- •Кафедра «Тепловодогазоснабжение сельского хозяйства»
- •Теплотехнический расчет ограждающих конструкций
- •Определить температуру внутренней поверхности стены , °с:
- •Классификация видов вентиляции
- •Системы вентиляции и кондиционирования воздуха – это комплекс технических средств и устройств создания воздухообмена в помещениях. Классификация систем вентиляции
- •3.2.1 Балансовый метод расчета
- •3.2.3 Расчет по удельным показателям
- •Vнор – нормативный воздухообмен на 100 кг живой массы животных, м3/с, [приложение а, таблицы а1, а2, а3].
- •4.2.5 Расчёт раздающей части воздуховода (рассредоточенная раздача)
Vнор – нормативный воздухообмен на 100 кг живой массы животных, м3/с, [приложение а, таблицы а1, а2, а3].
3.3.4 Выбор расчетного воздухообмена
для проектирования воздушного отопления, совмещенного с приточной вентиляцией или для приточной вентиляции необходимо выбрать расчетный воздухообмен.
за расчетный воздухообмен принимается наибольший воздухообмен из трех рассчитанных.
Уточняются параметры.
По расчетному воздухообмену устанавливается количество приточных установок.
расчёт систем вентиляции и воздушного отопления
4.1 организация воздухообмена
Сельскохозяйственные здания и сооружения зачастую имеют смешанную систему вентиляции – приточную механическую канальную систему и вытяжную естественную вентиляцию через проёмы в перекрытиях и воздуховыбросные шахты.
применяются и другие комбинации систем.
В помещениях для содержания скота и птиц следует предусматривать создание подпора за счет превышения объема притока над вытяжкой в размере 10…20 %.
В помещениях животноводческих птицеводческих комплексов необходимо предусматривать возможность осуществления естественной аварийной вентиляции.
Оборудование централизованных приточных систем должно быть расположено в отгороженных вентиляционных камерах. Уровень шума в помещениях для содержания скота и птицы от работающего вентиляционного оборудования не должно превышать 70 дБ.
Подпольные вентиляционные каналы могут предусматриваться при наличии в них решетчатых полов. подпольные каналы необходимо оборудовать устройствами, препятствующими их засорению и проникновению в них грызунов.
Таблица 4.1 – рекомендуемые системы вентиляции для основных помещений животноводческих и птицеводческих зданий [8, таблицы 3.21 и 3.22]
Помещения |
Рекомендуемые системы в холодный период года |
Коровники для привязного содержания молочных коров, телятники |
Механическая подача подогретого воздуха в верхнюю зону рассредоточенными струями. Удаление воздуха из верхней зоны через шахты в перекрытии и из нижней зоны через навозные каналы в размере 30 % притока |
Окончание таблицы 4.1
Помещения |
Рекомендуемые системы в холодный период года |
Свинарники-маточники |
Механическая подача подогретого воздуха в верхнюю зону рассредоточенными струями или через воздуховоды равномерной раздачи. Удаление воздуха из верхней зоны через шахты в перекрытии и из нижней зоны через навозные каналы в размере 30…35 % притока |
Свинарники-откормочники |
Механическая подача подогретого воздуха в верхнюю зону рассредоточенными струями или через воздуховоды равномерной раздачи. Удаление воздуха из верхней зоны через шахты в перекрытии и из нижней зоны через навозные каналы в размере 30…35 % притока |
Овчарни |
Механическая подача подогретого воздуха в верхнюю зону рассредоточенными струями. Удаление воздуха из верхней зоны через шахты в перекрытии |
содержание цыплят младших возрастов, безоконные бройлерники |
Механическая подача подогретого воздуха в верхнюю зону рассредоточенными струями. Механическое удаление воздуха из нижней зоны |
напольное содержание кур, индеек, уток |
Механическая подача подогретого воздуха в верхнюю зону рассредоточенными струями. Механическое удаление воздуха из верхней и нижней зоны, возможно естественное удаление воздуха из нижней зоны |
клеточное содержание птиц |
Механическая подача подогретого воздуха в верхнюю и нижнюю зону сосредоточенными струями в проходы между клеточными батареями или рассредоточенная подача из под клеток. Механическое удаление воздуха соответственно из нижней, средней и верхней зоны с противоположной притоку стороны |
4.2 Расчет и выбор оборудования приточной системы
4.2.1 элементы приточной системы
Воздухозаборное устройство наружного воздуха (жалюзийная решетка в наружной стене или приточная шахта с жалюзийной решеткой).
