北方养殖厂房空调采暖设计方案和对策

北方养鸡厂房空调采暖设计方案一、工程概况1.1 气候背景该工程主要集中在榆树，该地区气候类型属北寒温带大陆性气候，春季干旱多风，夏季湿热多雨，冬季寒冷枯燥。多年平均气温3.9C,极端最低气温为零下39C,结冻期长达5个月之久。全年盛行西南风，风速季节变化明显，平均 风速4.2m/s,最大风速25m/s。工作地区多年平均降水量 582.6 mm,主要集中在 69月份，本区日照时数约2465小时。夏季那么最高温度到达 33 Co呜汰加.故温胃帔个1品：1-上，仙年强14授甘1周士月3月4月5月*具T月G月白月UA12月弹为西age jT赛3-13 6礼4I.114 T29, 41021 J14. 3(r8-5. 3f 平怕酷不it】:1? 3-7 21 3，*7打326 12T寸第 3前Tn t-o 1-1 4童3 g1. 1,*tO. T2* *14. Ls r峰3)3 6M. 0X-5” 2我3他修性曲fCC)-:4. 1-11 B-1 T也看7 T1% 316 32 1瓦】-10 J19电小JWdE乱垦七1-AT. 1-S3. T一加gr. *4. 6* 37 t-1. 1-!6 5m平均修水*(g*)J 43. 3芋.T4a. 44.4142 I121 2 b2193 61.1一一，汨15 es r5 rG 710 314 21工31. 97 IG QT 2平均国*1 i* 04 74 516t33 * sB T9含. 21.2 厂房背景净尺寸长x宽x高：115mx17mx4.0m1.3 温度要求：根绝养殖鸡的特点(45天的生长周期)：日龄温 度C湿度氨浓度ppm/m3C02浓度 mg/m3通风量m3/h热回收KW鸡舍最大加热量KW -29 C1日-7日35-3150-5515以下150006770.2557.0309.38 日-14日29.450-5515以下1500022307.4187.8514.115-21日26.655-6015以下1500056916479.0930.522-3018-2355-6015以下15000112149943.91638.831-3818-2355-6015以下150001568251319.92287.939-4518-2355-6015以下150001.4 通风的要求：1 .鸡舍通风，能给鸡只提供足够的氧气，排走一氧化碳、二氧化碳、氨气等有 害气体，驱除鸡舍的水汽，控制鸡舍湿度，调节鸡舍温度并有助于控制疾病。设计通风最大值为15万立方米/小时，最小为2000立方米/小时。2 .鸡舍通风不良会增加氨气的含量，对鸡只的安康有很大害处。当氨气浓度超过20Ppm时，就有可能损害鸡只的呼吸道，使鸡只抵抗力降低，给病原的侵入 提供门户，易导致新城疫、慢性呼吸道疾病、气囊炎、肾型传支等病发生，从而 造成死淘率加大，生长抑制，饲料转化率变差。如果氨气浓度超过50ppm时，会鸡只双目失明角膜炎，结膜炎。3 .鸡舍地面上的最正确空气流速取决于当时的温度。如在18.3C 21.1 C的鸡舍温度下，空气流速不应超过9.14m/min ,鸡舍温度增高那么需要较高的空气流速， 温度较低时，那么相反。4 .在通风换气时，要考虑保温和通风的联系，通风时提高舍温度，通风完毕后， 恢复通风前的舍温度。在冬季，加强通风换气，并处理好通风和保温之间的关系， 是减少呼吸道疾病、大肠杆菌病和腹水症的关键措施。不要过于担忧通风会使肉 鸡着凉而无视通风，要改变鸡舍中不利于通风换气的条件。1.5鸡舍采暖空调设计要点该工程采用埋管式地源热泵系统形式，即地源泵机组夏季制冷水，冬季制 热水为空调系统末端提供冷热源，热回收式空气处理机组+鸡舍地板辐射+全空气对流采暖，全方位无死角的为鸡舍提供 18 c以上的新鲜空气，全程保障鸡的 生长过程。系统原理图如下：靖檄曜4联用耀融册帔,融翻的好升寒匕融施研好解耕叔卷解悯阳心蜗明蹴蜘姗M,MR也也强工修题贼翱*姓辿, 蛔t邸曲.卒槌掰明怪屯料，.除恻聒器 讪如此札怦好鞋3中的M%,耕妹 峭理蜂*tank *Wm上院MeWEM林豚昆)ttt：4W轴 jymtw 枫的根蜘口撷邛磔侬臂,猫脚留琳琳.性用朝蟠塔t班二、鸡舍暖通空调设计2.1 当地空调采暖室外设计温度q季大气压力9&51kp3冬季大气压力100,15kPa%气R平均温度26 c览外空调计算部度-299空倡室外讨算博却ft3O.2T最冷月平均相对辕魔747空喝室外计印湿球温度23 4 r3.5m/4采暖室外计算温度-26C3.8nVs室环平均1A速室外平均风速最热门平均和对湿度77%受外通l&tt轩温度20 T2.2 冷热源选择采用埋管式地源热泵的形式。经综合比拟采用该种方式有如下优点：地源热泵系统为绿色节能的一种新型空调采暖形式，近年被广泛应用，地源 热泵系统对于低品位能源的利用比其他方式要高许多。由于鸡的养殖过程根本不连续，也就是说鸡舍里的温度常年要维持在 34 一 18C,而不同的养殖阶段，会需要不同的温度控制，采用地源热泵机组对于 温度控制更加容易、准确。2.3 空气调节系统2.2.1 将每一个鸡舍作为一个空气调节对象，采用全空气系统。由于该地冬季新 回风始差较大，具有相当的热回收意义。