Расчета теплопотерь через ограждающие конструкции

 

Формула для расчета теплопотерь через ограждающие конструкции:

Q_{orp =}  K • F • Δ t  •  n

где К — коэффициент теплопередачи, Вт/(м²•К) (приложение 5 или расчетные показатели);

   F — площадь каждого огражде­ния, м²;

   n — поправочный коэффициент, учиты­вает расположение ограждения по отношению к наружному воздуху. Для чердачных помещений c асбестоцементной кровлей n=0,8; с кровлей из рулонных материалов n=0,9; для стен и перекрытия, отделяющие отапливаемые помещения от неотапливаемых, не сообщающихся с наружным воздухом (приложение 7).

Δ t = t_вн. - t_нар.

    t_{вн .} — температура внутреннего воздуха (расчетная), °С, (приложение 13);

   t_нар — температу­ра наружного воздуха (расчетная), °С, (приложение 10);

Теплопотери через полы определяют по условным коэффици­ентам теплопотерь (К полов). Так, теплопотери через неутепленные полы, расположен­ные на грунте, определяют по зонам шириной 2 м, считая зоны от наружных стен. По углам 1 зоны (4 квадрата сечением 2 м × 2 м ) расчет ведется полностью, а по остальным зонам с минусом 2 м по поперечным и продольным направлениям.

Теплопотери через полы на лагах определяют по методике не­утепленных полов, но условный коэффици­ент теплопотерь (К полов). умножают на 0,8 (80 % теплопотерь от неутепленных полов). Для остальных конст­рукций коэффициенты теплопередачи находят расчетным путем, как указано выше.

Расчет теплопотерь через ограждающие конструктивные элементы здания оформить в виде таблицы (см. приложение 12).

Дополнительные потери теплоты зависят от ориентации ограж­дений по отношению к сторонам света, обдувания ветром, проду­ваемости, поступления холодного воздуха через наружные двери ворота при их открывании, инфильтрации воздуха.                     

Для упрощения расчетов дополнительные теплопотери прини­мают в размере 10 - 13 % основных теплопотерь через вертикальные ограждающие конструктивные элементы здания (стены, окна, двери и ворота). Коэффициенты теплопередачи окон и дверей приведены в приложении 5.

Q_доп. = 0,10 …0,13 • (Q_стен + Q_окон + Q_дверей + Q_ворот )

 

Расчет теплопотерь на нагрев вентиляционного воздуха

 

Теплопотери на вентиляцию Q_вент. (Вт) определяют по фор­муле

Q_вент. = 0,278 •  Lmax. •  ρ • c •  Δ t  ,

где L max. — часовой объем вентиляции, рассчитанный на удаление влажности или углекислоты в зим­ний период, м³/ч;

    ρ — плотность наружного воздуха при расчетной температуре, кг/м³;

    с — удельная теплоемкость воздуха, равна 1,01 кДж/(кг • ⁰К);             

    0,278 - коэф­фициент для перевода кДж в Вт.

Для упрощения расчетов используем коэффициент объемной теп­лоемкости воздуха [1, 01 кДж/(кг • ⁰К)] • 1,250 кг/м³ = 1,25 кДж • ( м³ • ⁰К). Тогда формула примет следующий вид:

Q_вент.   = = 0,278 • Lmax.  • 1,25 • Δ t  

Расчет теплопотерь на испарение влаги

 Теплопотери на испарение влаги с влажных ограждающих поверхностей Q_исп. определяют по формуле:

Q_исп. = 0,278 • 2,3 • W_исп.

где 2,3 — коэффициент, показывающий расход теплоты на испарение 1 г воды с поверхности, кДж/г;

   W_исп. — поступление влаги влажных ограждающих поверхностей (для уп­рощения расчетов ее берут в размере 10—25 % от влаги, выделяемой животными при дыхании и испарении (см. приложение 9).

    0,278 - коэф­фициент для перевода кДж в Вт.

Расчет теплового баланса здания

 

Тепловой баланс Δ Q рассчитывается по формуле

  Δ Q = Q_ж. - Q_огр. - Q_вент. - Q_исп. – Q_доп. 

где: Q_ж. – свободное тепло,  выделяемое всеми животными, содержащимися в помещении, Вт;

    Q_вент - потери тепла на нагрев вентиляционного воздуха до оптимальной температуры, Вт;

    Q_огр - потери тепла через ограждающие конструкции, Вт;

    Q_доп - затраты тепла за счет обдувания ветром, Вт. 

     Q_исп - потери тепла на испарение влаги с ограждающих конструкций, Вт.

6.2.6 Расчет Δ t    нулевого теплового баланса здания

Данный расчет необходим для расчета предельной низкой тем­пературы наружного воздуха, при которой возможна беспрерывная работа системы вентиляции без подогрева.

Δ t  _{нулевого баланса} = (Q_ж – Q _исп) / (0,278 • Lmax. • 1,25  + Σ K • F)

где L max.— часовой объем вентиляции, рассчитанный на удаление влажности или углекислоты в зим­ний период, м³/ч;

   0,278 - коэф­фициент для перевода кДж в Вт.

   Q_ж — количество теплоты, выделяемой животными, Вт

   Q _исп - теплопотери на испарение влаги с влажных ограждающих поверхностей.

Для определения структуры теплопотерь расчетные данные оформить в виде табл. 11, сделать заключение. 

Таблица 11

Структура теплопотерь коровника

Виды теплопотерь	Теплопотери
	Вт	%
Qогр - через ограждающие конструкции, Вт
Qвент. - на нагрев вентиляционного воздуха, Вт
Qисп. - на испарение влаги с влажных поверхностей, Вт
Qдоп. - на обдувание ветром, Вт
Q общ. - общие теплопотери, Вт
Qж. - выделение тепла животными, Вт
Δ Q - тепловой баланс, Вт
Dt нул. теп. баланса, 0C

В целях обеспечения положительного теплового баланса и поддержания нормального температурно-влажностного режима необ­ходимо проведение следующих мероприятий:

- максимальное утепление ограждающих конструкций, прежде всего чердачных и совмещенных перекрытий эффективными теплоизо­ляционными материалами: минераловатные плиты и маты, пенопласт, шлак, керамзит, опил;

- увеличение теплоизоляции стен за счет дополнительной штукатурки наружной поверхности;

- тщательная заделка швов, трещин;

- применение двойного остекления с дополнительным утепле­нием полиэтиленовой пленкой со стороны помещения, тщательная заделка пространств между оконными блоками и стеной, рамами;

- снижение теплопотерь за счет обдувания ветром можно дос­тигнуть оптимальным озеленением территорий животноводческих предприятий;

- снижением часового объема вентиляции до минимальных ве­личин;

- установкой дополнительных источников поступления тепла - теплогенераторов, отопительно-вентиляционных агрегатов и др.

Для пересчета экономической эффективности применения ис­точников тепла следует исходить из того, что энергия корма, со­держащаяся в 1 к. ед., способствует образованию 1200 ккал (5024 кДж, 1396 Вт)свободного тепла, 1 кг дизельного топлива - 12000 ккал тепла (50240 кДж, 13960 Вт), 1 кВт электрической энергии - 860 ккал тепла(3600 кДж, 1000 Вт).

Задание.

По данным приложения 27 (по индивидуальным заданиям) провести расчет теплового баланса и дельта t нулевого теплового баланса помещения, дать зоогигиеническую оценку полученных расчетных параметров и разработать мероприятия по снижению теплопотерь, оптимизации микроклимата.