Энергообеспечение населенного пункта с животноводческим комплексом на 1350 голов крупнорогатого скота

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

"СМОЛЕНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ"

Кафедра механизации

Инженерно-технологический факультет


Курсовая работа

по дисциплине: "Энергетические средства в с/х производстве"

на тему: "Энергообеспечение населенного пункта с животноводческом комплексом на 1350 голов крупнорогатого скота"


Выполнил: студент

инженерно - технологического

факультета 45 группы

Филиппова Е.В.

Проверил: Никифоров А.Г.


Смоленск 2014


Содержание


Введение

. Общие сведения, характеристика проектируемого комплекса и выбор технологии производственных процессов

. Определение тепловых потерь п. Малавита

. Определение тепловых потерь коровника

.1 Расчет приточного воздуха для животноводческих помещений

.2 Определение тепловых потерь ограждения

. Определение тепловых потерь дома

. Выбор тепловой схемы котельной и схемы тепловых сетей

6. Расчет мощности насоса

Приложение

тепловой коровник животноводческий котельная


Введение


Теплоснабжение является составной частью инженерного обеспечения сельского хозяйства. Повышение продуктивности в животноводстве и растениеводстве, укрепление кормовой базы, повышение сохранности сельскохозяйственной продукции, улучшение условий жизни сельского населения неразрывно связано с теплоснабжением. 8% от всех работающих в сельскохозяйственной отрасли заняты в теплоснабжении.

Специализация производства в животноводстве повышает требования к микроклимату. Содержание животных в холодных и плохо вентилируемых помещениях приводит к снижению продуктивности на 15-40%, расход кормов увеличивается на 10-30%, заболевания молодняка увеличиваются в 2-3 раза. Продуктивность в животноводстве по 1/3 определяется условиями содержания.

Большую роль играет поддержание микроклимата в современных коровниках. Он способствует максимальной продуктивности, наилучшей сохранности и интенсивному росту молодняка.

Для поддержания микроклимата на животноводческих фермах и комплексах принимают ОВС, посредством которых подают подогретый воздух в верхнюю зону помещения, предусматривая дополнительную подачу наружного воздуха в теплый период года через вентбашни. Удаляют воздух из помещения либо при помощи вентбашень, либо через окна и вытяжные шахты. В холодный и переходной периоды воздух удаляют из помещения через вентбашни при неработающих осевых вентиляторах. В теплый период требуемое количество воздуха подают вентбашнями, при этом удаляют воздух из помещения через фрамуги окон и из навозных каналов.


1. Общие сведения, характеристика проектируемого комплекса и выбор технологии производственных процессов


В настоящее время в условиях крупных промышленных комплексов, мелких ферм, подсобных, крестьянских (фермерских) и личных хозяйств необходимо соблюдать зоогигиенические, ветеринарно-санитарные правила и требования к кормлению, содержанию животных и профилактике заболеваний. Это позволит обеспечить их здоровье, высокую продуктивность и воспроизводительную способность.


Параметры микроклимата для крупного рогатого скота


Используют беспривязное содержание двух вариантов: на глубокой подстилке и беспривязно-боксовое. Помещения для беспривязно-боксового содержания скота разгораживают по секциям для содержания животных различных групп. Многорядное размещение боксов в секциях аналогично размещению стойл при привязном содержании скота. В одном ряду допускается не более 50 боксов.

Размеры бокса должны быть такими, чтобы животное могло в нем свободно разместиться, а навоз не загрязнял место отдыха. Норма площади на одну корову 1,9...2,52 м2 при длине бокса 1,9...2,1 м и ширине 1...1,2м. Боксы разделяют одним или двумя брусками или гнутыми (из металлических труб) элементами на 4/5 их длины (высота внизу 0,55...0,60 м, вверху не более 1,2 м). От поперечных проходов крайние боксы отделены глухими перегородками высотой 1,5 м и длиной на всю глубину бокса. Боксы и комби-боксы, как стойла, располагают в несколько рядов вдоль или поперек помещения в зависимости от вместимости (ширины) помещения. Между двумя соседними рядами боксов размещают кормушки или кормовые платформы. Ширина кормушки по верхним краям 0,6 м, по дну 0,4 м, а высота бортов не менее 0,5 м. Длина кормушки по фронту кормления на одно животное, как правило, совпадает с шириной бокса или комбибокса, но не менее 0,7...0,8 м.

Коров поят из автопоилок из расчета одна автопоилка на 10... 12 коров. В случае оборудования комбибоксов фиксаторами предусматривают одну автопоилку на два смежных стойла.

Полы в коровниках для боксового содержания должны быть теплыми и постоянно сухими. Для этих целей используют теплые бетоны, дерево или плохо проводящие теплоту материалы. Кроме того, их поднимают над навозными решетками и проходами на 15...20 см. При бесподстилочном содержании в боксах должны быть резиновые или пластмассовые маты. В зоне навозных проходов используют решетчатые полы. Навозные каналы, как правило, покрывают прочными, с низкой теплопроводностью, бетонными решетками. Проваливающиеся в них навоз и жижа по каналам выводятся из помещения самотеком или с помощью тросово-скреперных устройств в сборные коллекторы, оттуда по системе каналов или труб поступают в навозохранилища или насосами перекачиваются в бункера-накопители. Если секции не изолированы сплошными перегородками, то для содержания различных по возрасту и физиологическому состоянию групп коров выделяют определенные ряды стойл, Из каждой секции предусматривают выходы на преддоильную и выгульные площадки. Последние располагают, как правило, с южной стороны помещения.

