- USD ЦБ 03.12 30.8099 -0.0387
- EUR ЦБ 03.12 41.4824 -0.0244
Краснодар:
|
погода |
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО РАСЧЕТУ И ПРОЕКТИРОВАНИЮ СИСТЕМ ОБЕСПЕЧЕНИЯ МИКРОКЛИМАТА ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ПОМЕЩЕНИЙ С УТИЛИЗАЦИЕЙ ТЕПЛОТЫ ВЫБРОСНОГО ВОЗДУХА
РАЗРАБОТАНЫ по заданию Министерства сельского хозяйства Российской Федерации (Тематический план на 2003 г. Научно-исследовательских, опытно-конструкторских и технологических работ, выполняемых Федеральным государственным научным учреждением Научно-проектным центром "Гипронисельхоз")
СОСТАВИТЕЛИ: канд. с-х. наук Виноградов П.Н., канд. техн. наук Шевченко С.С. (ФГНУ НПЦ "Гипронисельхоз"), д-р техн. наук Расстригин В.Н., канд. техн. наук Тихомиров А.В. (ГНУ "ВИЭСХ")
РАССМОТРЕНЫ И УТВЕРЖДЕНЫ на заседании секции технологического проектирования Научно-технического совета Минсельхоза России 8 апреля 2004 г., протокол N 22.
ВВЕДЕНИЕ
В рекомендациях приведены требования к конструкции теплоутилизаторов, проектированию и автоматизации систем обеспечения макроклимата (далее - СОМ) животноводческих помещений с утилизацией теплоты выбросного воздуха.
Изложены методика расчета тепловлажностного баланса и методика технико-экономического расчета и выбора оптимального варианта СОМ с учетом специфических особенностей применения различного типа тепловентиляционного, электротермического, теплоутилизационного оборудования и уровня теплозащиты ограждающих строительных конструкций животноводческого здания.
Рекомендации предназначены для использования специалистами проектных, научно-исследовательских, конструкторских и производственных организаций при расчете, конструировании, проектировании и применении систем обеспечения микроклимата с утилизацией теплоты выбросного воздуха животноводческих помещений.
1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1 Рекомендации распространяются на расчет и проектирование СОМ животноводческих помещений с утилизацией теплоты выбросного воздуха и могут применяться как при новом строительстве, так и при реконструкции животноводческих объектов.
1.2 Рекомендации разработаны с учетом требований норм технологического проектирования [1-4].
1.3 В рекомендациях определены границы возможного использования вентиляционного оборудования топлоутилизаторов (, , ).
1.4 Физические предпосылки применения теплоутилизаторов для СОМ животноводческих помещений учитывают специфику животноводческих помещений, как объектов теплопотребления, характеризующихся значительными тепловыделениями от поголовья животных.
1.5 Экономическую эффективность применения теплоутилизаторов, а также технико-экономическое обоснование наиболее эффективного варианта СОМ с утилизацией теплоты выбросного воздуха необходимо осуществлять по [5 и 6].
2 ТРЕБОВАНИЯ К ТЕПЛОУТИЛИЗАТОРАМ, ПРИМЕНЯЕМЫМ В СОМ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ПОМЕЩЕНИЙ
2.1 При проектировании СОМ животноводческих помещений могут быть применены два вида утилизаторов теплоты выбросного воздуха - теплоутилизаторы непосредственного действия и с промежуточным теплоносителем.
2.2 В соответствии с классификацией теплоутилизаторов непосредственного действия [7] в СОМ животноводческих помещений рекомендуется применять воздуховоздушные теплоутилизаторы рекуперативного типа.
2.3 Теплоутилизаторы регенеративного типа в связи с наличием в животноводческих помещениях болезнетворных микробов и вирусов, способных активно размножаться в теплогенерирующем слое или насадке, не рекомендуются к применению в СОМ животноводческих помещений.
2.4 Рекуперативные теплоутилизаторы непосредственного действия подразделяются в зависимости от конструкции и материала теплообменных поверхностей на пластинчатые, трубчатые, пленочные и др.
2.5 Теплоутилизаторы с промежуточным теплоносителем рекуперативного типа подразделяются в зависимости от степени фазового превращения принимаемого рабочего вещества на:
- жидкостные, с наличием циркуляционного контура и насосом для перекачки незамерзающей жидкости;
- на тепловых трубках и тепловых насосах, в которых циркуляция рабочего вещества осуществляется компрессором.
2.6 Теплоутилизационные установки должны выпускаться комплектно с вентиляционным оборудованием и станцией управления в соответствии с зоотехническими требованиями.
2.7 Коэффициент эффективности теплообмена теплоутилизационных установок должен быть не менее 0,45.
2.8 В паспорте на теплоутилизационную установку должны быть указаны все конструктивные, теплотехнические и аэродинамические характеристики теплоутилизаторов в зависимости от изменения параметров первичного и вторичного теплоносителей.
2.9 Конструкция теплоутилизаторов должна предусматривать возможность защиты теплобменных поверхностей от замерзания конденсата и образования "снеговой шубы", а также постоянного отвода конденсата в канализацию.
2.10 Конструкция теплоутилизаторов должна предусматривать свободный доступ к теплообменным поверхностям для возможности их очистки, а также к другим узлам и деталям с целью их регулярного обслуживания, ремонта и замены.
2.11 Все требования к серийному теплоутилизационному оборудованию распространяются и на непромышленные теплоутилизационные установки с большим количеством нестандартных элементов. Дополнительно к этим требованиям необходимо также наличие утвержденных методических материалов по их расчету и конструированию с указанием специальных требований в соответствии с их конструктивными особенностями.
3 ТРЕБОВАНИЯ К ПРОЕКТИРОВАНИЮ СОМ С УТИЛИЗАЦИЕЙ ТЕПЛОТЫ ВЫБРОСНОГО ВОЗДУХА
3.1 Выбор СОМ животноводческих помещений с утилизацией теплоты выбросного воздуха следует проводить на основании вариантного проектирования.
3.2 Одним из основных требований, предъявляемых при проектировании СОМ животноводческих помещений, является максимальная герметизация животноводческих зданий.
3.3 При разработке проектов СОМ животноводческих помещений следует предпочтение отдавать теплоутилизационным установкам, поставляемым комплектно с вентиляционным оборудованием и станцией управления с необходимым набором датчиков и контрольно-измерительных приборов и отличающихся простотой конструкции, низкой металлоемкостью, высокой эксплуатационно-технологической надежностью и простотой обслуживания.
3.4 При разработке проектов реконструкции животноводческих помещений возможно использование непромышленных теплоутилизационных установок с большим количеством нестандартных конструктивных элементов.
3.5 Расчет вентиляции животноводческих помещений по количеству поступающих вредных веществ следует вести с учетом повышения начальной концентрации вредных веществ в приточном воздухе вследствие их перетекания из вытяжных каналов теплоутилизатора. Величину перетекания следует определять на основании технических характеристик теплоутилизаторов.
3.6 В случае использования теплоты вентиляционного воздуха, содержащего пыль или аэрозоли, которые могут осаждаться на теплообменных поверхностях теплоутилизаторов, в конструкции которых не предусмотрены средства очистки выбросного воздуха, при проектировании СОМ необходимо устанавливать соответствующие фильтры для улавливания кормовой взвеси, шерсти и другой органической пыли [8].
Для этих целей на всасывающей стороне теплообменника устанавливаются металлические капроновые сетки с различными размерами ячеек и кассеты с фильтрующим материалом (ткань из пенополиуретана, стекловолокно, поролон и др.).
При загрязнении и увеличении аэродинамического сопротивления кассеты заменяют на новые или регенерируемые. Для регенерации кассеты снимают, фильтрующую ткань орошают дезраствором, затем механически очищают и промывают горячей водой с добавлением кальцинированной соды и дезинфицируют 2-3% раствором едкого натра. После промывки и просушки кассеты используют повторно.
3.7 В зданиях для содержания крупного рогатого скота с наличием грубой несменяемой подстилки, применение СОМ с утилизацией теплоты выбросного воздуха не рекомендуется из-за низких нормируемых температур и высокой влажности внутреннего воздуха.
3.8 Проектирование СОМ с утилизацией теплоты выбросного воздуха животноводческих помещений ведется на основе результатов расчета тепловоздушного баланса, выполненного для различных периодов года в соответствии с технологией содержания животных.
3.9 Минимальное количество теплоутилизационных установок принимается из условия обеспечения требуемого воздухообмена в холодный период года в соответствии с техническими характеристиками выбранных теплоутилизаторов.
3.10 При расчете СОМ для зданий с изменяющимися в процессе роста животных тепло- и влаговыделениями к установке принимается количество теплоутилизаторов, полученное при расчете воздухообмена для животных большей массы.
3.11 Количество теплоты, возвращенной теплоутилизаторами, определяется в соответствии с их техническими характеристиками в выбранном рабочем диапазоне температур первичного и вторичного теплоносителей.
3.12 За расчетные температуру и влагосодержание первичного теплоносителя на входе в теплообменник принимается нормируемая температура и влажность внутреннего воздуха животноводческих помещений в соответствии с нормами технологического проектирования [1, 9].
