SEMINARSKI RAD IZ TERMODINAMIKE
Tema : IDEJNI PROJEKAT TERMOTEHNICKIH INSTALACIJA ZA VENTILACIJU HALA FARME TOVA
Student:
Aistent:
Brankica Sundek
Ivan Zlatanovic
Br. indexa: PT10/667
Beograd, 2012
PROJEKTNI ZADATAK
Projekat uraditi u skladu sa vazecim propisima i preporukama za ovakve objekte.
Unutrasnje projektne parametre definisati u skladu sa tehnologijom tova pilica. Sistem ventilacije mora da obezbedi optimalne uslove parametara ambijenta u uslovima toplog I hladnog vremena,a u skladu sa spoljnim projektnim uslovima ,u ovom regionu,tokom cele godine.Sistem mora posedovati mogucnost automatske I rucne regulacije,kako bi odrzavao ujednacenu distribuciju vazduha duz celog objekta,uz kontrolu relativne vlaznosti. Pri projektovanju uzeti u obzir uticajne parametre kao sto su: telesna tezina pilica, brzina strujanja vazduha,relativna vlaga I ambijentalna temperatura. Sistem ventilacije mora: -da obezbedi odgovarajucu kolicinu svezeg vazduha u bilo koje vreme tako da razmena vazduha odgovara potrebama pilica za kiseonikom, -mora da uniformno distriburira svez vazduh bez izazivanja promaje kod mladih pilica, -da regulise ambijentalnu temperaturu, -da izbacuje preteranu vlagu, -da uklanja smrad i otpadne dasove
Kvalitet vazduha se ocenjuje na osnovu zapremine vazduha, amonijaka ,augljen dioksida, ugljen monoksida i relativne vlaznosti vazduha.
OPIS OBJEKTA
Objekat zauzima povrsinu od priblizno 330 m2 (9 17,25x19,1) sa sledecim pripadajucim prostorijama: 1.Glavna hala za tov 1 , p=90,01 m2 2.Magacin za hranu 1 , p=17,19 m2 3.Magacin za hranu 2 , p=26,22 m2 4.Stepeniste, p=12,29 m2 5.Hala za tov 2 , p=88,39 m2
Od navedenih prostorija jedino hala za tov povrrsine 90, 1 m2 izdvojena od ostalih prostorija prostorom za komunikaciju I manipulaciju. MASINSKE INSTALACIJE Idejni masinsk i projekat FARMA TOVA uradjen je u skladu sa vazecim propisima I preporukama za ovakve objekte, te uz konsultacije sa strucnim predstavnicima Investitora. Na osnovu proracuna toplotnog opterecenja objekta utvrdjeni su osnovni kapaciteti instalacija za grejanje I hladjenje I predlozeno idejno resenje sistema ventilacije hala za tov pilica. U prilogu ovog idejnog resenja su prilozeni proracunu gubitka I dobitaka toplote kao I tebele u kojima su preducene rekapitulacije proracuna I energetski bilans objeka.
Kao osnovni energent u masinskim instalacijama koristi se elektricna energija.
SPOLJNI PROJEKTNI PARAMETRI Osnovni klimatsk i parametri nuzni za proracun termickih opterecenja objeketa I pripadajucih termotehnickih sistema su temperatura vazduha, relativna vlaznost, intezitet suncevog zracenja I parametri vetra. U ovom poglavlju specifirani su ti pokazatelji za lokaciju objekta.
OSNOVNI PARAMETRI LOKACIJE OBJEKTA
Osnovni geografski parametri lokacije su:
Geografka sirina Geografska duzina Nadmorska visina
43⁰34' 22⁰15' 176 m
Geografski pokazatelji koristeni su prilikom proracuna vremena pojave i inteziteta suncevog zracenja.Nadmorska visina lokaliteta upotrebljena je za definisanje stvarnih karakteristika spoljneg vazduha, nuznih za pshrometrijska izracunavanja.
Prolikom definisanja inteziteta suncevog zracenja uzeto je u obzir stvarno racunanje vremena.