Пригодность к беспривязному содержанию проверяют изучением поведения в стаде. Удаляют из групп злобных и слишком пугливых коров. При появлении в стаде животных с устойчивым патологическим рефлексом сосания (они могут систематически сосать других коров или сами себя) их немедленно удаляют.

Особенно тщательно следует подбирать и готовить нетелей. При переводе на ферму (с 6-месячной стельности) их приучают к определенному распорядку дня (прогулкам, заходу в доильный зал), массажу и подмыванию вымени, доильному оборудованию, шуму работающих доильных аппаратов, подкормке концентратами, а также отдыху в боксах. После их растела проверяют скорость молокоотдачи и равномерность развития передних и задних четвертей вымени.


2. Определение тепловых потерь п. Малавита


Методика определения количеств тепловой энергии и теплоносителя в водяных системах коммунального теплоснабжения

Приказ № 105 от 6.05.2000

Госкомстрой

. Отопление

.1. Расчетную часовую тепловую нагрузку отопления следует принимать по типовым или индивидуальным проектам зданий.

В случае отличия принятого в проекте значения расчетной температуры наружного воздуха для проектирования отопления от действующего нормативного значения для конкретной местности, необходимо произвести пересчет приведенной в проекте расчетной часовой тепловой нагрузки отапливаемого здания по формуле:


Qор = Qо пр


где: Qор - расчетная часовая тепловая нагрузка отопления здания, Гкал/ч (ГДж/ч);

Qо пр - расчетная часовая тепловая нагрузка отопления здания по типовому или индивидуальному проекту, Гкал/ч (ГДж/ч);в - расчетная температура воздуха в отапливаемом здании, 0C; принимается в соответствии с главой СНиП 2.04.05-91 и по табл. 1;нро - расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления в местности, где расположено здание, согласно СНиП 2.04.05-91, 0C;нро.пр - расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления по типовому или индивидуальному проекту, 0C.


Таблица 1 РАСЧЕТНАЯ ТЕМПЕРАТУРА ВОЗДУХА В ОТАПЛИВАЕМЫХ ЗДАНИЯХ

Наименование зданияРасчетная температура воздуха в здании t 0CЖилое здание 18Гостиница, общежитие, административное18 - 20Детский сад, ясли, поликлиника, амбулатория, диспансер, больница20Высшее, среднее специальное учебное заведение, школа, школа - интернат предприятие общественного питания, клуб 16Театр, магазин, пожарное депо15Гараж10Баня25

В местностях с расчетной температурой наружного воздуха для проектирования отопления - 31 0C и ниже значение расчетной температуры воздуха внутри отапливаемых жилых зданий следует принимать в соответствии с главой СНиП 2.08.01-85 [7] 20 0C.

.2. При отсутствии проектной информации расчетную часовую тепловую нагрузку отопления отдельного здания можно определить по укрупненным показателям:

ор = V q0 (t в - tнр ) (1 + Кир) 10-3 , (2)


где: - поправочный коэффициент, учитывающий отличие расчетной температуры наружного воздуха для проектирования отопления tнро в местности, где расположено рассматриваемое здание, от tнро = -30 0C, при которой определено соответствующее значение q0 ; принимается по табл. 2;- объем здания по наружному обмеру, м3;в - расчетная температура воздуха в отапливаемом здании, 0C; принимается в соответствии с главой СНиП 2.04.05-91 и по табл. 1;нро - расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления в местности, где расположено здание, согласно СНиП 2.04.05-91, 0C;0 - удельная отопительная характеристика здания при tнро= -30 0C, ккал/(м3 ч К) (кДж/(м3 ч К)); принимается по табл. 3 и 4;

Кир - расчетный коэффициент инфильтрации, обусловленной тепловым и ветровым напором, т.е. соотношение тепловых потерь зданием с инфильтрацией и теплопередачей через наружные ограждения при температуре наружного воздуха, tнр расчетной для проектирования отопления.


Таблица 2. ПОПРАВОЧНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ ДЛЯ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ

tнр 0С0-5-10-15-20-25-30-35-40-45-50-552,051,671,451,291,171,0810,950,90,850,820,8

