3.2.2 畜禽舍采暖热负荷在线视频

大家好

欢迎进入《农业生物环境工程》幕课

下面 我们继续第3部分

农业设施的采暖的学习

今天我们主要学习

农业设施采暖热负荷中的

禽舍采暖热负荷的计算方法

这部分内容与前面所学习的温室类似

我们仍然从热平衡分析

和热收支计算的角度给大家做介绍

假如这是一个畜禽养殖的生产系统

在这个系统中

除了围护结构的墙体

屋顶和地面之外

还有动物 采暖系统 通风系统

以及室内的各种养殖及其他调控设备

下面我们分析一下这个系统中

对热环境产生影响的各项因素

首先

我们知道对环境产生加热作用的因素

这里主要会有动物产生的显热

我们用Qs表示

还有采暖系统的加热量

以及室内各种设备散发的热量

我们分别用Qh和Qm表示

而导致系统热量损失的因素

这里首先是围护结构的传热

我们用Qw来表示

还有通风导致的热量损失

我们用Qv来表示

以及室内湿表面蒸发导致的显热损失

我们用QL来表示

这样我们就可以写出

畜禽舍的热平衡方程了

我们来分一下

在这个平衡方程中

我们知道舍内设备的产热

相对而言比较少

而且从节能的角度

我们也希望

尽可能减少设备运行过程中

不必要的能耗

还有舍内湿表面蒸发消耗的显热

那么这部分

通常跟管理方式和管理水平关系很大

也比较难以估算

但是从生产的角度

大家都会尽可能减少不必要的用水

避免湿度过大

所这部分的量相对也比较小

这样

如果如果将这两项忽略掉

我们就可以得到一个

畜禽舍采暖热负荷的计算公式了

下面

我们就来分析一下

公式中各项的计算方法

首先是动物的产热

动物的产热

与畜禽的种类 体重 采食情况

环境温度以及生产量等因素有关

相关数值

我们可以查阅相关的文献来获得

另外

我们也有一些基于大量试验研究

总结出来的经验计算公式

这部分内容

我们会在禽舍环境调控部分进行介绍

第2部分

就是围护结构传热导致的耗热量

因为畜禽舍围护结构

与民用建筑基本相同

所以 我们可以参考

民用建筑的相关设计规范来进行计算

那这部分耗热量呢

通常包括了基本耗热量和附加耗热量

关于基本耗热量的计算方法

就是我们所学过的

围护结构传热的计算方法

即这个公式

围护结构传热的耗热量

与围护结构的传热系数

室内外温差

以及围护结构的面积成正比

这里比较特殊的

增加了一个围护结构的温差修正系数

关于传热系数

对墙体等外围护结构

我们可以用围护结构

传热阻的倒数来进行计算

在这个公式中

分母所表示的围护结构传热阻

包括了围护结构内表面换热阻

外表面换热阻

以及围护结构本身的热阻

对于地面部分

它的传热情况与墙体和屋顶等

围护结构不同

舍内的热量是通过地面

及土壤向传向室外的

地面的热阻

会随着距离外墙的远近而发生变化

通常靠近外墙的部分

热量通过土壤传到室外的路径较短

热阻较小

也就是传热系数较大

相反 距离外墙较远的地方

传热系数就比较小

一般当距离外墙达到一定距离

比如 说6米以上的时候

传热系数变化就很小了

我们可以认为是常数

基于这样的传热特征

工程上

我们也采用了与温室相类似的办法

即将地面沿于外墙平行的方向

按两米的宽度进行划分

共划分成4个计算区域

并给出每一区域的传热系数

这样计算方法就得到了简化

其中 最外侧的区域

靠近墙角的部分

其吸热面积大于散热面积

基于安全原则

该区域的传热面积

需要计算两次

对于保温地面

采用在非保温地面的基础上

增加保温层的热阻的方法来计算热阻

然后再计算出传热系数

各种保温材料的导热系数

我们可以查阅教材

或者相相关设计手册

所谓围护结构的温差修正系数

这是考虑围护结构

所处位置的一个修正系数

是否修正

判定的原则

就是采暖房间围护结构外侧

是不是与室外空气直接接触

如果是

比如 普通的外墙 屋顶 地面等

就不需要修正

也就是取修正系数取1

但是如果中间隔着不供暖房间

或空间的场合

就需要对耗热量进行修正

通常是下调基本耗热量

前面我们介绍了

围护结构的基本耗热量

下面我们再介绍附加耗热量

所谓的附加耗热

这里考虑了几个影响因素

一 是朝向的修正率

二 是风力附加率

三 是高度附加率

首先我们来看一下朝向修正

这里

是考虑了不同朝向的外围护结构

所受太阳辐射的影响

从这个表中我们可以看出

对于北 东北以及西北朝向的围护结构

主要是墙体

这里给出了0~10%的修正率

即对基本耗热量要适当上调

而对于东 西 南 东南

以及西南朝向的围护结构

这里给出了-5% ~ -30%的修正率

也就是说

对于能够接受到太阳辐射的围护结构

需要将其基本耗热量进行适当下调

第2个是风力附加率

基本耗热量的外表面换热系数

对应的室外风速

约为4米每秒

所以大部分地区是不用修正的

但是

对于建在不避风的高地 河边 海岸

以及旷野上的建筑

或者是城镇厂区特别突出的建筑

要考虑在其垂直外围护结构

基本耗热量的基础上

附加一部分

这部分的附加率可取为

基本耗热量的5%~10%

第3个是高度附加率

这是考虑建筑高度

对外围护结构耗热量影响而增加的修正

根据规范

当房间高度大于4米时

每高出一米的应附加基本耗热量的2%

但是总附加率不超过15%

另外 要注意的是

高度附加率的修正

是对围护结构基本耗热量

和其他附加耗热量总和所进行的修正

将围护结构基本能耗热量

和附加修正率代入公式

我们就可以得到了这样的一个

围护结构耗热量的计算公式了

需要说明的是

对于这个公式

各部分围护结构要分别计算

然后进行累加

对于不同朝向的围护结构

要采用不同朝向的附加率进行修正

但是地面部分

则不需要进行朝向和风力的修正

除此之外

影响围护结耗热的因素

还有一个很重要的

就是通风

通风耗热量的公式

前面我们已经用过

其考虑方法

与温室类似

将所有项汇总

我们就可以得到这样一个

畜禽舍采暖热负荷的计算公式了

下面

我们来总结一下这次课程的内容

在本次课中

我们分析了

畜禽舍建筑热环境的影响因素

比如 动物的产热

围护结构的传热以及通风耗热等

针对这几项影响因素

我们进行了定量分析

给出了计算方法

其中 围护结构的传热

除了要考虑基本耗热量外

还要考虑围护结构的朝向 位置 高度

风力等影响的因素

需要针对不同的情况

进行必要的修正

畜禽舍采暖热负荷计算

是畜禽舍采暖系统设计的一个基础

希望大家能够理解掌握

好 今天的课就讲到这里

谢谢大家