3.13 Для холодного периода года за расчетную температуру и влагосодержание вторичного теплоносителя на входе в теплоутилизатор принимается расчетная температура наиболее холодной пятидневки и соответствующая ей влажность наружного воздуха [10].
3.14 Эффективность теплообмена принятых к установке теплоутилизаторов проверяется следующим безразмерным комплексом:
для удаляемого воздуха (первичный теплоноситель) |
для приточного воздуха (вторичный теплоноситель) |
|||
|
|
Индексы "1", "2" соответствуют удаляемому и приточному воздуху, "н" и "к" - на входе и выходе теплоутилизатора.
3.15 Недостаток теплоты в тепловом балансе компенсируется устройством дополнительного подогревателя (электро- или водяного калорифера) или автономной теплогенерирующей установкой с маломощными нагревательными приборами (предпочтительно электрическими).
3.16 Если конструкцией теплоутилизатора не предусмотрены мероприятия по защите теплообменных поверхностей от намерзания на них конденсата и образования снеговой шубы, то при проектировании СОМ с утилизацией выбросного воздуха необходимо в зависимости от конструктивных особенностей и технологических требований предусматривать следующее:
- создание обвода по приточному воздуху;
- устройство предварительного подогрева наружного воздуха (предпочтительно электрокалориферами);
- снижение количества приточного воздуха и применение дополнительной рециркуляции на притоке после теплоутилизатора;
- повышение температуры внутреннего воздуха за счет включения дополнительных греющих установок;
- подогрев промежуточного теплоносителя от постороннего источника или увеличение количества промежуточного теплоносителя.
3.17 В наиболее холодные периоды года с целью повышения температуры приточного воздуха рекомендуется предусматривать рециркуляцию воздуха, прошедшего обработку в утилизаторе, т.е. более сухого и с меньшей концентрацией вредных газов и пыли. Количество рециркуляционного воздуха рассчитывается по [11, 12].
3.18 Для создания равномерного температурного и влажностного полей по всему животноводческому помещению необходимо принимать рассредоточенную подачу приточного и распределенное удаление отработанного воздуха. Для раздачи воздуха применять, как правило, воздуховоды из полимерных материалов [13].
3.19 При проектировании комплектных теплоутилизационных установок малой воздухопроизводительности их необходимо размещать так, чтобы было равномерное распределение температурно-влажностных полей по всему животноводческому помещению.
3.20 При проектирования СОМ с утилизацией теплоты выбросного воздуха для аварийных ситуаций (отключение электроэнергии и др.) следует предусматривать возможность работы теплоутилизаторов в гравитационном режиме. Это достигается за счет разницы высот между выбросным и приточным отверстиями и утепления выбросного вентиляционного канала. При этом вентиляционные шахты для общеобменной вентиляции можно не предусматривать.
3.21 Для обеспечения требуемого воздухообмена в переходный (в зависимости от технологии содержания животных) и в теплый периоды года необходимо устройство дополнительной общеобменной вентиляции, работающей как в комплексе с утилизационными установками, так и без них.
3.22 При проектировании СОМ на базе индивидуальных технических разработок теплоутилизаторов с применением большого количества нестандартных узлов и конструктивных элементов необходимо использовать соответствующие утвержденные методические указания по расчету и конструированию этих установок.
4 ТРЕБОВАНИЯ К АВТОМАТИЗАЦИИ СОМ С УТИЛИЗАЦИЕЙ ТЕПЛОТЫ ВЫБРОСНОГО ВОЗДУХА
4.1 Обязательным условием эффективного применения СОМ с утилизацией теплоты выбросного воздуха является автоматизация их работы.
4.2 В схемах автоматизации СОМ должны быть предусмотрены ручной и автоматический режим работы оборудования.
4.3 Регулируемым параметром микроклимата животноводческих помещений в СОМ с утилизацией теплоты выбросного воздуха принимается температура внутреннего воздуха.
4.4 Регулирование работы тепловентиляционного оборудования должно осуществляться по усредненному сигналу от группы датчиков, устанавливаемых в рабочей зоне помещения.
4.5 В схемах автоматического управления работой вентиляционным оборудованием СОМ с утилизацией теплоты выбросного воздуха должна предусматриваться возможность изменения подачи воздуха приточным вентилятором в зависимости от температуры наружного воздуха путем изменения скорости вращения вала электродвигателя.
4.6 При понижении температуры наружного воздуха и изменении подачи воздуха приточным вентилятором необходимо в схеме автоматизации СОМ предусматривать возможность использования рециркуляции части выбросного воздуха, прошедшего через утилизатор, за счет устройства регулируемых воздушных заслонок с электроприводами.
4.7 Схема автоматизации СОМ должна предусматривать включение дополнительных нагревательных приборов или установок при понижении температуры внутреннего воздуха ниже заданной.
Причем их теплопроизводительность должна изменяться автоматически от 0 до максимума в плавном или ступенчатом режиме.
4.8 Система автоматического регулирования СОМ должна предусматривать отключение тепловентиляционного оборудования и подачу звукового и светового сигналов при аварийных режимах его работы.
4.9 Система автоматического регулирования должна предусматривать отключение тепловентиляционного оборудования при резком понижении температуры воздуха в помещении ниже предельно допустимой. При этом предусматривается блокировка повторного запуска при повышении температуры до заданного значения.
4.10. В зависимости от конструкции теплоутилизаторов необходимо предусматривать установку датчиков, фиксирующих начало образования снеговой шубы и подающих сигнал на включение режима оттаивания.
4.11 При монтаже и эксплуатации СОМ с утилизацией теплоты выбросного воздуха следует руководствоваться указаниями по обеспечению электробезопасности электроустановок в сельском хозяйстве, а также правилам техники безопасности [14].
5 РАСЧЕТ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА
5.1 Целью проведения расчета тепловлажностного баланса животноводческого помещения с СОМ на базе утилизации теплоты выбросного воздуха является определение дополнительного количества теплоты на обеспечение требуемых параметров микроклимата при определенных объемно-планировочных и конструктивных решениях с учетом тепловозврата от теплоутилизационных установок.
5.2 Потребность в дополнительном количестве потока теплоты определяется по формуле:
(1)
5.3 Теплопотери помещением через ограждения определенного варианта объемно-планировочного и конструктивного решения рассчитываются по формуле:
(2)
При этом теплопотери с инфильтрацией не учитываются.
5.4 Теплопотери на испарение влаги с открытой водной и смоченной поверхностей с учетом технологии содержания животных и планировочных решений животноводческого помещения определяются по формуле:
, (3)
где - скрытая теплота испарения, Вт.ч/г.
5.5 Количество влаги, испаряющейся с открытых водных и смоченных поверхностей, определяется в зависимости от технологии навозоудаления [11, 14, 15]:
- при беспривязном содержании и периодической уборке навоза:
(4)
- при содержании животных на решетчатых полах:
(5)
- при привязном содержании и механической уборке навоза:
(6)
По приложению А можно определить , (рисунок А.1), (рисунок А.2), и (рисунок А.3).
5.6 Теплопотери помещения с вентиляционным воздухом определяются с учетом тепловозврата утилизаторами по формуле:
(7)
5.7 Требуемое количество приточного воздуха определяется из условия удаления избытков влаги:
(8)
5.8 Количество водяных паров, выделяемых животными при дыхании, определяется в соответствии с видом и возрастом животных и с учетом расчетной температуры в помещении по формуле:
, (9)
где - для телят и молодняка при интенсивном откорме определяется по формуле:
(10)
Для остального поголовья крупного рогатого скота доопределяется по [1], свиней - по [9].
- определяется по [1 и 9] для крупного рогатого скота и свиней соответственно.
5.9 Количество свободного потока теплоты, выделяемое животными, определяется в зависимости от вида, возраста и расчетной температуры внутреннего воздуха:
, (11)
где - для телят и молодняка при интенсивном откорме определяется по формуле:
(12)
Для остального поголовья крупного рогатого скота определяется по [1], свиней - по [9].
- определяется по [1 и 9] для крупного рогатого скота и свиней соответственно.
5.10 Тепловозврат от теплоутилизационных установок определяется в зависимости от типа теплоутилизатора и его теплотехнических характеристик при различных температурно-влажностных условиях первичного и вторичного теплоносителей и определяется по формуле:
, (13)
где (14)
Технические характеристики теплоутилизаторов, разработанных для применения в животноводстве, приведены в приложении Б.
5.11 Минимально требуемое количество теплоутилизаторов для конкретного помещения определяется в зависимости от вида теплоутилизаторов и требуемого воздухообмена при максимальной расчетной температуре наружного воздуха для отопительного периода (в соответствии с расчетом тепловоздушного баланса) по выражениям:
- при тыс.м/ч:
- целое число; (15)
- при тыс.м/ч:
- целое число. (16)
5.12 С учетом выбранного количества утилизаторов корректируется расчетный максимальный воздухообмен:
* (17)
________________
* Соответствует оригиналу. - Примечание .
