3. Расчёт воздухообмена
Воздушная среда помещения различного назначения должна соответствовать определённым санитарно-гигиеническим нормам. Воздух, содержащий вредные выделения, концентрация которых превышает допустимые нормы, удаляется из помещения и заменяется чистым атмосферным воздухом
Расчёт воздухообмена будем осуществлять по избыточному газовыделению, по избыточной влаге и по избыточной теплоте, если в помещении есть теплоизбытки.
Необходимый воздухообмен (м3/ч) при повышении концентрации вредных газов (обычно СО2) в помещении вычислим по формуле:
(
3.1)
где:
– нормы выделения на одну голову,
принимаем 158 л/ч [4, с. 277, приложение 19];
n – число животных в помещении (n=100 [1, с. 1];
– температурный
коэффициент (
[2, с. 163, приложение 9])
СВ – допустимая концентрация вредного газа в воздухе помещения (СВ=2,5 л/м3, [2, с. 158]);
СН – концентрация вредного газа в наружном приточном воздухе (л/м3), для СО2 СН=0,3 л/м3.
м3/ч
Необходимый воздухообмен (м3/ч), обеспечивающий допустимое содержание в воздухе помещения водяных паров:
(3.2)
где: w – масса водяных паров, выделяющихся в помещении, г/ч;
(3.3)
1,1 – коэффициент, учитывающий дополнительные потери на испарение [2, с. 25];
– масса
водяных паров, выделяемых одним животным,
принимаем 507 г/ч [4 с. 277, приложение 19];
n – число животных в помещении (n=100 [1, с. 1]);
и
- влагосодержание внутреннего и наружного
приточного воздуха, г/кг сухого воздуха.
Определяем по H–d-диаграмме
[2, с. 165, приложение 12] при
и

-
плотность воздуха, кг/м3.
Вычисляем по формуле
(3.4)
кг/м3
кг/м3
Вычислим кратность воздухообмена в помещении по формуле:
(3.15)
-
объём помещения (рис. 4), 2520 м3.
78
21
Кратность воздухообмена в помещении по формуле (3.15) равна

При
расчёте тепловых потерь помещения
учитываем основные
через все строительные ограждения
конструкций помещения (стены, потолок,
пол, окна, двери) и добавочные
теплопотери:
(3.7)
Основные потери теплоты через отдельные ограждения определяем по формуле:
(3.8)
где
F
– площадь ограждения,
;
и
– расчётные температуры внутреннего
и наружного воздуха,
;
– общее сопротивление теплопередаче,
;
n – коэффициент, зависящий от положения наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху.
Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции определяем по формуле:
(3.9)
где
- термическое сопротивление тепловосприятию
внутренней поверхности ограждения,
;
- сумма термических сопротивлений
теплопроводности отдельных слоёв
-слойного ограждения толщиной
,
м;
– теплопроводность материалов,
;
RН
– термическое сопротивление теплоотдаче
наружной поверхности ограждения,
.
Посчитаем потери через стены.
Так-так стены выполнены из трёх материалов, вычислим термическое сопротивление теплопередаче каждого из них по формуле (3.9).
Принимаем:
[2, с. 6],
[4, с. 273].
стена
состоит из силикатного кирпича
м,
[4,
с. 272].
-
для силикатного кирпича с
м.
Площадь стен будем определять по формуле:
(3.10)
где
- общая площадь стены,
;
-
площадь оконных и дверных проемов,
.
Посчитаем потери через южную стену.
Найдем
площадь стены из силикатного кирпича
толщиной 0,64 м.
,
:
см. рис. 2.
Тогда
потери через стену из силикатного
кирпича с
м. равны по формуле (3.8):
При
[2, с. 158, приложение 2] и
0С;
n
=1 [2, с. 5];

Посчитаем потери через северную стену:
Найдем
площадь стены из силикатного кирпича
толщиной 0,64 м.
,
:

