Технологический расчёт и выбор оборудования системы вентиляции и воздушного отопления

Технологический расчёт и выбор оборудования системы вентиляции и воздушного отопления Расчет воздухообмена помещении. Системы вентиляции, отопления и кондиционирования должны поддерживать оптимальный температурно-влажностный режим и химический состав воздуха; обеспечивать в зависимости от периода года соответствующий воздухообмен; не допускать скопления, застоя влажного и загрязнённого воздуха в отдельных местах помещения, т. е. обеспечивать равномерное распределение воздуха и его циркуляцию; предотвращать конденсацию выделенных паров на стенах и различных ограждениях внутри помещения. Установлено, что во все времена года в животноводческих помещениях действуют различные вредные факторы, к которым можно отнести большие или недостаточные количества теплоты, влаги и углекислого газа. В зависимости от наружных условий (в основном от температуры наружного воздуха) тот или иной фактор может быть преобладающим. Так, для типовых животноводческих и птицеводческих помещений в регионах с наружной температурой от — 10 до — 20 °C наибольшее отрицательное воздействие оказывает влага, с температурой ниже — 20 °C — углекислый газ, с температурой — 10 °C и выше — теплота. Поэтому воздухообмен в животноводческих помещениях в холодный (отапливаемый) период года рассчитывают, исходя из условий удаления избытков углекислого газа и выделяющихся водяных паров, а в переходный и теплый (летний) периоды года — избытков теплоты и влаговыделений.

Исходные данные для расчета воздухообмена, в частности предельно допустимые концентрации вредных веществ в помещениях, оптимальные параметры внутреннего воздуха, тепло-, влагои газовыделения животных и птиц принимают по справочно-нормативным документам.

Воздухообмен, м3/ч, необходимый для поддержания допустимой концентрации углекислого газа, определяют по формулам:

Vco2 = nж • Сж / (С1 — С2).

где nж — число животных;

Сж — количество углекислого газа, выделяемое одним животным, л/ч;

С1 — предельно допустимая концентрация углекислого газа в помещении, л/м3;

С2 — концентрация углекислого газа в атмосферном воздухе.

Vco2 = 400 • 90 / (1.5 — 0.3) = 30 000 м3/ ч Воздухообмен, обеспечивающий допустимое содержание в воздухе водяных паров.

Vw = W / (с (dв — dн)).

где W — общее количество влаги, выделяемое в помещении (учитывается количество влаги, выделяемое животными при дыхании, а также суммарное влаговыделение с открытой и смоченной поверхностей в помещении), г/ч;

с — плотность воздуха;

dв и dн — влагосодержание соответственно внутреннего и наружного воздуха.

Влаговыделения в животноводческих помещениях.

W = Wж + Wисп, где Wж — расход водяных паров, выделяемых животными; Wисп — расход испаряющейся с поверхности влаги, равный сумме расходов Wс.п. (со свободной поверхности) и Wм.п. [со смоченной (мокрой) поверхности].

К свободной открытой водной поверхности в животноводческих помещениях относят площадь водной поверхности открытых баков с водой для гидросмыва навоза, автопоилок, водное зеркало навозного лотка и пр. Смоченными считают поверхности глубокой подстилки, вертикальных стен навозного лотка до водного зеркала, решетчатого пола и т. д.

Влаговыделения со свободной поверхности.

Wс.п. = щс.п.· Ас.п.

где щс.п.- удельное влаговыделение, г/(ч· м2);

Ас.п. — свободная поверхность, м2.

Количество влаги, испаряющейся со смоченной поверхности пола и стен.

Wм.п. = щм.п.· Ам.п.,.

где щм.п.- удельное влаговыделение, г/(ч· м2);

Ам.п.- смоченная поверхность, м2.

Wсп = 50 • 3112.2 = 155 610.

Wмп = 11 • 91.5 352 941 176 471 = 1006.888.

Wисп = 155 610 + 1006.888 = 156 616.888.

W = 232 + 156 616.888 = 156 848.888.

Vw = 156 848.888 / (1.2 (12 — 2)) = 13 070.741.

Из двух расчетных значений расходов вентиляционного воздуха Vсо2 и Vw принимают наибольшее, т. е. принимаем.

Vв = Vco2 = 30 000 м3/ч.

После этого устанавливают расход воздуха, приходящийся на 1 т живой массы животных. Если полученное значение окажется меньше нормативного регулируемого воздухообмена на 1 т живой массы животных или птицы, то в качестве расчетного значения воздухообмена следует принимать нормативное.

Для характеристики воздухообмена пользуются понятием кратности воздухообмена, которая указывает на число смен воздуха в помещении в течение часа:

n = Vв / Vс.

n = 30 000 / 10 584 = 2.834.

где Vв — расход вентиляционного воздуха, м3/ч;

Vс — строительный объем помещения, м3.

Для взрослого поголовья при кратности воздухообмена n 5 — принудительную вентиляцию с подогревом подаваемого воздуха. При естественной вентиляции воздухообмен происходит вследствие разности температур внутри и снаружи помещения. Движение воздуха из помещения и в помещение осуществляется через неплотности окон и дверных проёмов, а также по специально устанавливаемым проточно-вытяжным шахтам и каналам.

Сечение вытяжных и приточных каналов определяют по формуле:

F = Vв / 3600 v,.

где v — скорость воздуха в канале, м/с.

Скорость воздуха в вентиляционном канале зависит от разности температур внутри помещения и снаружи, а также длинны шахты:

v = 2.3 • (h • (t1 — t2) / 273) 1 / 2,.

здесь h — высота канала; (t1 — t2) — разность температур внутреннего и наружнего воздуха.

v = 2.3 • (3 • (10 — -30) / 273)1 / 2 = 1.525 м/с.

F = 30 000 / (3600 • 1.525) = 5.464 м2.

Число вытяжных каналов определяют из выражения: nк = F / f,.

где f — площадь сечения обного канала, м2.

Число вытяжных каналов: nк = 5.464 / 0.36 = 15.178.

Число приточных каналов: nк = 5.464 / 0.06 = 91.067.