Расчет теплового баланса помещения и мероприятия при отрицательном балансе в холодный период года

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 не отапливаемые 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. 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 не отапливаемых 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 принять 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 теплых 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 не отапливаемых помещениях. 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, полы, окна, ворота, двери) конструкции.

Расчет теплового баланса производят по формуле:

Qжив =Qв +Qо +Qи; (8).

где — Qжив — теплопродукция животных ккал/ч;

Qв — расход тепла на обогрев воздуха в процессе вентиляции, ккал/ч;

Qо — потери тепла через ограждающие конструкции, ккал/ч;

Qи — потери тепла в процессе испарения влаги, ккакл/ч.

Теплопродукция животных, количество тепла, которое выделяют животные, зависит от их вида, возраста, живой массы, физиологического состояния и температуры окружающей среды. Используя эти данные, определяют поступление свободного тепла в помещении от всех животных в течении часа с учетом поправочного коэффициента (табл.6,1−6,7), и он равен:

Qжив=288Ч48Ч1=13 824ккал/ч;

Qв=0, 31ЧLЧ, (9).

Qв = 0, 31Ч3122Ч38=36 777ккал/ч.

Основные потери через ограждающие конструкции определяют по формуле:

Qо= КFЧ0,13; (10).

Таблица 2 — Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции.

Тогда: Qо = 1456,4Ч (14-(24))Ч0,13= 55 824,9 ккал/ч;

Тепло потери на испарение влаги определяют по формуле:

Qи =WжЧКиЧ0,595 (11).

Qи =13 824 0, 050,595=411 ккал/ч;

В большинстве зон страны в холодное время года для обеспечения требуемого воздухообмена и поддержания при этом оптимальной температуры в помещении необходим дополнительный обогрев, интенсивность которого зависит от дефицита тепла. С этой целью определяют дефицит тепла (Д, ккал/ч), т. е. количество дополнительного тепла, необходимого для отопления здания.

Д= (Qв +Qо +Qи) -Qжив (12).

Д= (36 777+55824,9+411) -13 824=79189 ккал/ч;

Очень важно рассчитать, до какого уровня может снизится температура в помещении при найденном дефиците тепла, а также определить уровень температуры внешней среды, при которой возможна эксплуатация вентиляции без отопления. С этой целью используют формулу:

= =5,53; (13).

Температура внутри помещения при данном дефиците тепла будет равна: tв= н. б+=5,53+(-20)=-14,47 °С ;

Температура внешней среды, при которой возможна вентиляция без отопления равна: tвн. б=14−5,53=8,47 °С ;

Т.к. tв с минусом т. е. = -14,47, то нужно включить вентилятор.. В данном случае в стационаре необходимо установить 2 электрокалорифера мощностью (92/2)4640 квт/ч. [4,5,7].