Определение тепловых потерь животноводческой фермы
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«СМОЛЕНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ»
Кафедра механизации
Инженерно-технологический факультет
курсовой проект
по дисциплине: « энергетические средства в с/х производстве»
Выполнил: студент инженерно - технологического
факультета 45 группы Бушуев Е.Ю.
Принял: заведующий кафедрой Никифоров А.Г.
Смоленск 2014
Содержание
- Введение…………………………………………………………
……………………………….... - закон Российской федерации «об энергосбережении» как один из этапов перевода экономики страны на энергосберегающий путь………………………………………………………....
- состояние энергосбережения России за последние 8 лет……….
- энергосбережение в тепловых сетях……………………………………….
- централизованное
теплоснабжение……………………………………….
. - выводы
по главе…………………………………………………………………
……. - Определение тепловых потерь дома……………………………………………….
- Определение тепловых потерь животноводческой фермы…………….
3.1. расчет приточного воздуха для животноводческих помещений
3.2. определение тепловых потерь ограждения………………………………
- Определение тепловых потерь п. Дубровка
- Вывод……………………………….
1 Введение.
1.1.
Закон Российской Федерации «
В последнее время очень часто встречаются слова: эффективное использование энергетических ресурсов, энергоэффективные технологии, энергосберегающая политика государства, энергоаудит и другие; которые объединяет один термин – энергосбережение.
В соответствии с [1] под энергосбережением понимается реализация правовых, организационных, научных, производственных, технических и экономических мер, направленных на эффективное использование энергетических ресурсов и на вовлечение в хозяйственный оборот возобновляемых источников энергии.
Чтобы внести большую ясность в данное определение необходимо ввести следующие понятия, отмеченные в [1].
1. Энергосберегающая политика
предприятия – правовое, организационное
и финансово-экономическое
2. Энергетический
ресурс – носитель энергии, который
используется в настоящее
3. Эффективное
использование энергетических
4. Показатель
эффективности – абсолютная
5. Возобновляемые
источники энергии – энергия
солнца, ветра, тепла земли, естественного
движения водных потоков, а также
энергия существующих
6. Альтернативные виды топлива – виды топлива (сжатый и сжиженный газ, биогаз, генераторный газ, продукты переработки биомассы, водоугольное топливо и другие), использование которого сокращает или замещает потребление энергетических ресурсов более дорогих и дефицитных видов.
Стоит отметить некоторые статьи закона Российской Федерации «Об
энергосбережении». Итак, согласно ст. 3 Федерального закона «Об энергосбережении» (приведенной в [1]) можно отметить, что действия государственного регулирования направлены на:
- эффективное использование энергетических ресурсов при их добыче, производстве, переработке, транспортировке, хранении и потреблении;
- осуществление государственного надзора за эффективным использованием энергетических ресурсов;
- развитие добычи и производства альтернативных видов топлива, способных заменить энергетические ресурсы более дорогих и дефицитных видов;
- создание и использование энергоэффективных технологий, топливо-энергопотребляющего и диагностического оборудования, конструкционных и изоляционных материалов, приборов для учета расхода энергетических ресурсов и для контроля за их использованием, систем автоматизированного управления энергопотреблением;
- обеспечение точности, достоверности и единства измерения в части учета отпускаемых и потребляемых энергоресурсов.
Кроме этого в ст. 4 Федерального закона «Об энергосбережении» указываются принципы, на которых основана энергосберегающая политика государства. К ним относятся:
- приоритет эффективного использования энергетических ресурсов;
- осуществление государственного надзора за эффективным использованием энергетических ресурсов;
- обязательность учета юридическими лицами производимых или расходуемых ими энергетических ресурсов, а также учета физическими лицами получаемых ими энергетических ресурсов;
- включение в государственные стандарты на оборудование, материалы и конструкции, транспортные средства показателей их энергоэффективности;
- сертификация топливо-энергопотребляющего, энергосберегающего и диагностического оборудования, материалов, конструкций, транспортных средств, а также энергетических ресурсов;
- сочетание интересов потребителей, поставщиков и производителей энергетических ресурсов;
- заинтересованность юридических лиц – производителей и поставщиков энергетических ресурсов в эффективном использовании энергетических ресурсов.