Таблица 3. УДЕЛЬНАЯ ОТОПИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ

Наружный строительный объем, V, м3Удельная отопительная характеристика q0 , ккал/(м3 ч К) / кДж/(м3 ч К)Наружный строительный объем, V, м3Удельная отопительная характеристика q0 , ккал/(м3 ч К) / кДж/(м3 ч К)Постройка до 1958 г.Постройка после 1958 г.Постройка до 1958 г.Постройка после 1958 г.1000,74 (3,1)0,92 (3,85)40000,4 (1,67)0,47(1,97)2000,66 (2,76)0,82 (3,43)45000,39 (1,63)0,46 (1,93)3000,62 (2,6)0,78 (3,27)50000,38 (1,59)0,45 (1,88)4000,6 (2,51)0,74 (3,1)60000,37 (1,55)0,43 (1,8)5000,58 (2,43)0,71 (2,97)70000,36 (1,51)0,42 (1,76)6000,56 (2,34)0,69 (2,89)80000,35 (1,46)0,41 (1,72)7000,54 (2,26)0,68 (2,85)90000,34 (1,42)0,4 (1,67)9000,52 (2,18)0,66 (2,76)110000,32 (1,34)0,38 (1,59)10000,51 (2,14)0,65 (2,72)120000,31 (1,31)0,38 (1,59)11000,5 (2,09)0,62 (2,6)130000,3 (1,26)0,37 (1,55)12000,49 (2,05)0,6 (2,51)140000,3 (1,26) 0,37 (1,55)13000,48 (2,01)0,59 (2,47)150000,29 (1,21)0,37 (1,55)14000,47 (1,97)0,58 (2,43)200000,28 (1,17)0,37 (1,55)15000,47 (1,97)0,57 (2,39)250000,28 (1,17)0,37 (1,55)17000,46 (1,93)0,55 (2,3)300000,28 (1,17)0,36 (1,51)20000,45 (1,88)0,53 (2,22)350000,28 (1,17)0,35 (1,46)25000,44 (1,84)0,52 (2,18)400000,27 (1,13)0,34 (1,42)30000,43 (1,8)0,5 (2,09)450000,27 (1,13)0,34 (1,42)35000,42 (1,76)09,48 (2,01)500000,26 (1,09)0,34 (1,42)

Таблица 4. УДЕЛЬНАЯ ТЕПЛОВАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АДМИНИСТРАТИВНЫХ, ЛЕЧЕБНЫХ И КУЛЬТУРНО - ПРОСВЕТИТЕЛЬНЫХ ЗДАНИЙ, ДЕТСКИХ УЧРЕЖДЕНИЙ

Наименование зданийОбъем зданий V, м3Удельные тепловые характеристикидля отопления q0 , ккал/(м3 ч К) / кДж/(м3 ч К)для вентиляции q0 , ккал/(м3 ч К) / кДж/(м3 ч К)Административные здания, конторыдо 50000,43 (1,8) 0,09 (0,38) до 100000,38 (1,59) 0,08 (0,33) до 150000,35 (1,46) 0,07 (0,29) более 150000,32 (1,34) 0,18 (0,75) Клубыдо 50000,37 (1,55) 0,25 (1,05) до 100000,33 (1,38) 0,23 (0,96) более 100000,3 (1,26) 0,2 (0,84)Магазины до 50000,38 (1,59) до 100000,33 (1,38) 0,08 (0,33) более 100000,31 (1,3) 0,27 (1,13)Детские сады и яслидо 50000,38 (1,59) 0,11 (0,46)более 50000,34 (1,42) 0,1 (0,42)Школы и высшие учебные заведения до 50000,39 (1,63) 0,09 (0,38)до 100000,35 (1,46) 0,08 (0,33) более 100000,33 (1,38) 0,07 (0,29)Банидо 50000,28 (1,17) 1,0 (4,19)до 100000,25 (1,05) 0,95 (3,98)более 100000,23 (0,96) 0,9 (3,77)Гаражи до 20000,7 (2,93) до 30000,6 (2,51) до 50000,55 (2,3) 0,7 (2,93) более 50000,5 (2,09) 0,65 (2,72) до 200000,22 (0,92) 0,38 (1,59)



где q - удельная отопительная характеристика здания, (таблицы 3,4), Вт/(м3?К);

V - объем отапливаемых зданий по наружному объему, м3;

a - поправочный коэффициент (таблица 2) =1,07

1. Потери частных жилых домов

д.1=q·V·(tвн-tн)·?/3600=(3,85·162·(20+26)·1.07)/3600=8,53 кВт


Объем одного дома V=162 м3, а домов в поселке 18

д.=18·8,53=153,5 кВт.


2. Потери коттеджей

к.1=q·V·(tвн-tн)·?/3600=(2.97·1039,5·(22+26)·1.07)/3600=27,48 кВт


Объем одного дома V=1039,5 м3, а домов в поселке 10

к.=10·27,48=274,8 кВт.


Остальные тепловые потери рассчитываем аналогично, данные сводим в таблицу.

