Энергообеспечение населенного пункта со свиноводческим комплексом на 1000 голов свиней

Тепловые потери дома составляют:

Q=Qст+Qок+Qдв+Qпол+Qпот=1597+738,3+470,6+2150+5380=10,3 кВт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Определение  тепловых потерь свинокомплекса

Свинарник рассчитан на 1000 голов, размер 95×20 м, окон 40 размером 1.2×0.8 м.

-количество поросят 1000

-влажность φн=0.8 и φвн=0.7,

-температура tн=-260С и tвн=180С,

-объем помещения  V=95×20×3=5700 м3

Количество выделяемого воздуха в расчете на одну голову:

-свободного тепла 271Вт,

-углекислоты 48,9 л/ч,

-водяных паров 155 л/ч.

1) Рассчитаем часовой  объем приточного воздуха, необходимого  для понижения концентрации углекислоты :

Lco2 = (nж*Cж)/(C1-C2) = (1000*48,9)/(2-0,3)=28764 м3/ч

где

 Lсо2 – часовой объем вентиляции, т.е. количество чистого воздуха, выраженное в кубометрах (м3/ч),

	- количество животных;
	- количество углекислоты, выделяемое одним животным, л/ч;
	- предельнодопустимая концентрация углекислоты в помещении, ;
	- концентрация углекислоты  в атмосферном воздухе, равная 0,3 ;

2)Рассчитаем воздухообмен, обеспечивающий допустимое содержание  в воздухе водяных паров:

Lw=W/(ρ(dвн – dн)), где

W-влаговыделение, г/ч

ρ-плотность воздуха равна 1.2 кг/м3

dвн- внутреннее влагосодержание воздуха равно 9.4 г/кг сух.возд.

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

Влаговыделения в животноводческих помещениях находят по формуле:

= 100750+20150=120900 г/ч

Влагу, выделяемую животными определяют по формуле:

 

Wж=155*1000=155000 г/ч

 

где

	- выделение  влаги одним животным данного вида, г/ч;
	- число  животных данного вида в помещении; тогда W= 100750+20150=120900 г/ч Рассчитав все необходимые значения, определим воздухообмен, обеспечивающий допустимое содержание в воздухе водяных паров: Lw=186000/(1.2(9.4-0.4))=17222 м3/ч

Влага, испаряющаяся с мокрых поверхностей помещения(пола, поилки, кормушки и т.д.).

Wисп=0,2*155000=31000 г/ч

где

0,1...0,3 —  для свинарников.

 

Выбор вентилятора производится по расходу и по напору.

n=Lco2/V=28764/4200=6,8≈7

Рассчитываем  по со2 , т.к.его выброс больше , чем влаговыделение.

 

3) Расчет  шахты:

Принимаем высоту h=3м

Скорость в шахте

Vш=2.2 √h(tвн-tн)/273=2.2√3(18+26)/273=0,7 м/с

Принимаем шахту размером 0.6×0.6=0.36 м2

Суммарная площадь шахт

Fш=Lсо2/(3600·Vш)= 28764/(3600·0,7)=11,4 м2

 

Число шахт     N=Fш/0.36=11,4/0,36≈32 шахты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2 Определение тепловых потерь ограждения свинарника.

Исходные данные для определения тепловых потерь              таблица 2

Поверхности	Материалы	δ,мм	λ,Вт/м∙к
Стены	Сплошной кирпич	250	0,6
Утеплитель стен	Пенопласт ПС-1	50	0.037
Пол	Бетон на гравии   Хвойная доска	150   60	2.04   0.17
Окна	Стекло	5	0,345
Потолок	Хвойная доска Опилки	40 100	0.17 0.095
Двери	Доска тверд. пород	50	0.2

 

Определяем площади поверхностей:

-стены Fст= (95+20)∙3·2=690 м2

-окна Fок =40·1.2·0.8=38,4 м2

-двери Fдв =4·3·2=24 м2

-пол Fпол =94,4·19,4=1831 м2

-потолок Fпот =94,4·19,4=1831 м2

-стены без окон  и дверей Fст=690-(38,4+24)=624 м2

Масса животного на 1 м2 пола 1000·150/1831=81,9 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.+ δкирп./ λкирп.+ δпен./ λпен.+Rн =0.115+0.25/0.6+0.05/0.037+0.043=1,9 м2К/Вт

λ-коэффициент теплопроводности, Вт/м·К

δ-ширина материала, м

Тепловые потери стен

Qст=(tвн-tн)/Rст·Fст=(18-(-26))/1,9·690=15978 Вт

Добавляем 15% к потерям, т.к. наружные вертикальные стены, обращены на север, юг, запад и восток

 Qст=15978+2396=18374 Вт

 

 

 

2) Окна:

Термическое сопротивление окон

Rок=Rвн+R2-го стеклопак.+ Rн=0.115+0,345+0.043=0.503 м2К/Вт

 

Тепловые потери окон:               

Qок=(tвн-tн)/Rок·Fок=(18+26)/0.503·38,4=3359 Вт

Добавляем 15% к потерям, т.к. наружные вертикальные стены, обращены на север, юг, запад и восток

Qок=3360+503=3863 Вт

3) Двери:

Термическое сопротивление дверей

Rдв=Rвн+δд./ λд.+ Rн=0.115+0,05/0,2+0.043=0.45 м2К/Вт

Тепловые потери дверей

Qдв.=(tвн-tн)/Rдв·Fдв=(18+26)/0.45·24=2346 Вт

4) Потолок:

Термическое сопротивление потолка

Rпот=Rвн+δд./ λд.+ δопил./  λопил.+Rн = =0.115+0.04/0.176+0.1/0.095+0.086=1.5м2К/Вт

Тепловые потери потолка

Qпот..=(tвн-tн)/Rпот.·Fпот.=(18+26)/1.5·1831=85733 Вт

5) пол:

Разобьем площадь пола на четыре зоны F1 F2 F3F4

F1=(95·2)·2+(16·2)·2=444 м2

F2=(91·2)·2+(12·2)·2=412 м2

F3=(87*2)*2+(8*2)*2=372 м2

F4=Fобщ-(F1+F2+ F3)=1900-1228=672 м2

Термическое сопротивление пола

Rу= Rу+Σδ/λ, м2 К/Вт

Rу1=2.15,            Rу2=4.3,                   Rу3=8.6 м2К/Вт    Ry4=14,2 м2К/Вт

 

Rу1=2.15+0.15/2.04+0.06/0.17+0.115=2.15+0.541=2.69 м2К/Вт

Rу2=4.3+0.541=4.84 м2К/Вт

Rу3=8.6+0.541=9.14 м2К/Вт

Rу4=14.2+0.541=14.74 м2К/Вт

 

 

Qпол.=(tвн-tн)/Rпол.·Fпол.,Вт

Qпол.1=44/2.69·444=7262 Вт

Qпол.2=44/4.84·412=3745Вт

Qпол.3=44/9.14·372=1790 Вт

Qпол.4=44/14.2·672=2082Вт

Qпол.=7262+3745+1790+2082=44879 Вт

Тепловые потери ограждения составляют:

Qогр=Qст +Qок +Qдв +Qпот +Qпол=15978+3359+2346+85733+44879=152295 Вт

Общие тепловые потери свинарника:

Qсвинарника=Qогр.+Qв.+Qисп.-Qж.= 152295+422209+34720-281000=328224кВт

Qв=0.278·L·ρ·Cp·(tвн-tн)=0.278·28764*1.2·1·44=422209Вт

Qисп=0.692·Wисп *2,49=0.692·2,49*20150=34720 Вт

Qж=Σqi·ni=1000·281=281000 Bт

L – расчетный воздухообмен помещения, м/ч

ρ -плотность наружного воздуха при tн, кг/м

Qогр- тепловые потери ограждений

Qв - тепловые потери на вентиляцию

Qисп - тепловые потери на испарение влаги

Qж – тепловая мощность, выделяемая животными

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Определение тепловых потерь поселка

