Расчет расхода тепла в помещении.

Расчет количества тепла, идущего на обогревание вентиляционного (наружного) воздуха:

Qвен. = 0,31 х G х Dt, где

 

где 0,31- теплоемкость воздуха, т.е. количество тепла в ккал, расходуемое на нагревание 1 кг воздуха на 1°С, ккал/кг/град;

G - количество воздуха в кг, удаляемого из помещения вентиляци­ей или поступающего в него в течение часа в январе месяце, кг/ч;

Dt - разность между температурой воздуха внутри помещения и наружного воздуха, °С.

Разность между температурой воздуха внутри помещения и наружного воздуха будет равна:

Dt =16°С – (-28°С) = 44 °С.

При расчете G, во-первых проводят корректировку расчета объема вентиляции на самый холодный месяц (январь):

Во-вторых, необходимо объемные единицы перевести в весовые. 1 м³ воздуха при температуре 16°С и среднем барометрическом давлении 750 мм рт.ст. весит 1,205 кг:

G = 594,41 х 1,205 =716,26 кг/ч

Расход тепла на обогревание поступающего воздуха будет равен

Q вен. = 0,31х 716,26 х 44 = 9769ккал/ч

Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции здания проводится по формуле:

Q_о.з.д..= , где

- показатель того, что все произведения k x F суммируются;

k - коэффициент общей теплопередачи материала (в ккал/ч/м²/град);

F - площадь ограждающей конструкции, м²;

Dt - разность между температурой внутреннего и наружного воздуха, °С.

Теплопотери через ограждающие элементы здания определяют дифференцировано: стен, окон, ворот и дверей, пола, чердачного перек­рытия или совмещенного покрытия, так как их площадь и коэффициенты теплопередачи разные.

Коэффициент общей теплопередачи (К) отдельных конструкций для чердачного перекрытия (дощатые щиты, толщина утеплителя 120 мм) составляет 0,45, стен (сплошная кладка из обычного кирпича на тяжелом растворе, толщина кладки 525 мм) – 1,06, окон (раздельные, двойное остекление) – 2,3, двери (одинарная) - 4,0.

Площадь ограждающих конструкций рассчитывается следующим образом:

1. Площадь потолка (помещение с чердачным перекрытием) - путем умножения внутренних размеров длины и ширины помещения. Площадь совмещенного (бесчердачного перекрытия) - путем умножения ширины покрытия на его длину и на количество сторон покрытия.

2. Площадь стен (помещение с чердачным перекрытием) - путем умножения наружного периметра помещения на высоту стен с учетом толщины потолка (совмещенного покрытия) за минусом площади окон и ворот.

При расчете площади наружных стен помещения с совмещенным покры­тием торцовые стены условно разбивают на прямоугольники и треуголь­ники. Поэтому площадь стен определяется по промерам наружного пери­метра здания (по длине) и расстоянию от внутренней поверхности пола до верхней поверхности совмещенного покрытия у продольной стены с учетом площади двух треугольников торцовых стен. При этом площадь окон и ворот (дверей) не учитывается.

Площадь пола - по зонам:

1 зона - продольные проходы у стен, 2 зона - кормушки и стойла, 3 зона - кормовой проход.

 

Таблица

Определение теплопотерь через ограждающие конструкции здания

Название ограждающей конструкции	k	F	k F	Dt	Теплопотери, ккал/ч
Перекрытие	0,45	26,8x8,7=233
Окна	2,3	(1x1,5)x18=27
Двери	4,0	1,3x2=2,6	10,4
Стены	1,06	(26,8x2,4)x2+(8,7x2,4)x2=170,4 170,4-(27+2,6)=140,8
Пол
1 зона	0,4	(1,4x25,8)x2+(1,6x1,1)x4=79,28	31,7
2 зона	0,2	(11,2x1,6)x4=71,68	14,3
3 зона	0,1	(1,6x25,8)+(1,6x1)x2=44,48	4,5
	377		16584

 

Таким образом, теплопотери через ограждающие конструкции составляют 16567 ккал/ час.

В зависимости от расположения здания к направлению господствую­щих ветров, по сторонам света и рельефу местности, помещение теряет дополнительно за счет обдувания еще 13 % тепла от теплопо­терь ограждающих конструкций (стен, окон, ворот, дверей), т.е. (6468 + 2728+ 458) x 0,13 = 1255 ккал/ч. Следовательно, общий расход тепла, необходимого на нагрев всех ограж­дающих конструкций коровника составит:

16584 ккал/ч + 1255 ккал/ч = 17839 ккал/ч.

Суммируем все теплопотери в помещении: на обогрев вентиляцион­ного воздуха – 9766 ккал/ч, на испарение влаги с поверхности пола и ограждающих конструкций 244 ккал/ч, на обогрев ограждающих конструкций – 17839 ккал/ч. Расход тепла равен 27849 ккал/ч.

Расчет расхода тепла на испарение влаги с поверхности пола и других ограждений (W) производят путем умножения количества испаряю­щейся с пола и других ограждений влаги на 0,595 ккал, т.е. на количество тепла в ккал, расходуемого на испарение 1 г влаги.

Количество влаги, испаряющейся с пола и ограждающих конструкций здания, определяем в виде процентной надбавки (10%) от количества влаги, выделяемой всеми животными, находящимися в данном помещении. Эта величина составляет 4096 г/ч.

W = 409,6 х 0,595 = 244ккал/ч

 

Подставляя полученные данные в формулу определяем дефицит тепла:

 

Дф = Qж- tx[(0,31xG)+( KxF)]

Дф = 6144-44x[(0,31x716,26)+377]=20212

 

Расчет показывает, что расход тепла превышает теплопоступления на 33742 ккал/ч, что свидетельствует об отрицательном тепловом балансе коровника. И хотя допускаются отклонения ±10% к расчетным данным, расчетный тепловой баланс намного превышает свободное тепло поступающее от животных.

При расчете теплового баланса в помещении очень важно опреде­лить, какая же температура воздуха будет внутри помещения при найденном балансе. Поэтому нужно определить разницу между темпера­турой воздуха в помещении и температурой наружного воздуха, при кото­рой приход тепла в помещении будет равен его расходу, т.е. определить t нулевого баланса по следующей формуле:

Подставляем ранее полученные данные в формулу:

Следовательно, разность между температурой наружного воздуха и температурой внутри помещения равна 14,5°С, так как средняя январская температура в районе Тутаева - -28°С, то температура воздуха в помещении бу­дет равна (28°С -14,5°С)=13,5°С, что не соответствует зоогигиеническим требованиям.