В соответствии с вышеизложенным можно сделать следующие выводы:
- Основополагающая нормативно-правовая база энергосбережения в России создана, хотя она полностью не востребована.
- Энергосбережение – необходимая мера для сохранения тенденции к росту уровня жизни общества. С каждым годом идет наращивание выработки энергии в связи с запросами населения. Без сомнения Россия богатая топливными ресурсами страна, но исчерпаемость их лишь вопрос времени. Кроме этого проблема использования топливных ресурсов тесно связана с вредными выбросами, а, следовательно, с экологией.
1.2.
Состояние энергосбережения
Россия обладает одним из самых больших в мире потенциалов топливно-энергетических ресурсов. На ее территории, занимающей примерно 10% суши Земли с населением всего 2,6% от мирового, сосредоточено свыше 32% разведанных запасов газа, 13% нефти и 16% угля. Ежегодно производство первичных энергоресурсов составляет более 11% от мирового производства.
Для того чтобы достичь уровня жизни стран со средним достатком, таких как Греция, Израиль, Испания (с уровнем душевого ВВП 10-12 тыс. амер. долл.) нужно было бы увеличить душевое энергопотребление как минимум в 2 раза, т.е. с 7 до 14 т.у.т., а для достижения уровня жизни стран Западной Европы и Америки только за счет наращивания энергетического потенциала потребовалось бы увеличение этого показателя до 25-30 т.у.т. (рис.1.).
Анализируя статью Доброхотова В.И. , можно выделить следующий комплекс работ, выполненный за последние несколько лет в России:
- Введен в действие Федеральный закон «Об энергосбережении», реализуется федеральная целевая программа «Энергосбережение России», издан ряд указов Президента и постановлений Правительства Российской Федерации, имеющих прямое или косвенное отношение к рассматриваемому вопросу.
- Выполнены научно-исследовательские работы, позволившие реализовать конкретные проекты, направленные на повышение эффективности использования энергии. Например, такие, как:
- применение турбодетандеров на тепловых электростанциях;
- создание парогазовой установки мощностью 450 МВт (РАО «ЕЭС Росии», АО «Ленэнерго»);
- выполнение высокоэффективной системы автоматического контроля, регулирования и управления насосно-перекачивающей станцией и подпиточными насосами ТЭС (АО ВНИИЭ, НПИК «Энергосбережение-М»);
- создание опытно-промышленнного участка для нанесения энергосберегающих покрытий на стекло для жилых и промышленных зданий, теплиц и транспортных средств.
- Применение энергоаудита на предприятиях и в коммунальном хозяйстве для выявления потерь энергии. В соответствии с Федеральным законом «Об энергосбережении» следует проводить обязательные энергетические обследования предприятий, потребляющих более 60 тыс.
Однако, несмотря на уменьшение энергопотребления, рост энергоемкости продолжается. Энергоемкость современной российской экономики в настоящее время в 3-4 раза превышает уровень, достигнутый в странах Западной Европы и Японии. Это означает, что при прочих равных условиях Россия ежегодно перерасходует 300¸400 млн. т.у.т., экспорт которых обеспечил бы поступление в страну дополнительных 20-30 млрд. долл. в год.
По отраслям экономики потенциал энергосбережения (млн. т.у.т.) складывается следующим образом :
- Промышленность . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150¸190
- Топливно-энергетический комплекс . . . . . . . . . . . . . . . 150¸180
- Коммунально-бытовой сектор . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75¸83
- Транспорт . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42¸56
- Сельское хозяйство . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27¸29
1.3. Энергосбережение в тепловых сетях.
