Обоснование и расчёт теплового баланса не отапливаемого помещения  

Тепловой баланс - это соотношение количества тепла, которое поступает в здание (теплопродукция), к количеству тепла, которое теряется из здания (теплопотери).

Теплопродукция (приход) - это количество тепла выделяемого  животными, находящимися в данном помещении.

Теплопотери (расход) - это количество тепла, которое теряется через ограждающие конструкции, испарение влаги и обогрев вентилируемого воздуха в помещения. Расчет теплового баланса ведут по январю, т.е. самому холодному месяцу года..

Тепловой баланс неотапливаемого животноводческого помещения:

Q1ж = Q2(огр) + Q3(вент) + Q4(исп),

Q1ж – количество тепла, выделяемого животными;

  Q2(огр) – теплопотери через ограждающие конструкции здания;

Q3(вент) – теплопотери на обогрев приточного воздуха;

Q4(исп) – теплопотери на испарение влаги.

Следовательно, левая часть отражает поступления свободной теплоты, правая - ее расход.

1)  Расчет прихода свободного тепла

Подсосная матка с 10 поросятами  массой 150 кг выделяет 480 ккал/ч, таких голов 16; подсосная матка с 10 поросятами  массой 200 кг выделяет 555 ккал/ч, таких голов 19; супоросная матка до 2-х мес. и холостая массой 200кг выделяет 233 ккал/ч, таких голов 21; супоросная матка от 2-х мес. массой 150 кг выделяет 244 ккал/ч таких голов 26.

Q1ж = 480 ккал/ч *16 + 555 ккал/ч *19 + 233 ккал/ч *21 +244 ккал/ч *26 = 7680 ккал/ч + 10545 ккал/ч  +  4893 ккал/ч  + 6344 ккал/ч  = 29462 ккал/ч

2) Расчет теплопотерь

Q(осн)= S * K *  Δ t

Q(доп)= Q(осн) * 0,13

S – площадь ограждающих конструкций в м2

K – коэффициент теплопередачи в ккал/ч/м2/град

   t – разница температур внутреннего и наружного воздуха

Qосн.,доп.,общ. -   потери тепла через ограждающие конструкции.

∆t = tвнутр. – tнар

tвнутр – температура в свинарнике

tнар  - температура по январю

Расчет площади продольных стен:

Sпродольных стен = Sпродольной стены х 2 (две стены) – Sокон

Sпрод.стен  = 58 х 3 – 52,2 (площадь окон) = 295,8 м2.

Расчет площади окон:

Sокон = Sпола / СК

Sокон = 522 / 10 = 52,2 м2

или по натуральным исследованиям

Расчет торцовых стен:

Sторцевых стен = Sторцевая стена х 2 (две стены) – S площадь ворот и дверей

Sворот и дверей = ширина х  высота х количество

Sторцевых стен = ширина х  высота х количество

Sворот и дверей = 3x2,8x4 = 33,6 м2.

Sторцевых стен = 9x3x4 =108 м2

Sторцевых стен = 9x3x4 (стены) – 33,6 = 74,4 м2

Расчет перекрытия:

S пола = длина х ширина

S пола = 58 х 9 = 522 м2

S перекрытия = S пола , т.е. S перекрытия = 522 м2

Расчет холодного пола:

S холодного пола = Sперекрытия 

S холодного пола = 522 м2

б) Расчет теплопотерь через вентиляцию:

Расчет теплопотерь на вентилируемый приточный воздух производится по формуле:                    

Q 3(вент ) = 0,31 х Lянв. х ∆t

0,31 - тепло (ккал), затраченное на нагревание 1 м3 воздуха на 1°С;

L - воздухообмен, рассчитываемый по январю.

Q3 = 0,31x2790,62 x35,8 = 30970,3 ккал/час.

в) Расчет теплопотерь от испарений.

Расчет теплопотери на испарение влаги с поверхности ограждающих конструкций, кормушек, поилок производится по формуле:

          Q4(исп) = 0,595 x a ,

0,595 - расход тепла на испарение 1 г влаги с поверхности ограждающих конструкций , кормушек, поилок, ккал;

а - надбавка к испарению влаги в размере 7-10% от влаги, выделяемой всеми животными в течение 1 часа.

Все животные выделяли  19582 г/ч водяного пара, а 9% от величины составит 3186 г/час.

          Q4(исп) = 0,595x1762,38 = 1048,62 ккал/час.

Весь расход тепла составит:

             Q2(огр)+ Q 3(вент )  + Q4(исп) = 37284,06+30970,3+1048,62  =69302,98ккал/час.

Qдеф = 69302,98 -  29462= 39841ккал/час.

Qж – теплопродукция от животных;

Qисп – теплопотери через испарения;

0,31 * Lянв – тепло, расходуемое на обогрев вентилируемого воздуха;

ΣkS – тепло, теряемое через ограждающие конструкции;

Q доп – дополнительные теплопотери через вертикальные конструкции, граничащие с внешним пространством (+13%).

tнар = tвн - Δtнб = 25 0С – 6,40С = 18,60С

Следовательно, тепловой баланс может быть только до температуры 18,6°С.

С наступлением более низких температур для поддержания оптимальных условий в свинарнике вместо приточных каналов можно установить механическую приточную вентиляцию с подогревом приточного воздуха. Промышленность выпускает электрокалориферы мощностью 5, 10, 15, 20, 40, 60, 100 кВт. Один кВт/час электроэнергии дает 860 ккал.

         Учитывая дефицит тепла в 39841 ккал/час, нам требуется: 39841:860=46,3 кВт≈50кВт, т.е. 10 калориферов мощностью 5 кВт.