Расчет отопительно-вентиляционной системы животноводческих помещений

где 2477 кДж/кг – скрытая теплота испарения 1 кг воды;

М_И – количество влаги, испаряющейся с поверхности ограждений, пола, поилок и т.д. (определено, см. выше).

Таким образом:

Q_И = 2477·1 = 2477Вт.

г) Определим теплоту, выделяемую животными

Q_Ж=m·q_ж Вт,  (11)

где q_ж – количество теплоты, выделяемой одним животным. Согласно справочным данным примем q_ж=300 Вт.

Таким образом:

Q_Ж=200·300=60000 Вт.

В результате по формуле (6) определим требуемую мощность системы отопления:

 Вт.

 

2. Выбор и расчёт системы вентиляции

 

Выберем систему вентиляции необходимую для обеспечения равномерности распределения параметров микроклимата в рабочей зоне за счет правильной организации циркуляции воздуха внутри помещения и количество вентиляционных камер (система вентиляции изображена в графической части). Таким образом, дальнейший расчёт будем вести для одной приточной системы, то есть на количество теплоты и подаваемого воздуха одной вентиляционной камерой.

 

2.1 Расчёт системы вентиляции с равномерной раздачей приточного воздуха

Определим диаметры воздуховодов:

 м,  (12)

где V* – количество воздуха, протекающего через рассчитываемый участок воздуховода, м³/с;

v – скорость воздуха на рассчитываемом участке (v = 8...10 м/с для транспортирующего воздуховода; v = 6...8 м/с для раздающей части).

По формуле (16) определим  диаметр транспортирующей части воздуховода:

 м.

Диаметр раздающей части воздуховода:

 м.

Определив диаметры воздуховодов, подбираем ближайший диаметр по ГОСТ. Для транспортирующей части воздуховода примем диаметр d=710 мм; Для раздающей части воздуховода примем диаметр d=560 мм.

Уточним скорость воздуха, используя формулу (15):

 м/с.  (13)

Скорость воздуха в  транспортирующем воздуховоде:

 м/с.

Скорость воздуха в раздающей части воздуховода:

 м/с

2.2 Расчёт раздающей части воздуховода

Равномерная раздача  воздуха осуществляется либо за счет изменения площади сечения раздающих отверстии по длине воздуховода при его постоянном сечении, либо за счет изменения сечения самого воздуховода при постоянном сечении раздающих отверстий.

Выберем для раздающей части воздухопровод постоянного сечения и найдем площадь сечения последнего отверстия по ходу воздуха по формуле:

 м²,  (14)

где Vр – количество воздуха, проходящего через рассматриваемый раздающий участок, м³/с;

v_U – максимальная скорость истечения воздуха из раздающих отверстий, м/с. Согласно справочным данным примем v_U=6 м/с;

n – число отверстий на рассматриваемом раздающем участке. При этом должно выдерживаться условие:

,  (15)

где F – площадь сечения раздающего воздухопровода, которая вычисляется по его диаметру;

μ – коэффициент расхода (принимается μ=0,65...0,69).

Примем n=20.

 

По формуле (17) определим площадь сечения последнего отверстия по ходу воздуха:

 м².

Проверим количество отверстий n на условие (16):

.

Диаметр последнего отверстия по ходу воздуха найдем по формуле:

 м.  (17)

Таким образом, диаметр последнего отверстия:

 м.

Площадь последующих  отверстий определим по выражению:

 м²,  (18)

где

  (19)

Диаметры последующих отверстий определим аналогично выражению (19).

Результаты расчетов площадей сечения отверстий по ходу воздуха f_i, их диаметров d_i и коэффициентов М_i приведены в таблице 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1

 

 

3. РАСЧЁТ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ.

 

 

3.1. Расчёт и выбор калориферов

 

Количество отопительных приборов выбирается из конструктивных соображений принятой схемы отопительно-вентиляционной системы животноводческого помещения. Выберем один калорифер на одну приточную камеру.