Общие теплове потери поселка:


Q=73,25+3,83+44,3+34,83+8,37+8,57+114,1*2+153,5+5,05+274,8+18,06=852,8кВт=0,9 мВт


Таблица 5

НаименованиеРазмерыtвн, СV,м3q, м3 чК Q, кВтШкола Баня Администрация Сельский дом культуры Магазин (2) Мастерские (4) Ферма КРС (2) Жилые 1-эт здания (18) Почта Коттеджи (10) Гаражи (6) 60×20×3 12×6×3 30×20×3 30×20×3 12×6×3 6×3×3 90×21×3 9×6×3 7×5×3 6×4×4 16 25 20 16 15 10 10 20 16 22 103600 216 1800 1800 216 52 5670 162 105 1039,5 961,63 1,17 1,8 1,55 1,59 3,85 1,88 3,85 3,85 2,97 2,9373,25 3,83 44,3 34,83 8,37 8,57 228,2 153,5 5,05 274,8 18,06 тепловых потерь0,9мВт


3. Определение тепловых потерь коровника


.1 Расчет приточного воздуха для животноводческих помещений


Два здание на 1350 голов крупного рогатого скота привязного содержания. Размеры одного здания 90 м ´ 21 м ´3 м. Раздача кормов мобильными кормораздатчиками КТУ-10. Удаление навоза скребковыми транспортерами ТСН-160. Хранение грубых кормов и подстилки на чердаке. Окна одинарные, с двойным остекленением. Ворота двойные (тамбур) (сосна 50 см), к-во - 5 шт., размером 2 м ´3 м.

-масса коровы (молочного направления) 400кг,

-количество коров1350,

влажность ?н=0.8 и ?вн=0.7 (приложение),

температура tн=-260С и tвн=100С,

объем помещения V=5670 м3

В расчёте на 1-ну голову коровы:

свободного тепла 799 Вт, 662 Вт.

углекислоты 143 л/ч,119 л/ч.

водяных паров 458 г /ч, 380 г /ч.

)Выделение СО2:


LCO2=(n·Cж)/(С12)=(675?143+675?119)/(2-0.3)=104029м3

-количество коров,

Сж- количество СО2 выделяемая 1 коровой , л/ч

С1-предельно-допустимая концентрация СО2 в помещении равна 2 л/ч

С2-предельно-допустимая концентрация СО2 в атмосфере равна 0.3 л/ч.


Lw=W/(?(dвн - dн))=678780/(1.2(8,3-0.4))=71601 м3


W-влаговыделение, г/ч

?-плотность воздуха равна 1.2 кг/м3

dвн- внутреннее влагосодержание воздуха равно 8,3 г/кг сух.возд.

dн- наружное влагосодержание воздуха равно 0.4 г/кг сух.возд.


W=Wжив+Wисп=565650+113130=678780 г/ч

Wжив =?wi·ni·?=(675*458+675*380)·1= 565650 г/ч


wi- количество выпускаемого на 1-ну голову водяных паров

ni-число коров

? - поправочный коэффициент =1


Wисп=?·Wжив=0.2·565650=113130 г/ч


Выбор вентилятора производится по расходу и по напору. Вентилятор выбираем с запасом в 15-20%.


n=Lco2/V=71601/(5670*2)=6,3?7 раз за 1 час меняется воздух


берем Lсо2 , т.к. max.

3) Расчет шахты:

Принимаем высоту h=3м

Скорость в шахте

ш=2.2 ?h(tвн-tн)/273=2.2?3(10+26)/273=1.32 м/с


где

- высота вытяжной шахты, м, равна вертикальному расстоянию от приемного отверстия до устья шахты( если решетка приемного отверстия расположена в вертикальной плоскости, то отсчет ведут от центра решетки). Для обеспечения надежной вентиляции помещения значение h должно быть не менее 3 м;

- расчетная температура внутри помещения ( табл. 12...15, приложение 3), ;

- расчетная вентиляционная температура наружного воздуха (табл. 16, приложение 3), ;

Принимаем шахту размером 0.6×0.6=0.36 м2

Суммарная площадь шахт


Fш=Lсо2/(3600·Vш)=71601/(3600·1.32)=15,1 м2


Число шахт


N=15,1/0,36=41,9?42 шахт.


.2 Определение тепловых потерь ограждения


Исходные данные для определения тепловых потерь


Таблица 2.

ПоверхностиМатериалы?,мм?,Вт/м?к Стены Кирпич Штукатурка500 150.81 0.93ПолКерамзитобетонный1800,7ОкнаСтекло51.15 ПотолокМин.вата Рубероид Доска Перекрытие жб плиты 140 3 25 350.05 0.17 0.17 2,04ДвериДоска Рубероид50 30.17 0.17

Определяем площади поверхностей:

стены Fст общ.= 90*3*2+21*3*2=666 м2

Fст без ок. и дв.=666-88.6-30=547,4 м2

окна Fок =80·1.23·0.9=88,6 м2

двери Fдв =(5·3)·2=30 м2

пол Fпол =(90-1)*(21-1)=1780 м2

Масса животного на 1 м2 пола 90·400/1780=20,22 кг/м2. Так как масса приходится на 1 м2 меньше 80 кг/м2, то Rвн=0.115 м2К/Вт.

