5.Отопление помещения тепловой баланс помещении

Под тепловым балансом следует понимать то количество тепла, которое поступает в помещение (теплопродукция), и то количество тепла, которое теря­ется из него (теплопотери). Поступление тепла в неотапливаемые помещения определяется количеством тепловой энергии, выделяемой животными, находя­щимися в помещении. Внешние ограждающие конструкции животноводче­ских зданий играют важную роль в поддержании требуемого микроклимата в помещениях, состояние которого оказывает значительное влияние на продук­тивность животных, а также на долговечность строительных конструкций.

В холодное время года температура воздуха в зданиях чаще всего пони­жается за счет значительного увеличения потерь тепла через стены и покры­тия вследствие их увлажнения конденсационной влагой. Поэтому в соответ­ствии с требованиями норм технологического проектирования животновод­ческих, птицеводческих и звероводческих предприятий ограждающие конструкции и инженерное оборудование зданий должны обеспечить под­держание необходимых параметров микроклимата, установленных исходя из зоогигиенических условий содержания животных; при этом конденсация влаги на стенах и потолке помещений не допускается.

Создание требуемых условий воздушного режима в помещении возмож­но в том случае, если существует правильное сочетание необходимого возду­хообмена и оптимального температурного режима. Причем температура в помещении главным образом должна поддерживаться за счет тепла, которое выделяется животными. Для определения количества тепла, требуемого для поддержания оптимальной температуры при найденном значении воздухо­обмена, необходимо рассчитать тепловой баланс помещения.

Для животноводческих помещений тепловой баланс целесообразно рас­считывать с учетом показателей температуры и относительной влажности атмосферного воздуха самого холодного периода года (январь).

При расчете теплового баланса решается ряд важных вопросов, связан­ных с созданием нормального температурно-влажностного режима в поме­щениях для животных, и, прежде всего, корректируется кратность обмена воздуха. Недостаток тепла для обогрева всего поступающего наружного воз­духа, особенно в неотапливаемых помещениях, может привести к снижению температуры воздуха, образованию сырости, конденсации влаги на внутрен­ней поверхности ограждений. Правильно рассчитанный тепловой баланс по­зволяет заранее предвидеть это и своевременно применять меры к утепле­нию помещения и регулированию вентиляции.

Расчеты теплового баланса помогают также выявить качество отдельных частей ограждающих конструкций (стен, потолков и т. д.) в отношении теп­лопередачи, с тем, чтобы уменьшить ее путем устройства тепловых тамбу­ров, а если это необходимо — двойных окон и дверей.

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

Поступление тепла — это тепловыделения животных, которые являют­ся основным источником тепла в животноводческих неотапливаемых поме­щениях. Расчет количества тепла, выделяемого животными, проводят по таблицам тепловыделения, изложенных в НТП по каждому виду животных.

Теплопотери в помещениях для сельскохозяйственных животных слага­ются в основном из двух частей. Первая часть — это тепло, которое затрачи­вается на обогрев вводимого наружного атмосферного (вентиляционного) воздуха при расчетной оптимальной кратности воздухообмена. Вторая часть — это тепло, которое теряется через наружные ограждающие (стены, потолки, окна, ворота, двери) конструкции. Теплопотери через каждую конструкцию ограждения в отдельности вычисляют умножением найденного коэффициен­та теплопередачи на площадь конструкции ограждения и на разность между внутренней и внешней температурой воздуха. Чем толще ограждение, тем больше сопротивление теплопередачи, меньше потери тепла, и соответствен­но сокращаются расходы на отопление. Однако при этом повышается расход строительных материалов и увеличивается стоимость здания. Поэтому ре­зультаты теплотехнического расчета уточняют для конкретных пунктов строи­тельства, исходя из экономических условий.

