Рекомендации
по расчету, проектированию и применению систем
электротеплоснабжения животноводческих ферм и комплексов

Рекомендации разработали:

кандидаты техн. наук В.Н.Расстригин и П.Я.Пирхавка, инж. Н.Н.Андреева, канд. техн. наук С.С.Трунов (ВИЭСХ);

инженеры П.П.Антонов, Ю.К.Шевкунов и Д.А.Черепашенец (Гипронисельхоз);

кандидаты техн. наук А.И.Осипов и И.Н.Дехнич (Смоленский филиал ВИЭСХа);

кандидаты техн. наук Ю.А.Меновщиков и В.Н.Делягин (СибИМЭ);

канд. техн. наук Н.С.Канакин (ЭНИН им. Г.М.Кржижановского).

Министерство сельского хозяйства СССР

ВАСХНИЛ Главсельстройпроект

ВИЭСХ Гипронисельхоз

СОГЛАСОВАНЫ

Главным управлением механизации и электрификации МСХ СССР 27 декабря 1982 г.

Главсельстройпроектом МСХ СССР 13 декабря 1982 г.

УТВЕРЖДЕНЫ Министерством сельского хозяйства СССР 28 декабря 1982 г.

В рекомендациях приведена методика расчета максимальных мощностей и годового потребления энергии в основных технологических процессах и производственных помещениях, требования к проектированию электротепловых установок и систем электротеплоснабжения, особенности расчета схем энергоснабжения, методика технико-экономического обоснования эффективности различных систем теплоснабжения, требования к подбору и проектированию систем электротеплоснабжения.

Рекомендации предназначены для использования специалистами проектных, научно-исследовательских, конструкторских и производственных организаций при расчете, проектировании и применении систем электротеплоснабжения животноводческих ферм и комплексов.

1. Общая часть

1.1. Рекомендации распространяются на расчет, проектирование и применение систем электротеплоснабжения при строительстве новых или реконструкции действующих животноводческих объектов.

1.2. Рекомендации разработаны с учетом норм технологического проектирования ферм по содержанию крупного рогатого скота и свиней и отражают специфику расчета, проектирования и эксплуатации систем отопления, вентиляции и теплоснабжения животноводческих помещений с применением электротепловых установок [1-4, 7, 13].

1.3. Настоящими рекомендациями предусматривается обязательное проведение сравнительных технико-экономических расчетов, позволяющих выбрать наиболее эффективную систему теплоснабжения ферм.

1.4. Технико-экономическими предпосылками применения электрической энергии для теплоснабжения животноводческих ферм и комплексов являются:

тенденции развития топливно-энергетического комплекса страны;

особенности ферм как объектов теплоснабжения;

технические преимущества электрифицированных систем теплоснабжения.

1.5. Как объекты теплоснабжения фермы характеризуются значительными колебаниями тепловых нагрузок в течение года и суток, различными режимами потребления теплоты отдельными помещениями и процессами.

1.6. Относительно небольшая тепловая нагрузка ферм (около 1 кВт на голову [3, 4]), низкая среднегодовая загрузка теплогенерирующего оборудования, высокие потери теплоты из-за невозможности точного регулирования ее подачи каждому процессу и помещению, потери топлива при транспортировке по сельским дорогам и хранении приводят к низкой эффективности систем теплоснабжения на базе мелких котельных на твердом топливе [5, 6].

1.7. Возможность вырабатывать теплоту непосредственно в местах потребления с высокой точностью за счет максимальной децентрализации и автоматизации теплогенерирующих установок, сокращение обслуживающего персонала и производственных площадей являются главными преимуществами систем электротеплоснабжения, которые позволяют им, несмотря на высокую стоимость электроэнергии, конкурировать с топливными котельными, работающими на дешевом низкосортном угле.

1.8. Эффективное применение систем электротеплоснабжения (ЭТС) возможно только при максимальном использовании его технических преимуществ.

1.9. При ЭТС особую важность приобретают вопросы снижения максимальных нагрузок и годового расхода теплоты. Техническое совершенство систем ЭТС позволяет удовлетворять тепловые нужды при значительно меньших расходах теплоты, чем при традиционном теплоснабжении.

1.10. Обязательными условиями эффективного применения ЭТС являются децентрализация и автоматизация электротепловых установок, использование иx непосредственно в местах потребления теплоты.