1) Стены:

Термическое сопротивление стен


Rст=Rвн+ ?кр./ ?кр.+ ?шт./ ?шт.+Rн= 0.115+0.5/0.81+0.015/0,93+0,043=0,8 м2К/Вт


?-коэффициент теплопроводности, Вт/м·К

?-ширина материала, м

Тепловые потери стен


Qст=(tвн-tн)/Rст·Fст=(10-(-26))/0,8 ·547,4=24633 Вт


Добавляем 15% к потерям, т.к. стены обращены на север, восток, северо-восток и северо-запад, тогда (Приложение таблица 4)


Qст=28328 Вт=28,3 кВт


2) Окна:

Термическое сопротивление окон с двойным остеклением


Rок=0,115+0,345+0,043=0,5 м2К/Вт


Тепловые потери окон:


Qок=(tвн-tн)/Rок·Fок=(10+26)/0.5·88,6=6379 Вт


Добавляем 15% к потерям, т.к. окна обращены на север, восток, северо-восток и северо-запад, тогда


Qок=7336 Вт=7.3кВт


3) Двери:

Термическое сопротивление дверей


Rдв=Rвн+?д./ ?д.+ ?руб./ ?руб.+Rн=0.115+0.05/0.17+0.003/0.17+0.003/0.17+0.043=0,5м2К/Вт


Тепловые потери дверей


Qдв.=(tвн-tн)/Rдв·Fдв=(10+26)/0,5·30=2160 Вт=2.2кВт


) Потолок:

Термическое сопротивление потолка


Rпот=Rвн+?пер/ ?пер+ ?руб./ ?руб.+ ?д./ ?д.+ ?мин.вата/ ?мин.вата+Rн = =0.115+0.035/2.04+0.003/0.17+0.025/0.17+0,14/0,05+0.086=3,2 м2К/Вт


Тепловые потери потолка


Qпот.=(tвн-tн)/Rпот·Fпот=(16+25)/3.2·1780=22806 Вт=22,8кВт


5) Пол:

Разобьем площадь пола на 4 зоны F1 F2 F3 F4


F1=(89·2)·2+(2·16)·2=420 м2

F2=(85·2)·2+(2·12)·2=388 м2

F3=81*4+4*8=356 м2

F4=77*8=616 м2


Термическое сопротивление пола


Rу= Rу+??/?, м2 К/Вт

Rу1=2.15 м2К/Вт , Rу2=4.3 м2К/Вт , Rу3=8.6 м2К/Вт, Rу4=14,2 м2 К/Вт,

Rу1=2.15+0.237=2,387 м2К/Вт

Rу2=4.3+0.237 =4.537 м2К/Вт

Rу3=8.6+0.237 =8,837 м2К/Вт

Rу4=14,2+0.237 =14,437 м2К/Вт

Qпол.=(tвн-tн)/Rпол.·Fпол.,Вт

Qпол.1=36/2.387·420=6334,3 Вт=6,3 кВт

Qпол.2=36/4.537·388=3078,7 Вт=3.1кВт

Qпол.3=36/8.237·356=1555,9 Вт=1.6кВт

Qпол.4=36/14,437·616=1536 Вт=1,5кВт

Qпол.= 6,3+3,1+1,6+1,5=12,5 кВт


Тепловые потери одной фермы составляют:


Qфермы=Qст +Qок +Qдв +Qпот +Qпол=28,3+7.3+2.2+22,8+12,5=73,1 кВт


Тепловая мощность системы отопления:


Q=Qфермы+Qв.+Qисп.-Qж.=73,1+328,2+20,6-259,1 =162,8*2=325,6 кВт

Qв=0.278·L·?·Cp·(tвн-tн)=0.278·27324·1.2·1·36=328,2 кВт

Qисп=0.692·Wисп=0.692·29720=20,6 кВт

Qж=?qi·ni=200·799+150*662=259,1 кBт


где: Qисп - тепло, расходуемое на испарение влаги с мокрых поверхностей животноводческого помещения;

Qв - тепло, расходуемое на нагрев приточного воздуха;

Qж - свободное тепло, выделяемое животными.


. Определение тепловых потерь дома




Исходные данные для определения тепловых потерь таблица 1

ПоверхностиМатериалы?,мм?,Вт/м?к СтеныГазобетонные блоки Кирпич пустотелый Гипсокартон Штукатурка250 150 15 30.12 0.44 0.35 0.21Утеплитель стенПенопласт ПС-1500.037 ПолБетон на гравии Сосновая доска Энергофон150 60 42,04 0,17 0.038ОкнаСтекло51.15ПотолокХвойная доска500.15ДвериДоска тверд. пород500.2

Влажностный режим помещения нормальный, относительная влажность воздуха в помещении 50-60%. Температура внутри помещения равна (220С), а наружная (-260С). Термическое сопротивление при теплопроводности поверхностей: Rвн=0.115 м2К/Вт; Rн=0,043 м2К/Вт.

Определяем площади поверхностей:

стены Fст= (15+11)?6.3·2=328 м2

-окна Fок =15·1.8·0.9=24,3 м2

-двери Fдв =2.2·1·2=4.4 м2

-пол Fпол =15·11=165 м2

-потолок Fпот =15·11=165 м2

-стены без окон и дверей Fст=328-(4.4+24,3)=299,3 м2

1) Стены:

Термическое сопротивление стен


Rст=Rвн+?г.б./ ?г.б.+ ?кир./ ?кир.+ ?гипс./ ?гипс.+ ?пен./ ?пен.+ ?шт./ ?шт.+Rн= =0.115+0.25/0.12+0.15/0.44+0.015/0.35+0.05/0.037+0.003/0.21+0.043=3.98 м2К/Вт


