Определение расхода электроэнергии

Важнейшими эксплуатационными критериями, характеризующими экономичность применения электронагревательных установок, являются показатели, связанные с потреблением электроэнергии.

Для определения расхода электроэнергии за сезон, длительность которого определяется исходя из метеорологических условий /3/, надо определить мощность, фактически потребляемую электронагревательной установкой. При использовании электрокалориферной установки суммарная потребляемая мощность складывается из двух мощностей: мощности электродвигателя и мощности ТЭНов.

Мощность, потребляемая двигателем вентилятора, равна:

где Р_{уст -}установленная мощность электродвигателя вентилятора, кВт;

h_дв – к.п.д. электродвигателя;

k_зд. – коэффициент загрузки электродвигателя.

Коэффициент загрузки k_З.Д. равен:

где Р_В – расчетная мощность на привод вентилятора.

Мощность, Р^¢¢_пот фактически потребляемая электронагревательным устройством калорифером, равна Р_I_к. Суммарная мощность, потребляемая электрокалориферной установкой, равна:

Р_пот= Р^¢_пот + Р^¢¢_пот.

Расход электроэнергии при эксплуатации автоматизированных электрокалориферных установок в кВт·ч равен:

где t_эк – время эксплуатации за сезон, ч;

n – число электрокалориферных установок в помещении.

При использовании электрообогреваемых полов потребление электрической энергии осуществляется только нагревательными элементами.

В заключении определяется стоимость электроэнергии.

Пример расчета

Рассчитать систему вентиляции и отопления коровника на 400 голов при следующих условиях: габариты коровника 111,6 х 22,2 х 7 м, объем стойлового помещения 100,6 х 21,4 х 2,2 м. Расчетная температура наружного воздуха –20⁰С. Стены выполнены из красного кирпича, толщина стен 0,38 м, стены изнутри оштукатурены песчано-цементным раствором толщиной 0,02м.

Перекрытие выполнено из сборных железобетонных плит, толщиной 0,035 м, пароизоляции из одного слоя рубероида, настила из досок толщиной 0,03 м и утеплителя из минеральной ваты толщиной 0,16 м.

Полы в стойловом помещении из керамзитобетона, толщина которого 0,15 м, в помещении 66 окон размером 1,92х0,92 м с двойным остеклением и 4 двери с общей площадью 36 м² и выполнены из 2-х слоев досок, толщиной 0,03 м.

Расчет воздухообмена

Определяется необходимый воздухообмен из условия удаления избыточной углекислоты. Выделение СО₂ одним животным составляет 142 л/ч, допустимая концентрация СО₂ составляет 2,5 л/м³, концентрация СО₂ в наружном воздухе составляет 0,3…0,4 л/м³.

Для определения требуемого воздухообмена из условия удаления избыточной влаги необходимо определить влаговыделение одной коровы и общее влаговыделение,

Отсюда

Параметры внутреннего и наружного воздуха определяются по приложениям 1 и 7.

Осуществляется проверка на кратность воздухообмена

что удовлетворяет требованиям.

Скорость воздуха в вытяжной шахте будет равна

Площадь сечения вытяжных шахт при естественной тяге составит:

Число вытяжных шахт

Принимается 2 ряда по 7 шахт в ряду.

Суммарная подача вентиляторов для удаления избыточной влаги с учетом поправочного коэффициента на подсосы в воздуховодах, который при стальных, пластмассовых и асбоцементных воздуховодах длиной до 50 м равен 1,1 составит L_в = 1.1×35072 = 38579 м³/ч.

Число вентиляторов определяется из условия, что подача одного вентилятора не должна превышать 8000 м³/ч с учетом предпочтительной схемы отопления и вентиляции.

Расчет отопления

Для расчета теплового режима необходимо определить площадь всех ограждений, которые могут быть определены по паспорту помещения или по его плану.

Площадь окон F_ок= 1,92×0,9×66=114 м².

Площадь стен, выходящих в не отапливаемые помещения F_ст.вн= 60 м².

Площадь стен, выходящих наружу F_ст.нар = 330 м².

Площадь перекрытия F_пер = 2280 м².

Сопротивление теплопередаче наружных стен

Термическое сопротивление перекрытия

Определяются тепловые потери через наружные стены

Определяются тепловые потери через внутренние стены

Определяются тепловые потери через перекрытие

Термическое сопротивление для двойных окон равно 0,345 , для одинарных окон – 0,170 , для двойных раздельных окон - 0,345 .

Тепловые потери через окна равны

Тепловые потери через двери составят

Тепловые потери через полы определяются по участкам вдоль осевой линии. Ширина пола 21,4 м, соответственно расстояние от осевой линии до наружной стены будет 21,4/2= 10,7 м. Т.к. площадь пола необходимо разделить на 2-х метровые зоны, начиная от наружных стен, то получится 3 зоны по 2 м и одна зона шириной 4,7 м по обе стороны от осевой линии. Площадь зон F₁=F₂=F₃=100,6×2×2=402,4 м², F₄=4,7×100,6×2=945,6 м².

Сопротивление теплопередаче для каждой зоны определяется по формуле