ZIMSKI PROJEKTNI PARAMETRI •Projektna temperatura spoljnjeg vezduha je -18⁰C.Pri tome je koincidentna brzina vetra 4m/s.
LETNJI PROJEKTNI PARAMETRI -Temperatura vazduhaLetnje projektne temperature vazduha na podrucju lokacije objekta su: •Temperatura suvog termometra
33⁰C
•Odgovarajuca temperatura vlaznog termomerta
22,16⁰C
Buduci da pojedine kopmonente ukupnog rashladnog opterecenja imaju maksimalne vrednosti tokom razlocitog vremena, potrebno je utvrditi godisnji tok promene vrednosti temperature suvog I vlaznog termometra spoljnjeg vazduha. Na osnovu datih projektnih temperatura I maksimalne dnevne oscilacije temperature spoljnjeg vazduha tokom leta od 13.9 K, koriscenjem ASHRAE metodologije,utvrdjene su vrednosti satnih temperatura suvog I
-Intezitet suncevog zracenja-
Intezitet toplotnog fluksa suncevog zracenja nuzno je izracunati za razlicito orjentisane vertikalne povrsine. Pri proracunu vrednosti totalne sunceve radijacije usvojena je vrednost prosecnog faktora refleksije okoline 0.25.
UNUTRASNJI PROJEKTNI PARAMETRI
Za sve prostore , unutrasnji projektni parametri definisani su tehnologijom tova , zrastom jata, minimalno potrebnim kolicinama svezeg vazduha, brzinom vazduha, kvalitetom vazduha I nivoom buke unutar prostora.
*Uticaj temperature prostora u hali na jedinke tova:
12⁰ do 24⁰ C
Opseg temperatura u kojima jedinkama na pada na teret da sopstvenim metabolozmom regulisu telesnu temperaturu.
18⁰ do 24⁰ C
Idealni opseg temperature, tzv. Termoneutralna ili zona komfora.
24⁰ do 29⁰ C
Opseg temperatura u kome se moze primeniti smanjena potrosnja hrane ali jos uvek ne sa negativnim uticajem.
29⁰ do 32⁰ C
Opseg temperatura u kome bi trebalo reagovati pokretanjem sistema za rashladjivanje vazduha u prostoriji.
35⁰ do 38⁰ C
Opseg temperatura loseg komfora za jedinke koji se mora spreciti rashladjivanjem ambijenta. Oseg temperatura koje stetno deluju na tov u slucaju duzeg izlaganja , a u slicaju kvara sistema hladjenja povecati kolicinu vode za pice.
Preko 38⁰ C
Preduzeti hitne mere rashladjivanja prostora kako se opstanak jedinki ne bi ugrozio!
32⁰ do 35⁰ C
UNUTRASNJE PROJEKTNE TEMPERATURE U skladu sa projektnim zadatkom usvojene su sledece unutrasnje projektne temperature: Namena prostora Hala za tov pilica
zima 18⁰ do 24⁰ C
Leto 18⁰ do 24⁰ C
Da bi se postigli rezultati tova, temperatura mora konstantno da se odrzava u okviru tzv.Termoneutralne ili zone komfora pilica, pri cemu treba odrzavati uniformnos temperature duz celog objekta. Termoneutralna zona se menja kako pilici rastu a na nju uticu:
® Telesna tezina ® Ventilacija ( brzina vazduha) ® Unos hrane ® Relativna vlaga ® Ambijentalana temperatura
RELATIVNA VLAGA Sa povecanjem relativne vlaznosti smanjuje se sposobnost smanjuje s e sposobnost pilica da odagnaju toplotu kroz isparavanje. Visoka relativna vlaznost u kombinaciji sa isokom ambijentalnom temperaturom ( na primer 32⁰ C, 90% RH ) je posebno problematicna.Kako pilici stare teko I ovaj efekat postaje gori.Bez adekvatnog gubitka toplote bice ugrozena I sposobnost pilica da kontrolisu svoju unutrasnju telesnu temperaturu I normalne telesne funkcije. Projekat ne tretira apsolutnu kontrolu vlage unutar predmetnihh prostora na poseban nacin iz razloga sto projektna resenja obezbedjuju relativnu vlagu iznad % ( zimski period ) I max.55 % ( letnji period ).