?-коэффициент теплопроводности, Вт/м·К

?-ширина материала, м

Тепловые потери стен


Qст=(tвн-tн)/Rст·Fст=(22-(-26))/3.98·299,3=3610 Вт


Добавляем 15% к потерям, т.к. наружные вертикальные и наклонные стены, обращены на север, восток, северо-восток и северо-запад, тогда


Qст=3610+542=4152 Вт


2) Окна:

Термическое сопротивление окон


Rок=Rвн+R2-го стеклопак.+ Rн=0.115+0.44+0.043=0.598 м2К/Вт


Тепловые потери окон:


Qок=(tвн-tн)/Rок·Fок=(22+26)/0.598·24,3=1951,5 Вт


Добавляем 15% к потерям, т.к. окна обращены на север, восток, северо-восток и северо-запад, тогда


Qок=1951,5+291,5=2243 Вт


3) Двери:

Термическое сопротивление дверей


Rдв=Rвн+?д./ ?д.+Rн=0.115+0.05/0.2+0.043=0.408 м2К/Вт


Тепловые потери дверей


Qдв.1=(tвн-tн)/Rдв·Fдв=(22+26)/0.408·2.2=259 Вт

Qдв=259·2==518 Вт


4) Пол:

Термическое сопротивление пола


Rпол=Rвн+?б./ ?б+ ?д./ ?д.+ ?э./ ?э +Rн=0.115+0.15/2,04+0,06/0.17+0,004/0,038+0.043=0.69 м2К/Вт


Тепловые потери пола


Qпол..=(tвн-tн)/Rпол·Fпол=(22+26)/0.69·165=6887 Вт


5) Потолок:

Термическое сопротивление потолка


Rпот=Rвн+?д./ ?д.+Rн=0.115+0.05/0.15+0.086=1.124 м2К/Вт


Тепловые потери потолка


Qпот..=(tвн-tн)/Rпот.·Fпот.=(22+26)/1.124·165=7046 Вт


Тепловые потери дома составляют:


Q=Qст+Qок+Qдв+Qпол+Qпот=4152+2243+518+6887+7046=20846 Вт


Проверка:


Q=q·V·(tвн-tн?=(0.51·1039,5·(22+26)·1.08)=27,482 кВт


V-объем дома равен 1039,5, м3

q- удельная отопительная характеристика равна 0.51 , кДж/(м3чК)

?-поправочный коэффициент равен 1.08 при tн=-260С.


5. Выбор тепловой схемы котельной и схемы тепловых сетей


С целью сбережения дорогостоящего энергетического оборудования схему котельной принимаем двухконтурной.

Данная схема позволяет сберечь котел, но в тоже время сетевой водой будет забиваться теплообменный аппарат. Для уменьшения количества взвешенных частиц протекающих через теплообменный аппарат устанавливаем грязевик.

Учитывая тепловую нагрузку потребителей ( 0,9 мВт), а так же учитывая потери в тепловых сетях и собственные нужды котельной получаем необходимую тепловую мощность котельной 1 мВт. На котельной устанавливаем 2 котла по 0,5 мВт мощности .



6. Расчет мощности насоса


Рассчитаем мощность насоса, который необходим для циркуляции воды в системе отопления. Для расчета конкретного насоса, предназначенного для отопления, необходимо подобрать варианты, при котором начальная точка приравнивается мощность самого агрегата и мощность потребляемой отопительной системы.

Мощность насоса определим по формуле:



где ?- плотность воды 1000 кг/м3 ;

Н- напор воды;

- расход воды;

N - мощность насоса.

Определим диаметр трубы:



где v=1…1,5 м/с - экономичная скорость.

Определяем потери напора на трении:


кВт


?Q-суммарное потребление тепла поселком Вт.

С- удельная теплоемкость воды Дж/кг.

?t-разность температур на входе и на выходе оС.


Суммарная протяженность труб от ЦТП (прямая и обратная)


360/0,12*1/(2*10)=3 м


- коэффициент, Вт/мК

l - самый длинный участок трубопровода, м;

d - диаметр трубы, м;

- экономическая скорость, м/с;

Определяем мощность насоса



При подборе подходящего насоса отопления, нужно учитывать рабочую точку. Позиция точки характеризуется 2 показателями: расходом(м*мин) и напором(м).

При расчете я выявила, что для моего поселка требуется циркуляционный насос.


Приложение


Таблица 1. Значения термического сопротивления тепловосприятию


Таблица 2. Коэффициенты теплопроводности ? Вт/(м К) некоторых строительных материалов и конструкций

Материалы и конструкцииРасчетное значение при условии эксплуатации огражденияАБАсбоцементные плиты0,520,58Железобетон1,922,04Бетон на гравии или щебне1,751,86Шлакобетон на топливных (котельных) шлаках0,810,93Керамзитобетон0,640,76Кирпичная кладка из обыкновенного кирпича0,700,81Кирпичная кладка из силикатного кирпича0,760,83Штукатурка из цементно-песчаного раствора0,760,93Штукатурка из известково-песчаного раствора0,700,81Асфальтобетон1,051,05Хвойные породы дерева поперек волокн0,140,17Лиственные породы дерева поперек волокн0,170,23Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружечные0,230,29Стекло оконное0,810,81Рубероид, толь0,150,17Вата минеральная0,050,05Гравий керамзитовый0,210,23Условия эксплуатации А и Б принимаются по данным табл. 3

Таблица 3. Данные для выбора расчетных значений коэффициента теплопроводности ?, приведенных в табл. 2, в зависимости от условий эксплуатации ограждающих конструкций.