5.13 При понижении температуры наружного воздуха ниже расчетной может быть уменьшено количество работающих утилизаторов либо снижена воздухоподача регулируемых приточных вентиляторов теплоутилизационных установок.
5.14 При уменьшении воздухоподачи приточных вентиляторов теплоутилизационных установок в животноводческих помещениях должен обеспечиваться воздушный баланс по притоку и вытяжке за счет применения рециркуляции выбросного воздуха, прошедшего тепловую обработку в утилизаторе.
5.15 Потребность в дополнительном тепле может быть реализована с помощью воздухоподогревателей (водяных или электрокалориферов), встроенных в конструкцию теплоутилизаторов, либо с помощью предусматриваемых тепловентиляционных установок, работающих на рециркуляционном воздухе, либо с помощью приборов местного отопления (регистров, электроконвекторов и других нагревательных приборов).
5.16 Окончательный выбор тепловентиляционного оборудования для СОМ с утилизацией теплоты выбросного воздуха должен производиться на основе результатов вариантных расчетов тепловлажностных балансов с учетом различной степени утепления зданий и его отдельных элементов, эффективности теплоутилизаторов различного типа, мощности и эффективности средств дополнительного подогрева.
6 МЕТОДИКА ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО РАСЧЕТА ОПТИМАЛЬНОГО ВАРИАНТА СОМ С УТИЛИЗАЦИЕЙ ТЕПЛОТЫ ВЫБРОСНОГО ВОЗДУХА
6.1. Вариантные расчеты СОМ с утилизацией теплоты выбросного воздуха проводятся в соответствии с [5 и 16].
6.2 Капитальные затраты на СОМ с утилизацией теплоты выбросного воздуха определяются как сумма капитальных затрат на наружные ограждения (утепление) зданий и затрат на теплоснабжение, вентиляцию:
(18)
6.3 Стоимость строительства с учетом наружных ограждений определяется с учетом стоимости конкретного вида ограждений - торцевых и продольных стен, покрытий, окон, ворот, дверей, пола:
(19)
6.4 Стоимость системы теплоснабжения и вентиляции помещений, отнесенная к определенному виду строительных ограждающих конструкций, включает стоимость калориферной установки, утилизаторов теплоты с соответствующим вентиляционным оборудованием, генератора теплоты (котельная или подстанция) со вспомогательным оборудованием, стоимости распределительной теплосети (электросети) с учетом расходов на хранение, транспортировку и монтаж оборудования и определяется по выражению:
(20)
6.5 Эксплуатационные расходы на СОМ с утилизацией теплоты определяются как сумма затрат:
- на амортизационные отчисления и ремонт ограждающих конструкций или их отдельных элементов;
- издержек на систему теплоснабжения, включающих амортизационные отчисления и затраты на текущий ремонт тепловентиляционного и теплоутилизационного оборудования электро- и теплосетей, теплогенерирующего оборудования (подстанций);
- на годовую стоимость топлива и электроэнергии:
, (21)
где (22)
(23)
6.6 Капитальные затраты и эксплуатационные расходы на строительные ограждающие конструкции рассчитываются в зависимости от принятых объемно-планировочных решений животноводческого здания и конструктивного решения строительных ограждающих конструкций.
6.7 Минимальная толщина любого наружного ограждения или его теплоизолирующего слоя определится по формуле:
, (24)
где определяется в зависимости от типа конструкций и наличия фактурных слоев по формуле:
(25)
6.8 Требуемое минимальное сопротивление теплопередаче конструкции стен и покрытий определяется из условия невыпадения конденсата на их внутренних поверхностях в соответствии с [17 и 18] по формулам:
- для стен:
(26)
- для покрытий:
, (27)
где - температура наружного воздуха наиболее холодных суток определяется по [19].
6.9 Требуемое минимальное сопротивление теплопередаче для окон животноводческих помещений определяется из следующих условий:
- при °C; м.°С/Вт; (28)
- при °С; м.°С/Вт. (29)
6.10 Требуемое минимальное сопротивление теплопередаче ворот и дверей определяется по формуле:
(30)
6.11 Расчетная толщина любого наружного ограждения или его теплоизолирующего слоя принимается по таблице В.1 (приложение В).
6.12 Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающих строительных конструкций животноводческих помещений принимается в соответствии с [17], равным 23 Вт/м.°С.
6.13 Коэффициенты теплоотдачи внутренних поверхностей строительных ограждающих конструкций , определяются как сумма конвективной и лучистой составляющих теплообмена животных с ограждающими конструкциями:
(31)
6.14 Конвективная составляющая теплообмена определяется в соответствии с [14] для определенного вида наружного ограждения по формулам:
, где (32)
, где , (33)
где - множитель пропорциональности.
6.15 Лучистая составляющая теплообмена определяется в соответствии с [14] по формуле:
(34)
где - степень черноты поверхности тела животных, принимается равной 0,95;
- степень черноты внутренней поверхности строительных конструкций принимается в соответствии с материалом конструкций по таблице В.2 (приложение В);
- коэффициент излучения абсолютно черного тела принимается равным 5,75 Вт/м.°С;
- коэффициент затенения строительных конструкций при лучистом теплообмене животных, принимается в соответствии с [20] равным для покрытий - 0,7; для стен - 0,75;
, - температура тела животного и радиационная составляющая, определяется в зависимости от вида животных и внутренней температуры по таблице В.3 (приложение В);
- коэффициент взаимной облученности ограждений животноводческих зданий принимается по таблице В.4 (приложение В).
6.16 Коэффициент поглощения лучистой составляющей теплообмена многоатомными газами определяется в соответствии с [15]:
- для телят и поросят-отъемышей (с массой до 80 кг):
(35)
- для молодняка крупного рогатого скота до 6-мес. возраста и свиней на откорме (с массой от 80 до 130 кг):
(36)
- для взрослого поголовья крупного рогатого скота (с массой больше 130 кг):
(37)
6.17 Поверхность тела животного, участвующего в лучистом теплообмене, определяется в соответствии с [15] по формуле:
, (38)
где - множитель пропорциональности, принимается равным:
- для взрослого поголовья крупного рогатого скота - 0,105;
- для телят до 6-мес. возраста - 0,09;
- для свиней - 0,092.
6.18 Площади стен и покрытия, приходящиеся на одно животное, определяются соответственно:
; (39)
6.19 Капитальные затраты на систему теплоснабжения и вентиляции определяются в зависимости от принятого вида энергоносителя, теплофикационного, электротермического и теплоутилизационного оборудования по формуле:
(40)
где - коэффициент увеличения мощности теплофикационного оборудования с учетом потерь теплоты в теплосетях, принимается в соответствии с [21] равным 1,15;
- коэффициент увеличения мощности электротеплогенерирующего оборудования, с учетом потерь в электросетях, принимается в соответствии с [21] равным 1,02-1,05;
, - коэффициенты, определяющие принятый источник теплоснабжения, - топливо или электроэнергию, принимаются равными 1 или 0.
6.20 Эксплуатационные расходы на тепловентиляционную систему теплоснабжения определяются по формуле:
(41)
6.21 Затраты на тепловую энергию по обеспечению требуемых параметров микроклимата, полученные от топливной котельной или за счет электроэнергии, рассчитывают в каждом конкретном случае в зависимости от:
- стоимости топлива (угля, газа);
- грузоподъемности автотранспорта;
- стоимости перевозки, транспортировки и хранения топлива;
- теплоты сгорания конкретного топлива (таблица Г.1, приложение Г);
- среднегодового коэффициента полезного действия генераторов топлива (таблица Г.2, приложение Г);
- затрат на передачу электроэнергии по сельским электрическим сетям при различных типах трансформаторных подстанций;
- затрат на передачу электроэнергии для размещения ЛЭП.
6.22 Продолжительность отопительного периода для расчетного помещения определится по формуле:
при , , (42)
где - определяется по [19].
6.23 Температура, при которой начинает работать система теплоснабжения помещения с утилизацией теплоты выбросного воздуха, определяется из уравнения тепловоздушного баланса по формуле:
, (43)
где - определяется по паспортным данным (таблица Б.4, приложение Б) или результатам исследований, Вт/°С.
6.24 При расчете затрат на тепловую энергию дополнительная потребность в теплоте определяется при средней расчетной температуре наружного воздуха за отопительный период , значение которой определяется по формуле:
при , (44)
6.25 Затраты на электроэнергию, потребную для электроприводов вентиляционного оборудования, определяются по формуле:
(45)
6.26 К проектированию принимается оптимальный вариант объемно-планировочного и конструктивного решения здания с соответствующим тепловентиляционным оборудованием с утилизацией теплоты выбросного воздуха, определяемый методом сравнения рассматриваемых вариантов, как разница затрат по методике [6].
6.27 В таблицах Г.3-Г.5 (приложение Г) приведены технические характеристики теплогенераторов и калориферов.
6.28 В приложении Д приведен пример расчета и выбора СОМ с утилизацией теплоты выбросного воздуха для коровника на 200 коров.