Тогда
потери через стену из силикатного
кирпича с
м. определяем по формуле (3.8):

Посчитаем потери через восточную стену:
Найдем
площадь стены из силикатного кирпича
толщиной 0,64 м.
,
:

Тогда
потери через стену из силикатного
кирпича с
м. определяем по формуле (3.8):

Посчитаем потери через западную стену:
Найдем
площадь стены из силикатного кирпича
толщиной 0,64 м.
,
:

Тогда
потери через стену из силикатного
кирпича с
м. определяем по формуле (3.8):

Посчитаем потери через оконные и дверные проемы.
Значение
сопротивления теплопередаче оконных
проемов примем равным 0,38
.[2,
с.7]
Потери через окна направленные на юг:
Площадь окон равна

где 11 – количество окон с южной стороны.
Потери по формуле (3.8) равны:

Потери через окна направленные на север:
Площадь окон равна

где 11 – количество окон с северной стороны.
Потери по формуле (3.8) равны:

Потери через ворота находящиеся в восточной стене.
Рассчитаем
деревянные ворота размером 4
2,3
м, площадью 9,2 м2.
Значение
сопротивления теплопередаче равно 0,43
[2,с. 7];

-
т.к. ворота с обеих сторон одинаковы.
Посчитаем потери теплоты через потолок.
Найдём его площадь:

Вычислим сопротивление теплопередаче по формуле (3.9):

где:
0,07
– теплопроводность мин. ваты [2,с. 7];
0,17
– теплопроводность руберойда [2,с. 7];
1,98
– теплопроводность железобетона [2,с.
7];
0,17
–
теплопроводность пергамин [2,с. 7];
Потери через кровлю по формуле (3.8) равны:

Посчитаем потери теплоты через пол.
Разобьем поверхность пола на зоны (рис. 3) - полосы шириной 2 м., параллельные наружным стенам. 13

рис. 3
Пол
выполнен из бетона на гравии с
;
такой пол считается не утепленным, так
как λ<1,16
.
Сопротивление
теплопередаче не утепленного пола для
первой зоны составляет 2,15
,
для второй – 4,3
,
для третьей – 8,16
,
для остальной площади пола – 14,2
.
При разбиении поверхности пола получилось четыре зоны:
Площадь первой зоны равна – 268 м2, площадь второй равна – 236 м2, площадь третьей – 204 м2, площадь четвертой равна – 342 м2.
Определим потери теплоты по формуле (3.8) для каждой зоны.
Для первой зоны:

Для второй зоны:

Для третьей зоны:

Для четвертой зоны:

Суммарные потери через весь пол равны сумме теплопотерь через все зоны. Определим их:



=
49274,4
Вт
Определим добавочные теплопотери:
(3.13)
Для северных и
восточных стен, окон, дверей
[2, с. 8].
Для наружных дверей
при открывании их на короткое время
[2, с. 8].
Определим их по формуле (3.13):


Поток
теплоты, расходуемый на нагрев
инфильтрующегося воздуха составляет
в среднем 30
от основных потерь через все ограждения
помещения.
(4.6)

Определим тепловой поток теряемый помещением через ограждения по формуле (3.7)

Проведём расчёт избыточной теплоты
(3.5)
где:
– тепловой поток, поступающий от
различных животных, Вт
-
тепловые потери через ограждения
(3.6)
Вт
Вт
- избыток теплоты, значит в расчёте по
избытку теплоты необходим.
Воздухообмен по избыточной теплоте:
(3.14)
ср
– удельная теплоемкость воздуха; ср
= 1 кДж/(кг
);
tв
и tн
-температура
внутреннего и наружного воздуха.

За расчётный воздухообмен принимаем наибольший, т.е.
Q
м3/ч
Вычислим кратность воздухообмена в помещении по формуле:
(3.15)
-
объём помещения (рис. 4), 2520 м3.
Кратность воздухообмена в помещении по формуле (3.15) равна