Наименование	tвн, C	V,м3	Q,кВт
Школа                                       52×45×20 Магазин                                    20×20×3                                   Мастерская                                50×30×5 Ферма                                        95×20×4 Жилые 1-эт здания (18)             6×9×2,5 Почта                                         20×20×3 Жилые 1-эт здания(16)              10,1x12,5x3	16 15 10 18 22 18 22	7750 1200 7500 7600 125 1200 379	140 23,4 24,62 146,1 130 28,5 17

 

Расчет теплопотерь  поселка делаем по укрупненному расчету.

1 Потери частных жилых домов(Старых)

Приказ госстроя РФ от 06.05.2000 n 105 "об утверждении методики определения количеств тепловой энергии и теплоносителей в водяных системах коммунального теплоснабжения"

Qд.1=q·V·(tвн-tн)·α/3600=(3,43·125·(22+26)·1.08)/3600=6,5 кВт

Объем одного дома V=125 м3, а домов в поселке 18

Qд.=6,5·18=117 кВт.

2.Тепловые потери свинарника.

Qсвинарника=Qст +Qок +Qдв +Qпот +Qпол=18374+3863+2346+85733+44879=

=155195 Вт = 155,6 кВт

3. Потери частных жилых домов(Новых)

Тепловые потери дома составляют:

Q=Qст+Qок+Qдв+Qпол+Qпот=1597+738,3+470,6+2150+5380=10,3 кВт

Домов в поселке 16, значит

Qд.= 10,3*16=164,8 кВт.

4.Тепловые потери магазина

Qм.=q·V·(tвн-tн)·α/3600=(1.59·1200·(15+26)·1.08)/3600=23,4 кВт

V=20*20*3=1200 м3

 

 

 

5.Тепловые потери школы

Qш.=q·V·(tвн-tн)·α/3600=(1.42·7750·(16+26)·1.08)/3600=140 кВт

V=(30*30*5)+(65*20*2.5)=7750 м3

6.Тепловые потери почты

Qп.=q·V·(tвн-tн)·α/3600=(1.8·1200·(18+26)·1.08)/3600=28,5 кВт

V=20*20*3=1200 м3

7.Тепловые потери детского сада

Qд.сад=q·V·(tвн-tн)·α/3600=(2,18·2250·(20+26)·1,08)/3600=67,7 кВт

Наружный строительный объем V=25*15*6=2250 м3

8.Тепловые потери мастерской

Qмаст..=q·V·(tвн-tн)·α/3600=(1.9·1200·(10+26)·1.08)/3600=24.62 кВт

V=50*30*5=7500 м3

Тепловые потери поселка

Qпоселка= Qд+ Qсвинар+ Qд+ Qм+ Qш+Qмас+Qд.сад +Qп=

=117+67,7 +155,6 +164,8 +23,4+24,62 +140+28,5 =721 кВт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Расчет мощности насоса

Рассчитаем мощность насоса, который необходим для циркуляции воды в системе отопления.

Мощность насоса определим по формуле:

 

где ρ- плотность воды 1000 кг/м3 ;

Н=hтр- напор воды м;

 –  расход воды м3/с;

N – мощность насоса Вт.

g- ускорение свободного падения.

Определим диаметр трубопровода:

 

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

 

Qp=ΣQ/(C*ρ*Δt)=721/(4190*1000*25)=0,007 м3/с

ΣQ-суммарное потребление тепла поселком Вт.

С- удельная теплоемкость воды Дж/кг.

Δt-разность температур на входе и на выходе оС.