После производственных расчетов суммируют расход тепла и сравнивают его с приходом. Для поддержания заданной нормативной температуры в поме­щении тепловой баланс должен быть нулевым, т. е. величина прихода тепла должна соответствовать величине его расхода. В противном случае температу­ра воздуха в помещении будет повышаться (при положительном балансе) или снижаться (при отрицательном балансе). Дефицит тепла в помещении опреде­ляют вычитанием величины его фактического прихода из суммарного расхода. Для покрытия дефицита тепла в помещениях для животных можно использо­вать электрокалориферы, теплогенераторы, центральное отопление и др.

В большинстве климатических зон страны в холодное время года для обеспечения требуемого воздухообмена и поддержания при этом норматив­ной температуры в помещении необходимо дополнительное тепло (обогрев) с помощью специальных устройств.

Qжив=Qвент+Qогр+Qисп , где Qогр- теплопотери через ограждающие конструкции ,Qвент- теплопотери на обогрев приточного воздуха , Qисп – теплопотери на испарение влаги .

1. Расчет прихода свободного тепла

Qжив=500х226=113000ккал/ч

2. Расчет теплопотерь

теплопотери через ограждающие конструкции заносим в таблицу и рассчитываем по формуле Q2(огр)=ΣКSхΔt ,где S-площадь ограждающих конструкций ,м2 ,К-коэффициент теплопередачи в ккал/ч/м2/град , Δt-разница температур внутреннего и наружного воздуха ,°С , Qосн, Qдоп, Qобщ -потери тепла через ограждающие конструкции .

Расчет площади продольных стен =(66х3,4х2)х2-79(площадь окон)=370 м2

Расчет площади окон Sпола/СК=1188/ 1/15=79 м2

Расчет площади вороти дверей – ворота (2х4х2)х2=32 м2 , двери (2х1,5)х3=9 м2 , всего 41 м2

Расчет площади торцевых стен =18х3,4х2-41(площадь ворот и дверей)=81 м2

Расчет площади перекрытия = Sпола=1188 м2

Дополнительные теплопотери через продольные и торцевые стены , ворота, двери рассчитывается в размере 13% от основных теплопотерь Qдоп = Qосн х 13/100 , Qобщ=Qосн+Qдоп , Qобщ – теплопотери через ограждающие конструкции здания . Δt=18-(-30)=-48°С

Таблица 11. Теплопотери через ограждающие конструкции

Элементы здания	S	K	KS	Δt	Qосн	Qдоп	Qобщ
продольные стены	370	0,78	289	48	13872	1803	15675
окна	79	2,3	182		8736	1136	9872
торцевые стены	81	0,78	63		3024	393	3417
двери	41	2	82		3936	512	4448
потолок	1188	0,83	986		47328		47328
пол	1188	0,4	475		22800		22800
итого			2077			3844	103540

Расчет теплопотерь через вентиляцию

Qвент=0,31хLх Δt =0,31х13971х48=207888 ккал

Расчет теплопотерь от испарений

Qисп=0,595 х а , где 0,595-расход тепла на испарение 1г влаги с поверхности ограждающих конструкций ,ккал , а - %-ная надбавка =9%

Qисп=0,595 х 6750=4016

Весь расход тепла=103540+207888+4016=315444 ккал/ч

Дефицит тепла =315444-113000=202444 ккал

Δtнб= Qжив- Qисп\0,31хL+Σ KS=113000-4016\0,31х13971+2077+3844=10,6°С

tн=tв- Δtнб tн=18-10,6=7,4°С

Покрытие дефицита тепла

Т.к. 1кВт электроэнергии дает 860 ккал теплоты . то для покрытия дефицита тепла потребуется 202444/860=235 кВт/ч . Промышленность выпускает электрокалориферы мощностью 80кВт/ч . В данном случае для компенсации недостатка тепла необходимо установить 3 калорифера на 80 кВт/ч . Чтобы тепло равномерно распределялось по всему помещению монтируют центробежные вентиляторы малой мощности .

При использовании в качестве отопительных устройств теплогенераторов требуется дизтопливо .Теплотворная способность 1кг дизтоплива 12000 ккал .Для покрытия дефицита требуется 202444/12000=17 кг дизельного топлива.