Приложение А
(рекомендуемое)
Количество влаги, испаряющейся с открытых водных и смоченных поверхностей
А.1 Количество влаги, испаряющейся с открытых водных и смоченных поверхностей, приведено на рисунках А.1-А.3.
Рисунок А.1 - График зависимости испарения влаги с открытых водных поверхностей и поверхностей поилок
Рисунок А.2 - График зависимости удельных влагоотделений при испарении влаги с поверхности навозных каналов (содержание животных - на решетчатых полах) от температуры воздуха в помещениях при скорости движения воздуха 0,2 м/с и 0,2 м/с
Рисунок А.3 - График зависимости удельных влаговыделений от температуры воздуха в помещении при испарении влаги со смоченных поверхностей пола
Приложение Б
(рекомендуемое)
Технические характеристики теплоутилизаторов
Б.1 ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕГО КОМПЛЕКТА ОБОРУДОВАНИЯ НА БАЗЕ ТЕПЛОУТИЛИЗАТОРОВ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Б.1.1 Назначение и комплектность
Б.1.1.1 Комплект предназначен для систем обеспечения микроклимата в животноводческих и птицеводческих зданиях с высокими технологическими требованиями к поддержанию нормативных параметров микроклимата (родильного отделения, профилактория, телятника для подсосных поросят, для поросят-отъемышей, инкубатория и т.д.).
Б.1.1.2 Энергосберегающий комплект оборудования для микроклимата состоит из теплоутилизатора жесткой конструкции на полимерной основе с двумя осевыми вентиляторами и воздухораспределителями, электрокалорифера (или автономной электрокалориферной установки, работающей на рециркуляционном воздухе) и тиристорного устройства управления.
Б.1.2 Функциональная схема работы
Б.1.2.1 Отработанный воздух с температурой 12-15 °С и влажностью 65-80% забирается через всасывающие отверстия с помощью вытяжного вентилятора и охлажденный и осушенный в процессе теплообмена выбрасывается на улицу.
Б.1.2.2 Наружный воздух забирается через приточное отверстие и, подогретый в процессе теплообмена, подается в помещение приточным вентилятором.
Б.1.2.3 Теплообмен между внутренним и наружным воздухом происходит через пленочные теплообменные поверхности, устраиваемые в виде герметичных разделенных каналов.
Б.1.2.4 В процессе теплообмена происходит активная конденсация влаги на поверхности пленки со стороны внутреннего воздуха. Образовавшийся конденсат за счет постоянной вибрации пленки стекает в поддон и через штуцер в корпусе удаляется в канализацию. Таким образом, происходит интенсивная самоочистка теплообменных поверхностей.
Б.1.2.5 При снижении температуры воздуха в животноводческом помещении ниже заданного значения по сигналу от датчика температуры цифрового регулятора тиристорное устройство управления включает электрокалорифер (или автономную электрокалориферную установку).
Б.1.2.6 Тиристорное устройство обеспечивает плавное регулирование:
- воздухопроизводительности вентиляторов от 100% до 50% при изменении наружной температуры от минус 40 °С до минус 10 °С;
- теплопроизводительности электрокалорифера (или электрокалориферной установки) от 0 до 100% при изменении температуры воздуха в телятнике.
Тиристорное устройство управления монтируется на стене вне технологического помещения.
Предусматривается также возможность работы теплоутилизационных установок и в рециркуляционном режиме. При этом режиме отверстие для выброса воздуха устраивается в верхней крышке теплоутилизатора, а конструкция распределительного устройства предусматривает возможность разделения потоков выбросного воздуха (на улицу и возврат в помещение).
Тиристорное устройство в режиме рециркуляции регулирует воздухопроизводительность только приточного вентилятора.
Тиристорное устройство предусматривает отключение теплоутилизационных установок при снижении температуры воздуха ниже заданной.
Б.1.3 Техническая характеристика
Б.1.3.1 Техническая характеристика комплекта оборудования приведена в таблице Б.1.
Таблица Б.1
Показатели |
Характеристика |
1 |
2 |
Агрегатируется |
С электрокалорифером |
Привод, электрическая сеть, В |
220/380 |
Суммарная установленная мощность, кВт |
16 |
в том числе: |
|
- электропривода вентиляторов |
0,74 |
- электрокалориферов |
15 |
Подача воздуха на притоке, м/ч |
|
- максимальная |
3000 |
- минимальная |
1500 |
- на выброс |
3200 |
Тепловая мощность установки по притоку, кВт |
33 |
В том числе тепловая мощность утилизаторов при =40 °C |
18 |
Коэффициент эффективности теплоутилизации по притоку |
0,6 |
Полное давление на выходе установки, Па |
Не менее 200 |
Диапазон задаваемых внутренних температур, °С |
5-25 |
Допустимые отклонения температуры от заданного значения, °С |
±2,0 |
Затраты труда на технологическое обслуживание в месяц, чел/ч |
3 |
Габаритные размеры, мм: |
|
- длина |
3000 |
- ширина |
600 |
- высота |
600 |
Масса, кг, не более |
100 |
в том числе: |
|
- утилизатора |
75 |
- электрокалорифера |
25 |
Б.2 УСТАНОВКИ С УТИЛИЗАЦИЕЙ ТЕПЛОТЫ ТИПА ТВУ И ТУ-1
Б.2.1 Назначение и комплектность
6.2.1.1 Установки предназначены для автоматического поддержания температуры и обеспечения воздухообмена в животноводческих, а также других производственных помещениях.
6.2.1.2 В состав установок входят:
- модуль теплообменный;
- блок приточного вентилятора;
- блок вытяжного вентилятора;
- теплообменник;
- вентилятор вытяжной;
- вентилятор приточный;
- жалюзи рециркуляционные;
- блок ТЭНов;
- шкаф управления.
Б.2.2 Функциональная схема работы
Б.2.2.1 Воздух, удаляемый из помещения, проходит через теплообменник-утилизатор, где отдает свое тепло, нагревая свежий приточный воздух, который затем дополнительно нагревается в электро- или водяном калорифере и подается в помещение.
Б.2.2.2 Регулирование обеспечивается за счет перераспределения свежего и предварительно осушенного в теплообменнике рециркуляционного воздуха через обводной канал.
Б.2.2.3 Общее количество воздуха, циркулирующего в помещении, при этом не изменяется, не образуются застойные зоны, повышается равномерность распределения температур в помещении.
Б.2.3 Техническая характеристика
Б.2.3.1 Техническая характеристика установок ТВУ и ТУ-1 приведена в таблице Б.2.
Таблица Б.2
Показатели |
Характеристика | |
ТВУ |
ТУ-1 | |
Подача свежего воздуха на притоке, тыс.м/ч |
12,0±1,2 |
3,0±0,3 |
Подача удаляемого воздуха, тыс.м/ч |
12,0±1,2 |
3,0±0,3 |
Тепловая мощность установки, кВт, в т.ч: |
|
55 |
- утилизатора тепла при перепаде температур 40 °С |
Не менее 100 |
Не менее 20 |
- водяного калорифера или электрокалорифера, кВт |
Не более 85 |
7,5-25 |
Суммарная установленная мощность электродвигателей, кВт |
Не более 12,4 |
Не более 0,5 |
Температурный коэффициент эффективности утилизатора по притоку при перепаде температур 40 °С |
Не менее 0,60 |
Не менее 0,5 |
Масса установки, кг |
Не более 1800 |
250 |
Габаритные размеры, мм, не более |
3400х1400х2440 |
1980х1200х1060 |
Б.3 ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ТЕПЛОУТИЛИЗАЦИОННОЙ УСТАНОВКИ УТФ-12
Б.3.1 Назначение и комплектность
Б.3.1.1 Предназначена для вентиляции животноводческих и птицеводческих помещений с утилизацией теплоты выбросного воздуха.
Б.3.1.2 Установка состоит из теплообменника на тепловых трубах, разделенного на две части:
- конденсационную - в потоке приточного (наружного) воздуха;
- испарительную - в канале удаляемого (внутреннего) воздуха.
Тепловые трубы герметичные алюминиевые, заправленные фреоном 12.
Б.3.1.3 В состав установки входят:
- два осевые вентилятора (приточный и вытяжной);
- воздушный фильтр, состоящий из каркаса и фильтрующих пластин из ткани или поролона;
- обводной канал с заслонками и приводом;
- жалюзи от обмерзания;
- теплообменник с приводом;
- дополнительный блок подогрева;
- шкаф управления с электрооборудованием для автоматического и ручного управления.
Б.3.1.4 Электрическая схема обеспечивает:
- автоматическое и ручное управление установкой;
- защиту электродвигателей от токов коротких замыканий и перегрузок;
- защиту силовых цепей и цепей управления от токов коротких замыканий;
- защиту теплообменника-утилизатора от обмерзания без отключений подачи воздуха;
- защиту калориферов (водяных) от замораживания;
- сигнализацию нормальных и аварийных режимов работы.
Б.3.2 Функциональная схема работы
Б.3.2.1 Приточный воздух, нагнетаемый осевым приточным вентилятором, проходит через верхнюю секцию теплообменника, подогревается за счет тепла конденсации паров фреона и подается в помещение.