VENTILACIONI KRITERIJUMI Saglasno projektnom zadatku analiza je sprovedena po cetiri ventilaciona kriterijuma K1-K4 , koji su opisani u nastavku.N a osnovu svakog od kriterijuma odredjena je za svakog kolicina vazduha u sistemu ventilacije.
K1.PREPORUCENI MINIMALNI OBROK VAZDUHA PO JEDINICI MASE PILETA ( MOV )
Prvi kriterijum je preporucena minimalna kolicina vazduha prema telesnij masi pilica.Onzirom na to da vremenom masa pilica varira I ova kolicina vazduha ce varirati.Ovu kolicinu vazduha je neophodno ostvariti zbog potebe pilica za kiseonikom. Gustina smestaja jedinki odredjuje ukupan broj jedinki i iznosi 14 kom/m² Preporuke za protok vazduha su prikazane tabelarno.
TELESNA MASA 0,3 do 2,3 kg 2,3 do 5,6 kg 5,6 do 11,2 kg
PROTOK VAZDUHA PO KILOGRAMU TELESNE MASE 1,7 m³/h 1,4 m³/h 1,2 m³/h
K2. PREPORUCENI BROJ IZMENA VAZDUHA U PROSTORIJI ( BIV ) Drugi kriterijum je preporucen broj izmena vazduha u prostoriji u letnjem periodu. Potrebna izmena vazduha definisana je samom zapreminom ventilisane prostorije koja se moze odrediti na osnovu njenih osnovnih dimenzija.
Preporucuje se od 0, 75 do 1,3 izmena vazduha prostorije u minuti vremena, odnosno u proseku 60 izmena / cas.
K3. PREPORUCENA BRZINA STRUJANJA U ZONI PILICA ( BZS ) Treci kriterijum je preporucena brzina strujanja duz pilica. Strujanje vazduha se najcesce ostvaruje u pravcu postavljanja linija hranjenja, sto je I ovde slucaj, tako da je povrsina poprecnog preseka prostorije upravna na pravac linije hranjenja I merodavna za odredjivanje brzine strujanja. Mali pilici su osetljivi na promaju tako da I mala brzina vazuha kao sto je 0,5m/s moze izazvati znacajan efekat kod rashladjivanja kod na primer jednodnevnih pilica.
Maksi malna dozvoljena brzina vazduha duz pilica zavisi od njihove starosti:
Starost pilica 0-14 dana 15-21 dan 22-28 dana 28 dana +
K4. POKRIVANJE TOPLOTNOG OPTERECENJA ( TO )
m/s Miran vazduh 0, 5 0, 875 1, 75-2, 5
Protok vazduha neophodan za eleminisanje toplotnog opterecenja objekta.Preporuke vezane za toplotni fluks kroz spoljasnje pregrade ( omotac prostorije ) moraju biti ispostovane ,narocito za krovnu konstrukciju gde se ne preporucuje veci specificni toplotni fluks od 85 W/m² .
INTEZITET I DINAMIKA PROMENE UNUTRASNJIH PRILIVA TOPLOTE
Unutrasnja opterecenja u objektu su znacajna komponenta rashladnog opterecenja .Za proracun rashladnog opterecenja zanimljivi su intezitet I dinamika promene unutrasnjih opterecenja. Razmatrani su osetni I latentni prilivi toplote. Unutrasnji prilivi toplote uzrokovani su brojem jedinki ,osvetljenjem I radom razlicitih uredjaja. Ukupan broj jedinki u pojedinim prostorima utvrdjen je na osnovu moguceg broja jedinki po metru kvadratnom prostora , odnosno 14 kom/m².Ovde su ispostovani zahtevi projektnog zadatka. Vrsta I broj elektricnih uredjaja kojima su opremljeni pojedini prostori objekta usvojeni su saglasno tehnoloskim podacima. Unutrasnja opterecenja su promenljiva u vremenu .Stoga su definisane dinamike promene unutrasnjih opterecenja.Dinamika promene unutrasnjih opterecenja utvrdjuje deo ukupnog inteziteta pojedinih kategorija koji je aktivan u datom vremenu. Buduci da je mehanizam pretvaranja unutrasnjih opterecenja u rashladno opterecenje razlicit za pojedine vrste unutrasnjih opterecenja, utvrdjene su dinamike promene za svaku kategoriju unutrasnjeg opterecenja.
