Главная Обратная связь Поможем написать вашу работу!

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Методика расчета теплового баланса



В зданиях с отопительными устройствами уравнение теплового баланса выглядит следующим образом:

Qжив.+Qот. = Qогр.+Qвент.+Qисп. , где:

Qжив. – количество тепла, выделяемое всеми животными, ккал/ч;

Qот. – количество тепла, поступающее от отопительных или отопительно-вентиляционных установок, ккал/ч;

Qогр. – количество тепла, теряемое через все ограждающие конструкции, ккал/ч;

Qвент. – количество тепла, расходуемое на нагревание вентиляционного воздуха, ккал/ч;

Qисп. – количество тепла, расходуемое на испарение влаги с ограждающих конструкций, ккал/час.

В не отапливаемых зданиях уравнение теплового баланса выглядит иначе:

 

Qжив. = Qогр.+Qвент.+Qисп.

Если количество тепла, выделяемое животными и поступающее от систем отопления, равно теплопотерям, то в помещении создается оптимальный тепловой режим. Если меньше – наблюдается снижение температуры воздуха.

 

Приход тепла

2.1.1 Тепло выделяемое животными

Оно рассчитывается по формуле:

Qжив. = gжив.×n×r , где:

gжив. – количество свободного тепла, выделяемое одним животным (берется из таблицы № 2 на стр.5 – тепло-, газо- и влаговыделений), ккал/ч;

n – количество животных, гол.;

r – поправочный коэффициент, зависящий от температуры воздуха в помещении (таблицы 6-7).

Тепло, выделяемое птицей, определяется по формуле:

Qжив. = gжив.×n×Р ×r, где:

Р – масса одной птицы, кг;

gжив. – выделение тепла на 1 кг живой массы птицы, ккал/ч;

n –количество птиц, гол.,

r – поправочный коэффициент, зависящий от температуры воздуха в помещении.

2.1.2. Теплопоступление от обогревательных установок

В отапливаемых помещениях находится общая часовая тепло-производительность оборудования для обогрева – Qот. (с применением специальных формул или справочных характеристик тепловентиляционных устройств). Считают, что 1 кВт эквивалентен 864 ккал тепла.

 

2.1.3 Расчет поступления тепла от отопительных приборов

Количество отдаваемой отопительным прибором теплоты (Q) пропорционально площади теплоотражающей поверхности прибора (Fпр), коэффициенту теплопередачи (К) и разности средней температуры теплоносителя (tср.т.) и температуры отапливаемого помещения (tв), т.е.:



Q = Fпр×K×(tср.т. -tв), где:

К(коэффициент теплопередачи прибора) – это количество теплоты, которое передается через 1 м2 площади теплоотдающей поверхности отопительного прибора в течении 1 часа от теплоносителя воздуху отапливаемого помещения при разности средней температуры теплоносителя и температуры воздуха в 1 ºC в условиях нормальной эксплуатации. В системах водяного отопления наиболее часто встречающимися параметрами теплоносителя являются tп = 95ºC и tо = 70ºC, а температура внутри помещений tв = 18ºC.

При этих параметрах коэффициент теплопередачи для радиаторов М-140-АО равен 9,7-9,9 Вт/м2 град, для РД-90 равен 10,1 Вт/м2 град, для МЗ-500 равен 10,2 Вт/м2 град, для ребристых чугунных труб 4,5-5,8 Вт/м2 град.

Количество теплоты, отдаваемой трубопроводами системы отопления определяется по формуле:

Qтр. = Σ Fтр.×К×( tт – tв ) ×A, где:

Fтр. – площадь наружной поверхности трубы, м2;

K – коэффициент теплопередачи трубы;

tт – температура теплоносителя, проходящего по трубе, ºC;

A – коэффициент, учитывающий степень теплопередачи трубы в зависимости от ее расположения в помещении. Для подводок к приборам коэффициент равен 1; для вертикаль расположенных труб – 0,5; для трубопроводов, расположенных у пола помещения – 0,75; для трубопроводов, расположенных под потолком – 0,25.



Площадь трубы определяется по формуле:

 

Fтр. = π×dн×L, где:

dн – наружный диаметр трубы, м;

L – длина трубы, м;

π – 3,14.

