Теплоснабжение здания на 16 коров привязного типа содержания

Размещено на http://www.allbest.ru/

Ставропольский государственный аграрный университет

Кафедра теплотехники, гидравлики и охраны труда

Курсовая работа

На тему: Теплоснабжение здания на 16 коров привязного типа содержания

Ставрополь 2013



СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА

1.1 Характеристика строительной части

1.2 Использование теплоты в технологическом процессе

1.3 Выбор расчетных параметров

2. ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ОБЪЕКТА

2.1 Выбор системы теплоснабжения

2.2 Тепловой баланс помещения

2.3 Определение потерь теплоты через ограждения

2.4 Определение расходов теплоты на вентиляцию

2.5 Определение поступлений теплоты

2.6 Определение тепловой мощности системы отопления

2.7 Определение расходов теплоты на технологические нужды

2.8 Определение расходов теплоты на горячее водоснабжение

ЛИТЕРАТУРА



ВВЕДЕНИЕ

Повышение эффективности сельскохозяйственного производства, улучшение культурно-бытовых условий жизни на селе во многом зависят от развития и совершенствования сельской энергетики, и прежде всего теплоэнергетики, так как в общем энергетическом балансе сельских районов тепловой энергии принадлежит ведущая роль.

Огромное количество теплоты расходуется на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение производственных, жилых и общественных зданий, создание микроклимата в животноводческих и птицеводческих помещениях, сооружениях защищенного грунта, сушку сельскохозяйственной продукции, приготовление кормов, получение искусственного холода и на многие другие цели.

Актуальное значение приобретает использование вторичных энергоресурсов - отходящей низкопотенциальной теплоты в различных производственных процессах промышленных предприятий, на тепловых электростанциях, газокомпрессорных станциях магистральных газопроводов, а также вентиляционных выбросов производственных зданий.

Выполнение данной курсовой работы направлено, на создание микроклимата в здании на 16 коров привязного содержания, соответствующего данным требованиям.

животноводческий тепловой микроклимат



1. ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА

1.1 Характеристика строительной части

Данное здание выполнено из силикатного кирпича, толщина стен -0,4м. Общая площадь 206,8 кв.м, предусмотрены места для: Стойлового помещения-198 кв.м; денника для отела- 9кв.м.; клетки для 6 телят до 6 месяцев-9кв.м.; клетки для 11 голов молодняка до 18 месяцев-24 кв.м.; Клетки для 4 голов молодняка до 27 месяцев- 9 кв.м. Общая вместимость скотомест-38. Ориентировочное годовое производство, ц: молока- 800, мяса- 79. Сметная стоимость строительства данного коровника 31 тыс. рублей, при площади застройки 241,7 кв.м.

Ферма предназначена для производства молока и мяса. Содержание коров- привязное, телят и молодняка- в групповых клетках. Доение коров - доильным агрегатом индивидуального доения АИД-1, продуктивность коров - 5000 л. молока в год. Кормление осуществляется многокомпонентным кормом. Раздача кормов производится агрегатом ПРК-Ф-0,4. Поение из автопоилок, удаление навоза-скребковым транспортером в тракторную тележку с вывозом на поля. Проект рекомендован для строительства в районах с расчетной зимней температурой наружного воздуха -20 и сейсмичностью 6 баллов.

1.2 Использование теплоты в технологическом процессе

В данной работе тепловая энергия будет использоваться на отопление и вентиляцию воздуха, также на горячее водоснабжение фермы. Системы отопления и вентиляции обеспечат в помещениях нужную температуру и чистоту воздуха. Что в конечном итоге обеспечит необходимый микроклимат и зоогигиенические условия в помещении и создаст наиболее благоприятные условия для роста продуктивности коров.

1.3 Выбор расчетных параметров

Для теплотехнического расчета нам понадобятся ряд параметров:

Расчетная внутренняя температура для холодного периода года, которая должна соответствовать санитарно-гигиеническим требованиям предъявляемым к помещению , влажность (1. Таблица 7.1)

Расчетная зимняя температура наружного воздуха (средняя температура наиболее холодной пятидневки) зависит от климатических особенностей местности в которой расположен объект. Данный коровник расположен в Ставропольском крае возьмем необходимое значение и ряд параметров таких, как расчетное барометрическое давление- р, -расчетная зимняя вентиляционная температура (1. Приложение6.) , ,р=99,3 кПа. Также необходимо выбрать масштаб для плана коровника, в соответствии с ЕСКД мною решено принять масштаб 1:50. Также необходимо знать размеры окон, ворот, и дверей их можно высчитать в соответствии с размерами чертежа:

Размеры окон: по чертежу ширина 1714,3 мм, высота: 900мм, так как данные размеры окон не совпадают со стандартными размерами, то следует принять ближайшие значения окон из СНИП. Ширина 1800мм, высота 1200мм.