Б.3.2.2 Регулирование тепловой мощности теплообменника осуществляется изменением количества воздуха, проходящего через теплообменник.
Изменение подачи воздуха в сторону уменьшения от номинальной осуществляется за счет изменения частоты вращения вентиляторов в диапазоне 1:1,5.
Увеличение подачи воздуха (только по притоку) и одновременно уменьшение тепловой мощности достигается открытием обводного канала. В этом случае воздух проходит минуя теплообменник.
Б.3.2.3 При достаточно низких отрицательных температурах наружного воздуха (при обмерзании теплообменника по сигналу датчика температуры в вытяжном канале) закрываются жалюзи в приточном канале и одновременно открывается часть лопаток в обводном канале.
В этом случае количество приточного воздуха через теплообменник уменьшается.
При этом уменьшается и теплосъем с тепловых труб, а температура удаляемого воздуха за теплообменником повышается, и трубы размораживаются.
Б.3.2.4 При снижении внутренней температуры в помещении ниже установленного предела по сигналу от датчика температуры внутреннего воздуха обеспечивается дополнительный подогрев приточного воздуха за счет работы водяных или электрических калориферов.
Б.3.3 Техническая характеристика
Б.3.3.1 Техническая характеристика установки приведена в таблице Б.3.
Таблица Б.3
Показатели |
Характеристика |
1 |
2 |
Тип машины |
Стационарная, на тепловых трубах |
Агрегатируется |
С комплектом |
Привод, электрическая сеть, В |
220/380 |
Суммарная установленная мощность электродвигателей, кВт |
15 |
Подача воздуха на притоке, м/ч: |
|
- на максимальном режиме |
18000±900 |
- на минимальном режиме |
12000±600 |
Подача воздуха на вытяжке, м/ч: |
|
- на максимальном режиме |
12000±600 |
- на минимальном режиме |
- |
Тепловая мощность установки по притоку на номинальном режиме, не менее, кВт (Гкал/ч) |
128(110) |
в том числе тепловая мощность утилизации (при =40 °С) |
64 (55) |
Коэффициент эффективности утилизатора по притоку, не менее |
0,5 |
Полное давление на выходе установки, Па, не менее: |
|
- по притоку |
350 |
- по вытяжке |
250 |
Диапазон задаваемых температур внутреннего воздуха, °С |
5-25 |
Допустимые отклонения температуры от заданного значения в зоне установки датчика, °С |
±2,0 |
Затраты труда на техническое обслуживание, не более, чел.ч/мес |
10 |
Удельный расход электроэнергии установки, не более кВт. ч/тыс.м |
1,25 |
Габаритные размеры, мм, не более: |
|
- длина |
2700 |
- ширина |
1300 |
- высота |
2300 |
Масса (с неполным комплектом рабочих органов), кг, не более |
2150 |
Б.4 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕПЛОУТИЛИЗАТОРОВ
Б.4.1 Технико-экономическая характеристика теплоутилизаторов приведена в таблице Б.4.
Таблица Б.4
Тип |
Воздухопроиз- водительность и установленная мощность, |
Линейная постоянная удельной тепло- призводи- тельности при |
Теплопроизводительность утилизаторов при равным, , кВт |
Мини- мальная темпе- ратура, , °C | ||||||
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
||||
УТФ-12 |
14400 |
1,850 |
9,300 |
18,510 |
27,760 |
37,010 |
42,270 |
55,520 |
64,770 |
Минус 20 |
2640 |
0,602 |
3,010 |
6,020 |
4,030 |
12,040 |
15,050 |
18,060 |
21,070 |
Минус 25 | |
УТП-3 |
3600 |
0,503 |
2,520 |
5,030 |
7,550 |
10,060 |
12,570 |
15,090 |
17,600 |
Минус 25 |
ТВУ |
12000 |
1,540 |
7,75 |
15,4 |
23,08 |
30,8 |
35,2 |
46,3 |
53,9 |
Минус |
ТУ-1 |
3000 |
0,417 |
2,1 |
4,17 |
6,25 |
8,34 |
10,4 |
12,6 |
14,7 |
Минус 25 |
Приложение В
(рекомендуемое)
Технические характеристики строительных конструкций
В.1 Технические характеристики строительных конструкций приведены в таблицах В.1-В.4.
Таблица В.1 - Теплотехническая характеристика ограждающих конструкций и теплоизоляционного слоя
Индекс ограждения |
Вид ограждения, утеплителя |
N |
Толщина, , м |
Коэффициент теплопроводности, , Вт/м.°С |
Объемный вес, |
Сопротивление термическое, , м.°С |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
I |
Стены из керамического кирпича лицевого [22] |
1 |
0,12 |
0,56 |
1800 |
0,21 |
2 |
0,24 |
0,56 |
1800 |
0,43 | ||
|
3 |
0,36 |
0,56 |
1800 |
0,64 | |
|
4 |
0,48 |
0,56 |
1800 |
0,86 | |
|
|
5 |
0,60 |
0,56 |
1800 |
1,07 |
|
|
6 |
0,72 |
0,56 |
1800 |
1,29 |
II |
Стены из кирпича и камня керамического [23] |
1 |
0,12 |
0,47 |
1600 |
0,26 |
|
|
2 |
0,24 |
0,47 |
1600 |
0,51 |
|
3 |
0,36 |
0,47 |
1600 |
0,77 | |
|
4 |
0,48 |
0,47 |
1600 |
1,02 | |
|
|
5 |
0,60 |
0,47 |
1600 |
1,28 |
|
|
6 |
0,72 |
0,47 |
1600 |
1,53 |
III |
Стены из кирпича и камня силикатного [24] |
1 |
0,12 |
0,52 |
1800 |
0,17 |
|
|
2 |
0,24 |
0,52 |
1800 |
0,34 |
|
|
3 |
0,36 |
0,52 |
1800 |
0,51 |
|
4 |
0,48 |
0,52 |
1800 |
0,69 | |
|
|
5 |
0,60 |
0,52 |
1800 |
0,86 |
|
|
6 |
0,72 |
0,52 |
1800 |
1,03 |
IV |
Стены из железобетонных |
1 |
0,050 |
0,047 |
40 |
1,06 |
|
2 |
0,075 |
0,047 |
40 |
1,60 | |
|
3 |
0,100 |
0,047 |
40 |
2,13 | |
V |
Плиты из минеральной ваты на синтетическом связующем теплоизоляционные [26] |
1 |
0,050 |
0,073 |
125 |
0,68 |
|
|
2 |
0,075 |
0,073 |
125 |
1,03 |
|
3 |
0,100 |
0,073 |
125 |
1,37 | |
VI |
Панели стеновые двухслойные из легких бетонов для сельскохозяйственных зданий [27] |
1 |
0,20 |
0,314 |
800 |
0,36 |
|
|
2 |
0,25 |
0,314 |
800 |
0,50 |
|
3 |
0,30 |
0,361 |
900 |
0,64 | |
|
|
4 |
0,40 |
0,361 |
900 |
0,91 |
|
|
5 |
0,50 |
0,361 |
900 |
1,19 |
VII |
Плиты теплоизоляционные из минеральной ваты на битумном связующем [28] |
1 |
0,06 |
0,046 |
100 |
1,30 |
|
|
2 |
0,08 |
0,046 |
100 |
1,74 |
|
|
3 |
0,10 |
0,046 |
100 |
2,17 |
|
|
4 |
0,13 |
0,046 |
100 |
2,83 |
|
|
5 |
0,15 |
0,046 |
100 |
3,26 |
|
|
6 |
0,18 |
0,046 |
100 |
3,91 |
Таблица В.2 - Степень черноты внутренней поверхности строительных конструкций
Материал |
Состояние поверхности |
Степень черноты стен, покрытия, |
1 |
2 |
3 |
1 Асбестоцемент |
Шероховатая |
0,97 |
2 Бетон |
То же |
0,63 |
3 Гипс |
" |
0,91 |
4 Дерево (ель) |
Строганая |
0,78 |
5 Дерево (дуб) |
То же |
0,90 |
6 Кирпич глиняный обыкновенный |
Шероховатая |
0,94 |
7 Мрамор |
Полированная |
0,94 |
8 Песчаник красный |
Гладкошлифованная |
0,58 |
9 Гранит |
Полированная |
0,43 |
10 Известняк доломитовый |
Гладкошлифованная |
0,40 |
11 Краска масляная |
- |
0,80 |
12 Плитки метлахские |
Гладкая |
0,67 |
13 Алюминий |
Неполированная |
0,04 |
14 То же |
Окисленная |
0,11 |
15 Бронзировка алюминием |
Шероховатая |
0,60 |
16 Сталь листовая |
Черная матовая |
0,69 |
17 То же |
Оцинкованная |
0,23 |
18 Резина мягкая серая |
Шероховатая |
0,86 |
19 Сажа голландская на жидком стекле |
Матовая |
0,97 |
20 Стекло оконное |
Гладкая |
0,95 |
21 Толь кровельный |
Шероховатая |
0,92 |
22 Цементный раствор |
Гладкая |
0,68 |
23 Шлакобетон |
Шероховатая |
0,91 |
24 Штукатурка известковая |
То же |
0,91 |
25 Эмалевая краска |
" |
0,90 |
Таблица В.3 - Радиационная составляющая температуры в зависимости от вида и температуры тела животных и температуры внутреннего воздуха
Параметры | ||
|
||
Крупный рогатый скот | ||
5 |
26 |
0,87 |
10 |
28,9 |
0,995 |
15 |
31 |
1,035 |
20 |
32,5 |
1,07 |
Свиньи | ||
5 |
30,2 |
0,87 |
10 |
30,7 |
1,01 |
15 |
32,2 |
1,04 |
20 |
33,5 |
1,08 |
Таблица В.4 - Значение коэффициента взаимной облученности ограждений животноводческих зданий
Наименование помещений |
Ширина помещений, м |
Значение коэффициента для: | |
Покрытий, |
Продольных и торцевых стен (включая проемы), | ||
Свинарники |
12 |
0,46 |
0,29 |
18 |
0,53 |
0,23 | |
24 |
0,57 |
0,21 | |
Коровники и овчарни |
12 |
0,31 |
0,19 |
18 |
0,36 |
0,14 | |
21 |
0,37 |
0,13 | |
24 |
0,38 |
0,11 | |
42 |
0,38 |
0,10 |
Приложение Г
(рекомендуемое)
Технические характеристики топлива, теплогенераторов и калориферов
Г.1 Технические характеристики топлива, теплогенераторов и калориферов приведены в таблицах Г.1-Г.5.
