Обоснование и расчёт теплового баланса не отапливаемого помещения

Под тепловым балансом следует понимать то количество тепе поступает в помещение, и то количество которое теряется из него. Поступление тепла в не отапливаемом помещения определяется количеством тепловой энергии, моих животных, находящихся в помещении.

Для создания оптимального температурно-влажностного режима в помещении необходим значительный обмен воздуха. Однако его трудно поддерживать на оптимальном уровне, особенно в холодные периоды года. Правильно решить вопросы оптимизации микроклимата в каждом конкретном помещении помогает расчет его теплового баланса еще на стадии проектирования, а затем строительства и эксплуатации помещения.

В неотапливаемых помещениях тепловой баланс помогает скорректировать расчеты объема воздухообмена, предвидеть необходимость утепления помещения, регулирования вентиляции. Расчеты теплового баланса помогают также выявить теплотехнические качества отдельных ограждающих конструкций, сделать правильные по ним расчеты, правильно выбрать обогревательные установки, рассчитать их количество. Иными словами, температурно-влажностный режим, его оптимизация закладывается на стадии проектирования, а затем и строительства на плановое поголовье животных, имея в виду усредненные, а не дробные показатели живой массы и продуктивности животных, характерные для данной породы, физиологического состояния животных.

Охлаждение воздуха в помещении зависит от общей площади поверхности охлаждающих конструкций здания, качества строительных материалов, толщины и покрытий, разности температур атмосферного воздуха и воздуха помещения, расположения здания по отношению к сторонам света, количества холодного воздуха, подаваемого в помещение.

Тепловой баланс – равновесие между приходом и расходом тепла в каждом помещении.

Для расчета теплового баланса помещения необходимо знать величину поступления тепла от самих животных (свободное тепло) и от источников искусственного обогрева, величину расхода тепла помещения, теплопотери на нагревание холодного вентиляционного воздуха, через ограждающие конструкции и на испарение влаги из ограждающих конструкций внутри помещение. Поступление тепла в помещение определяется количеством его, выделяемым животными, поступлением тепла от отопительных приборов, электрооборудования, светильников, а в летний период и от солнечной радиации.

Таким образом, расход тепла определяется его затратами на обогрев вентиляционного воздуха, обогрев и потери через ограждающие конструкции здания, на испарение влаги и т. д.

Теплопотери (расход) - это количество тепла, которое теряется через ограждающие конструкции, испарение влаги и обогрев вентилируемого воздуха в помещения. Расчет теплового баланса ведут по январю, т.е. самому холодному месяцу года. Формулу для расчета теплового баланса для не отапливаемого здания можно представить в виде соотношения:

Q_жK₁ = ∆t (L x 0,31 + ∑(K₂S)) + W_исп.

где Q_ж – поступление теплоты в здание от животных, ккал/час; K₁-поправочный коэффициент при определении свободной теплоты; ∆t - разность между температурой внутреннего воздуха и среднемесячной температурой наружного воздуха самого холодного месяца, ^оС; L – количество воздуха поступающего в здание в течении одного часа (часовой объем воздухообмена), м³/час; 0,31 – количество теплоты, необходимое для нагрева 1 м³ воздуха на 1^оС, ккал/м³; К₂ – коэффициент общей теплопередачи через ограждающие конструкции ккал/(м³-ч- ^оС); ∑ - сумма произведения К₂S; W – расход теплоты на испарение с поверхностей ограждающих конструкций, ккал/час.

В упрощенном виде эта формула выглядит следующим образом:

Q_1(ж) = Q_2(огр) + Q_3(вент) + Q_4(исп),

Q_1(ж) - тепло, выделяемое животными;

Q_2(огр) - теплопотери через ограждающие конструкции здания;

Q_3(вент) - теплопотери на обогрев приточного воздуха,

Q_4(исп) - теплопотери на испарение влаги.

1) Расчет прихода свободного тепла

1 корова массой 600 кг удой 30 кг выделяет 645 ккал/час, а 160 головы – 103200 ккал/час

600 кг (сухостойные) – 486 ккал/час, 11 головы – 5346ккал/час

450 кг (нетели) – 433 ккал/час, 29 голов – 12557 ккал/час

Q₁= 103200+5346+12557=121103 ккал/час

2) Расчет теплопотерь

а) Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции, заносим в таблицу

Рассчитываем по формулам:

Q_осн = S х К x ∆t (таблица)

Q_доп= Q_осн х 0,13, т.е. дополнительные теплопотери через продольные и торцевые стены, ворота, двери рассчитывают в размере 13% от основных теплопотерь.

где: S - площадь ограждающих конструкций в м²;

К - коэффициент теплопередачи в ккал/час/м²/град (см. приложение)

∆t - разница температур внутреннего и наружного воздуха в °С

Q_{осн.,доп.,общ.} - потери тепла через ограждающие конструкции.

₃₎ ∆t = t_внутр – t_нар

t_внутр – температура в помещении

t_нар - температура по январю

∆t=10-(-15,6⁰)=25,6⁰С