Размеры дверей и ворот по чертежу:

Ворота: ширина 1125 высота 2071мм. Так, как в технологических решения учитывается раздача кормов агрегатом ПРК-Ф-0,4 , учитывая его габаритные размеры, мм: длина при опущенном ковше 4870 высота при поднятом ковше 2780 ширина 1170, следует принять размеры двустворчатых ворот в соответствии с ГОСТ18853-73(1984) -2300*2350, где 2300 -высота, а 2350 -ширина.

Размеры двустворчатых дверей по чертежу: ширина 1170, высота 2071, принимаем ближайшие габаритные размеры двустворчатых дверей в соответствии с ГОСТ6629-88 - 1202*2071, где 1202 -ширина, 2071-высота.



2. ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ОБЪЕКТА

2.1 Выбор системы теплоснабжения

Теплоснабжение сел, совхозов и колхозов может быть централизованным и децентрализованным (местным).

Генераторами теплоты при децентрализованном теплоснабжении являются котельные, встроенные в само отапливаемое здание и оснащенные котлами малой мощности.

При выборе варианта теплоснабжения нужно учитывать всю совокупность затрат, влияющих на себестоимость единицы тепловой энергии. К ним относятся затраты на сооружение, обслуживание и ремонт источников теплоты, тепловых сетей, абонентских вводов и других элементов системы, а также расходы на топливо.

Расчеты показывают, что в случае большой рассредоточенности сельскохозяйственных зданий и сооружений, когда длина тепловых сетей более 0,5...0,6 км, а тепловая нагрузка не превышает 4 МДж/м, экономически целесообразно применять местные (встроенные) котельные с источниками теплоты малой мощности. Если количество потребляемой теплоты сравнительно велико, а производственные постройки, многоквартирные дома, общественные и коммунально-бытовые здания расположены компактно, то экономичнее использовать центральную котельную.

2.2 Тепловой баланс помещения

Для проведения теплотехнического расчета объекта необходимо в первую очередь составить тепловой баланс помещения:



Где -теплота теряемая помещением через наружные ограждения

- теплота теряемая помещением через окна

- теплота теряемая помещением через двери и ворота

- теплота теряемая помещением через пол

- теплота теряемая помещением через потолок

-теплота расходуемая на нагревание инфильтрующегося воздуха

-теплота расходуемая на нагрев приточного воздуха

- теплота расходуемая на испарение влаги с мокрых поверхностей животноводческих помещений

-Теплота поступающая от системы отопления

-свободная теплота выделяемая животными

-тепловые поступления в помещение от электроприборов.

сумма всех потерь теплоты через ограждения составляет - основные потери.

2.3 Определение тепловых потерь через ограждения

Перед тем как начать расчет тепловых потерь через ограждения, необходимо определить общую массу заполнения животными: необходимые данные возьмём из приложения 8 (2. Стр.162.)

Телята до 6 месяцев -200кг*6=1200кг

Молодняк старше 6 месяцев -400кг*15=6000кг

Коровы лактирующие (с удоем 10л)-600кг*16=9600кг

Общая масса-

Потери через наружные стены определим по формуле(3.25): (1.стр.60)

Где - общее сопротивление теплоотдаче стен

F-площадь поверхности ограждения,

-расчетные температуры внутреннего и наружного воздуха,

n-коэффициент, зависящий от положения наружного ограждения по отношению к наружному воздуху , n=1(1. Стр.57 )

Определим сопротивление теплоотдаче стен:

- сопротивление теплопроводности слоя материала из которого выполнено ограждение

сопротивление теплоотдаче

- сопротивление тепловосприятию

Потери теплоты через окна:

Где А- площадь всех окон.

Потери через двери:

Потери через потолок:

В качестве перекрытия по ГОСТ 26434-85 выберем железобетонную сплошную однослойную плиту толщиной 160мм

-теплопроводность материала плиты.

Потери теплоты через пол:

Так как пол выполнен из бетона , то его можно считать не утепленным и вычислять потери теплоты по зонам-полосам шириной 2м, параллельным наружным стенам. Сопротивление теплопередаче для первой зоны составляет-, для второй-, для третьей- , для остальной площади пола -. Площади участков пола, примыкающих к углам в первой двухметровой зоне, вводят в расчет дважды.

Так как первая зона примыкает к двум углам, то



Вторая зона

Третья зона

Четвертая зона

Определим основные теплопотери:

2.4 Определение потерь теплоты на вентиляцию

Объем приточного воздуха определяют из расчета растворения углекислоты до допустимой концентрации и предельно допустимого содержания водяных паров.

Часовой объем приточного воздуха, необходимого для понижения концентрации углекислоты, вычисляют по формуле:



С -количество , выделяемое одним животным, л/ч; n- число животных в помещении.

Определим для коровника:

Телята до 6 месяцев 57л/ч*6=342л/ч

Молодняк от 6 месяцев 79л/ч*15=1185л/ч

Коровы лактирующие (удой 10 л) 134л/ч*16=2144л/ч

=3671л/ч

- предельно допустимая концентрация углекислоты в помещении

- концентрация углекислоты в наружном воздухе в сельской местности

Суммарные влаговыделения (г/ч) в помещении для животных подсчитывают по формуле:

г/ч.

