Расчет теплового баланса

Для того, чтобы правильно решить вопрос оптимизации микроклимата в животноводческих помещениях в холодный период времени, необходимо провести расчет теплового баланса. Для расчета теплового баланса необходимо знать величину поступления тепла в помещение и его расход. Поступление тепла в помещение определяется количеством тепла, поступающего от всех животных, содержащихся в данном помещении. Расход тепла определяется количеством тепла расходуемого на:

- обогрев приточного воздуха;

- обогрев ограждающих конструкций;

- испарение влаги с ограждающих конструкций.

V приход = V вен + V огр + V исп

Тепловой баланс может быть нулевым, когда приход равен расходу тепла; положительным, если приход больше расхода и отрицательным - приход тепла меньше его расхода. Для расчета теплового баланса необходимы следующие данные:

- количество животных, их возраст, масса, физиологическое состояние;

- теплотехническая характеристика всех ограждающих конструкций и их площадь;

- нормативные показатели температуры, относительной и абсолютной влажности в помещении, для данной группы животных, и температура и абсолютная влажность наружного воздуха в данной местности в январе месяце.

Задание:

- ремонтные телочки, 80 голов, средний вес 250 кг;

- объем помещения 12 х 50 х 2,7 м³;

- стены - обычный кирпич ,на легком растворе в 1,5 кирпича;

-полы - глинобитные с обильной периодически сменяемой подстилкой из древесных опилок;

- окна с двойным переплетом и двойным остеклением;

- ворота с тамбуром, количество -2, размеры 2,8 м х 2,5 м;

- перекрытие чердачное, утеплитель -100 мм. Нормативная температура ‑ 12 ^оС, относительная влажность – 75%, район Подмосковье.

1. Находим приход тепла. Поступление тепла в помещение определяется количеством свободного тепла, выделяемого всеми животными за 1 час. Количество выделяемой энергии будет зависеть от вида, возраста, массы, продуктивности животных (таблица 13.) Одна телка выделяет 322 Вт (кал/ч), 80 голов будут выделять 25760 кал/ч. - это будет являться приходом тепла в помещение.

2. Расход тепла.

А. На обогрев приточного воздуха,

Q_вен = 𝜟t^о (0,24хL), где

Q_вен - расход тепла на обогрев приточного воздуха до нормативной температуры (кил/ч);

𝜟t^о - разность температуры наружного воздуха к нормативной температурой внутри помещения для данной группы животных;

L- часовой объем вентиляции воздуха (м /ч);

0,24 – кал/ч идет на обогрев 1 грамма воздуха на 1 С.

Q

L=------------------------

q _l- g₂

Q - количество влагb, выделяемое всеми животными за 1 час (таб. 13); g₁ - абсолютная влажность в помещении, при которой относительная находится в пределах нормы (таб. 15); g₂ - абсолютная влажность воздуха данной местности в январе месяце (таб. 16).

18880 г/ч

L=------------------------ = 4720 м³/ч

7,8 г/м³ -3,8 г/м³

Переводим объемную величину в весовую. Вес 1 м³ воздуха зависит от температуры и давления (таблица 18). При температуре 12^оС и давлении 750 мм.рт.ст. 1 м³ воздуха будет весить 1,222 г. 1,222 х4720= 5767,8 г/ч.

𝜟t^о = 12°- (-6,8°)= 18,8 ^оС.

Q_вен = 18,8 (0,24 х 5767,8) = 26024,3 кал/ч.

Б. На испарение влаги с ограждающих конструкций

Q_исп = 0,595 ккал/ч

0,595 ккал/ч идет на испарение 1 г влаги;

а - процентная надбавка влага, находящейся на ограждающих конструкциях (таб. 14). В нашем примере мы брали 12% от всей влаги, которую выделяют животные за 1 час.

Q _исп = 0,595 х 2265,6 = 1348,03 ккал/ч

В. На обогрев ограждающих конструкций здания

Q_огр =𝜟t^о(Σ S К),

- где Q_огр - количество тепла, расходуемого на обогрев всех ограждающих элементов здания, ккал/ч;

𝜟t⁰ - разность температур внутри помещения и наружного воздуха в январе месяце в данной местности;

(Σ S К) – сумма всех площадей ограждающих конструкций умноженных на коэффициент теплопроводности данного строительного материала. Коэффициент теплопроводности – таблица 6.

Таблица 15