Таблица Г.1- Характеристика основных видов твердого, жидкого и газообразного топлива
Топливо |
Класс топлива |
Марка |
Теплота сгорания, |
1 |
2 |
3 |
4 |
Малосернистый и сернистый мазут |
|
40 |
9,70 |
|
100 |
9,65 | |
|
200 |
9,60 | |
Природный газ |
Саратовский |
- |
8,56 |
Дашавский |
- |
8,50 | |
Донецкий уголь |
Длиннопламенный |
Д |
4,90 |
Газовый |
Г |
5,90 | |
Паровой жирный |
ПЖ |
5,98 | |
|
Нежирный |
Т |
6,32 |
Антрацит семя |
АС |
6,40 | |
Антрацит |
АШ |
5,66 | |
Антрацит |
АРШ |
6,33 | |
Кузнецкий уголь |
Ленинский |
Г |
6,39 |
Прокопьевский |
СС |
6,48 | |
Кемеровский |
ПС |
6,06 | |
Кисилевский |
СС |
6,62 | |
Араличевский |
Т |
6,32 | |
Анджеро-Суженский |
ПС |
6,72 | |
Карагандинский уголь |
Каменный |
ПЖ |
5,23 |
Бурый |
БР |
3,65 | |
Подмосковский уголь |
Бурый |
БР |
2,54 |
Уральский уголь |
Богословский |
БР |
2,71 |
Челябинский |
Б |
3,70 | |
Коркинский |
Б |
3,38 | |
Кизиловский |
ПЖ |
4,69 | |
Буланашский |
Г |
5,45 | |
Волчанский |
Б |
2,80 | |
Егоршинский |
ПР |
5,92 | |
Иркутский уголь |
Черемховский |
Д |
5,33 |
Украинский уголь |
Александровский |
БР |
1,51 |
Кусковой торф |
|
- |
2,56 |
Фрезерный торф |
|
- |
2,63 |
Дрова |
|
- |
2,44 |
Таблица Г.2 - Значение среднегодового коэффициента полезного действия генераторов тепла
Тип установки |
Величина в зависимости от вида топлива | |||
твердое |
жидкое |
газ природный |
электроэнергия | |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Котельная с котлами: |
|
|
|
|
КМ-1600, КМ-2500 |
0,50 |
0,60 |
- |
- |
КВ-200, КВ-300 |
0,40 |
0,60 |
0,60 |
- |
Е-1/9 Г; Г; Д |
0,55 |
0,75 |
0,75 |
- |
В-2,5/14 |
0,60 |
0,75 |
0,75 |
- |
Энергия, Универсал-6 |
0,55 |
0,70 |
0,70 |
- |
ВНИСТО-М-4 |
0,50 |
- |
0,70 |
- |
Теплогенераторы |
- |
0,6 |
- |
- |
Электрокотельные |
- |
- |
- |
0,95 |
Электронагреватели |
- |
- |
- |
0,95 |
Электрокалориферы |
- |
- |
- |
0,98 |
Таблица Г.3 - Технические характеристики топливных теплогенерирующих установок
Тип установки |
Теплопроизводительность |
Вид топлива | |
1 |
2 |
3 | |
Паровые котлы | |||
КТФ-300 |
300 кг пара/ч |
Каменный уголь | |
КГ-500 |
500 кг пара/ч |
Каменный уголь | |
КГ-1000 |
1000 кг пара/ч |
Каменный уголь | |
KB-300 У |
340 кг пара/ч |
Жидкое | |
КЖВ-500 |
500 кг пара/ч |
Жидкое | |
Д-900 |
900 кг пара/ч |
Жидкое | |
КУ-Ф-600 |
600 кг пара/ч |
Газ | |
КГ-300 |
300 кг пара/ч |
Газ | |
Д-721 Г-Ф |
750 кг пара/ч |
Газ | |
КГ-1500 |
1500 кг пара/ч |
Газ | |
Водогрейные котлы | |||
КВу-150 |
90-170 кВт |
Жидкое, газ | |
КВу-400 |
315-420 кВт |
Жидкое, газ | |
КВм-0,63 |
0,63 МВт |
Каменный уголь | |
КВа-1,0ГН |
1,0 МВт |
Газ | |
КВа-0,8Ж |
0,8 МВт |
Жидкое | |
Теплогенераторы | |||
ТГ-1,0 |
116 кВт |
Керосин | |
ТГ-1,5 |
175 кВт |
Печное бытовое | |
ГТГ-1,5 |
175 кВт |
Природный газ | |
ТГ-2,5А |
290 кВт |
Печное бытовое | |
ТГ-Ф-2,5 Б |
290 кВт |
Печное бытовое | |
ГТГ-2,5А |
290 кВт |
Природный газ | |
ТГ-3,5А |
408 кВт |
Керосин, дизельное, печное бытовое | |
ТГ-Ф-350 |
408 кВт |
Печное бытовое |
Таблица Г.4 - Технические характеристики калориферных установок (водяных) в системах вентиляции животноводческих помещений
Тип калорифера |
Теплопроизводительность, Вт |
1 |
2 |
КВС 1А-ll |
27000 |
КВС 2А-ll |
34600 |
КВС ЗА-ll |
42300 |
КВС 4А-ll |
49800 |
КВС 5А-ll |
65800 |
КВС 6А-ll |
38000 |
КВС 7А-ll |
48500 |
КВС 8А-ll |
58200 |
КВС 9А-ll |
69800 |
КВБ II-01 |
До 30000 |
KBБ A-ll |
35000 |
КСК 3 |
40000 |
КСК 4 |
50000 |
60000 | |
70000 | |
85000 | |
|
Таблица Г.5 - Технические характеристики электрокалориферных установок и другого электротермического оборудования
Вид оборудования |
Установленная мощность, кВт |
1 |
2 |
Электрокалориферные установки | |
ЭКОЦ-10 |
10 |
ЭКОЦ-16 |
16,1 |
ЭКОЦ-25 |
23,6 |
ЭКОЦ-40 |
47,2 |
ЭКОЦ-60 |
69,7 |
ЭКОЦ-100 |
97 |
УВЭ-15 |
15,9 |
УВЭ-30 |
30,3 |
УВЭ-45 |
47,2 |
УВЭ-65 |
71,5 |
УВЭ-90 |
97,5 |
Электродные водогрейные и паровые установки | |
ЭПЗ-25/04 |
25 |
ЭПЗ-60/04 |
60 |
ЭПЗ-100/04 |
100 |
КЭВ-25/04 |
25 |
КЭВ-40/04 |
40 |
КЭВ-63/04 |
63 |
КЭВ-100/04 |
100 |
КЭВ-160/04 |
160 |
КЭПР-25/04 |
25 |
КЭПР-63/04 |
63 |
КЭПР-160/04 |
160 |
КЭПР-250/04 |
250 |
Электроводонагреватели элементного типа | |
ЭВН-200М |
6-9 |
ЭВН-400М |
9-12 |
ЭВН-800М |
18 |
ВЭП-600 |
10 |
ВЭП/ВЭО-4 |
4 |
ВЭЦ/ВЭО-6 |
6 |
ВЭП/ВЭО-12 |
12 |
ВЭЦ/ВЭО-15 |
15 |
Электропароводонагреватель | |
ЭПВ-30 |
30 |
Электроконвекторы и электроконвекторные установки | |
УЭК-1 |
1,0 |
УЭК-6 |
6 |
ЭВУС-1 |
1,0 |
ЭВУС-6 |
6 |
Приложение Д
(рекомендуемое)
Пример расчета и выбора системы обеспечения микроклимата для помещения коровника с утилизацией теплоты выбросного воздуха
Д.1 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Район строительства - Московская обл.
