Теплопродуктивність системи опалення для опалювальної системи тваринницького приміщення визначається з рівняння теплового балансу, що враховує втрати тепла і надходження додаткових теплових потоків:
де - втрати теплоти через огородження, кДж / год;
- втрати теплоти з повітрям, що видаляється (на вентиляцію), кДж / год;
- втрати теплоти на випаровування вологи, кДж / год;
- втрати теплоти на інфільтрацію, кДж / год;
- тепловиділення працюють в приміщенні електроустановок (електропривод, освітлення, установки місцевого обігріву), кДж / год;
Втрати теплоти через огородження можуть бути визначені підсумовуванням тепловтрат через стелю, стіни, підлоги, двері, вікна.
Але можна скористатися нормативним значенням питомої теплової характеристики, яка б показала, яка кількість теплоти втрачається з одного кубічного метра внутрішнього об'єму приміщення протягом години при різниці внутрішньої і зовнішньої температур в один градус Цельсія. Питома теплова характеристика залежить від матеріалу стін, перекриття і підлоги. З урахуванням цього параметра втрати тепла через огородження визначаються по формулі:
де - питома теплова характеристика приміщення,;
- оптимальна температура повітря всередині приміщення,; оптимальна температура всередині приміщення обмовляється зоотехническими нормами і вимогами;
- найнижча температура повітря, зафіксована для даного району,
Виконуємо розрахунок при. . . . :
Втрати теплоти на випаровування вологи і інфільтрацію приймаються приблизно в межах 10..20% від теплових втрат через огородження:
Втрати теплоти з вентильованим повітрям. кДж / год:
де - вентиляційна норма приміщення,;
- щільність зовнішнього повітря,;
Щільність повітря. при будь-якій температурі визначаємо за формулою:
де - щільність повітря при температурі 20. ; ;
Вентиляційна норма приміщення повинна забезпечувати видалення всіх шкідливих домішок з повітря (вуглекислий газ, вологу) в такій мірі, щоб мікроклімат всередині приміщення був оптимальним (відповідно до зоотехническими нормами і вимогами). Цій умові задовольняє нерівність:
де - вентиляційна норма за умовою видалення вологи,;
- вентиляційна норма за умовою видалення вуглекислоти,;
- мінімально допустима вентиляційна норма, яка визначається зоотехническими вимогами,.
Значення вентиляційної норми за умовою видалення вологи. визначаємо за формулою:
де - питомі вологовиділення тварин,;
- число тварин в приміщенні,;
- вологовмісту повітря всередині приміщення для заданих параметрів внутрішньої температури і вологості;
- відносна вологість повітря всередині приміщення; ;
- відносна вологість повітря зовні приміщення;
Значення вентиляційної норми за умовою видалення вуглекислоти визначається за формулою:
де - кількість вуглекислоти, що виділяється тваринами в приміщенні, л / год; до виділень вуглекислоти тваринами додається 20% виділень вуглекислоти з підстилки;
де - виділення вуглекислоти одним тваринам,;
Значення вентиляційної норми приміщення за умовою видалення вуглекислоти. незмінно при зміні зовнішньої температури.
Мінімально допустимий повітрообмін залежить від виду і маси тварин і визначається за формулою:
де - мінімально допустимий повітрообмін на 100 кг живої ваги тварини відповідно до зоотехническими нормами і вимогами,;
- маса однієї тварини, кг;
- число тварин в приміщенні, гол;
З огляду на вимогу 2.5 приймаємо
За отриманими значеннями. . будуємо залежність (рисунок 2.1).
Малюнок 2.1 Графік залежності
Після визначення значення вентиляційної норми приміщення. визначається кратність повітрообміну. :
де - обсяг приміщення,.
Допустима кратність повітрообміну в тваринницьких приміщеннях, при якій доцільно застосування примусової вентиляції -.
Втрати теплоти з вентильованим повітрям визначаться:
Виділення теплоти тваринами залежить від виду і віку тварин, температури повітря всередині приміщення і відносній вологості і визначення виразом:
де - питомі тепловиділення тварин (потік вільної теплоти) при стандартних умовах,;
- число тварин, гол;
і - коефіцієнти, що враховують вплив вологості і температури повітря всередині приміщення на тепловиділення тварин;
Для свиней визначиться:
Виділення теплоти працюють в приміщенні електричними установками:
де - тепловий потік, що виділяється працюючими в приміщенні електричними двигунами, кДж / год;
- тепловий потік, що виділяється джерелами світла, кДж / год;
Слід враховувати тільки цілодобово працюють двигуни, наприклад, привід вентиляторів витяжної вентиляції. тоді:
де - сумарна потужність електродвигунів, кВт.
Так як розрахунок пристрою витяжної вентиляції не входить в завдання курсового проекту, то число двигунів приймаються відповідно до типового проекту тваринницького приміщення.
У тваринницькому приміщенні буде встановлено 3 двигунів припливно-витяжної вентиляції потужністю 3 кВт. Тепловий потік, що виділяється електричними двигунами визначиться:
При визначенні потоку теплоти від джерел світла. враховуємо тільки джерела, що працюють цілодобово - лампи чергового освітлення:
де - сумарна потужність ламп чергового освітлення, кВт.
Потужність світильників чергового освітлення визначаємо за формулою:
де - потужність світильників загального освітлення, Вт;
де - площа приміщення,;
- питома потужність освітлення; .
де - обсяг приміщення,;
- висоті стелі в приміщенні,.
Так як прийнята система загального обігріву. Потік теплоти від коштів місцевого обігріву відсутня. Знаходимо загальний потік теплоти необхідний від засобів системи загального обігріву
Загальна потужність системи опалення:
де - термічний ККД електроопалювальними установками; залежить від місця розміщення установки; при розміщенні безпосередньо в виробничому приміщенні;
Результати розрахунку для інших значень. рівняння теплового балансу, зводимо в таблицю 2.1.
Будуємо залежності вентиляційної норми приміщення, необхідної теплопродуктивності і потужності опалення від зовнішньої температури; ; (Рисунок 2.2).
На основі отриманих залежностей вибираємо межі регулювання температури, визначаємо значення температури зовнішнього повітря, при яких буде змінюватися число включених секцій опалювальної установки.
Малюнок 2.2 Залежність потужності опалення від температури зовнішнього повітря
Таблиця 2.1 Зведена таблиця
Нижче розрахунок за вибором вентилятора і приводного електродвигуна для системи припливно-витяжної вентиляції.
Необхідна подача вентилятора з урахуванням втрат і підсосів повітря в повітроводах визначається за формулою
де - коефіцієнт, що враховує втрати або підсмоктування повітря в повітроводах ();
Для електрокалориферів, що працюють в тваринницьких приміщеннях, рекомендується використовувати відцентрові вентилятори, здатні розвивати високий тиск при досить великій подачі. Найкращими аеродинамічними властивостями володіють вентилятори типу Ц4-70.
Вибираємо вентилятор В-Ц4-70-5
Знаходимо потужність електродвигуна для приводу вентилятора
де - подача вентилятора,;
- повний напір повітря,;
- коефіцієнт запасу; приймається рівним.
Вентилятори рекомендується комплектувати трифазними асинхронними двигунами серій 4А, 5А, АІР.
Приймаємо 4А100S4У3 3кВт.