Влажностный режим помещенийОтносительная влажность воздуха помещений, %Условия эксплуатации в зависимости от зон влажности местностисухаянормальнаявлажнаяСухой50ААБ*Нормальный50 - 60АББ*Влажный61 - 75ББ*Б*Мокрыйболее 75Б*Б*Б** Расчетные значения коэффициента теплопроводности следует увеличить на 10% для наружных ограждающих конструкций, выполняемых из медленно высыхающих материалов

Таблица 4. Добавочные тепловые потери через ограждающие конструкции

Ограждающие конструкцииQдоб , %Наружные вертикальные и наклонные стены, двери и окна, обращенные на север, восток, северо-восток и северо-запад10Наружные вертикальные и наклонные стены, двери и окна, обращенные на запад и юго-восток 5Наружные вертикальные и наклонные стены, двери и окна в местности с расчетной зимней скоростью ветра до 5 м/с, до 10 м/с, более 10 м/с, защищенные от ветра другими зданиями и сооружениями 5; 10; 15Наружные вертикальные и наклонные стены, двери и окна в местности с расчетной зимней скоростью ветра до 5 м/с, до 10 м/с, более 10 м/с на открытой местности 10; 20; 30Наружные стены и окна помещений, имеющие две и более наружных стен5Наружные двери при открывании их на короткое время для n - этажных зданий:Двойные двери без тамбура100 nДвойные двери с тамбуром между ними80 nОдинарные двери65 n


Таблица 5. Значения коэффициента теплопередачи нагревательных приборов

Нагревательные приборыКоэффициент теплопередачи кпр , Вт/(м2 К) нагревательных приборов, установленных открытоРазность средней температуры воды в приборе и температуры в помещении, 0СДавление пара, кПа40-5050-6060-7070-8080167196Чугунные радиаторы М-1408,59,29,69,910,010,4Чугунные радиаторы М-140 АО8,18,89,29,59,610,0Чугунная труба с круглыми ребрами5,35,35,85,85,87,07,57,8Две чугунные трубы с круглыми ребрами4,74,95,35,35,35,86,36,5Три чугунные трубы с круглыми ребрами4,14,74,74,74,75,35,65,8Одна стальная труба диаметром до 32 мм12,813,414,014,614,615,216,217,0Одна стальная труба диаметром 32-108 мм11,111,612,212,813,414,014,915,6Одна стальная труба диаметром 133-159 мм11,111,612,212,212,213,414,315,0Несколько стальных труб друг над другом диаметром до 32 мм 11,611,612,812,813,414,615,616,3Несколько стальных труб друг над другом диаметром более 32 мм9,39,610,510,510,512,13,814,4

Таблица 6. Значения коэффициента ?2 , учитывающего остывание воды в трубопроводах при срытой прокладке и принудительной циркуляции теплоносителя (насосная циркуляция)

Число этажей в зданииКоэффициент для рассчитываемого этажа1234Однотрубные системы21,0431,0541,051,04Двухтрубные с верхней разводкой21,0531,051,0541,051,051,03Двухтрубные с нижней разводкой21,0331,0341,031,05Примечания: 1. При естественной циркуляции значения коэффициента ?2 следует умножать на 1,04. 2. При открытой прокладке трубопроводов водяного отопления и при паровом отоплении ?2 = 1.

Таблица 7. Коэффициент ?1 , учитывающий влияние способа установки отопительного прибора

Способ установкиА Прибор установлен под подоконником (А расстояние между прибором и подоконником в мм)40 80 1001,05 1,03 1,02Прибор установлен в стенной нише глубиной более 130 мм (А расстояние между прибором и верхним краем ниши в мм)40 80 1001,11 1,07 1,06Прибор установлен у стены без ниши и закрыт деревянным шкафом со щелями в верней полке и передней стене у пола (А ширина щелей в мм)150 180 220 2601,25 1,10 1,13 1,12Прибор установлен у стены без ниши и закрыт деревянным шкафом со щелями в верху и внизу передней стены у пола (А ширина щелей в мм)130 1301,20 1,30 (щели закрыты сетками)При установке прибора свободно у стены или в нише глубиной менее 130 мм ?1 = 1

Таблица 8. Значения коэффициента ?3 в зависимости от числа секций в радиаторе

Число секций в радиаторе?3До 50,956 - 101,011 - 201,05Более 201,1


Таблица 9. Значения коэффициента ?4 в зависимости от схемы присоединения радиаторов к стойкам системы отопления и расхода воды

Относительный расход воды в нагревательном приборе на 1 м2 эквивалентной площади по отношению к условному расходу 17,4 кг/(м2ч)Значения ?4 при следующих схемах присоединения радиаторов к стойкам0,50,910,930,950,60,940,960,970,70,960,970,980,80,970,990,9910,991,001,0021,011,031,0331,021,101,0941,041,151,1251,051,171,1361,061,191,1571,061,211,17>71,071,231,18Примечание. Если теплоноситель - пар, то для всех приборов ?4 =1, если же теплоноситель - вода, то для ребристых труб и регистров из гладких труб ?4 =1.