Существенная роль в решении проблемы экономии тепловой энергии принадлежит высокоэффективной тепловой изоляции.
Тепловая сеть является одним из слабых мест системы теплоснабжения. Техническое состояние трубопроводов отражается ни только на затратах эксплуатирующих организаций, но на здоровье и безопасности жителей. Как показывает многолетний опыт эксплуатации, долговечность отечественных тепловых сетей при существующих способах прокладки в 1,5-2 раза ниже, чем за рубежом и не превышает 3 и редко 10 лет, общие потери теплоты при отсутствии качественной тепловой изоляции систем теплоснабжения достигают 20-40% отпускаемого тепла. Это в 3-5 раз превышает аналогичный показатель в развитых европейских странах.
1.4. Централизованное
В последнее время имеют место критические замечания по поводу централизованного теплоснабжения на базе теплофикации – совместной выработки тепловой и электрической энергии. Как основные недостатки отмечаются большие потери в трубопроводах при транспорте тепла, снижение качества теплоснабжения из-за несоблюдения температурного графика и требуемых напоров у потребителей. Предлагается переходить на децентрализованное, автономное теплоснабжение от автоматизированных котельных, в том числе и расположенных на крышах зданий, обосновывая это меньшей стоимостью и отсутствием необходимости прокладки теплопроводов. Но при этом, как правило, не учитывается, что подключение тепловой нагрузки к котельной лишает возможности выработки дешевой электроэнергии на тепловом потреблении. Поэтому эта часть невыработанной электроэнергии должна замещаться производством ее по конденсационному циклу, КПД которого ниже, чем по теплофикационному. Следовательно, стоимость электроэнергии, потребляемой зданием, теплоснабжение которого осуществляется от котельной, должна быть выше, чем у здания, подключенного к теплофикационной системе теплоснабжения, а это вызовет увеличение эксплуатационных расходов.
1.5. Выводы по главе
1. Обзор
литературы показал
2. На
сегодняшний день имеется
3. В настоящее
время ТС представляет собой
сложные системы. Внедрение энергосберегающих
мероприятий и проведение
2 Определение тепловых потерь дома.
План этажей
Исходные данные для определения тепловых потерь таблица 1
Поверхности |
Материалы |
δ,мм |
λ,Вт/м∙к |
Стены |
Брус (из хвойных пород) ДСП |
150 4
|
0.14 0.23
|
|
Пол |
Доска лиственных пород ДСП линолеум |
50 4 6 |
0,147 0.29 0.033 |
Окна |
Пластиковый стеклопакет |
R=0.6 |
|
Потолок |
Хвойная доска Рубероид керамзит |
50 0,003 0,3 |
0.14 0,15 0,21 |
Двери |
Доска хвойн. пород |
50 |
0.14 |
Влажностный режим помещения нормальный, относительная влажность воздуха в помещении 50-60%. Температура внутри помещения равна (180С), а наружная (-260С). Термическое сопротивление при теплопроводности поверхностей: Rвн=0.115 м2К/Вт; Rн=0,043 м2К/Вт.
Определяем площади поверхностей:
-стены Fст= 32(2,4+2.3)=150,4 м2
-окна Fок =10·1.3=13 м2
-двери Fдв =2*0,7*=2,8 м2
-пол Fпол =7.7·7.7=59.29 м2
-потолок Fпот =7,7·7,7=59,29 м2
-стены без окон и дверей Fст=150,4-(13+2.8)=134.6 м2
1) Стены:
Термическое сопротивление стен
Rст=Rвн+δдер./ λдер+ δдвп./ λдвп.+ Rн=
=0.115+0.15/0.14+0.04/0.23+0.
