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	βi, 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 – –	1,5410ˉ³ 1,2410ˉ³ 1,0410ˉ³ 1,8510ˉ³ 1,3810ˉ³ 1,1010ˉ³ 1,0210ˉ³ 0,8510ˉ³ 5,8510ˉ³ 2,6810ˉ³

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, α_с
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 К_min при L/H_п
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	η_с	Коэффициент использования помещения φ	η_с
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	Е_min, 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