Методические положения по расчету энергозатрат на теплоснабжение животноводческих ферм
Определение энергозатрат на теплоснабжение животноводческих помещений производят путем решения уравнения теплового баланса, в котором приходными статьями являются теплота, выделяемая животными и поступающая от отопительных установок, а расходными статьями - теплота, теряемая через ограждения помещений, на испарение с мокрых поверхностей пола и на подогрев приточного воздуха:
, (6.1)
где 
- тепловой поток от отопительной установки, кВт;
- поток свободной теплоты от животных, кВт;
- тепловой поток потерь через ограждения, кВт;
- поток теплоты на испарение влаги от смоченных поверхностей, кВт;
- тепловой поток на обогрев приточного воздуха, кВт.
Тепловой поток потерь через наружные ограждения здания для содержания животных определяют из выражения:
, (6.2)
где 
- площади соответственно стен, потолка, пола, окон, дверей, м 
;
- сопротивление теплопередаче стен, покрытий (потолка), пола, окон, дверей, К·м /Вт;
, 
- температура внутреннего и наружного воздуха, °С.
Экономически целесообразно при электротеплоснабжении сопротивление теплопередаче ограждения увеличивать до 2,5-3,5 К·м /Вт.
Сопротивление теплопередаче через пол определяют по зонам:
(6.3)
где 
- сопротивление утепляющих слоев пола толщиной 
с коэффициентом теплопроводности 
.
|
|
|
Теплопотери на испарение влаги со смоченных поверхностей пола определяют из выражения
, (6.4)
где 
- удельные влаговыделения за счет испарения со смоченных и открытых водных поверхностей навозных каналов, г/ч·м ;
- площадь соответственно смоченных и открытых поверхностей навозных каналов, м .
Количество теплоты, необходимое на обогрев холодного приточного воздуха, определяют из выражения
, (6.5)
где 
- количество приточного воздуха, кг/ч.
Количество приточного воздуха для холодного периода года определяют из условий удаления избытков влаги из помещения по выражению
, (6.6)
где 
- общие влаговыделения животных, г/ч;
- влаговыделение внутреннего и наружного воздуха, г/кг.
Общие влаговыделения животных определяют из выражения
, (6.7)
где 
- количество животных в помещении;
- влаговыделение одного животного, г/ч (берут из НТП 1-99);
- коэффициент изменения влаговыделений животных в зависимости от температуры внутреннего воздуха (принимают по НТП 1-99).
|
|
|
Количество влаги, испаряющейся со смоченных поверхностей, для существующих типов животноводческих помещений можно приближенно принять равным 10% от количества влаги, выделяемой животными. Тогда формула (4.6) примет вид
. (6.8)
Следует отметить, что для крупного рогатого скота величина воздухообмена из условия удаления влаги больше, чем из условия удаления углекислого газа.
Величины 
и 
определяют по I-d диаграмме соответственно при допустимых значениях температуры и относительной влажности внутреннего воздуха и расчетных значениях параметров наружного воздуха.
Годовой расход теплоты на создание искусственного микроклимата в помещениях фермы определяется продолжительностью и средней температурой отопительного периода для данного помещения в заданном районе. Для их определения для животноводческих помещений рассчитывают граничную температуру наружного воздуха ( 
), при которой возникает необходимость в подогреве:
, (6.9)
где - поток свободной теплоты от животных, определяют из выражения
|
|
|
, (6.10)
где 
— поток свободной теплоты от одного животного, Вт (принимают по НТП 1-99);
— коэффициент изменения тепловыделений животными в зависимости от температуры внутреннего воздуха.
В качестве внутренней температуры ( ) берут расчетное (номинальное) значение, а не допустимое как при определении максимальной тепловой нагрузки.
Поступление в помещение теплоты от животных значительно сокращает отопительный период для животноводческих помещений. Продолжительность его 
представляет собой сумму 
продолжительности стояния температуры наружного воздуха 
в часах, причем 
, a 
соответствует абсолютно минимальной температуре для данной местности. Интервал температуры равен 1 °С. Значение продолжительности стояния 
температуры наружного воздуха 
принимают в соответствии с Климатологическим справочником СССР или по данным местной метеостанции.
В табл.6.4 представлена продолжительность стояния температуры наружного воздуха в часах при расчетной температуре наружного воздуха для отопления 
= -30 °С.