Вместимость - 200 гол.
Вес - 500 кг.
Уровень лактации - 25 л.
Содержание - привязное без подстилки.
Удаление навоза - скреперными установками.
Поение - из индивидуальных автоматических поилок.
Здание одноэтажное, бесчердачное, с совмещенной кровлей, прямоугольной формы размером в плане 21х78 м.
С двух сторон здания размещены подсобные помещения и по 2 тамбура с двойными воротами. Количество ворот - 4, размер 3х3 м. Окна сплошные, в деревянном переплете. Площадь окон - (1,2х1,2)х109=156 м.
Площадь покрытия технологического помещения - 21х69=1450 м.
Площадь продольных стен за вычетом площади окон - (69х3,3)х2-156=300 м.
Площадь торцевых стен - (21х4,8)х2-36=166 м.
Площадь двухметровой зоны пола - 280 м.
Площадь смоченной поверхности пола - 279 м.
Площадь открытой водной поверхности поилок - 3,94 м.
Расчетные параметры наружного и внутреннего воздуха:
- температура воздуха наиболее холодных суток - минус 40 °С;
- температура воздуха наиболее холодной пятидневки - минус 25 °С;
- относительная влажность наружного воздуха - 82%;
- расчетная температура внутреннего воздуха - 10 °С;
- относительная влажность внутреннего воздуха - 75%;
- максимально допустимая относительная влажность внутреннего воздуха - 85%.
Д.2 МЕТОДИКА РАСЧЕТА
Расчет начинается с определения требуемых минимальных значений сопротивлений теплопередаче стен и покрытий. В соответствии с формулами (24 и 25) определяем:
- для стен:
- для покрытий:
Температура точки росы определяется по - диаграмме.
При =10 °С и =75%, =6,0 °С.
По формулам (29-31) определяются значения , .
Вт/м·°С
Вт/м·°С,
где =0,94;
=0,63;
=0,995 и =28,9 °С при =10 °С;
- для взрослого поголовья крупного рогатого скота, где - в долях единицы;
=0,13; =0,37 - для крупного рогатого скота при ширине здания 21 м;
- для крупного рогатого скота весом 500 кг.
Зная , , определим требуемые минимальные значения ,
м·°С/Вт
м·°С/Вт
По формуле (23) определяем требуемое термическое сопротивление конструкции стены:
м·°С/Вт,
где 0 - указывает на отсутствие фактурного слоя.
Стены принимаются из керамического кирпича по таблице В.1 (приложение В).
=0,72; =1,29 м·°С/Вт
Требуемое термическое сопротивление утепляющего слоя совмещенного покрытия составит:
м·°С/Вт,
где 0,252 м·°С/Вт - суммарное термическое сопротивление воздушной прослойки рулонного покрытия и плиты перекрытия.
По таблице В.1 (приложение В) в качестве утеплителя выбираем полужесткие минераловатные покрытия на битумном связующем со следующими характеристиками: =0,1 м; =2,17 м·°С/Вт.
Фактическое сопротивление теплопередаче конструкций, принимаемых к строительству, будет следующим;
м·°С/Вт
м·°С/Вт
Сопротивление теплопередаче двойных окон в деревянном переплете: =0,34 м·°С/Вт.
Сопротивление теплопередаче ворот: =0,6х1,44=0,864 м·°С/Вт.
Сопротивление теплопередаче двухметровой зоны пола:
=2,1+0,7=2,8 м·°С/Вт,
где 0,7 м·°С/Вт - сопротивление теплопередаче утепляющей керамзитовой подсыпки.
Зная все геометрические, теплотехнические и климатические параметры, просчитываем теплопотери через ограждающие конструкции по формуле (2):
Вт
Теплопотери на испарение влаги с открытых водных и смоченных поверхностей пола определяются по формуле (3):
Вт,
где г/ч.м - количество влаги, испаряющейся с 1 м поверхности смоченного пола, определяется по рисунку А.3 (приложение А).
г/ч.м - количество влаги, испаряющейся с поверхности поилок, определяется по рисунку А.1 (приложение А).
Теплопотери с вентиляционным воздухом определим по формулам (7-10), для чего рассчитаем требуемое количество приточного воздуха и в соответствии с формулой (8) подберем тип и количество утилизаторов.
кг/ч,
где =455 г/ч - количество влаги, выделяемое одним животным;
=5,9 г/кг сухого воздуха - влагосодержание воздуха при =10 °C и =75%;
= 0,33 г/кг сухого воздуха - влагосодержание наружного воздуха при температуре минус 25 °С и =82%.
К установке принимаем утилизаторы на полимерной основе со следующими характеристиками:
=3600 кг/ч, =15 кВт, =0,74 кВт.
Требуемое минимальное количество утилизаторов для холодного периода:
В связи с тем, что =3600<4000 кг/ч, к установке принимается 5 утилизаторов. Тогда фактическое количество приточного воздуха будет равно: =3600х5=18000 кг/ч.
Фактический тепловозврат от утилизаторов определяется по формуле (13):
Вт,
где =503 Вт/°С определятся по таблице Б.4 (приложение Б).
Теплопотери с приточным воздухом составят:
Вт,
где коэффициент инфильтрации принимается равным 1.
Свободные тепловыделения животных составят:
Вт.
Определяем потребность в дополнительном количестве теплоты по формуле (1):
Вт (избыток).
Таким образом, принятое теплоутилизационное оборудование и строительные конструкции здания коровника обеспечивают поддержание нормируемых параметров микроклимата без дополнительного подогрева приточного воздуха.
Далее необходимо уточнить, до какой температуры наружного воздуха можно использовать вентиляционное оборудование теплоутилизаторов, т.е. до какой будет достаточен расчетный воздухообмен =18000 кг/ч. При этом температура внутреннего воздуха может повышаться до 15 °С, а влажность может колебаться в пределах ±5%, т.е. 75%±5%.
При:
=минус 10 °С и |
=80% |
=1,40 г/кг |
|||
=минус 5 °С |
=80% |
=2,00 г/кг |
|||
=0 °C |
=80% |
=3,15 г/кг |
|||
=15 °C |
=75% |
=8,15 г/кг |
Тогда требуемый воздухообмен составит:
кг/ч
кг/ч
кг/ч
кг/ч,
где 1,24 - коэффициент увеличения влагопоступлений при =15 °С. Увеличение влагосодержания при =18000 кг/ч составит:
г/кг
г/кг,
т.е. при =минус 5 °С и =18000 кг/ч относительная влажность в помещении повысится до 78% при =15 °С, что допустимо;
при =0 °C и =18000 кг/ч относительная влажность в помещении повысится до 88%, что недопустимо.
Таким образом, для достижения требуемых температурно-влажностных условий во всем диапазоне наружных температур холодного периода для взрослого поголовья крупного рогатого скота (от минус 25 до 0 °C) необходимо добавить еще один теплоутилизатор, тогда расчетный воздухообмен будет 21600 кг/ч, при этом =15 °С и =78%.
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
- дополнительная потребность в потоке теплоты, Вт.
- теплопотери через ограждение, Вт.
- теплопотери на испарение влаги с открытых водных и смоченных поверхностей, Вт.
- расход потока теплоты на нагрев вентиляционного воздуха, Вт.
- количество свободного потока теплоты, выделяемое животными, Вт.
- количество потока теплоты, необходимое для нагрева приточного воздуха, Вт.
- количество потока теплоты, возвращаемое теплоутилизационными установками, Вт.
- удельное количество свободного потока теплоты, выделяемое одним животным, Вт.
- фактическая теплотворная способность топлива, ккал/т.
- тепловозврат одного утилизатора при расчетном перепаде температур, Вт.
- суммарная площадь всех ограждений строительных конструкций, м.
, , , , , , - соответственно площадь торцевых и продольных стен, покрытия, окон, ворот, пола, строительных конструкций, м.
, , , , - соответственно площади открытой водной поверхности, навозной жижи, поилок, открытой части навозных подпольных каналов, смоченного пола, м.
, , , , , - сопротивление теплопередаче, соответственно торцовых и продольных стен, покрытия, окон, ворот, пола, м.°С/Вт.
, , , , , - минимальное термическое сопротивление строительных конструкций и требуемое общее сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций и их отдельных элементов - стен, покрытий, ворот, окон, м.°С/Вт.
- коэффициент, учитывающий положение ограждающих конструкций относительно наружного воздуха, определяется по [17].
- расчетная температура внутреннего воздуха в животноводческом помещении, принимается по [1, 9], °С.
- температура воздуха наиболее холодной пятидневки принимается по [19], °С.
- расчетный перепад температур для определения теплопроизводительности утилизатора, °С
- расчетная температура наружного воздуха для конкретного теплоутилизатора, °С.
- температура воздуха наиболее холодных суток, °С.
- температура точки росы внутреннего воздуха, °С.
- температура тела животного, °С.
, - значение наружной температуры начала отопительного периода и в определенном промежутке этого периода, °С.
- значение средней расчетной температуры за отопительный период, °С.
