Энергообеспечение населенного пункта с животноводческом комплексом на 1350 голов крупнорогатого скота

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 4.

 

УДЕЛЬНАЯ ТЕПЛОВАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АДМИНИСТРАТИВНЫХ,

ЛЕЧЕБНЫХ И КУЛЬТУРНО - ПРОСВЕТИТЕЛЬНЫХ ЗДАНИЙ,

ДЕТСКИХ УЧРЕЖДЕНИЙ

 

Наименование зданий	Объем зданий V, м3	Удельные тепловые характеристики
		для отопления q0 , ккал/(м3 ч К) / кДж/(м3 ч К)	для вентиляции q0 , ккал/(м3 ч К) / кДж/(м3 ч К)
Административные здания, конторы	до 5000	0,43 (1,8)	0,09 (0,38)
	до 10000	0,38 (1,59)	0,08 (0,33)
	до 15000	0,35 (1,46)	0,07 (0,29)
	более 15000	0,32 (1,34)	0,18 (0,75)
Клубы	до 5000	0,37 (1,55)	0,25 (1,05)
	до 10000	0,33 (1,38)	0,23 (0,96)
	более 10000	0,3  (1,26)	0,2  (0,84)
Магазины	до 5000	0,38 (1,59)
	до 10000	0,33 (1,38)	0,08 (0,33)
	более 10000	0,31 (1,3)	0,27 (1,13)
Детские сады и ясли	до 5000	0,38 (1,59)	0,11 (0,46)
	более 5000	0,34 (1,42)	0,1  (0,42)
Школы и высшие учебные заведения	до 5000	0,39 (1,63)	0,09 (0,38)
	до 10000	0,35 (1,46)	0,08 (0,33)
	более 10000	0,33 (1,38)	0,07 (0,29)
Бани	до 5000	0,28 (1,17)	1,0  (4,19)
	до 10000	0,25 (1,05)	0,95 (3,98)
	более 10000	0,23 (0,96)	0,9  (3,77)
Гаражи	до 2000	0,7  (2,93)
	до 3000	0,6  (2,51)
	до 5000	0,55 (2,3)	0,7  (2,93)
	более 5000	0,5  (2,09)	0,65 (2,72)
	до 20000	0,22 (0,92)	0,38 (1,59)

 

 

 

 

 

 

где q – удельная отопительная характеристика здания, (таблицы 3,4), Вт/(м3∙К);

V – объем отапливаемых зданий по наружному объему, м3;

a – поправочный коэффициент (таблица 2) =1,07

 

1. Потери   частных   жилых домов

Qд.1=q·V·(tвн-tн)·α/3600=(3,85·162·(20+26)·1.07)/3600=8,53 кВт

Объем одного дома V=162 м3, а домов в поселке 18

Qд.=18·8,53=153,5 кВт.

2. Потери    коттеджей

Qк.1=q·V·(tвн-tн)·α/3600=(2.97·1039,5·(22+26)·1.07)/3600=27,48 кВт

Объем одного дома V=1039,5 м3, а домов в поселке 10

Qк.=10·27,48=274,8 кВт.

Остальные тепловые потери рассчитываем аналогично, данные сводим в таблицу. 

Общие теплове потери    поселка:

 

Q=73,25+3,83+44,3+34,83+8,37+8,57+114,1*2+153,5+5,05+274,8+18,06=852,8кВт=0,9 мВт

 

Наименование	Размеры	tвн, С	V,м3	q, м3 чК	Q, кВт
Школа                                        Баня                                            Администрация                          Сельский дом культуры             Магазин (2)                                 Мастерские (4)                             Ферма КРС (2)                                 Жилые 1-эт здания (18)               Почта                                           Коттеджи (10) Гар ажи (6)	60×20×3 12×6×3 30×20×3 30×20×3 12×6×3    6×3×3 90×21×3 9×6×3  7×5×3   6×4×4	16 25 20 16 15 10 10 20 16 22 10	3600 216 1800 1800 216 52 5670 162 105 1039,5 96	1,63 1,17 1,8 1,55 1,59 3,85 1,88 3,85 3,85 2,97 2,93	73,25 3,83 44,3 34,83 8,37 8,57 228,2 153,5 5,05 274,8 18,06
тепловых потерь					0,9мВт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ КОРОВНИКА

 

3.1. Расчет приточного  воздуха для животноводческих  помещений

 

Два здание на 1350 голов  крупного рогатого скота привязного содержания. Размеры одного здания 90 м ´ 21 м ´3 м. Раздача кормов мобильными кормораздатчиками КТУ-10. Удаление навоза скребковыми транспортерами ТСН-160. Хранение грубых кормов и подстилки на чердаке. Окна одинарные, с двойным остекленением. Ворота двойные (тамбур) (сосна 50 см), к-во – 5 шт., размером 2 м ´3 м.