Таблица 6.4
| Среднее значение температуры, °С | Всего часов за год |
| -39,5 | 1 |
| -38,5 | 1 |
| -37,5 | 2 |
| -36,5 | 2 |
| -35,5 | - |
| -34,5 | 2 |
| -33,5 | 4 |
| -32,5 | 6 |
| -31,5 | 10 |
| -30,5 | 8 |
| -29,5 | 13 |
| -28,5 | 15 |
| -27,5 | 14 |
| -26,5 | 24 |
| -25,5 | 22 |
| -24,5 | 29 |
| -23,5 | 35 |
| -22,5 | 38 |
| -21,5 | 41 |
| -20,5 | 47 |
| -19,5 | 64 |
| -18,5 | 58 |
| -17,5 | 77 |
| -16,5 | 83 |
| -15,5 | 114 |
| -14,5 | 118 |
| -13,5 | 128 |
| -12,5 | 135 |
| -11,5 | 154 |
| -10,5 | 157 |
| -9,5 | 197 |
| -8,5 | 191 |
| -7,5 | 214 |
| -6,5 | 195 |
| -5,5 | 209 |
| -4,5 | 183 |
| -3,5 | 218 |
| -2,5 | 226 |
| -1,5 | 245 |
| -0,5 | 238 |
| 0,5 | 302 |
| 1,5 | 276 |
| 2,5 | 176 |
| 3,5 | 176 |
| 4,5 | 164 |
| 5,5 | 196 |
| 6,5 | 183 |
| 7,5 | 188 |
| 8,5 | 194 |
| 9,5 | 201 |
|
|
|
Среднюю температуру наружного воздуха за отопительный период определяют из выражения
. (6.11)
Годовой расход теплоты на вентиляцию (обеспечение микроклимата) животноводческого помещения определяют путем умножения среднечасового расхода теплоты 
на продолжительность отопительного периода .
Среднечасовой расход теплоты рассчитывают по формуле
. (6.12)
Тогда годовой расход теплоты
, (6.13)
где 
- коэффициент включения периодической вентиляции.
Для определения энергозатрат на нагрев воды выбирают технологические операции, требующие ее подогрева, типы водонагревателей, количество дней их работы в году.
Количество подогреваемой воды определяют путем умножения нормы потребления одним животным, принимаемое по технологическим нормам НТП 1-99, на количество животных.
Максимальную тепловую нагрузку на горячее водоснабжение фермы ( 
) определяют исходя из суточных норм потребления горячей воды ( 
) и коэффициента неравномерности ее потребления в течение суток ( 
) по формуле
. (6.14)
При нагреве воды в емкостных электроводонагревателях в часы спада нагрузки в энергосистеме их емкость принимают равной суточной норме расхода горячей воды для рассматриваемой фермы или ее половине при двукратной в течение суток зарядке. В этом случае
, (6.14а)
где 
- время зарядки, ч.
Годовой расход теплоты на нагрев воды определяют по выражению
. (6.15)
Максимальную часовую потребность в паре ( 
) определяют на основании суммирования суточных графиков потребления пара по отдельным процессам.
Расчетная тепловая нагрузка на получение пара 
для технологических целей определяется по максимальной часовой потребности в паре по формуле
. (6.16)
Годовой расход теплоты на получение пара составляет:
,
где 
- суточная норма потребления пара на i-процесс, кг;
- время использования пара, дни.
Суммарный годовой расход энергии в животноводческом помещении
. (6.17)
Результаты расчета для характерных помещений и технологических процессов фермы КРС на 400 голов приведены в табл.6.5.
Таблица 6.5
| Помещения | Расчетная мощность приборов отопления, кВт | Годовой расход энергии, кВт·ч | ||||
| на отопление | на вентиляцию | на отопление | на вентиляцию | |||
| Коровник N 2 на 200 коров | - | 68 | - | 9207 | ||
| Коровник N 1 на 200 коров | - | 68 | - | 9207 | ||
| Молочный блок на 6 т молока | 19 | - | 40511 | - | ||
| Родильная на 48 коров | 30 | 46 | 19157 | 58233 | ||
| Ветсанпропускник на 30 человек с дезинфекционным блоком для транспортных средств | 33 | 33 | 75335 | 65808 | ||
| Ветпункт (амбулатория) | 10 | - | 19709 | - | ||
| Здание для трех тракторов | 37 | - | 59880 | - | ||
| Изолятор на пять мест | 28 | - | 12186 | - | ||
| Итого: | ||||||
| на отопление и вентиляцию | 154 | 215 | 226778 | 136455 | ||
| на горячее водоснабжение | 127,16 | 391051 | ||||
| Итого на систему электротеплоснабжения | 499,16
| 754284
 Мы поможем в написании ваших работ! | ||||