λ-коэффициент теплопроводности, Вт/м·К
δ-ширина материала, м
Тепловые потери стен
Qст=(tвн-tн)/Rст·Fст=(18-(-26)
Добавляем 15% к потерям, т.к. наружные вертикальные и наклонные стены, обращены на север, восток, северо-восток и северо-запад, тогда
Qст=4724,2+708,6=5432,83 Вт
2) Окна:
Термическое сопротивление окон
Rок=0,6 м2К/Вт
Тепловые потери окон:
Qок=(tвн-tн)/Rок·Fок=(18+26)/
Добавляем 15% к потерям, т.к. окна обращены на север, восток, северо-восток и
северо-запад, тогда
Qок=1496+224,4=1720,4 Вт
3) Двери:
Термическое сопротивление дверей
Rдв=Rвн+δд./ λд.+Rн=0.115+0.05/0.2+0.043=0.
Тепловые потери дверей
Qдв.1=(tвн-tн)/Rдв·Fдв=(18+26)
4) Пол:
Термическое сопротивление пола
Rпол=Rвн+δб./ λб+ δп./ λп.+Rн=0.115+0.05/0.147+0,006/
Тепловые потери пола
Qпол..=(tвн-tн)/Rпол·Fпол=(18+
5) Потолок:
Термическое сопротивление потолка
Rпот=Rвн+δд./ λд.+Rн=0.115+0.05/0.14+0,003/
Тепловые потери потолка
Qпот..=(tвн-tн)/Rпот.·Fпот.=(
Тепловые потери дома составляют:
Q=Qст+Qок+Qдв+Qпол+Qпот=5432,
Проверка:
Qд.1=q·V·(tвн-tн)·α/3600=(3.
V-объем дома равен 278.6, м3
q- удельная отопительная характеристика равна 3.1, кДж/(м3чК)
α-поправочный коэффициент равен 1.08 при tн=-260С.
- Определение тепловых потерь птичника.
3.1. Расчет приточного
воздуха для птицеводческих
Птичник рассчитан на 90 тысяч кур, размер 24×90 м, окон 55 размером 1.2×0.8.
-масса курицы(яичного направления) 1.5кг,
-количество кур 90000 тыс.,
-влажность φн=0.8 и φвн=0.7,
-температура tн=-260С и tвн=160С,
-объем помещения V=90×24×3=6480 м3
Количество выпускаемого на 1-ну голову:
-свободного тепла 9.2 Вт,
-углекислоты 2 л/ч,
-водяных паров 5.4 л/ч.
1)Выделение СО2:
LCO2=(n·m·Cпт)/(С1-С2)=(15000·
n-количество птиц,
Сn-количество СО2 выделяемая птицей на 1кг, л/ч·кг
С1-предельно-допустимая концентрация СО2 в помещении равна 2 л/ч
С2-предельно-допустимая концентрация СО2 в атмосфере равна 0.3 л/ч.
m-масса 1-ой курицы, кг
Спт- содержание углекислоты на одну голову, л/ч.
2)Расход воздуха:
Lw=W/(ρ(dвн – dн))=256875/(1.2(9.4-0.4))=
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.
W=Wпт +Wном +Wисп=729000+630000+182250=
Wпт=Σwi·ni·mi=5.4·90000·1.5=
wi- количество выпускаемого на 1-ну голову водяных паров 5.4 л/ч
ni-число птиц
mi-масса одной птицы
Wном=Σрном·ni·(z/24)=240·
Рном- среднесуточный выход помета равен 240 г
z-коэффициент учитывающий для кур 0.7
Wисп=ξ·Wпт=0.25·729000=182250 г/ч
Выбор вентилятора производится по расходу и по напору. Вентилятор выбираем с запасом в 15-20%.
n=Lco2/V=158823/6480=24,5≈25
берем Lсо2 , т.к. max.
3) Расчет шахты:
Принимаем высоту h=3м
Скорость в шахте
Vш=2.2 √h(tвн-tн)/273=2.2√3(16+26)/
Принимаем шахту размером 0.6×0.6=0.36 м2
Суммарная площадь шахт
Fш=Lсо2/(3600·Vш)=158823/(
Число шахт
N=Fш/0.36=82,22≈83 шахт.