приточная камера:
приемная секция с утепленным клапаном;
воздухоподогреватель (калорифер);
вентилятор.
Сеть воздуховодов.
4.2.2 Расчет и выбор неподвижной жалюзийной решетки
(вход наружного воздуха в приточную камеру)
Площадь отверстия в стене под решетку, м2,
.
(4.1)
где Lж.р – расход воздуха через жалюзийную решётку, м3/с, Vж.р = Vрас;
vж.р – скорость воздуха, м/с, vж.р = 4…6 м/с.
размер отверстия в стене под решетку а × в, м, площадь которой fотв, м2.
живое сечение решетки fжр, м2: fжр = Fотвкж.р , (4.3)
где Кж.р – коэффициент живого сечения решетки, кж.р = 0,8.
выбираем типовую металлическую решетку с площадью живого сечения
[5, VII.16
и VII.17].уточненная скорость прохода воздуха через жалюзийную решетку, м/с:
(4.2)
4.2.3 Расчёт и выбор калориферов
температура приточного воздуха совмещенного с воздушным отоплением определяется по формуле (2.4).
температура приточного воздуха, подаваемого в помещение – по id диаграмме влажного воздуха.
4.2.3.1 Расчёт и выбор водяных калориферов [9]
Алгоритм расчета
тепловая нагрузка калорифера Qk, Вт:
(4.3)
где Lрас – расчетный воздухообмен, м3/с, приходящийся на приточную камеру (см. п. 2);
–
объемная
теплоемкость воздуха при постоянном
давлении, Дж/(м3К);
tпв – температура воздуха, подаваемого в помещение, ºС, определенной по формуле (8) ;
tн – расчетная наружная температура, ºС.
требуемая площадь фронтального сечения калориферов проходу воздуха fтр, м2,
(4.4)
где vr – массовая скорость воздуха, vr = 6…8 кг/(м2×с);
rt – плотность воздуха при tн, кг/м3;
tн – температура наружного воздуха, ºС.
выбранный тип калорифера по fтр [приложение Г, таблицы Г1…Г6].
Технические данные выбранного калорифера заносятся в таблицу 4.2
действительная массовая скорость движения воздуха в установке калориферов
кг/(м2×с):
(4.5)
где
– фактическая площадь фронтального
сечения калорифера, м2
(см. таблица 4.2).
таблица 4.2 – технические характеристики выбранного калорифера
Площадь поверхности теплообмена Fф, м2 |
|
Площадь фронтального сечения fвоз, м2 |
|
Площадь сечения для прохода воды fтруб, м2 |
|
Площадь сечения патрубка fп, м2 |
|
расход воды Gвод, м3/с, проходящей через калориферы:
(4.6)
где свод – удельная теплоемкость воды, Дж(кг×град), свод = 4187;
ρвод – плотность воды, кг/м3, ρвод ≈ 1000;
tгор, tобр – температура воды на входе и на выходе из калорифера, ºС, (см. п. 1);
n – число калориферов, параллельно включаемых для прохода воды, n =1.
скорость движения воды по трубкам калорифера ω, м/с:
(4.7)
где fтруб – живое сечение трубок выбранной модели калорифера для прохода воды, м2 (см. таблицу 4.2).
коэффициент теплопередачи калориферной установки K, Вт/(м2×град), определяется по массовой фактической скорости воздуха
,
кг/(м2×с)
и скорости движения воды ω , м/с,
[приложение Г, таблицы Г7…Г11].требуемая площадь поверхности нагрева Fтр, м2, калориферной установки:
(4.8)
где
– средняя температура греющего
теплоносителя (воды) и воздуха, ºС.
