8 Коэффициент теплопередачи ограничивающих конструкций

Элементы помещения	Толщина, м	β i, кВт/(м² Сº)
Кирпичные стены с внутренней штукатуркой: в 1 ½ кирпича в 2 кирпича в 2 ½ кирпича Стены из шлакобетонных пустотелых блоков с внутренней штукатуркой: в 1 блок в 1 ½ блока в 2 блока Деревянные рубленные стены толщиной, мм: Внешние окна и фонари с деревянными рамами: одинарные двойные	0,395 0,525 0,655     0,205 0,305 0,405     0,160 0,200     – –	1,54*10ˉ³ 1,24*10ˉ³ 1,04*10ˉ³     1,85*10ˉ³ 1,38*10ˉ³ 1,10*10ˉ³     1,02*10ˉ³ 0,85*10ˉ³     5,85*10ˉ³ 2,68*10ˉ³

 

Значение коэффициента φ для ограничительных конструкций помещения, которые непосредственно контактируют с внешним воздухом (стены, окна, двери), принимают равным 1; для потолка с крышей со стальной или асбоцементной кровлей - 0,9; при той же кровле с дощатой основой - 0,8; при кровле из рулонного материала -0,75; для полов, которые касаются земли, - 0,7, выше уровня земли - 0,4.

Теплоту на дополнительный обогрев помещения Q_оп, рассчитанную по формуле (17), можно получить различными путями: с помощью специальных тепловых приборов локального обогрева (электрооборудования, тепловые панели пола, стен, перегородок и тому подобное); через систему общего назначения, подогревая воздух, который попадает в помещение при вентиляции; комбинированным сочетанием локального обогрева и подогревания свежего воздуха.

Теплота, которую выделяют местные приборы обогрева, принимается согласно их техническим характеристикам. Общее отопление животноводческих помещений в большинстве случаев осуществляется с помощью теплогенераторов или калориферных установок; их количество n_уопределяют по отношению:

, (20)

где: Q_у - тепловая мощность выбранного теплогенератора или калориферной установки, кДж/час; Q _м.об,- количество теплоты, которую выделяют приборы местного обогрева, кДж/час.

Расчет освещения помещений

Одним из существенных факторов микроклимата, который влияет на производительность животных и особенно птицы, является освещение помещений. Оно должно удовлетворять нормам технологического проектирования. Для освещения помещений целесообразно максимально использовать дневной свет. Расчет освещения проводят после определения размеров помещения.

Расчет естественного освещения выполняют в такой последовательности: при проектировании новых помещений определяют размеры и количество окон, а при реконструкции осуществляют проверку окон в соответствии с коэффициентом естественного освещения.

Осветительную площадь окон F_о определяют через площадь пола Fпол и нормативные коэффициенты естественного освещения α_с (табл.9):

Таблица 9. Нормативные коэффициенты естественного освещения

Помещения	Коэффициент, αс
Кормоцехи, молочные	0,100 – 0,130
Коровники, телятники	0,085 – 0,100
Свинарники - откормочники	0,075 – 0,085
Свинарники - маточники	0,085 – 0,100
Овчарни	0,040 – 0,055
Птичники для кур - несушек	0,085 – 0,100
То же, для молодняка	0,110 – 0,150

 

, (21)

α_с=0,1

Количество окон n_o:

, (22)

где: f_в - площадь одного окна, м², f_в =1,0 м².

Размеры (ширина, высота) окон животноводческих помещений принимают 0,6-2,4 м.