TERMO – FIZICKE OSOBINE ELEMENATA OMOTACA OBJEKTA
Elementi omotaca bjekta su spoljni zidovi, krov, transparentne povrsine (prozori,vrata,kupole I slicno), kao I podovi. Za proracun toplotnog I rashladnog opterecenja definisane su termo-fizicke osobine spomenutih elemenata konstrukcije objekta.
Podaci o termo-fizickim karakteristikama pojedinih elemenata gradjevinske konstrukcije objekata je dat u spisku unetih pregrada prilozenom u ovom projektu. Posebno su za potrebe proracuna rashladnog opterecenja ,izracunati koeficijenti funkcije transfera svih razmatranih konstrukcija.Koeficijenti definisu dinamicko ponasanje elemenata gradjevinske konstrukcije izlozene spoljnim I unutrasnjim dobicima toplote.
OSNOVNI PODACI O PROSTORIMA Za proracun toplotnog I rashladnog opterecenja , elementi gradjevinske konstrukcije svakog karakteristicnog prostora objekta su detaljno opisani.Osnovni podaci o prostorima ukljucuju I sve faktore koji mogu uticati na vrednost toplotnog I rashladnog opterecenja. Orjentacija I bruto povrsina spoljnih zidova prostora je definisana. Svi otvori, prozori I vrata, locirani na tim zidovima su evidentirani.
Na jednak nacin dati su podaci o krovnoj konstrukciji, ukoliko predstavlja element omotaca tretiranog prostora.
Podaci o unutrasnjim pregradama ,podovima I stropovima,elementima konstrukcije objekta koji tretirani prostor odvajaju od drugih prostora u objektu, u kojima vladaju drugi unutrasnji projektni parametri,posebno su razmatrani.
Za proracun rashladnog opterecenja obradjeni su svi elementi konstrukcije objekta koji uticu na pojavu senke na transparentnim povrsinama omotaca objekta.
Karakteristike unutrasnjih opterecenja svakog prostora te ocekivane dinamike promene ovih opterecenja su specifirani za svaki prostor objekta. PRORACUN TOPLOTNOG I RASHLADNOG OPTERECENJA Proracun toplotnig I rashladnog opterecenja izvrsen je koriscenjem racunskog programa HANIBAL. Proracun je baziran na standardnom ASHRAE pristupu.Osnova proracuna je metod funkcije transfera. Dobijeni rezultati za zimski period su uporedjeni sa rezultatima proracuna uradjenim u skladu sa DIN 4701 (1995). Dobijene vrednosti su prakticno iste.
Za sve prostore I preliminarno utvrdjene zone,proracun je izvrsen za sve mesece u godini. Koristeni su projektni I meteoroloski podaci definisani tackom 3 . tehnickog opisa. Kako pojave vrsnih opterecenja pojedinih prostora nisu koincidentne, opisani pristup proracunu rashladnog opterecenja utice na adekvatno dimenzionisanje svih elemenata sistema objekta I time osigurava smanjenje ivesticionih troskova.