3.2.Определение тепловых
Исходные данные для определения тепловых потерь таблица 2
Поверхности |
Материалы |
δ,мм |
λ,Вт/м∙к |
Стены |
Сплошной кирпич
Кирпич пустотелый |
160
120 |
0.12
0.44 |
Утеплитель стен |
Пенопласт ПС-1 |
50 |
0.037 |
|
Пол |
Бетон на гравии
Хвойная доска |
150
60 |
2.04
0.17 |
Окна |
Стекло |
5 |
1.15 |
|
Потолок |
Хвойная доска Энергофол Опилки |
40 4 100 |
0.17 0.038 0.095 |
Двери |
Доска тверд. пород Энергофол |
50 4 |
0.2 0.038 |
Определяем площади поверхностей:
-стены Fст= (90+24)∙3·2=684 м2
-окна Fок =55·1.2·0.8=52.8 м2
-двери Fдв =4·3·2=24 м2
-пол Fпол =90·24=2160 м2
-потолок Fпот =90·24=2160 м2
-стены без
окон и дверей Fст=684-(52.8+
Масса животного на 1 м2 пола 90000·1.5/2160=62,5 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+ δкир.с./ λкир.с.+ δкирп./ λкирп.+ δпен./ λпен.+Rн= =0.115+0.16/0.67+0.12/0.44+0.
λ-коэффициент теплопроводности, Вт/м·К
δ-ширина материала, м
Тепловые потери стен
Qст=(tвн-tн)/Rст·Fст=(16-(-26)
Добавляем 15% к потерям, т.к. наружные вертикальные и наклонные стены, обращены на север, восток, северо-восток и северо-запад, тогда
Qст=12260+1839=14099 Вт
2) Окна:
Термическое сопротивление окон
Rок=Rвн+R2-го стеклопак.+ Rн=0.115+0.44+0.043=0.598 м2К/Вт
Тепловые потери окон:
Qок=(tвн-tн)/Rок·Fок=(16+26)/
Добавляем 15% к потерям, т.к. окна обращены на север, восток, северо-восток и
северо-запад, тогда
Qок=3708+556=4264 Вт
3) Двери:
Термическое сопротивление дверей
Rдв=Rвн+δд./ λд.+ δэн./ λэн.+Rн=0.115+0.08/0.17+0.004/
Тепловые потери дверей
Qдв.=(tвн-tн)/Rдв·Fдв=(16+26)/
4) Потолок:
Термическое сопротивление потолка
Rпот=Rвн+δд./ λд.+ δэн./ λэн.+ δопил./ λопил.+Rн = =0.115+0.04/0.176+0.004/0.038+
Тепловые потери потолка
Qпот..=(tвн-tн)/Rпот.·Fпот.=(
5) пол:
Разобьем площадь пола на три зоны F1 F2 F3
F1=(90·2)·2+(22·2)·2=448 м2
F2=(86·2)·2+(20·2)·2=424 м2
F3=Fобщ-(F1+F2)=2160-872=1288 м2
Термическое сопротивление пола
Rу= Rу+Σδ/λ, м2 К/Вт
Rу1=2.15, Rу2=4.3, Rу3=8.6 м2К/Вт
Rу1=2.15+0.15/2.04+0.06/0.17+
Rу2=4.3+0.541=4.84 м2К/Вт
Rу3=8.6+0.541=9.14 м2К/Вт
Qпол.=(tвн-tн)/Rпол.·Fпол.,Вт
Qпол.1=42/2.69·448=6994 Вт
Qпол.2=42/4.84·424=3679 Вт
Qпол.3=42/9.14·1288=5918 Вт
Qпол.=6994+3679+5918=16591 Вт
Тепловые потери ограждения составляют:
Qогр=Qст +Qок +Qдв +Qпот +Qпол=14099+4264+1380+57057+
Общие тепловые потери птичника:
Qптичника=Qогр.+Qв.+Qисп.-Qпт.