средняя температура воды, °С:
(4.9)
средняя температура воздуха, °С:
(4.10)
где tн, tк – начальная и конечная температура воздуха, °С, tк = tпв °С.
процент запаса калориферной установки, %, по поверхности нагрева:
(4.12)
аэродинамическое сопротивление калориферной установки проходу воздуха выбранной модели ∆рк, Па, определяется по массовой скорости воздуха по
,
кг/(м2×с),
и скорости движения воды по трубкам
калорифера ω, м/с.
[приложение Г, таблицы Г7…Г11].
4.2.3.2 Расчёт и выбор паровых калориферов
Алгоритм расчета
тепловая нагрузка калорифера Qk, Вт, по формуле (4.4):
требуемая площадь фронтального сечения калориферов проходу воздуха fтр, м2, по формуле (65).
выбранный тип калорифера по fтр.[ приложение Г, таблицы Г1…Г6].
Технические данные выбранного калорифера заносятся в таблицу 4.3.
действительная массовая скорость движения воздуха в калориферной установке кг/(м2×с), по формуле (4.6).
коэффициент теплопередачи калориферной установки K, Вт/(м2×град), определяется по массовой фактической скорости воздуха , кг/(м2×с) [приложение Г, таблицы Г7…Г11].
требуемая площадь поверхности нагрева Fтр, м2, калориферной установки по формуле (4.8).
таблица 4.3 – технические характеристики выбранного калорифера
Площадь поверхности теплообмена Fф, м2 |
|
Площадь фронтального сечения fвоз, м2 |
|
Площадь сечения для прохода воды fтруб, м2 |
|
Площадь сечения патрубка fп, м2 |
|
средняя температура воздуха, °С, по формуле (4.10),
где tн, tк – начальная и конечная температура воздуха, °С, tк = tпв °С.
средняя температура пара tср, ºС, определяется по давлению пара рп , бар.
процент запаса калориферной установки, %, по поверхности нагрева по формуле (4.8).
аэродинамическое сопротивление калориферной установки проходу воздуха выбранной модели ∆рк, Па, определяется по массовой скорости воздуха по , кг/(м2×с) [приложение Г, таблицы Г7…Г11].
4.2.4 Расчёт диаметров сети воздуховодов
Показать план размещения воздуховодов в помещении, (пример расположения воздуховодов показан на рисунке 4.1) и расчетную схему приточной системы (пример расчетной схемы показан на рисунке 4.2).
разбить сеть воздуховодов на участки.
Участок – отрезок воздуховода с постоянным расходом воздуха и диаметром.
В приведенном примере (рисунки 4.1 и 4.2) две симметричные системы с сетью воздуховодов, поэтому рассчитывается одна вентиляционная сеть. Сеть состоит их двух ветвей.
Рисунок 4.1 – План размещения воздуховодов приточной системы в помещении
Первая ветвь – участки 1-2, 2-5.
Вторая ветвь – участки 3-4, 4-5.
Участки 1-2 и 3-4 – участки, раздающие воздух.
Определить диаметр воздуховодов d, мм.
(4.13)
где Lрас – объемный расход воздуха, м3/с, протекающий через расчетный участок;
v – скорость движения воздуха на расчетном участке, м/с;
v ≤ 10 м/с – для транспортирующего участка (5-6 и 2-5 или 4-5); v ≤ 8 м/с – для раздающего участка (1-2 или 3-4).
подобрать ближайший стандартный диаметр из ряда:
125, 160, 200, 250, 315, 355, 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 900, 1000 мм.
Уточнить фактическую скорость движения воздуха в воздуховодах vф, м/с, по формуле:
.
(4.14)
Расчет сводится в таблицу 4.4.
Рисунок 4.2 – Расчетная схема приточной системы
Таблица 4.4 – Расчет диаметров воздуховодов
№ участка |
Lрас, м3/с |
vрас, м/с |
dрас, м |
dф, мм |
vф, м/с |
1-2 |
|
|
|
|
|
2-5 |
|
|
|
|
|
3-4 |
|
|
|
|
|
4-5 |
|
|
|
|
|
5-6 |
|
|
|
|
|
