Расчет мощности, необходимой для обогрева свинарника-маточника

Задание:

Рассчитать мощность и расход электроэнергии для обогрева свинарника-маточника на 100 голов, построенного в Челябинской области. Материал - кирпич. Толщина стены 38см.

Решение:

1.В справочной литературе дается количество тепла, выделяемое одним животным в единицу времени Q_ж при температуре в помещении 16°С. Так как зимой обычно поддерживается температура 8°С, то выделяемое одним животным количество тепла должно быть пересчитано на эту температуру по формуле (для других помещений и в других зонах температура t_вн может быть иной)

Результаты пересчета записывают в таблицу.

Таблица 1

2.Тепло, выделяемое животными (25% вычитается на испарение влаги кожей и легкими).

где: N - число животных данной группы.

При расчете пользуются таблицей 1, обычно составляемой зоотехником; результаты расчета сводят в таблицу 2

Таблица 2

3. Количество водяных паров, выделяемых животными,

где d_в - количество паров, выделяемых одним животным.

Расчет ведут на основании таблицы 1, результаты сводят в таблицу 3.

Таблица 3

4. Количество воздуха, необходимое для удаления влаги,

где: d₂ - содержание влаги в воздухе помещения в насыщенном состоянии, при t = 8°C, d₂ = 8,35 г/м³;

φ_вн - относительная влажность внутри помещения, равная 0,7;

d_l - то же, что и d₂, но для наружного воздуха; при температуре наружного воздуха

φ_нар - влажность наружного воздуха, определяется для климатической зоны по данным метеослужбы, примем φ_нар = 0,85.

Расчеты показывают, что изменение d_l при колебаниях температуры мало влияет на L_B3. Примем для расчета t_нар - 17,5°С, ошибка при колебаниях на 10°С не превысит 1,0%. Результаты расчета заносим в таблицу 3.

5. Количество тепла, затрачиваемое на вентиляцию:

где: с_вз -теплоемкость воздуха 1 кДж/(кг×°С);

γ_в3 - плотность воздуха 1,3 кг/м³.

Результаты расчетов количества тепла, затраченного на вентиляцию, сведены в таблицу 4.

Таблица 4

6. Потери тепла через окна:

где: α_ок - коэффициент теплоотдачи окон; для одинарных окон α_ок = 3,95 Вт/(м²×°С);

F_ок - площадь окон 38м².

7. Потери тепла через двери:

где: α_дв - коэффициент теплоотдачи дверей; для двойных дверей α_дв = 2,56Вт/(м²×°С);

F_дв - площадь дверей 8,6м².

8. Потери тепла через потолок:

где: α_пот - коэффициент теплоотдачи потолка; для утепленного потолка α_пот = 0,233 Вт/(м²×°С);

F_пот - площадь потолка 525м².

9. Из-за отсутствия данных о глубине промерзания грунта и способе утепления примем потери тепла через пол Q_пол = 0,5Q_пот

F_cт - площадь стен 260 м².

Таблица 5

Примечание. Фактические потери через двери будут значительно больше, так как двери часто открываются. Рекомендуется при их открывании автоматически включать тепловую завесу.

11. Суммарные потери через ограждение:

Расчеты ведутся по форме таблицы 5.

12. Мощность для обогрева помещений:

Подсчет ряда вариантов показывает, что наибольшая мощность необходима в феврале при морозах, ниже -30°С:

13. Будем считать, что мощность можно автоматически регулировать от 0 до Р_мах. Подсчитаем расход электроэнергии за сезон с ноября по март, пользуясь таблицей 6. Для расчетов необходимо в областной или районной метеослужбе получить данные об изменении температуры в виде таблиц.

Таблица 6

Расход электроэнергии в течение месяца:

где: Р_i - мощность, необходимая для нагрева помещения при наружной температуре t_нар.

N_i - число дней со средней температурой t_нар выбираемое из таблицы.

Расход электроэнергии в ноябре:

Расход электроэнергии в декабре:

Расход электроэнергии в январе:

Расход электроэнергии в феврале:

Расход электроэнергии в марте

Суммарный расход электроэнергии

14. Стоимость электроэнергии