1.11. Расчет и выбор схем теплоснабжения в процессе проектирования рекомендуется выполнять в следующей последовательности:

определить потребность в теплоте по процессам и в целом по объекту (расчетные тепловые нагрузки и соответствующую им годовую потребность в теплоте);

наметить варианты теплоснабжения;

подобрать теплогенерирующие установки по расчетным нагрузкам;

определить приведенные затраты для рассматриваемых вариантов;

разработать вариант с наименьшими приведенными затратами.

1.12. Порядок согласования по применению электроустановок должен соответствовать инструкции [39].

2. Meтодика расчета мощности и годового потребления энергии в технологических процессах и производственных помещениях ферм

2.1. Расчет мощности и годового потребления энергии в тепловых процессах производства служит основой для выбора теплогенерирующего оборудования и последующего расчета схем теплоснабжения.

2.2. Расчет должен начинаться с анализа структуры и режимов теплопотребления отдельными потребителями и технологическими процессами.

2.3. Потребителей теплоты на ферме можно разделить на три вида:

системы обеспечения микроклимата;

системы горячего водоснабжения;

система пароснабжения.

2.4. Помещения ферм, в которых необходимо обеспечить требуемые параметры микроклимата, в соответствия с режимами теплопотребления делятся на три группы:

помещения, в которых теплота расходуется только на подогрев приточного воздуха (помещения для содержания животных);

помещения, в которых теплота расходуется на отопление и периодический подогрев приточного воздуха (молочные блоки, доильные и преддоильные площадки, кормоцеха и др.);

помещения, в которых теплота используется только на отопление (подсобные, вспомогательные и административные).

2.5. Мощность системы электротеплоснабжения и годовая потребность в теплоте принимаются только после тщательного анализа суточного и годового режимов теплопотребления отдельных видов и групп потребителей теплоты.

2.6. Дефицит теплоты в помещениях ()* определяется в соответствии с результатами расчета тепловлажностного баланса этих помещений.

_________________

* Расшифровка условных буквенных обозначений приведена в приложении.

2.7. Балансовые уравнения составляются и решаются по отношению к свободным тепловыделениям животных; учет баланса влаги производится расчетом воздухообмена.

2.8. К источникам теплоты в животноводческих помещениях относится свободная теплота, выделяемая животными ().

К расходной части баланса относятся:

теплопотери через ограждения () - пол, стены, покрытия, ворота, окна;

теплота, теряемая на испарение влаги ();

теплота, необходимая на подогрев приточного воздуха от расчетной наружной до расчетной внутренней температуры ().

2.9. С учетом пп.2.6-2.8, уравнение тепловлажностного баланса запишется в следующем виде:

.                                                         (1)

2.10. Тепловыделения от животных определяются из выражения:

,                                                   (2)

где , принимаются в соответствии с возрастом и весом животных по нормам [8].

2.11. Теплопотери через ограждения определяются из выражения:

                                  (3)

2.12. Минимальное допустимое сопротивление теплопередаче стен и покрытий рассчитывается из условия невыпадения конденсата на их поверхностях в соответствии с нормами [14] по формулам:

;                                                                     (4)

     
,                                                                (5)

где принимается по нормам [15] в соответствии с расчетной температурой наиболее холодных суток для определенного района строительства;

,  принимаются по нормам [9] в соответствии с видом животных, плотностью заполнения помещений, объемно-планировочными и конструктивными решениями.

2.13. Экономически целесообразно при ЭТС увеличивать сопротивление теплопередаче покрытий до уровня 2,5...3,5 °С м/Вт [7].

2.14. При проведении расчетов для реконструируемых животноводческих помещений сопротивление теплопередаче стен и покрытий принимается в соответствии с фактическими теплотехническими характеристиками ограждающих конструкций по выражению:

,                                                                   (6)

где определяется по нормам [14].

Если рассчитанное по формуле (6) термическое сопротивление окажется меньше оптимального, необходимо вычислить толщину дополнительного термоизоляционного слоя и при санитарном ремонте помещения усилить термоизоляцию.

2.15. Сопротивление теплопередаче через пол определяется по зонам в соответствии с нормами [10]:

для I зоны ;

для II зоны ;                                                                              (7)

для III зоны ,

где определяется в соответствии с теплотехническими характеристиками отдельных слоев утепленного пола по нормам [14].

2.16. Сопротивление теплопередаче окон и дверей принимается по нормам [14] в соответствии с их конструктивными особенностями.

2.17. Теплопотери на испарение влаги со смоченных поверхностей пола определяются из выражения:

,                                                  (8)