 

2.1.4 Определение поступления тепла от глубокой подстилки

Изучение биотермических свойств глубокой подстилки проводится путем измерения ее температуры и количества выделяемого ею тепла по формуле: где:

Qn – величина тепловыделения с 1 м2 поверхности подстилки;

Δt – разность температур между воздухом и подстилкой;

k – коэффициент теплопроводности, равный 0,36 ккал/час м2;

h – толщина слоя подстилки между двумя плоскостями, м (в глубокой подстилке принято 0,1м). λ х Δt

Q под. = ------------- ,где:

δ

Q под.- величина тепловыделения с 1 м2 поверхности подстилки, ккал/ м2;

λ - коэффициент теплопроводности – 0,36 ккал/час × м2;

Δt – разность температур воздуха и подстилки;

δ – толщина слоя подстилки между плоскостями (при глубокой подстилке принято 0.1 м),м.

Температура глубокой подстилки измеряется на поверхности и на глубине 5, 10 и 20 см, в середине помещения и в двух углах по диагонали. Измерение проводят почвенным термометром или потенциометром с помощью термопар 2-3 раза в месяц или сезон года, 3 раза в день: утром, днем и вечером.

Потери тепла

2.2.1 Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции.

Потери тепла зданием складываются в среднем из потерь тепла через все его наружные ограждения и добавочных теплопотерь:

 

Qогр. = Qосн.+Qдоб.

Добавочные теплопотери в среднем равны 13 % от общих теплопотерь через стены, окна, ворота, непосредственно граничащие с внешним пространством. Они связаны с дополнительными потерями тепла при обдувании ветром.



 

Теплопотери через ограждающие конструкции вычисляются по следующей формуле:

 

Qосн. = Σ F.×К×( tв. – tн. ),где:

Σ – показатель, указывающий на то, что нужно учесть и сложить теплопотери через каждую ограждающую конструкцию (стены, перекрытия, пол, окна, двери, ворота);

К – коэффициент теплопередачи ограждений, ккал/м2 ч град;

F – площадь каждого ограждения, м2;

tв. – температура внутреннего воздуха (нормативная для зимнего периода), ºC;

tн. – температура наружного воздуха (расчетная, средняя за самую холодную пятидневку, таблица 21), ºC.

Коэффициент теплопередачи стен и перекрытия определяется по формуле:

 

К = , где:

 

αвн – коэффициент теплоперехода от окружающей среды к внутренней поверхности ограждений. Для внутренней поверхности наружных стен и потолков он равен 7,5 ккал/ч м2 град ( );

αн – коэффициент теплоперехода от наружной поверхности ограждений к окружающей среде. Для поверхности наружных стен и совмещенных перекрытий он равен 20 ккал/ч м2 град ( ). Для наружной поверхности чердачных перекрытий – 10 ккал/ч м2 град ( );

δ – толщина каждого слоя, составляющего ограждение, м;

λ – коэффициент теплопроводности материала каждого из слоев, составляющих ограждение (определяется по справочной таблице 14).

Коэффициенты теплопередачи стен и перекрытий уточняются с помощью специального коэффициента, величина которого зависит от особенностей расположения этих конструкций (граничат ли они непосредственно с атмосферой или с другими помещениями, в т.ч. тамбурами, венткамерами, чердачным помещением и т.д.). Он определяется по справочной таблице 12.

Коэффициенты теплопередачи окон, дверей и ворот, пола приведены в таблице 13.

В соответствии с устройством ограждающих конструкций (разная величина «К») определяются площади утепленных и неутепленных полов, ворот, окон в отдельности, стен без площади окон и ворот, рассчитывается площадь перекрытия.

Все расчеты теплопередачи через ограждающие конструкции целесообразно представить в виде таблицы, материалы которой позволяют проанализировать теплотехнические качества каждой ограждающей конструкции (форма таблицы указана в Приложении 5, таблица 1).