Для искусственного освещения помещений рассчитывают количество электрических ламп, высоту подвешивания и рациональную схему их размещения. Количество осветительных ламп Zможно определить по удельной световой мощности:

, (23),

или по световому потоку (табл. 9)

, (24)

где: q₀ - удельная мощность на освещение, Вт/м², q₀ =2 Вт/м²; Nл - мощность одной лампы, Вт, Nл =60 Вт; Е_min - норма минимально допустимого освещения, лк; Кз - коэффициент запаса освещение (табл.10);

Таблица 10. Коэффициент запаса освещённости Кз

Характеристика помещения	Лампа нака - ливания	Люминесцент- ная лампа
Помещение с содержанием в воздухе пыли, газа или дыма: небольшим средним большим Внешнее освещение помещений	1,3 1,5 1,7 1,3	1,5 1,8 2,0 1,5

К_min - коэффициент минимально допустимого освещения (табл.11);

Таблица 11. Коэффициент минимально допустимого освещения

Тип светильника	Значения Кmin при L/Hп
0,8	1,2	1,6	2,0
«Универсал (без разсеивателя) «Глубокоизлучатель» «Люцетта»	1,20 1,15 1,00	1,15 1,10 1,00	1,25 1,20 1,20	1,5 1,4 1,2

 

S - световой поток лампы, лм; η_с - эффективность использования светового потока,(табл.12)

 

Таблица 12. Эффективность использования светового потока

Коэффициент использования помещения φ	ηс	Коэффициент использования помещения φ	ηс
0,5 0,6 0,8 1,0	0,15-0,20 0,20-0,28 0,27-0,36 0,31-0,41	1,5 2,0 3,0	0,37-0,46 0,39-0,51 0,46-0,57

 

Тип светильника выбирают в зависимости от характеристики конкретного помещения (табл. 13).

 

Таблица 13. Нормативные показатели освещённости:

производственных и вспомогательных помещений

Помещение	Еmin, лк	q0, Вт/м²
Лампа накаливания	Люминесцентная лампа
Для содержания животных и птицы Для приготовления кормов Ветлаборатория Для переработки с/х продукции Гараж и склады для техники Для административно-хозяйственных нужд Санузлы, проходы, коридоры Жилые комнаты

 

Уровень освещения зависит от типа светильника и отношения расстояния l _с между светильниками к высоте Н_п их подвешивания над поверхностью, которую они освещают.

Высоту Н_п можно определить:

, (26)

где: Н – высота помещения, м; lп –длина подвески, м; l_п = (0,2-0,25) Н_о; h_р - расстояние от пола к освещаемой поверхности, h_р = 0,8-1,2 м; Н_о - расстояние от потолка к поверхности освещения, м, Н_о= 4 м.

Если в освещаемом помещении есть фермы или колонны, светильники целесообразно размещать в шахматном порядке (например, по схеме квадратов, ромбов), в других случаях можно применить одно, двух или многорядное размещение.

В результате расчетов выбирают тип светильника (табл.14).

Таблица 14. Основные типы светильников и условия их использования

Основные типы светильников	Тип светильника	Требования для светильника
Сухие (общежития, конторы, мастерские, склады и др.)   Сухие, мокрые и газовые (доильные помещения, мойные отделения, коровники, свинарники, птичники)   С наличием взрывоопасной пыли   Пожароопасные (животноводческие помещения с хранением в них кормов)	У, Ум, Ге, Лц, К, СК, ОД, ОДР, МОД   У, Ум, Ге, Фм, ЛцФ, Шм, Псх, ПГ, ПУ, СХЛ, ПВЛ, СХ     ПУ, Фм, У, Ге, СХМ, РН, ПВЛ, СХЛ   Фм, Ум, ПУ, Шм	Общего применения   Патрон с влагостойкого изоляционного материала, закрытый от воздействия влаги и пыли, с раздельным вводом проводов     Закрытое или герметичное исполнение     Герметичное исполнение

 

Содержание отчета:

1. Титульный лист.

2. Исходные данные.

3. Расчет параметров воздухообмена помещения.

4. Расчет параметров отопления помещения.

 

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3

1. Значение микроклимата, зоотехнические и

санитарно- гигиенические требования. 3

2. Системы вентиляции и кондиционирования 6

3.Расчёт систем вентиляции

3.1. Определение объема и кратности воздухообмена 9

3.2.Количество приточных и вытяжных каналов

и вентиляционных установок 18

4. Расчет отопление производственных помещений 19

5. Расчет освещение помещений 23