|
теплоэнергетика. Обоснование темы, общая характеристика и история объекта 4
3.1 Исходные данные Район строительства – Сергиев Посад.
Скорость ветра – 2 м/с.
Вместимость птичника – 5000 голов.
Средняя масса животного 1,6 кг.
Содержание – клеточное.
Здание безчердачное, одноэтажное, прямоугольной формы, размерами в плане 73 х 12 м; высота боковых стен 3.3м, высота до конька крыши 3,7м.
Стены из керамзибетона (δкб = 0,23 м, λкб = 0,58 Вт/(м К)), оштукатуренные с внутренней и наружной (δшт = 0,015м, λшт = 0,87 Вт/(м К)).
Перекрытие – железобетонные плиты (δжп = 0,15м, λжп = 2,04 Вт/(м К)).
Пароизоляция покрытия – слой рубероида (δр = 0,0015 м, λр = 0,17 Вт/(м К)), на битумной мастике (δб = 0,004 м, λб = 0,27 Вт/(м К)).
Утеплитель покрытия – войлок строительный (δвс = 0,07м, λвс = 0,05 Вт/(м К)).
Выравнивающий слой – цементно-песчаный раствор (δцп = 0,02м, λцп = 0,93 Вт/(м К)). Сверху покрытие из рубероида (δр = 0,0015 м, λр = 0,17 Вт/(м К)) из битумной мастике (δбм = 0,004 м, λ бм = 0,17 Вт/(м К)).
Полы – асфальт (δа = 0,025 м, λ а = 0,08 Вт/(м К)) и бетон (δб = 0,08м, λб = 1,75 Вт/(м К)).
Окна – одинарные 0,8 х 0,6 м, двери металлические двойные 0,8 х 2 м.
3.2 Определение теплопоступлений и теплопотерь Определяем тепловыделения от птиц по формуле [1]:
, кВт
| (3.1)
|
– число птиц в помещении;
– количество свободного тепла, выделяемое 1 кг живой массы птицы, в зависимости от температуры, кДж/ч; = 35,7 [9]
– коэффициент изменения тепловыделений от температуры внутреннего воздуха (в холодный период , в теплый период ); [9]
–живая масса одной птицы, = 1,6 кг [9].
В холодный период:
кВт
В теплый период:
кВт
Определяем тепловыделения от технологического оборудования по формуле [1]:
, кВт
| (3.2)
|
– установленная мощность для привода электродвигателей, кВт;
= 0,9 – кпд электродвигателей;
= 0,75...0,9 – коэффициент использования установленной мощности;
= 0,5...0,8 – коэффициент загрузки оборудования в течение суток;
= 0,6...0,9 – коэффициент одновременности работы электродвигателей;
кВт
Теплопоступления от осветительных приборов можно не учитывать, ввиду наличия в птицеводческом помещении окон.
Определяем теплопотери через ограждения в холодный период:
, кВт
| (3.3)
|
– номер ограждающей конструкции;
– число ограждающих конструкций помещения;
– расчетная температура внутреннего воздуха, ºС;
– расчетная температура наружного воздуха для холодного периода года при расчете теплопотерь через наружные ограждения, ºС; [4]
– общее сопротивление теплопередачи i–той ограждающей конструкции, м2К/Вт;
– площадь поверхности i–той ограждающей конструкции, м2;
– поправочный коэффициент, учитывающий фактическое понижение расчетной разности температуры для ограждений, которые отделяют отапливаемое помещение от неотапливаемого (подвал, чердак и др.),
– добавочные потери теплоты
Сумма добавочных теплопотерь: ,
Температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 для Московской области, г. Сергиев Посад: . [4]
Подсчитываем общее термическое сопротивление ограждений:
, Вт/(м2К)
| (3.4)
| Значения и приняты по исходным данным. Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции по условиям холодного периода = 23 Вт/(м2К). [11]
Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности стен и покрытий для птицеводческих зданий = 8,7 Вт/(м2К). [11]
Термическое сопротивление теплопередаче покрытия:
(м2К)/Вт
Термическое сопротивление теплопередаче наружных стен:
(м2К)/Вт
Пол делим на четыре зоны. Так как в состав пола входит материал с коэффициентом теплопроводности λ ≥ 1,2 Вт/(м К), то термическое сопротивление принимают:
(м2К)/Вт
(м2К)/Вт
(м2К)/Вт
(м2К)/Вт
Суммарная площадь остекления:
.