 

2.2.2 Расход тепла на вентиляцию

Расчет проводится по формуле:

Qвент. = 0.31×L×(tв – tн) , где:

0,31 – объемная теплоемкость воздуха, т.е. количество тепла, которое необходимо для нагревания 1 м3 воздуха на 1 ºC, ккал/м3 град;

L – часовой объем вентиляции, рассчитанный для зимнего периода по водяным парам или нормам воздухообмена, м3/ч;

tв. – нормативная температура воздуха в помещении, ºC;

tн. – среднемесячная температура воздуха в январе (таблица 21), ºC.

2.2 3 Расход тепла на испарение влаги с мокрых поверхностей.

Определяется по формуле:

Qисп. = 0.595×Wдоб. , где:

0,595 – коэффициент, показывающий расход тепла на испарение 1 г воды, ккал/г.

Wдоб – добавочное поступление влаги в воздух при испарении с мокрых поверхностей (в зависимости от технологии кормления и поения животных, способа навозоудаления, площади сырого пола). Рассчитывается при определении часового объема вентиляции по водяным парам.

 

2.2.4 Расчет Δt нулевого баланса

Тепло, выделяемое животными (Qжив.), компенсирует все теплопотери в помещении (Qогр.+Qвент.+Qисп.) только до определенной температуры наружного воздуха. При дальнейшем ее снижении происходит понижение внутренней температуры воздуха, и для беспрерывной вентиляции здания необходим дополнительный обогрев (включение теплового оборудования). Этот предел наружной температуры можно рассчитать с помощью формулы:

Δtн.б. =

Δtн.б. – разница между температурой воздуха внутри помещения и наружного воздуха, воспользовавшись которой, можно рассчитать самую низкую температуру наружного воздуха, при которой возможна беспрерывная вентиляция помещений без дополнительного обогрева.

Например, Δtн.б.равна 20ºC. Если принять оптимальную температуру коровника +10ºC, то вентиляция может работать без дополнительного обогрева здания при температуре атмосферного воздуха (критическая температура) до -10ºC (tкрит.= tвн. - Δtн.б.). При дальнейшем понижении наружной температуры помещение нужно обогревать.

 

2.2.5. Расчет коэффициента теплового баланса (КТБ)

Для оценки теплового состояния помещения, степени обеспечения теплом рассчитывается КТБ. Он представляет собой отношение прихода тепла в помещении к потерям тепла. В норме КТБ равен 0,9 – 1. Если КТБ меньше 1,0, то наблюдается дефицит тепла, а если больше – избыток.

Например: КТБ равен 0,59, значит помещение обеспечено теплом на 59%.

 

Весь расчет завершают определением баланса тепла (таблица 2 Приложения 5).Для анализа теплового баланса сопоставляют его приходную и расходную части и устанавливают дефицит, равенство или избыток тепла.

Детально анализируют его составные части и при необходимости намечают мероприятия по улучшению. Если ограждающие конструкции утеплены не достаточно, то проектируют их утепление, снова уточняют дефицит тепла и только после этого проводят работу по подбору необходимого тепловентиляционного оборудования, источников тепла (таблицы 15-20, 22).

 

Таблица 1- Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции

Название ограждения К, ккал/ч×м2 ×град. F, м2 KF, ккал/ ч×град Δt, 0C Qосн., ккал/ч Qдоб., ккал/ч Qдгр., ккал/ч %
Окна                
Ворота                
Стены продольные                
Стены торцовые                
Перекрытие                
Пол деревянный                
Пол бетонный                
Итого:     Σ KF=   ΣQо.= ΣQд.= ΣQо.=

Таблица 2 - Итог по расчету теплового баланса

Показатель Результат %
Приходная часть:
Технологическое тепло (Q жив.), ккал/ч:    
Техническое тепло (Q от.), ккал/ч: :    
Итого приход, ккал/ч:  
Расходная часть:
Частями здания (Qогр.), ккал/ч    
Вентиляцией (Qвен.), ккал/ч    
Испарение (Qисп.), ккал/ч    
Итого расход, ккал/ч  
Дефицит/избыток тепла, ккал/ч, кВт    
Критическая температура, ºС    
КТБ, %    

Приложение 6


Просмотров 3053

Эта страница нарушает авторские права




allrefrs.ru - 2021 год. Все права принадлежат их авторам!