一、项目概况 1.1 气候背景
该项目主要集中在吉林榆树,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,冬季寒冷干燥。多年平均气温3。9℃,极端最低气温为零下39℃,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㎜,主要集中在6~9月份,本区日照时数约2465小时。夏季则最高温度达到33℃。
1.2 厂房背景
净尺寸(长x宽x高):115mx17mx4。0m 1。3 温度要求:
根绝养殖鸡的特点(45天的生长周期):
日龄 温度湿度% 氨浓度ppm/m3 C02浓度mg/m3 通风量m3/h 热回收KW 鸡舍最大加热量KW(—29℃) (℃) 1日—7日 8日-14日 15-21日 22—30 31—38 39-45
35—31 50—55 29.4 26。6 50—55 55-60 15以下 15以下 15以下 15以下 15以下 15以下 15000 15000 15000 15000 15000 15000 6770。57.0 309。3 25 22307.187.8 514.1 4 56916 479.0 930.5 112149 943.9 1638。8 156825 1319.2287.9 9 18-23 55-60 18—23 55-60 18—23 55-60 1。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,驱除鸡舍内的水汽,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,对鸡只的健康有很大害处。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. 鸡舍内地面上的最佳空气流速取决于当时的温度。如在18.3℃-21.1℃的鸡舍温度下,空气流速不应超过9.14m/min,鸡舍温度增高则需要较高的空气流速,温度较低时,则相反。
4. 在通风换气时,要考虑保温和通风的联系,通风时提高舍内温度,通风完毕后,恢复通风前的舍内温度。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。不要过于担心通风会使肉鸡着凉而忽视通风,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
该项目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+鸡舍内地板辐射+全空气对流采暖,全方位无死角的为鸡舍提供18℃以上的新鲜空气,全程保障鸡的生长过程.系统原理图如下: 二、鸡舍暖通空调设计
2。1 当地空调采暖室外设计温度
2.2 冷热源选择
采用埋管式地源热泵的形式。经综合比较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。
由于鸡的养殖过程基本不间断,也就是说鸡舍里的温度常年要维持在34℃—
18℃,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、精确. 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焓差较大,具有相当的热回收意义。即采用全热回收模式,将室外新风同室内回风进行热交换,回收热量后再加热至18℃再送入室内。 空调全新风能耗的计算:
例如:新风量为150000m3/h,冬季空调设计温度为—29℃,室内送风温度为35℃,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行处理,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 鸡舍内气流组织
由于采用全空气系统,送往鸡舍空气直接可调节至34℃-18℃,气流组织可采用上送下回,交叉对流。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,避免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-29℃新风经热回收后温升至0℃以上,再进入二级转轮式热回收,可将温度提升至7℃左右。
3.2 新风加热段所耗热量
全热回收后新风温度约在7℃左右,若送风温度18℃,则需地源热泵主机提供加热热量为:150000×1.01×11/3600=462KW。
3.3 地板辐射采暖计算
根据计算可知,地板辐射采暖承担200KW的热量就可使室内维持在29。65℃。
3。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+新风加热462KW=662KW
3.3.2 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:151.4KW。尺寸4010×1350×2200(mm)
3。4 地埋管换热器设计
由于该项目未做热响应测试,暂定采用双U32HDPE埋管形式,孔深110米,埋管间距5米左右,估算单位延米吸热量30W。则
662×1.2/110/30×1000=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 主机 循环水泵 新风全热交换器 地埋管 地板采暖 风系统 安装费 规格 697KW 30KW 150000m3/h D32双U,110米 单位 台 台 台 延米 ㎡ 数量 2 4 4 27500 2000 1 1 单价 350000 15000 270000 90 80 500000 500000 合价 700000 60000 备注 (备用1台) 2用2备 处理1080000 -29℃新风 2475000 160000 500000 风机房及送回项 风管 辅材及人工费 项 500000 5475000 五、运行费用估算
运行费用考虑电耗如下:主机150KW、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14×8=112天,能耗系数25% 3周鸡龄全年天数为7×8=56天,能耗系数50% 4-5周鸡龄全年天数为14×8=112天,能耗系数75% 6-7周鸡龄全年天数为80天,能耗系数100%
则能耗计算:1。(150+30×2+22×4)×112×24×25%=200256kw/h 2.(150+30×2+22×4)×56×24×50%=200256kw/h 3.(150+30×2+22×4)×112×24×75%=600768kw/h 4.(150+30×2+22×4)×80×24×100%=572160kw/h 总电耗为1573440KW/h 电费为786720元
养鸡场每年出8批成鸡总计680000只,则平均每只鸡能源成本为1。16元。
六、方案中重点难点问题 1、解决新风全热回收
由于该项目地处严寒地带,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成本会非常的高。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担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80㎡,同时建筑成本也会增加。
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若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、鸡舍内送回风系统
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,所以对于舍内送风回风系统的流速(1—1.6m/s)、流量(150000m3/h)、流向(交叉对流)都要同鸡的生长过程紧密结合,才能达到最佳效果。 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。
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