即采用全热回收模式，将室外新风同室 回风进展热交换，回收热量后再加热至 18 C再送入室。空调全新风能耗的计算：我仃舞道空间精4胎量与室内外空气强龙、新风量寿因家有美: LjcQx/pC&T其中：U：新风！t n?/5Qc加热新风的负荷. KWM空气雷度.c：空气比热.kj/（ r ）AT：室内机室外空气温君. T从式（1）我扪可以用可F式；Qjc 江 1 pCAT例如：新风量为150000m3h,冬季空调设计温度为一29 C,室送风温度为35 C,可以计算出新风耗热量：Qx=(150000/3600)*1.2*1.01*(35+29)=3232(KW)由此可见如果不对新风进展处理，新风负荷非常之大，这也就是目前养鸡场 能源消耗大的原因。2.2.2 鸡舍气流组织由于采用全空气系统，送往鸡舍空气直接可调节至34-18C,气流组织可采用上送下回，穿插对流。优点如下：1鸡舍空气质量好，空气循环顺畅，没有死角；保温保湿，利于鸡只生长。2解决了鸡舍冬季通风难控制的问题，降低了由于人为调整通风量不当引起的各种疾病；减少因刮风天气的变化对鸡舍侧窗调整的频率。降低工人的 劳动强度。3送风新鲜、温度均匀，防止了鸡群因受冷而引发疾病。【说明】 排风中所含的能量十分可观，加以回收利用可以取得很好的节能 效益和环境效益。三、系统计算3.1 新风全热回收采用2级热回收技术，即一级采用热管式新风热回收，将室外-29C新风经热 回收后温升至0c以上，再进入二级转轮式热回收，可将温度提升至7c左右。3.2 新风加热段所耗热量全热回收后新风温度约在7c左右，假设送风温度18C,那么需地源热泵主机提供加热热量为：150000X 1.01 X11/3600=462KW3.3地板辐射采暖计算根据计算可知，地板辐射采暖承当200KW的热量就可使室维持在29.65 C 03.3 地源热泵主机选型3.3.1 主机制热量要求：根据以上计算系统耗热量相加得单个鸡舍总耗热量 为：地板采暖200KW硼风力口热462KW=662KW3.3.2 主机参考型号选定制冷量：697.2KW 输入功率136.8KW 制热量：704.6KW输入功率：151.4KWA 尺寸4010X 1350X2200mm)3.4 地埋管换热器设计由于该工程未做热响应测试，暂定采用双 U32HDPEH管形式，孔深110米， 埋管间距5米左右，估算单位延米吸热量30W。那么662 X 1.2110/30 X 1000=241孔考虑到冬季热量不平衡，可实际钻孔中放10%的量。四、初投资估算名称规格单位数量单价合价备注697KW台2350000700000备用1 台循环水 泵30KW台415000600002用2备新风全 热交换 器150000m3h台42700001080000处理-29C 新 风地埋管D32M U, 110 米延米27500902475000地板采 暖m2200080160000风系统风机房及送回 风管项1500000500000安装费辅材及人工费项15000005000005475000五、运行费用估算运行费用考虑电耗如下：主机150KWA水泵30KW、新风热回收机组22KW。全年运行365天，每天24小时，电费0.5元/度。由于鸡生长过程中空调系统能耗 一直处于变量状态，我们初步将鸡生长过程以周龄作为能耗系数，即：2周鸡龄全年天数为14X 8=112天，能耗系数25%3周鸡龄全年天数为7X8=56天，能耗系数50%4-5周鸡龄全年天数为14X8=112天，能耗系数75%6-7周鸡龄全年天数为80天，能耗系数100%那么能耗计算：1.150+30X 2+22X4X 112X 24X 25%=200256kw/h2 .150+30X 2+22X4X 56X 24 X 50%=200256kw/h3 .150+30X2+22X4X 112X 24X 75%=600768kw/h4 .150+30X 2+22X4X 80X 24X 100%=572160kw/h总电耗为1573440KW/h电费为786720%养鸡场每年出8批成鸡总计680000只，那么平均每只鸡能源本钱为1.16元六、方案中重点难点问题1、解决新风全热回收由于该工程地处严寒地带，冬季室外气温较低，如果采用直接加热的方式初 投资和运行本钱会非常的高。我们采用新风二级热回收，总回收效率在65%左右, 这样地源热泵主机所要承当的热负荷极大的减少。2、冷热源及空调机房占地该系统以地源热泵主机替代原来的锅炉，并且要在每个机舍旁建新风机房， 由于全热回收机组体积庞大，会增加风机房建筑面积约80m2,同时建筑本钱也会 增加。3、本方案设计计算为单个鸡舍，但实际操作中如果将整个鸡场里假设干个 鸡舍作为空调采暖对象，初投资和运行费用将会更低，系统的利用率也会更高。4、鸡舍送回风系统该系统彻底颠覆了以往传统鸡舍采暖通风形式，以更精准、更科学、更节能 的方式运行，所以对于舍送风回风系统的流速1-1.6m/s、流量(150000m3h)、 流向(穿插对流)都要同鸡的生长过程严密结合，才能到达最正确效果。4、投资回收期限采用地源热泵空调系统+全热回收+地板采暖在造价上要高出锅炉采暖+自然通风 高出3-5倍，但我们通过节省运行费用可以在4年收回初投资。