Таблица 10. Значения коэффициента qэ.n. в зависимости от схемы присоединения нагревательных приборов к стоякам системы отопления

Разность между средней температурой теплоносителя и температурой воздуха в помещении, ?tср, СЗначения qэ.n. Вт/(м2К) при следующих схемах присоединения нагревательных приборов к стоякам356,506,445,555,94406,756,585,666,08457,006,695,776,17507,286,805,876,27557,506,905,956,37607,726,986,016,45657,927,086,106,52708,107,156,176,59758,297,226,226,67808,427,296,286,74858,527,376,356,80908,797,426,406,86958,957,506,456,921009,107,556,516,971059,257,606,567,021109,377,666,607,07

Таблица 11. Характеристика отопительных радиаторов

Тип прибораПлощадь поверхности нагрева одной секции, м2Коэффициент пересчета фактической площади на эквивалентную Размеры секции, ммМасса одной секции, кгфактическаяэквивалентнаяполная высотаглубинаширинаЧугунные радиаторы М-1400,2540,3101,22582140967,70М-140-АО0,2990,3501,17582140967,80М-140-АО-3000,1700,2171,28582140965,29РД-90С0,2030,2751,3558290966,95М-900,2000,2611,3058290966,15Стальные штампованные радиаторыМЗ-500-10,640,831,3564425187,5МЗ-500-20,961,251,35644276611,0МЗ-500-31,201,561,35644295213,8МЗ-500-41,602,081,356442126218,8Конвекторы плинтусового типа КП без кожуха с оребренной стальной трубкой d=15мм15КП-0,750,550,350,6380607502,615КП-1,00,730,460,63806010003,415КП-1,250,950,600,63806012504,215КП-1,51,140,720,63806015005,015КП-1,751,370,860,63806017505,9Примечание. У радиатора М-140-АО-300 расстояние между центрами ниппельных отверстий 300 мм, у остальных чугунных радиаторов, указанных в таблице - 500 мм.


Таблица 12. Норма выделения животными тепла, углекислоты и водяных паров (по ОНТП 1-89 и ОНТП 2-89)

Вид животныхЖивая масса, кгКоличество выделяемых на одну головусвободного тепла, Втуглекислоты, л/чводяных паров, л/ч Коровы стельные суходойные и нетели за 2 месяца до отела Коровы лактирующие, при уровне лактации 10 л Коровы лактирующие, при уровне лактации 15 л Телята в возрасте: до 1 месяца от 1 до 3 месяцев от 3 до 4 месяцев Молодняк от 4 месяцев и старше Хряки-производители Свиноматки холостые и супоросные Свиноматки тяжелосупоросные (за 7…10 дней до опороса) Свиноматки подсосные с поросятами Поросята до двухмесячного возраста Поросята-отъёмыши Ремонтный и откормочный молодняк Взрослые свиньи на откорме300 400 600 800 300 400 500 600 300 400 500 600 40 50 80 60 100 130 120 150 200 180 250 350 100 200 300 100 150 200 100 150 200 100 150 200 10 15 20 30 40 50 80 120 100 200 300556 662 853 1001 593 704 793 880 683 799 884 957 130 159 235 198 309 351 340 351 463 377 456 599 247 340 433 204 235 271 242 284 321 488 558 646 72 92 102 121 142 155 215 263 265 351 463100 119 153 179 106 126 142 158 123 143 158 172 23 29 42 35 56 63 61 63 89 68 82 107 44 61 78 36 42 49 43 51 58 88 100 115 13 16 18 22 25 28 39 47 48 63 83319 380 489 574 340 404 455 505 392 458 507 549 74 92 135 113 177 202 195 202 265 216 261 344 142 194 250 117 135 156 139 164 180 282 320 370 42 53 60 70 81 89 124 151 153 202 267 Примечание. 1. Нормы выделений животными приведены при температуре +100С и относительной влажности воздуха 70% для крупного рогатого скота и 70…75% для свиней. 2. Свободное тепло составляет 72% общих тепловыделений животных, включающей скрытую теплоту испарений. 3. Изменения норм выделения тепла и влаги в зависимости от температуры воздуха внутри помещений определяется с учетом коэффициентов, указанных в табл. 13. 4. При относительной влажности воздуха помещений 80…85% количества выделенных животными тепла, водяных паров и углекислоты следует увеличить на 3%.

Таблица 13. Поправочные коэффициенты для определения тепло- и влаговыделений животными при различных температурах воздуха в помещении



Теги: Энергообеспечение населенного пункта с животноводческим комплексом на 1350 голов крупнорогатого скота  Курсовая работа (теория)  Сельское хозяйство
Просмотров: 46274
Найти в Wikkipedia статьи с фразой: Энергообеспечение населенного пункта с животноводческим комплексом на 1350 голов крупнорогатого скота
Назад