2.4 Расчет тепловоздушеного режима и воздухообмена в помещениях
Задача расчетов состоит в нахождении расходов приточного воздуха по периодам года. Методика расчетов изложена в СНиП 2.04.05–86.
Тепловоздушный режим определяют для холодного, переходного и теплого периодов года, разделяя текст соответствующими подзаголовками. В помещениях для содержания молодняка животных расчет выполняют в холодный период года для старшей и младшей возрастных групп, а в переходный и теплый периоды – только для старшей.
Воздухообмен в холодный период года находят из условий удаления водяных паров и углекислого газа с последующей проверкой по норме минимального воздухообмена.
Для переходного (теплого) периода года определяют полные тепловыделения и влаговыделения животными, дополнительные и суммарные влаговыделения в помещениях, тепловой поток теплоизбытков и угловой коэффициент (тепловлажностное соотношение).
Дополнительные влаговыделения в переходный период года принимают в размере 10% влаговыделений КРС и свиней, а в теплый – в размере 25% .
Дополнительные влаговыделения в птицеводческих помещениях рассчитывают как и в холодный период.
Теплоизбытки в переходный период определяют согласно расчету в холодный период с учетом изменений в составляющих теплового баланса, а в теплый – с учетом полных тепловыделений животными и теплопоступлений от солнечной радиации и системы освещения в безоконных зданиях.
Методика расчетов:
Определяются
влаговыделения животными,
:
,
(7)
где
-
температурный коэффициент влаговыделений
(см.таблицу 4);
–
влаговыделение
одним животным (см. таблицу 3),
;
– число животных.
Дополнительные влаговыделения с открытых водяных поверхностей:
(8)
Суммарные влаговыделения в помещении:
,
.
(9)
Рассчитывается количество , выделяемого животными, :
,
(10)
где
-
температурный коэффициент выделений
и
полных
тепловыделений;
-
количество
,
выделяемого одним животным,
.
Определяется
тепловой поток полных тепловыделений,
:
,
(11)
где
–
тепловой поток полных тепловыделений
одним животным (см. таблицу 3),
;
kt’’’ = 0,86 – температурный коэффициент полных тепловыделений (см. таблицу 4).
Тепловой поток теплоизбытков, :
,
(12)
где ФТП – поток теплопотерь (SФТП).
Угловой
коэффициент (тепловлажностное отношение),
:
,
.
(13)
Расчет
расхода вентиляционного воздуха,
,
из условия удаления выделяющихся:
– водяных паров:
,
(14)
где – суммарные влаговыделения внутри помещения, ;
–
плотность
воздуха,
;
и
-
влагосодержания внутреннего и наружного
воздуха,
;
– углекислого газа:
,
(15)
где
–
расход углекислого газа, выделяемого
животными в помещении,
;
–
ПДК
углекислого газа в помещении (см. таблицу
2),
;
-
концентрация углекислого газа в наружном
(приточном) воздухе,
,
(принимаем 0,4
);
─ расход вентиляционного воздуха, исходя из нормы минимального воздухообмена:
,
(16)
где
–
норма минимального воздухообмена на 1
центнер
живой
массы,
;
– живая масса животного, кг;
n – количество животных.
В качестве расчетного значения расхода воздуха в холодный период принимаются наибольшие.
Воздухообмен в переходный и теплый периоды определяют исходя из условий одновременного удаления избыточной теплоты и водяных паров. При этом в переходный период воздухообмен принимают не менее чем в холодный, а в теплый – не менее требуемого по минимальным нормам воздухообмена.
2.4.1 Переходный период года.
Определяют: влаговыделения животными по (7), дополнительные влаговыделения в переходной период составляют 10% от общего влаговыделения по (8), суммарные влаговыделения по (9), тепловой поток полных тепловыделений (11).
Тепловой поток теплопотерь:
,
(17)
где
и
–
расчетные температуры внутреннего и
наружного воздуха в переходный период,
.
Тепловой
поток теплоизбытков,
:
,
(18)
где
–
тепловой поток полных тепловыделений
животными в переходный период,
.
Рассчитывают угловой коэффициент, по (13).
При расчете воздухообмена в переходный и теплый периоды уточняют влагосодержание внутреннего воздуха, г/кг:
,
(19)
где
–
влагосодержание
наружного воздуха в рассматриваемый
период года, г/кг;
и
–
расчетные температуры наружного и
внутреннего воздуха, ºС;
–
угловой
коэффициент (тепловлажностное отношение),
кДж/кг.
Влагосодержание
наружного воздуха
определим
по
-
диаграмме [1].
Рассчитаем расход вентиляционного воздуха, , из условия удаления водяных паров по (14).
Воздухообмен в помещениях для выращивания молодняка в холодный период рассчитывают для старшей и младшей возрастных групп, а в другие периоды – только для старшей.
2.4.2 Теплый период года.
Определяют влаговыделения животными по (7).
Испарение влаги с открытых водных и смоченных поверхностей:
.
(20)
Рассчитывают: суммарные влаговыделения по (9), тепловой поток полных тепловыделений по (11).
Тепловой поток от солнечной радиации, :
(21)
где
–
тепловой поток через покрытие,
;
–
тепловой
поток через остекление в рассматриваемой
наружной стене,
;
–
тепловой
поток через наружную стену,
.
,
(22)
где
=1512
– площадь покрытия (см. таблицу 6);
=1,99
-
термическое сопротивление теплопередаче
через покрытие (см. таблицу 6);
=
17,7
–
избыточная разность температур, вызванная
действием солнечной радиации для вида
покрытия – тёмный рубероид.
Тепловой поток через наружную стену (за исключением остекления в этой стене):
,
(23)
где
=228,9
– площадь наружной стены,
;
=0,76
– термическое сопротивление теплопередаче
наружной стены,
;
–
избыточная
разность температур.
Принимают в качестве расчетного тепловой поток через наружную стену, с которой наблюдается максимальное теплопоступление.
Тепловой поток через остекление, :
,
(24)
где
–
коэффициент остекления (
);
–
поверхностная
плотность теплового потока через
остекленную
поверхность,
,
(ЮВ:
);
-
площадь остекления.
Тепловой поток теплоизбытков, :
,
(25)
где
-
тепловой поток полных тепловыделений;
-
тепловой поток от солнечной радиации.
Определяют: угловой коэффициент по (13), расход вентиляционного воздуха по (14) – (16), а влагосодержание внутреннего воздуха по (19).
При необходимости снижения влагосодержание внутреннего воздуха следует уменьшить расчетную температуру воздуха внутри помещений и выполнить перерасчет воздухообмена.
Результаты расчетов сводим в таблицу 7.
Таблица 7 - Результаты расчета тепловоздушного режима и воздухообмена
Наименование помещения |
Периоды года |
Наружный воздух |
Внутренний воздух |
Влаговыделения, кг/ч |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
от животн-ых |
от обор. и с пола |
итого |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
Холодный |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
Переходный |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
Теплый |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
Теплопоступления, кВт |
Тепло-по- тери через огражд. кВт |
Избы-точ- ная теп- лота, кВт |
Угло-вой коэф., кДж/кг |
Расход вентил. Возду-ха м3/ч |
Темпе- ратура приточн. воздуха |
||||||||||||||||||||||
От живот-ных |
От оборудо-вания |
От солнеч. радиации |
Итого |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Как найти температуру приточного (подогретого) воздуха в холодный период года, смотрите ниже, а в переходный и теплый периоды ее принимают равной расчетной температуре наружного воздуха.