- относительная влажность воздуха животноводческих помещений в долях единицы.
, - коэффициент взаимной облученности при определении лучистого теплообмена животных с ограждающими конструкциями.
- коэффициент излучения абсолютно черного тела, Вт/м.°С
- теплоемкость воздуха, кДж/кг.°С.
, , - степень черноты соответственно тела животного, поверхности стен и покрытий.
- радиационная составляющая лучистого теплообмена, °С.
, , - коэффициент теплоотдачи внутренней (стен, покрытия) и наружной поверхностей ограждений, Вт/м.°С
, - коэффициент лучистой и конвективной составляющей теплообмена, Вт/м.°С.
, - коэффициент теплопроводности строительных материалов, фактурных слоев, Вт/м.°С.
, - влагосодержание соответственно внутреннего и наружного воздуха, г/кг.
- количество влаги, выделенное животными, г/ч.
- количество влаги, испаряющейся с открытой и смоченной поверхности животноводческого помещения, г/ч.
, , , - удельные количества влаги с 1 м соответственно смоченной и открытой водной поверхностей; от навозных каналов из-под решетчатого пола, поилок, определяются по формулам или по графикам, г/чм.
- удельное количество влаги, выделяемое одним животным, г/ч.
- количество животных в помещении, гол.
, - поправочные температурные коэффициенты соответственно на тепло- и влаговыделение животных, принимаются по [1, 9].
*, - толщина строительной конструкции, теплоизоляционного слоя или фактурного слоя, м.
- количество приточного воздуха, кг/ч.
- расчетная воздухопроизводительность одного теплоутилизатора, кг/ч.
- фактический расчетный воздухообмен помещения, кг/ч.
- линейная постоянная теплопроизводительности конкретного утилизатора, Вт/°С.
- коэффициент, учитывавший* увеличение теплопотерь за счет инфильтрации наружного воздуха через строительные ограждения.
________________
* Текст соответствует оригиналу. - Примечание .
, теплосодержание воздуха на входе и выходе из утилизатора, кДж/кг.
- масса животных, кг.
, , - соответственно поверхность тела животного, стен и покрытий, приходящееся на одно животное, м.
- установочная мощность теплоутилизаторов, кВт.
- суммарная установленная электрическая мощность тепловентиляторов, кВт.
- продолжительность работы вентиляторов, ч.
- коэффициент использования установленной мощности на привод вентиляторов.
- значение среднегодового коэффициента полезного действия теплогенерирующей установки.
, - коэффициенты, учитывающие теплопотери в тепловых и электросетях.
, - продолжительность отопительного периода в течение года и в промежутке определенных наружных температур, ч.
, - коэффициенты, определяющие вид энергоносителя.
, , , , , , - удельные затраты на тепловентиляционное оборудование соответственно: на калориферную установку, генератор теплоты, тепловую сеть, электрокалорифер, трансформаторную подстанцию, электросеть, утилизатор теплоты, руб/Вт.
, - соответственно расстояние транспортировки топлива от базы до объекта и длина линии электропередачи от распределительной подстанции до объекта, длина теплосети, км(м).
, - коэффициенты линейной зависимости замыкающих затрат на производство электроэнергии.
, , , , , , , - нормы амортизационных отчислений и затрат на текущий ремонт строительных и ограждающих конструкций, калориферную установку, генератор теплоты, тепловую сеть, электрокалорифер, трансформаторную подстанцию, электросеть, утилизатор теплоты..
- стоимость тепловой энергии за год, руб.
- капитальные затраты на СОМ по конкретному варианту строительных конструкций и оборудования, руб.
, - капитальные затраты соответственно на строительные конструкции, теплоснабжение и вентиляцию, руб.
, , , , , - капитальные затраты на отдельные виды ограждающих конструкций: торцовых и продольных стен, покрытий, окон, ворот, пола, руб.
, , , - капитальные затраты на калориферную установку, утилизационную установку, генератор теплоты, тепло(энерго)сеть, руб.
- эксплуатационные затраты на СОМ по конкретному варианту, руб.
, - эксплуатационные затраты соответственно на строительные конструкции и тепловентиляционную систему, руб.
, , , , , - эксплуатационные издержки на отдельные виды ограждающих конструкций: торцовые и продольные стены, покрытия, окна, ворота, пол, руб.
, , - эксплуатационные издержки на калориферную установку, утилизационную установку, генератор теплоты, тепло(энерго)сеть, руб.
- стоимость электроэнергии по тарифу, руб.
- затраты на электропривод вентиляторов, руб.
БИБЛИОГРАФИЯ
[1] НТП 1-99. Нормы технологического проектирования предприятий крупного рогатого скота / Минсельхоз РФ - М., 1999.
[2] НТП 17-99. Нормы технологического проектирования систем удаления и подготовки к использованию навоза и помета / Минсельхоз РФ - М., 1999.
[3] НТП-АПК 1.10.01.001-00. Нормы технологического проектирования предприятий крупного рогатого скота крестьянских хозяйств / Минсельхоз РФ - М., 2000.
[4] НТП-АПК 1.10.02.001-00. Нормы технологического проектирования свиноводческих ферм крестьянских хозяйств / Минсельхоз РФ - М., 1999.
[5] Методические рекомендации по оценке экономической эффективности научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ - М., 2003.
[6] Методические рекомендации по применению и исследованию средств очистки и дезинфекции вентиляционного воздуха животноводческих и птицеводческих помещений - М.: ВИЭСХ, 1982.
[7] Проблемы электрификации, автоматизации и теплоснабжения сельскохозяйственного производства // Сборник докладов Всесоюзной научно-технической конферен* 14.3 При проектировании ветеринарных объектов для обеспечения охраны труда и техники безопасности следует руководствоваться требованиями ГН 2.2.5.686-98, ГН 2.2.5.687-98, ГН 2.2.6.709-98, СП 1.1.1058-01, ГОСТ 12.1.005-88, а также санитарными правилами организации технологических процессов и гигиеническими требованиями к используемому оборудованию.
ции - М.: ВИЭСХ,1985.*
________________
* Текст соответствует оригиналу. - Примечание .
[8] Методические рекомендации по расчету и применению систем электротеплоснабжения молочных ферм и комплексов - М.: ВИЭСХ, 1982.
[9] ВНТП 2-96. Ведомственные нормы технологического проектирования свиноводческих предприятий / Минсельхозпрод РФ - М, 1996.
[10] СНиП 2.04.05-01. Отопление, вентиляция, кондиционирование.
[11] Рекомендации по расчету и подбору пленочных воздуховодов для вентиляции животноводческих зданий - Киев: Укрниигипросельхоз, 1983.
[12] Антонов П.П. Особенности расчета системы вентиляции с рециркуляцией в помещениях комплексов по откорму крупного рогатого скота. // Реферативный сборник "Проектирование сельскохозяйственных предприятий и производственных комплексов", N 11 - М.: ВНИИТЭИСХ.1975.
[13] Рекомендации по расчету, проектированию и применению систем электротеплоснабжения животноводческих ферм и комплексов - М.: Гипронисельхоз, 1985.
[14] Руководящие указания по обеспечению электробезопасности электроустановок в сельском хозяйстве / Минсельхоз СССР - М., 1979.
[15] Руководство по расчету и проектированию систем обеспечения микроклимата при строительстве новых и реконструкции действующих животноводческих зданий - М.: Гипронисельхоз, 1989.
[16] Методические рекомендации по применению и исследованию средств очистки и дезинфекции вентиляционного воздуха животноводческих и птицеводческих помещений - М.: ВИЭСХ, 1982.
[17] СНиП II-3-79. Строительная теплотехника.
[18] СНиП 2.10.03-84. Животноводческие, птицеводческие и звероводческие здания и помещения.
[19] СНиП 23-01-99. Строительная климатология.
[20] Богословский В.Н., Поз Н.Я. Теплофизика аппаратов утилизации тепла систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха - М.: Стройиздат, 1983.
[21] Методические рекомендации по расчету и проектированию систем обеспечения микроклимата в комплексах по откорму крупного рогатого скота - М.: Гипронисельхоз, 1977.
[22] ГОСТ 7484-78. Кирпич и камни керамические лицевые. Технические условия.
[23] ГОСТ 530-95. Кирпич и камни керамические. Технические условия.
[24] ГОСТ 379-95. Кирпич и камни силикатные. Технические условия.
[25] Серия 1.832.1-13. Стены из железобетонных трехслойных панелей на гибких связях с плитным утеплителем для сельскохозяйственных производственных зданий.
[26] ГОСТ 9573-96. Плиты из минеральной ваты на синтетическом связующем теплоизоляционные. Технические условия.
[27] Серия 1.832.1-18.93. Стеновые двухслойные панели из легких бетонов для сельскохозяйственных зданий.
[28] ГОСТ 10140-80. Плиты теплоизоляционные из минеральной ваты на битумном связующем. Технические условия.
Текст документа сверен по:
/ Министерство сельского хозяйства
Российской Федерации. -
М.: ФГНУ НПЦ "Гипронисельхоз", 2004