-масса коровы (молочного  направления) 400кг,

-количество коров1350,

-влажность φн=0.8 и φвн=0.7 (приложение),

-температура tн=-260С и tвн=100С,

-объем помещения V=5670 м3

В расчёте на 1-ну голову коровы:

-свободного тепла 799 Вт, 662 Вт.

-углекислоты 143 л/ч,119 л/ч.

-водяных паров 458 г /ч, 380 г /ч.

1)Выделение СО2:

 

LCO2=(n·Cж)/(С1-С2)=(675∙143+675∙119)/(2-0.3)=104029м3/ч

n-количество коров,

Сж- количество СО2 выделяемая 1 коровой , л/ч

С1-предельно-допустимая концентрация СО2 в помещении равна 2 л/ч

С2-предельно-допустимая концентрация СО2 в атмосфере равна 0.3 л/ч.

Lw=W/(ρ(dвн – dн))=678780/(1.2(8,3-0.4))=71601 м3/ч

 

 

 

 

W-влаговыделение, г/ч

ρ-плотность воздуха равна 1.2 кг/м3

dвн- внутреннее влагосодержание воздуха равно 8,3 г/кг сух.возд.

dн- наружное влагосодержание воздуха равно 0.4 г/кг сух.возд.

W=Wжив+Wисп=565650+113130=678780 г/ч

Wжив =Σwi·ni·α=(675*458+675*380)·1= 565650 г/ч

wi- количество выпускаемого на 1-ну голову водяных паров

ni-число коров

 α - поправочный коэффициент =1

Wисп=ξ·Wжив=0.2·565650=113130 г/ч

Выбор вентилятора производится по расходу и по напору. Вентилятор выбираем с запасом в 15-20%.

n=Lco2/V=71601/(5670*2)=6,3≈7 раз за 1 час меняется воздух

берем Lсо2 , т.к. max.

3) Расчет шахты:

Принимаем высоту h=3м

Скорость в шахте

Vш=2.2 √h(tвн-tн)/273=2.2√3(10+26)/273=1.32 м/с

где

	- высота вытяжной шахты, м, равна вертикальному расстоянию  от приемного отверстия до  устья шахты( если решетка приемного отверстия расположена в вертикальной плоскости, то отсчет ведут от центра решетки). Для обеспечения надежной вентиляции помещения  значение h должно быть не менее 3 м;
	- расчетная температура  внутри помещения ( табл. 12...15, приложение 3), ;
	- расчетная вентиляционная  температура наружного воздуха (табл. 16, приложение 3), ;

 

Принимаем шахту размером 0.6×0.6=0.36  м2

Суммарная площадь шахт

Fш=Lсо2/(3600·Vш)=71601/(3600·1.32)=15,1  м2

Число шахт

N=15,1/0,36=41,9≈42 шахт.

 

 

3.2.Определение  тепловых потерь ограждения

Исходные данные для определения тепловых потерь       

      Таблица 2.

Поверхности	Материалы	δ,мм	λ,Вт/м∙к
Стены	Кирпич   Штукатурка	500   15	0.81   0.93
Пол	Керамзитобетонный	180	0,76
Окна	Стекло	5	1.15
Потолок	Мин.вата Рубероид Доска Перекрытие жб плиты	140 3 25 35	0.05 0.17 0.17 2,04
Двери	Доска Рубероид	50 3	0.17 0.17

 

 

Определяем площади поверхностей:

-стены Fст общ.= 90*3*2+21*3*2=666 м2

Fст без ок. и дв.=666-88.6-30=547,4 м2

-окна Fок =80·1.23·0.9=88,6 м2

-двери Fдв =(5·3)·2=30 м2

-пол Fпол =(90-1)*(21-1)=1780 м2

Масса животного на 1 м2 пола 90·400/1780=20,22 кг/м2. Так как масса приходится на 1 м2 меньше 80 кг/м2, то Rвн=0.115 м2К/Вт.