Площадь продольной стены с учетом размещения на ней окон:
.
Площадь торцевой стены с учетом размещения на ней двери:
.
Площадь ската покрытия:
.
Площадь зон пола:
;
;
;
.
Результаты расчета теплоплтерь через ограждения сводим в таблицу 3.1.
Затраты теплоты на нагрев инфильтрующегося воздуха:
, кВт
| (3.5)
| Массовая изобарная теплоемкость воздуха = 1 кДж/(кг К) [11].
Массовый расход инфильтрующегося в помещение воздуха [1]:
, кг/с
| (3.6)
| Таблица 3.1 – Результаты расчета теплопотерь через ограждения
Сторона света
| Наименование элемента
| А,
| R,
|
| n
| β1
| β2
| β3
| β4
|
|
| Север
| Стена продольная
| 235,62
| 4,4
| 40
| 1
| 0,1
| 0,05
| 0
| 0
| 1,15
| 7,9
| Юг
| Стена продольная
| 235,62
| 4,4
| 40
| 1
| 0
| 0,1
| 0
| 0
| 1,1
| 7,9
| Запад
| Окна
| 5,28
| 0,46
| 40
| 1
| 0,05
| 0,1
| 0
| 0
| 1,15
| 2,8
| Стена торцевая
| 38
| 4,4
| 40
| 1
| 0,1
| 0,1
| 0
| 0
| 1,15
| 1,5
| Скат
| 439
| 5
| 40
| 1
| 0,1
| 0,1
| 0
| 0
| 1,15
| 14,5
| Восток
| Окна
| 5,28
| 0,46
| 40
| 1
| 0,1
| 0,1
| 0
| 0
| 1,2
| 2,9
| Стена торцевая
| 38
| 4,4
| 40
| 1
| 0,1
| 0,1
| 0
| 0
| 1,15
| 1,4
| Скат
| 439
| 5
| 40
| 1
| 0,1
| 0,1
| 0
| 0
| 1,15
| 14,5
| Пол
| Зона 1
| 340
| 7,0
| 40
| 1
| 0
| 0
| 0,05
| 0
| 1,05
| 4,8
| Зона 2
| 300
| 9,2
| 40
| 1
| 0
| 0
| 0,05
| 0
| 1,05
| 3,4
| Зона 3
| 284
| 13,5
| 40
| 1
| 0
| 0
| 0,05
| 0
| 1,05
| 2,1
| Зона 4
| 366
| 19,1
| 40
| 1
| 0
| 0
| 0,05
| 0
| 1,05
| 2,0
| Определим общие теплопотери через ограждения [1]:
В холодный период:
=12,1 кВт
В теплый период:
, кВт
| (3.7)
|
кВт
Преобладающее направление ветра за декабрь-февраль – южное. Средняя скорость ветра 2 м/с. Длина притворов окон с одной продольной и одной торцевой стены:
Затраты теплоты на нагрев инфильтрующегося воздуха:
, кВт
| (3.8)
| Массовая изобарная теплоемкость воздуха = 1 кДж/(кг К) [11].
Массовый расход инфильтрующегося в помещение воздуха [1]:
, кг/с
| (3.9)
|
– длина (периметр) притворов окон, дверей, ворот, расположенных на полупериметре наружных стен здания, обращенных к господствующим ветрам, м;
– коэффициент, зависящий от типа притвора ( = 0,65) [6];
– удельное количество воздуха, поступающего через щель длиной 1 м в течение 1 ч, кг/(м ч)( = 5,0 кг/ч)[6];
.
Теплоизбытки определим по формуле [1]:
В холодный период:
, кВт
| (3.10)
|
кВт
В теплый период:
, кВт
| (3.11)
|
112,2 кВт
|
|
|