 

Определяем потери напора на трение

Суммарная протяженность труб от ЦТП  (прямая и обратная) 2736 м

2736/0,2*1/(2*9,81)=14,4 м 

Определяем мощность насоса

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 Выбор тепловой схемы котельной и схемы тепловых сетей

Мощность котельной составляет 1,5 МВт. Установим котел Термотехник, а именно ТТ-100 с единичной теплопроизводительностью 2 МВт.

Показатели	ТТ-100
Тепловая мощность, кВт	2000
Давление воды, МПа	0,6
Температура воды на выходе, °С	До 115
Расчетное топливо	газ/дизель/мазут
КПД, %	От 92
Габариты (LxBxH), м	3,5 х 1,74 х 2,07
Масса котла, кг	5 240

 

 

 

Приложение

Таблица 1. - Расчетная температура воздуха в отапливаемых зданиях.

Наименование здания	Расчетная температура воздуха в здании t 0C
Жилое здание	18
Гостиница, общежитие, административное	18 - 20
Детский сад, ясли, поликлиника, амбулатория, диспансер, больница	20
Высшее, среднее специальное учебное  заведение, школа, школа - интернат   предприятие общественного питания, клуб	16
Театр, магазин, пожарное депо	15
Кинотеатр	14
Гараж	10
Баня	25

 

Таблица 2. - Поправочный коэффициент для жилых зданий.

tнр 0С	0	-5	-10	-15	-20	-25	-30	-35	-40	-45	-50	-55
	2,05	1,67	1,45	1,29	1,17	1,08	1	0,95	0,9	0,85	0,82	0,8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3. - Удельная отопительная характеристика жилых зданий.

Наружный строительный объем, V, м3	Удельная отопительная характеристика q0 ,  ккал/(м3 ч К) / кДж/(м3 ч К)		Наружный строительный объем, V, м3	Удельная 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.
100	0,74 (3,1)	0,92 (3,85)	4000	0,4 (1,67)	0,47(1,97)
200	0,66 (2,76)	0,82 (3,43)	4500	0,39 (1,63)	0,46 (1,93)
300	0,62 (2,6)	0,78 (3,27)	5000	0,38 (1,59)	0,45 (1,88)
400	0,6 (2,51)	0,74 (3,1)	6000	0,37 (1,55)	0,43 (1,8)
500	0,58 (2,43)	0,71 (2,97)	7000	0,36 (1,51)	0,42 (1,76)
600	0,56 (2,34)	0,69 (2,89)	8000	0,35 (1,46)	0,41 (1,72)
700	0,54 (2,26)	0,68 (2,85)	9000	0,34 (1,42)	0,4 (1,67)
800	0,53 (2,22)	0,67 (2,8)	10000	0,33 (1,38)	0,39(1,63)
900	0,52 (2,18)	0,66 (2,76)	11000	0,32 (1,34)	0,38 (1,59)
1000	0,51 (2,14)	0,65 (2,72)	12000	0,31 (1,31)	0,38 (1,59)
1100	0,5 (2,09)	0,62 (2,6)	13000	0,3 (1,26)	0,37 (1,55)
1200	0,49 (2,05)	0,6 (2,51)	14000	0,3 (1,26)	0,37 (1,55)
1300	0,48 (2,01)	0,59 (2,47)	15000	0,29 (1,21)	0,37 (1,55)
1400	0,47 (1,97)	0,58 (2,43)	20000	0,28 (1,17)	0,37 (1,55)
1500	0,47 (1,97)	0,57 (2,39)	25000	0,28 (1,17)	0,37 (1,55)
1700	0,46 (1,93)	0,55 (2,3)	30000	0,28 (1,17)	0,36 (1,51)
2000	0,45 (1,88)	0,53 (2,22)	35000	0,28 (1,17)	0,35 (1,46)
2500	0,44 (1,84)	0,52 (2,18)	40000	0,27 (1,13)	0,34 (1,42)
3000	0,43 (1,8)	0,5 (2,09)	45000	0,27 (1,13)	0,34 (1,42)
3500	0,42 (1,76)	09,48 (2,01)	50000	0,26 (1,09)	0,34 (1,42)