Qв=0.278·L·ρ·Cp·(tвн-tн)=0.
Qисп=0.692·(Wисп+ Wном)=0.692·30375=21019 Вт
Qпт=Σqi·ni=15000·9.2=138000 Bт
Проверка:
Q=q·V·(tвн-tн)·α/3600=(1.53·
4 Определение тепловых потерь п. дубровка.
1. Потери частных жилых домов(
Qд.1=q·V·(tвн-tн)·α/3600=(3.
Для частных домов.9*9*3
Qд.1=q·V·(tвн-tн)·α/3600=(2.6·
Объем одного дома V=353,8 м3, а домов в поселке 36
Qд.=43·8.3=356.9 кВт.
2.Тепловые потери птичников
Qптичника1=q·V·(tвн-tн)·α/
Qптичника=124.921·13=1623.973 кВт.
3.Тепловые потери магазинов
Qм.1=q·V·(tвн-tн)·α/3600=(1.
4.Тепловые потери детских
Qд.с.1=q·V·(tвн-tн)·α/3600=(1.
5.Тепловые потери школы 50*15*5,4=4050
Qш.=q·V·(tвн-tн)·α/3600=(1.63·
6.Тепловые потери почты 9*9*3=243
Qп.=q·V·(tвн-tн)·α/3600=(1.8·
7.Тепловые потери дома
Qд.к.=q·V·(tвн-tн)·α/3600=(1.
8.Тепловые потери конторы 10*10*3=300
Qкон.=q·V·(tвн-tн)·α/3600=(1.
9.Тепловые потери столовой 9*10*4=360
Qс.с.=q·V·(tвн-tн)·α/3600=(1.
10.Тепловые потери мастерских 25*15*5=1825
Qмаст..=q·V·(tвн-tн)·α/3600=(1
11.Тепловые потери интерната 20*10*5,4=1080
Qинт..=q·V·(tвн-tн)·α/3600=(1.
12.Тепловые потери больнице 15*8*4=480
Qшкл..=q·V·(tвн-tн)·α/3600=(1.
Общие тепловые потери поселка
Q =757.56 кВт
Мощность котельной должна быть равной 0,909 мВт (с обеспечением коэффициента запаса 0,2) По стандартам выбираем котельную мощностью 1 мВт
Приложение
Приложение
Таблица 1 значения термического сопротивления тепловосприятию
м2 К/Вт | |
Внутренние поверхности стен, полов, потолков |
0,115 |
Потолки с ребристой поверхностью h/a = 0, 2 – 0,3 (h – высота ребер, а –расстояние между ребрами) |
0,123 |
Потолки с ребристой поверхностью h/a = 0, 2 – 0,3 (h – высота ребер, а –расстояние между ребрами) |
0,132 |
Наружные стены, бесчердачные перекрытия |
0,043 |
Поверхности, выходящие на чердак |
0,086 |
Поверхности над подпольями и подвалами |
0,172 |
Животноводческие и птицеводческие помещения | |
Внутренние поверхности стен при более 80 кг живой массы на 1 м2 пола |
0,085 |
Внутренние поверхности стен при менее 80 кг живой массы на 1 м2 пола |
0,115 |
Чердачные перекрытия или покрытия |
0,115 |

- Определение терроризма
- Определение технических условий и параметров верха земляного полотна по заданным параметрам
- Определение типа производства и основные показатели
- Определение типа производства и основные показатели
- Определение толерантности
- Определение травматического шока
- Определение трансакционных издержек. Рыночные трансакционные издержки, их основные виды и способы их экономии
- Определение таможенной стоимости
- Определение таможенной стоимости товара
- Определение таможенной стоимости товаров, вывозимых с таможенной территории РБ
- Определение твердости металлов методом Бринелля, Роквелла и Виккерса
- Определение твердости металлов по методам Бринелля и Роквелла
- Определение темперамента
- Определение тенденций развития платных услуг в сфере образования на примере республики Дагестан