Особенности расчета геотермальной системы вентиляции

В основе эффективной работы геотермальной системы обеспечения микроклимата лежит способность грунта накапливать энергию и сохранять постоянную температуру, независимо от времени года. Благодаря этому свежий воздух, подаваемый в помещения через проложенные в грунте трубопроводы, нагревается зимой и охлаждается летом. Использование геотермальной системы обеспечения микроклимата для коровника на 400 голов в условиях Зерноградского района является целесообразным при закладке от 64 до 128 воздуховодов длиной по 100 м на глубину 1,6 м [1,2].

600 л

-300 J

Декады года

------- - Тепловая нагрузка коровника .................. - Тепловая нагрузка геотермальной системы при л воздуховодах

Рис. 1. Изменение тепловой нагрузки геотермальной системы при различном количестве воздуховодов

Наличие большого количества воздуховодов позволяет также регулировать величину постоянно меняющегося воздухообмена в коровнике путем вывода из эксплуатации части воздуховодов.

Однако при составлении теплового баланса животноводческого помещения было установлено, что величина требуемого воздухообмена в помещении отличается от количества воздуха, подаваемого по трубопроводам, проложенным в земле и нагреваемым в калорифере.

Требуемое количество воздуха, проходящего по трубопроводам в отопительный период, было определено по величине тепловой нагрузки. Что же касается летнего и переходного периода, то расход воздуха был принят по требуемой кратности воздухообмена по влаговыделениям. Так как эта величина постоянно меняется, то и количество задействованных подземных воздуховодов тоже будет изменяться.

Величина максимального воздухообмена была принята равной среднему значению пиковых воздухообменов м3      м3

£ = 158000 — = 43,8 —.

ч        с

Следовательно, расход воздуха в каждом воздуховоде должен составлять:

где п_воЧд - число воздуховодов.

По данной формуле было определено необходимое количество воздуховодов. График изменения задействованных воздуховодов по декадам года представлен на рисунке 2.

Количество задействованных воздуховодов в процентном отношении от общего числа проложенных трубопроводов представлено на рисунке 3. Кривые, построенные для различного количества всех воздуховодов (64, 80, 96, 112 и 128), слились в одну линию. Таким образом, процент задействованных по декадам года воздуховодов не зависит от их общего количества.

Количество трубопроводов

Рис. 2. Зависимость числа задействованных трубопроводов по декадам года при и воздуховодов

Рис. 3. Изменение количества задействованных трубопроводов в процентах от общего количества

Как видно из анализа рисунка 3, при использовании предлагаемой методики расчета количество воздуховодов, задействованных в отопительный период, не превышает 35% от общего количества. Однако такое количество воздуховодов не может обеспечить требуемый тепловой поток, представленный на рисунке I.

Поэтому для того чтобы обеспечить требуемый тепловой поток, необходимо изменить скорость движения воздуха внутри труб в холодный период года.

Зная требуемый расход воздуха в отопительный период, можно вьғіислить необходимую скорость движения v, At с.

4Д ясР

График изменения скорости движения воздуха внутри труб представлен на рисунке 4.

Рис. 4. Изменение скорости движения воздуха по трубопроводам в зависимости от времени года

Как видно из анализа представленного рисунка, в отопительный период скорость воздуха практически не превышает 4 м/с, что соответствует движению воздуха при естественном побуждении. Поэтому в отопительный период можно не использовать вентиляторы для подачи воздуха, а рассмотреть конструктивное исполнение геотермальной системы подачи воздуха при естественном побуждении.

Таким образом, при эксплуатации геотермальной системы обеспечения микроклимата подачу воздуха в летний период обеспечивают вентиляторы, а в отопительный период требуемое количество воздуха можно подать при помощи средств естественной вентиляции.