Определим температуру  выходящего из калорифера воздуха по формуле:

⁰С

Живое сечение калорифера для прохода воздуха

м²

где ρ - плотность воздуха, кг/м³ ;

v_ρ - расчетная массовая скорость воздуха, кг/м²с (для пластинчатых калориферов vρ принимается 7...10, для оребренных - 3...5 кг/м²с).

 м²

Мощность калорифера:

 Вт

По живому сечению подберем калориферы: КП410-СК-01АУЗ (f_к=0,581м²).

Проверим действительную мощность выбранных калориферов

где k – коэффициент теплопередачи калорифера; k= 55,85 Вт/(м²∙⁰С);

F - поверхность нагрева выбранного калорифера = 37,66 м²;

t_ПАРА - средняя температура пара в калорифере

t_возд – средняя температура воздуха в калорифере

 ⁰С

n - количество калориферов.

Вт

Q_K должно быть на 15…20% больше потребной теплоты.

 

 

 

4. Определение гидравлического  сопротивления вентиляционной системы  и выбор вентилятора

 

Тип и номер вентилятора выбирается по количеству воздуха, подаваемого  вентилятором, м³/час, и гидравлическому сопротивлению движения воздуха по вентиляционной системе (напору) Н.

В вентиляционных системах животноводческих помещений, когда  сети имеют небольшую длину и  мало ответвлений, можно не делить систему  на участки. Потери напора можно определить из выражения

, Па

где Н_l - линейные потери в транспортирующем воздуховоде,

Па

где λ – коэффициент  сопротивления трению  (для данного  случая можно принять λ= 0,02);

l - длина участка;

V - скорость движения воздуха, на рассматриваемом участке, м/с;

ρ - плотность воздуха, кг/м³;

z - местные потери в транспортирующем воздуховоде;

где ξ - коэффициент местного сопротивления (конфузор, диффузор, 3  регулирующих заслонки, тройник,  жалюзийная решетка, 3 колена);

;Па

V – скорость воздуха в рассматриваемом местном сопротивлении, м/с.

- аэродинамическое сопротивление  воздухонагревателя, Па

Нру - потери в раздающем  воздуховоде

 Н/м²

где R - удельные потери давления на прямом участке (на 1 м длины)

 Н/(м²м)

 

где R - удельные потери давления на прямом участке (на 1 м длины)

 

Па

, Па

По требуемой производительности вентилятора (м³/час) и напору Н производится предварительный подбор вентилятора: ВЦ4-75-5

Окончательный выбор  вентилятора и мощности двигателя  производится по индивидуальным характеристикам вентиляторов:

 В.Ц. 4–75–5(исполнение 1) Е5.095–2         4А80B       N=1,1 кВт    n=1445 об/мин

Теоретически необходимая  мощность двигателя вентилятора, рассчитывается из формулы

где Н - необходимый рассчитанный напор вентилятора, Па;

Vв - количество воздуха, подаваемое вентилятором, м³/с;

η- максимальный КПД вентилятора.

 Вт

 

4.1. Расчёт и  выбор неподвижных жалюзийных  решеток

 

Решетка выбирается по живому сечению, рассчитанному по формуле

где V - расход воздуха через жалюзийную решетку, м³/с;

υ_ЖР - скорость воздуха, υ_ЖР= 4...6 м/с

м²

Выберем решетку 0,8 х 1 м. f_Ж.Р.=0,8 м²

4.2. Расчёт вытяжных шахт

 

Общая площадь вытяжных шахт, определяется из выражения

где V - воздухообмен в помещении, м/с;

υ_ш - скорость воздуха в шахте.

Скорость воздуха в  шахте, определяется из уравнения

где h - высота шахты, м.

Высоту шахты принимать  от середины оконных пролетов до высшей точки шахты h=3 м.

м/с

м²

 

Количество шахт

 

Список литературы

 

1. Методические указания к выполнению курсового и дипломного проектирования «Расчет отопительно-вентиляционной системы животноводческих помещений». – Челябинск, 1999.
2. В.А. Кельдышев. Вентиляция сельскохозяйственных зданий и сооружений. – Челябинск, 2002.
3. А.А. Захаров. Применение тепла в сельском хозяйстве. – М., 1986.