Расчет электрокалориферной установке в помещении свинарника для опоросов на 52 места (стр. 1 из 3)

Исходные данные

Объектом расчёта является электрокалориферная установка в помещении свинарника для опоросов на 52 места и поросят отъемышей на 380 мест. Геометрические размеры помещения:

· длина a=78 м;

· ширина b=18 м;

· высота c=3 м.

Тем самым объем помещения V= 4212 м³.

В ходе выполнения курсового проекта пользуемся методикой изложенной в [3].

В соответствии с заданием давление p=370 Па, расчетная зимняя температура наружного воздуха t_H= -32 ^оС.

В соответствии с [4, прил.2] расчетная температура воздуха в помещении свинарника откормочника t_В=20 ^оС.

1. Определение требуемых параметровэлектрокалориферной установки

Основными параметрами электрокалориферной установки, которые необходимо знать для ее выбора или проектирования, является расчётная мощность электрокалорифера P, Вт, и объемная подача вентиляторной установки Q_vt, м³/с.

1.1. Определение объемной подачи вентиляторной установки

При определении объемной подачи вентилятора электрокалориферной установки Q_vt учитываем, что в животноводческом помещении обычно имеется просачивание (инфильтрация) воздуха через неплотности наружных ограждений (притворы окон, дверей, ворот). Общее количество инфильтрующегося воздуха ориентировочно принимаем равным 20% от объёмного расхода вентиляционного воздуха Q_v . Тогда объемный расход воздуха, который должен обеспечиваться приточными вентиляторами, можно оценить как [3]:

, (1.1)

С учетом этого требуемая объемная подача вентилятора одной калориферной установки равна [3]:

(1.2)

где n – число вентиляционных установок в помещении.

Значение Q_V определим из расчета воздухообмена в помещении. Расчет проводим по методике, изложенной в литературе [4] по условиям удаления избытков влаги и углекислого газа.

Необходимый воздухообмен при повышенной концентрации углекислого газа в помещении Q_CO2 определяем по формуле [4, с.26]:

(1.3)

где V_CO2 – количество углекислого газа, выделяемого в помещении, м³/ч;

С_Н=0,3 л/м³ [4, с.29] – концентрация углекислоты в наружном приточном воздухе;

С_В=2,5 л/м³ [4,с.28] – допустимая концентрация углекислого газа в воздухе помещения.

Количество углекислого газа, выделяемого в помещении по формуле [4, с.29]:

(1.4)

где С1_Ж=100 л/ч [4, прил.7] – норма выделения углекислоты одним животным

(для опоросов);

где С2_Ж=39 л/ч [4, прил.7] – норма выделения углекислоты одним животным

(для отъемышей);

n_Ж – количество животных, из исходных данных n1_Ж=52, n2_Ж=380

Подставив численные значения в формулу (1.3), получим численное значение расчетного воздухообмена по углекислому газу:

Воздухообмен при условии удаления из помещения избыточной влаги Q_W находим по формуле [4, с.26]:

(1.5)

где W – масса водяных паров, выделяющихся в помещении, г/ч;

d_В=15 г/кг – влагосодержание внутреннего воздуха найденное по H-d-диаграмме [4, прил.11] для температуры воздуха внутри помещения свинарника по исходным данным t_В=20°С и, определяемой по [4, прил.2], влажности воздуха f_В=75 %;

d_Н=0.5 г/кг – влагосодержание наружного приточного воздуха найденное по H-d-диаграмме [4, прил.11] для расчетной зимней температуры наружного воздуха t_Н=-32°С и влажности воздуха f_Н=80 % [3];

r – плотность воздуха при температуре помещения, кг/м³ .

Суммарные влаговыделения в помещении для животных рассчитываем по формуле [4, с.148]:

(1.6)

где W_Ж – влага, выделяемая животными, г/ч;

W_ИСП – влага, испаряющаяся с поилок, кормушек, пола и других мокрых поверхностей, г/ч.

Влагу, выделяемую животными, определяем по формуле [4,с.148]:

(1.7)

где n1=52, n2=380 – количество животных;

W1=320 г/ч , W2=124 г/ч [4, прил.7] – норма выделения водяных паров одним животным;

k_t=1,5 [4, прил.8] – коэффициент, учитывающий изменение количества выделяемых животным водяных паров в зависимости от температуры воздуха внутри помещения;

Подставив в формулу (1.7) значения величин, масса выделяемой влаги будет равна:

Массу влаги W_ИСП принимаем равной 10%W_Ж [4, с.148]:

Для барометрического давления Р=99,3 кПа, являющегося среднегодовым в Центральном районе России плотность сухого воздуха в зависимости от температуры определяют по формуле [4, с.26]:

(1.8)

где t = t_B = 20°C – температура внутреннего воздуха;

Подставив в формулу (1.6) значения величин, станет известно значение воздухообмена по избыточной влажности:

Так как значение воздухообмена по углекислоте больше значения воздухообмена по избыточной влаге, то воздухообмен по углекислоте принимаем за расчетный воздухообмен Q_v:

Подставив в формулу (1.2) значение Q_v,объемная подача вентилятора одной калориферной установки для двух калориферов в помещении будет равна:

1.2. Определение расчетной мощности электрокалорифера

Расчётная мощность одного калорифера [3]:

(1.9)

где P_p – расчётная мощность калориферов в помещении;

n – число вентиляционных установок в помещении.

Расчётная мощность калориферов в помещении [1]:

(1.10)

где к_з=1,05…1,10 [1] – коэффициент запаса, учитывающий возможное снижение питающего напряжения и старение нагревателей, принимаем к_з=1,07;

Ф_п– полезный тепловой поток отопительных установок, Вт;

η_к=0,95…1,00 [1] – тепловой КПД, учитывающий потери от корпуса электрокалорифера и воздуховодов, принимаем η_к =0,96;

β– доля расчётной энергии, которая должна быть обеспечена от калорифера, %, принимаем β=100% [3].

Полезный тепловой поток отопительных установок Ф_п, Вт определяется из уравнения теплового баланса помещения [3]:

(1.11)

где Ф_о – тепловой поток через наружные ограждения помещения, Вт;

Ф_в– тепловой поток, теряемый с вентиляционным воздухом, Вт;

Ф_исп– тепловой поток, расходуемый на испарение влаги с мокрых поверхностей животноводческого помещения, Вт;

Ф_ж– тепловой поток, выделяемый животными, Вт.

Тепловой поток Ф_о определяем приближенно по выражению [3]:

(1.12)

где q_от=0,407 Вт/м³*^оС[4,с.124]–удельная отопительная характеристика помещения;

V – объем помещения, м³, из исходных данных

=4212 м³;

t_в–температура внутреннего воздуха помещения, из исходных данных t_в =20 ^оС;

t_н–расчетная зимняя температура наружного воздуха,из исходных данныхt_н =-32 ^оС;

а – поправочный коэффициент, учитывающий влияние разности температур на значение q_от [3]:

(1.13)

Подставив численные значения в (1.13) получим значение поправочного коэффициента:

Подставив в формулу (1.12) значения величин, найдем тепловой поток через наружные ограждения:

Тепловой поток, теряемый с вентиляционным воздухом [4, с.149]:

(1.14)