1) Стены:  

Термическое сопротивление стен

Rст=Rвн+ δкр./ λкр.+ δшт./ λшт.+Rн= 0.115+0.5/0.81+0.015/0,93+0,043=0,8 м2К/Вт

λ-коэффициент теплопроводности, Вт/м·К

δ-ширина материала, м

Тепловые потери стен

Qст=(tвн-tн)/Rст·Fст=(10-(-26))/0,8 ·547,4=24633 Вт

Добавляем 15% к потерям, т.к. стены обращены на север, восток, северо-восток и северо-запад, тогда (Приложение таблица 4)

Qст=28328 Вт=28,3 кВт

2) Окна:

Термическое сопротивление окон с двойным остеклением

Rок=0,115+0,345+0,043=0,5 м2К/Вт

Тепловые потери окон:               

Qок=(tвн-tн)/Rок·Fок=(10+26)/0.5·88,6=6379 Вт

Добавляем 15% к потерям, т.к. окна обращены на север, восток, северо-восток и северо-запад, тогда

Qок=7336 Вт=7.3кВт

3) Двери:

Термическое сопротивление дверей

Rдв=Rвн+δд./ λд.+ δруб./ λруб.+Rн=0.115+0.05/0.17+0.003/0.17+0.003/0.17+0.043=0,5м2К/Вт

Тепловые потери дверей

Qдв.=(tвн-tн)/Rдв·Fдв=(10+26)/0,5·30=2160 Вт=2.2кВт

 

4) Потолок:

Термическое сопротивление потолка

Rпот=Rвн+δпер/ λпер+ δруб./ λруб.+ δд./  λд.+ δмин.вата/  λмин.вата+Rн = =0.115+0.035/2.04+0.003/0.17+0.025/0.17+0,14/0,05+0.086=3,2 м2К/Вт

Тепловые потери потолка

Qпот.=(tвн-tн)/Rпот·Fпот=(16+25)/3.2·1780=22806 Вт=22,8кВт

5) Пол:

Разобьем площадь пола на 4 зоны F1 F2 F3 F4

F1=(89·2)·2+(2·16)·2=420 м2

F2=(85·2)·2+(2·12)·2=388 м2

F3=81*4+4*8=356 м2

  F4=77*8=616 м2

Термическое сопротивление пола

Rу= Rу+Σδ/λ, м2 К/Вт

Rу1=2.15 м2К/Вт ,   Rу2=4.3 м2К/Вт ,      Rу3=8.6 м2К/Вт,   Rу4=14,2 м2 К/Вт,  

Rу1=2.15+0.237=2,387  м2К/Вт

Rу2=4.3+0.237 =4.537 м2К/Вт

Rу3=8.6+0.237 =8,837 м2К/Вт

Rу4=14,2+0.237 =14,437 м2К/Вт

Qпол.=(tвн-tн)/Rпол.·Fпол.,Вт

Qпол.1=36/2.387·420=6334,3 Вт=6,3 кВт

Qпол.2=36/4.537·388=3078,7 Вт=3.1кВт

Qпол.3=36/8.237·356=1555,9 Вт=1.6кВт

Qпол.4=36/14,437·616=1536 Вт=1,5кВт

Qпол.= 6,3+3,1+1,6+1,5=12,5 кВт

Тепловые потери одной фермы составляют:

Qфермы=Qст +Qок +Qдв +Qпот +Qпол=28,3+7.3+2.2+22,8+12,5=73,1 кВт

Тепловая мощность системы отопления:

Q=Qфермы+Qв.+Qисп.-Qж.=73,1+328,2+20,6-259,1 =162,8*2=325,6 кВт

Qв=0.278·L·ρ·Cp·(tвн-tн)=0.278·27324·1.2·1·36=328,2 кВт

Qисп=0.692·Wисп=0.692·29720=20,6 кВт

Qж=Σqi·ni=200·799+150*662=259,1 кBт

где: Qисп – тепло, расходуемое на испарение влаги с мокрых поверхностей животноводческого помещения;

 Qв – тепло, расходуемое на нагрев приточного воздуха;

Qж – свободное тепло, выделяемое животными.

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ ДОМА

 

 

 

 

 

Исходные данные для определения тепловых потерь              таблица 1

Поверхности	Материалы	δ,мм	λ,Вт/м∙к
Стены	Газобетонные блоки Кирпич пустотелый Гипсокартон Штукатурка	250 150 15 3	0.12 0.44 0.35 0.21
Утеплитель стен	Пенопласт ПС-1	50	0.037
Пол	Бетон на гравии Сосновая доска Энергофон	150                     60 4	2,04 0,17 0.038
Окна	Стекло	5	1.15
Потолок	Хвойная доска	50	0.15
Двери	Доска тверд. пород	50	0.2