Обоснования и расчет теплового баланса
Тепловой баланс - это поступление и расход теплоты в здании. Его расчет позволяет оценить теплотехнические свойства ограждающих конструкций, определить пути теплопотерь, найти способы улучшения микроклимата.
В животноводческих отапливаемых помещениях теплота поступает от животных, отопительных приборов, отопительно-вентиляционных установок и солнечных лучей, в неотапливаемых - в основном от животных.
Расчетом теплового баланса решается ряд важнейших вопросов, связанных с созданием нормального температурно-влажностного режима в помещениях для животных, и прежде всего корректируются расчеты по обмену воздуха. Недостаток тепла для обогревания всего поступающего наружного воздуха, особенно в неотапливаемых помещениях, может повести к снижению в них температуры воздуха, к конденсации влаги на внутренней поверхности ограждений и, следовательно, к образованию сырости. Правильно рассчитанный тепловой баланс позволяет предвидеть заранее такое положение и своевременно принять меры к утеплению помещения, регулированию вентиляции, борьбе с сыростью и т. д.
Расчеты теплового баланса помогают также выявить качество отдельных частей ограждающих конструкций (потолков, стен и т. д.) в отношении теплопередачи, с тем чтобы при необходимости понизить ее путем устройства теплых тамбуров, двойных окон и дверей.
На данных теплового баланса основывается выбор того или иного устройства всех ограждающих конструкций при проектировании и строительстве, а также выбор обогревательных установок и расчет их количества.
Расчет теплового баланса (для неотапливаемых помещений) ведется по формуле:
Qж =Q вент. + Q орг. +Q исп.
где Q ж - поступление свободного тепла от животных, кДж/ч; Qвент.- теплопотери на вентиляцию, кДж/ч; Qорг.- теплопотери через наружные ограждения, кДж/ч; Qисп. - теплопотери на испарение влаги с мокрых поверхностей, кДж/ч.
1) Находим количество свободного тепла, поступившего от животных, кДж/ч:
Qж = Qж1n,
Qж=2552*30=76560 кДж/ч
Qж=3071*40=122840кДж/ч
Qж=199400 кДж/ч.
где Qж1 - количество свободного тепла, выделяемое одним животным, кДж/ч (зависит от вида, половозрастной группы, живой массы, продуктивности);n-количество животных одной половозрастной группы, с одинаковой живой массой и продуктивностью, гол.
2) Рассчитываем теплопотери на вентиляцию:
Qвент = G*C*(tв-tн),
G=W*p,
где W - количество воздуха, которое необходимо для поддержания его влажности в пределах нормы, м2/ч, р - плотность (объемная масса воздуха), кг/ м3, С - теплоемкость воздуха, 1,008 кДж/кг);tв-температура воздуха помещения, 0С; tн- температура наружного воздуха (берется температура самого холодного месяца - январь),0 С.
G=33927*1.248=4234кг/ч
Qвент=4234*1,008*(8-(-5.7))= 58469кДж.
3) Рассчитаем основные теплопотери через ограждающие конструкции:

Qорг. = KF (tв- tн),

где К-коэффициент теплопередачи, кДж/(чм20C);.F - площадь ограждающих поверхностей, м2; - знак суммирования; tв - температура внутреннего воздуха; °С;tн- температура. наружного воздуха,0С.
F складывается из площади пола (Fпола), площади потолка (Fпот), площади окон (Fок), площади дверей (Fдвери), площади ворот (Fвор), площади стен (FCT). При расчете берутся внутренние размеры помещений.
Fпола=l a,
гдеl - длина помещения, м; а - ширина помещения, м.
Fпола=1458 м2
F потолка - рассчитывается аналогично Fпола, м2
F потолка =1458 м2.
F окон = Fок1n.
где Fок1 - размер одного окна, м2; n - количество окон в помещении
Fокон=1, 9675=147 м2
F дверей = Fдв1n.
Fдверей = 1,442= 2,88м2.
где Fдв1 - размер одной двери(0,80 *1,80), м2; n - количество дверей.
Fворот=7,672=15,34 м2,
Размер ворот(2,95 *2,60)
Fстен = (длина помещения + толщина стен)2 + (ширина помещения + толщина стен) 2) (высота помещения до потолка + толщина потолка), м2 .
Fстен = ((81+0,2)*2+(18+0,2)*2)*(3+0,2)=278,88 м2
Кпола - для полов на грунте для третей зоны = 0,11
КF пола=1458*0,11=160
К потолка - для деревянных перекрытий=0,80
К F потолка = 1458 0,80= 1167
КF окон
Кокон -одинарные переплеты (одинарное остекление) = 5,5
КF окон=5,5*75=413
КF дверей
К дверей - для одинарных = 4,8
КF дверей=24,8=9,6
К ворот - для одинарных = 4,8
КF ворот=24,8=9,6
КF стен,
Кстен - деревянные стены =0,80
КF стен=279*0,80=223
Qогр=1979*(8-(-5,7))=27113
КF=223+9,6+9,6+413+1167+160=1979
4) Дополнительные теплопотери в зависимости от расположения здания к сторонам света, продуваемости помещения и т. д. принимаются в размере 13 % основных потерь через ограждающие конструкции (Q доп.):
Q доп = 13% Q орг/100%
Qдоп = 13%27113/100%=3525
5) Определяют сумму основных и дополнительных потерь через ограждающие конструкции:
Q= Q орг. + Q доп, кДж
Q = 27113+3525=30638кДж.
6) Определяют теплопотери на испарение влажности с мокрых поверхностей:
Qисп=2.5Wисп.
где 2,5 - коэффициент теплопотерь на испарение влаги с мокрых поверхностей, кг/ч; Wисп- количество влаги, поступающее с поверхностей , кг/ч.
Qисп=2,53084= 7710кДж/ч
Q ж =Qвент +Qорг. +Qисп.
- 199400=58469+27113+7710
- 199400=93292
Данные, полученные в результате расчета, свидетельствуют о том, что приход тепла больше расхода на 106108 кДж/ч.
В связи с этим требуется установить систему оборудования для охлаждения помещения.