IZBOR SISTEMA Na osnovu rezultata proracuna ukupnog toplotnog I rashladnog opterecenja objekta , te standardno potrebnih kolicina svezeg vazduha, razmotrene su mogucnosti primene razlicitih sistema. Pri analizi mogucih sistema grijanja I klimatizacije objekta u prvom redu je vodjeno racuna o sledecem: -
zahtevima projektnog zadatka tehnoloskim zahtevima projekta zahtevnim uslovima komfora nameni pojedinih prostora ili delova objekta vremenu koriscenja pojedinih prostora I delova objekta dinamici zaposednutosti komletnog objekta I pojedinih delova objekta troskovima eksploatacije troskovima odrzavanja mogucnosti jednostavnog upravljanja izabranim sistemima merama sigurnosti objekta
Nakon analize mogucih resenja ,uvazavajuci sve navedene komponente u objektu projektovani su razliciti sistemi grejanja, hladjenja , klimatizacije I ventilacije. OSIGURANJE TOPLOTNE I RASHLADNE ENERGIJE Kako je uvodom naglaseno , u radu masinskih instalacija koristi se elektricna energija. Elektricni grejaci –kaloriferi obezbedjuju potrebnu toplotnu energiju nuznu za funkcioniranje sistema grejanja objekta. Vrsna toplotna snaga potrebna za grejanje je 107 Kw. Za osiguranje rashladne energije predvidjeni su razmenjivaci toplote stacionirani na mastima resetki za ubacivanje vazduha ,ukupne snage do 10Kw.
SISTEMI DISTRIBUCIJE VAZDUHA -TUNELSKA VENTILACIJA Koncept tunelske ventilacije hale podrazumeva prinudno strujanje ventilacionig vazduha duz ose objekta. Ventilatori za odsisavanje vazduha I resetke za ubacivanje vazduha nalaze se na naspramnim zidovima hale, a strujanje se odvija duz duze ose hale. Ovakav nacin strujanja pospesuje konvektnu razmenu toplote ,sto veoma dobro utice na odstranjivanje stetne vlage iz prostora za tov. Preporuce brzine strujanja u poprecnom preseku hale navedene su u tabeli . Usvojena kolicina vazduha koji struji kroz prostor hale odredjena je razmatranjem CETIRI kriterijuma I usvajanjem opimalne vrednosti na osnovu izracunatih parametara: -
K1. K2. K3. K4.
Preporuceni minimalni obrok vazduha po jedinici mase pileta (MOV) Preporuceni broj izmena vazduha u prostoriji ( BIV ) Preporucena brzina strujanja u zoni pilica ( BZS) Pokrivanje toplotnog opterecenja ( TO )
Dobijeni rezultati I usvojene vrednosti su prikazane u sledecoj tebeli po halama:
Prostorija Povrsina Visina prostorije Zapremina Poprecni presek prostorije Gustina naseljenosti Broj pilica Prosecna masa MOV BIV BZS
Glavna hala tov 1 m² m m³ m² kom/m² kom kg m³/h/kg Izmena/h m/s
Hala tov 2
TO K1 K2 K3 K4
-Protok vazduha -Protok vazduha - Protok vazduha - Protok vazduha
Usvojeni protok vazduha
-
W m3/h m3/h m3/h m3/h m3/h
VENTILATORI
Usvajaju se aksilalni zidni ventilatori sa mogucnoscu stepenaste regulacije broja obrtaja 5 stepena.Protok vzduha koji ventilator ostvaruje u prvom stepenu iznosi oko 10000 m3/h sto zadovoljava osnovni kriterijum o minimalnoj kolicini po jedinki odnosno o preporucenom broju izmena vazduha prostorije.Maksimalni protok ventilatora kao I ostali parametri dat je specifikaciji upotrebljene opreme. Ventilatori se ugradjuju zajedno sa zastitnim resetkama sa obe strane koje se lako skodaju radi ciscenja I odrzavanja.
-
SISTEMI REGULACIJE I UPRAVLJANJA
Senzor vlage I temperature postavljen je u centru prostorije .Zaduzen je za vodjenje sistema ventilacije I upravlja radom I trenutnim brojem obtraja ventilatora.Takodje u slucaju detektovanja kriticnih vrednosti parametara ambijenta salje signal za aktiviranje zvucnog alarma. -
TESTIRANJE, PODESAVANJE I BALANSIRANJE SISTEMA
Svi elementi sistema masinskih instalacija I postrojenja objekta moraju biti testirani , balansirani I podeseni .Potrebno je dokazati kvantitativne performanse opreme I podesiti projektovane parametre opreme. Procedure testiranja ,podesavanja I balansiranja moraju biti saglasne standardima I predvidjenim procedurama. Primopredaja objekta ce biti obavljena na osnovama zahteva ASHRAE ili slicnih standarda.