Влагу, выделяемую животными, определяют по формуле:

г/ч.

n-число животных в помещении.

W- выделение водяных паров одним животным

Определим для помещения:

Телята до 6 месяцев141г/ч*6=846г/ч

Молодняк от 6 месяцев 250г/ч*15=3750г/ч

Коровы лактирующие (удой 10 л) 338г/ч*16=5408г/ч

=10004г/ч

- коэффициент, учитывающий изменение количества выделяемых животным водяных паров в зависимости от температуры воздуха внутри помещения. (1. Прил.20 )

Влага, испаряющаяся с мокрых поверхностей помещения (пол, поилки, кормушки), определим по формуле:

г/ч.

Где - коэффициент, равный 0,1…0,25 для коровников и телятников.

Воздухообмен (), исходя из допустимого содержания в воздухе помещения водяных паров, определяется по формуле:

,

,

Где , -влагосодержание внутреннего и наружного приточного воздуха, г/кг, определяется по диаграмме влажного воздуха.



плотность воздуха при данной температуре в помещении. р=99,3 кПА

Воздухообмен коровника принимаем по влаговыделениям

Поток теплоты расходуемой на испарение влаги с мокрых поверхностей животноводческих помещений:

2,49-скрытая теплота испарения воды кДж/ч

Определение теплоты, расходуемой на нагрев приточного воздуха:

- расчетная зимняя вентиляционная температура.

Определение потерь на нагрев инфильтрующегося воздуха

Площадь сечения вытяжных шахт:

Определим скорость воздуха в шахте высотой 5м

Площадь сечения всех вытяжных шахт при естественной тяге



Число вытяжных шахт:

Принимаем 2 вытяжные шахты с площадью сечения

Кратность воздухообмена:

, что соответствует нормам для животноводческих помещений в холодный период года. ( )

2.5 Определение поступлений теплоты

Поток свободной теплоты, выделяемой животными:

n- число животных в помещении

q- поток свободной теплоты, выделяемой одним животным: (2. Прил.8 )

=0,85 - коэффициент, учитывающий изменение количества выделенной животным теплоты в зависимости от температуры воздуха внутри помещения.

Определим для данного помещения:

Телята до 6 месяцев 141Вт*6=846Вт

Молодняк от 6 месяцев 224Вт*15-3360Вт

Коровы лактирующие (удой 10л) 463Вт*16=7408Вт

nq=11614Вт

Тепловые поступления в помещение от электрооборудования:

Так как доение коров, осуществляется доильным агрегатом индивидуального доения- АИД-1 мощность которого-600Вт, то следует вычислить тепловые поступления от этого агрегата.

Где -суммарная установленная мощность электрооборудования, Вт.

- средний коэффициент преобразования электроэнергии в теплоту, принимаемый для электродвигателей -0,4.

Так как поступления тепла от электрооборудования составляют от всех поступлений, то этими поступлениями можно пренебречь.

2.6 Определение тепловой мощности системы

На основании значений, полученных в результате расчета потерь теплоты, можно определить тепловую мощность системы отопления.

2.7 Расходы теплоты на технологические нужды

В данной курсовой работе под расходами теплоты на технологические нужды, мною понимаются расходы на горячее водоснабжение. Животноводческие фермы нуждаются в значительном количестве горячей воды. Теплая вода необходима для подмывания вымени непосредственно перед доением коров. Горячей водой пользуются для приготовления кормов; ею моют молочную посуду, промывают доильные аппараты, молокопроводы, молочные насосы, шланги и другое оборудование. Кроме того, в холодный период года подогретая вода подается к автопоилкам, а также используется для уборки помещений.

2.8 Определение расходов теплоты на горячее водоснабжение

В животноводческих помещениях максимальный поток теплоты (Вт), расходуемой на горячее водоснабжение для санитарно-гигиенических нужд и приготовления кормов:

Где -коэффициент неравномерности потребления горячей воды в течение суток, принимают; n-число животных данного вида в помещении; g- среднесуточный расход горячей воды на одно животное (кг), принимают g: для коров-15, телят и молодняка -2.

Определим ng: для коров 15*16=240кг; для телят и молодняка 2*21=42кг

- расчетная температура холодной (водопроводной) воды, принимаемая в зимний период равной .

-удельная теплоемкость воды принимаемая



ЛИТЕРАТУРА

1. Захаров А.А. Применение теплоты в сельском хозяйстве-М.:Агропромиздат,1986-288с.

2. Захаров А.А. Практикум по применению теплоты и теплоснабжению в сельском хозяйстве.- М.: Колос, 1995. -176 с.

3. Уваров В.В. Сельскохозяйственная теплоэнергетика и окружающая среда- М.: Колос, 1984.-127 с.

Размещено на Allbest.ru

...