CHLAZENÍ MATHEMATICAL CALCULATIONS OF DIRECT ADIABATIC AIRCOOLING SYSTEMS Šleger, V., Neuberger, P. Technical Faculty of the Czech Agricultural University in Prague Kamýcká 129, 165 21 Praha 6 – Suchdol Tel.: +420 2 24383186, e-mail:
[email protected],
[email protected], Czech Republic Abstract Installation of direct adiabatic air-cooling systems in animal housings raises a problem of correct determination of the volume of water used by the system. The paper presents mathematical calculations which enable to simulate the
conditions in an animal house at
maximum summer temperatures. This problem should be investigated separately for individual species and categories of animals. The Mathcad programme used allows one to modify the calculations. Tab. I and II show the necessary proposed increase in relative humidity in the house up to 75%. This value is accepted for layers, for example
by
significantly the temperature of air and the hazard of thermal stress to animals under the conditions of Middle Europe.
Úvod ! " # " $ %! & '" () *" *! $! +", "+ ( + * !* $)!+ () - * ) & ! " ! + " &! ! . " + ",& (# * * -. /012 34351 !$( + '" /67089 Maschinenfabrik GMBH CO. KG (www.lubing.de), :4;<-=28 '" .<02 www.priva.nl . " $! + ' * * ) $! ! ) > * ) ! proudu vzduchu !$ +$) .) > '" !& !) $! > +" ( + * zjednodušenou metodiku. Tato je pro projektanta sice rychlá, ale za provozu nemusí být
& !> #",8e u b e r g e r, Š l e g e ? *>#() )) ( + & ,* + @ *! !* ( +" * (#!$* !$ ) !# $ $)!+ $)! $* *" ! !* ! !" ( @ # *! . $ # "" #" *" + ",& Materiál a metody . > > ! !! +" * * ) * $ A+!+ ! " !*B @ $) # *! B > + ! " + $) *$ &+ % @ $ ( $) ",& 6() ,B ))& (!!+ *) ! $ + B * * ( # "B (C! "(( (!" $ %! !#* " # $"*A+!> +! D ,! !( *$ !#>, ( ( +" !($ software Mathcad (www.mathsoft.com/mathcad/). Program ve verzi 2000 Professional firmy MathSoft je dostupný matematický software v EF tisíc> 1" +!#* (*!!) ) ) !* $" !+" 1,&") ) " B i"( ? "& *) ! &+ "" + !#*B !! ! B !B >+ @$ 1()EFF!! #' ? ' @ " +B ( +B @" +B "!+B @ B ' rovnic (i diferenciálních), pro práci se soubory dat a další funkce. Pro technické aplikace je , &+B&1",&!!! #"&! " ' ! #") kami. # ",&"*(*!'" @',B +">"" !,)! " ;!#>, "C) A ;1)"& +! $ $ +@"B + "& $( + !$ !#>, B ) >$ " 3>$ 1) + > B )"& ) &> # !*,'* $ G e g e r, V r e c i o n 1998). D! # @" !$* ! ( @ # $ # *! *H I38FJFEFH K#> #*$(!L "!$ B I38 MFNKFOM $ (! I$3.
-( HD $* L!!*!$) t ( C )
= 0 .2
0 .4
40 35
0 .6
e
30
0 .8
B
=1
i
25
A
20 15 10 5 0
2
4
6
8
10
12
14
16
18 20 x (g /k g s . v . )
$ ) $* !#> ( *$ $) ! MF FFF () ,B $ # , *$ ( *! "& ! $ reálným objektem, !
+" ! ! " 8 e u b e r g e r, Š l e g e r 1999). Výpis
dokumentu programu 1 !& !$ !* " *$ !#>, "& #>$ 6 $* + (! * konferenci.
! "#$% #"# &' ()'& *+,*-* ,.%& . /*0$1) dané parametry: vyberte z následujícího seznamu !"
seznam: kurice, nosnice, kureci brojleri, kruty tezke, krocani tezci, kruty stredni, krocani stredni kategorie "kureci brojleri nacteno "v poradku" z 6
! ( @(!+,(& kontrola správnosti volby
Z 30000
," #>$) #*!
! *! !#
vyberte typ stáje #$ # "
lehka
......
do 200 kg/m2
stredne tezka tezka
...... ......
typ_staje "lehka" kontrola_zadani "v poradku"
EFF&KFF @P"2 nad 400 kg/m2 volba typu stáje kontrola správnosti volby
vyberte z následujících dvou technologii ustájení "
.......... $) ! B ......... stájení na podestýlce (odchov, výkrm, nosnice)
klece podestylka ustajeni "podestylka" kontrola "v poradku" te 30 oC
volba technologie ustájení kontrola správnosti volby definice jednotek oC 1 kJ 1000 J zvolená letní teplota venkovního vzduchu
e 0.4
relativní vlhkost venkovního vzduchu
i 0.6
"I38 MFNKMOE &! $"A"$ ! ! !*!$)I38 MFNKMOE 1
Qvtr 5 Lhr
" #()"!#, !)
tr 1
L> !!$ *$ +!!* * ( QB $$"B&! $! ! $ "! !*
2 " ' 1 # 1) %! 3 *.) 0+!. ! * ($! * 0/ $1) 0+!. ! + !# 4$12. 0)(* 5+/$ 1 '" 6 78 9:;8<=>? $ ) !#>) R $ $ $* "& 1 !( +>$!#>, !#>$ #! " @ ' H > ( !# (R a &n j !S K
*! #T@ " !#>@ ' ," !! +' regress
n 3
koef regress tlaky 0 tlaky 1 n
n 3 i3 Pa pp´´ ( t) koef i ( t) i 3
definice regresní funkce parciální tlak vodních par
pp t pp´´ ( t)
parciální tlak suchého vzduchu podle Daltonova zákona
psv t pvv pp t
hustota suchého vzduchu ze stavové rovnice
sv t
kontrola hodnot funkcí pro vstupní parametry vzduchu
psv t
rsv( t 273) K
psv te e 96304 Pa kg sv te e 1.11 3 pp te e 1696 Pa
m
výsledky: ! ! !*!,* #!!*( H te 30 oC tA 25.906 oC
e 0.4
teplota a relativní vlhkost vstupujícího vzduchu
A 0.583
teplota a rel. vlhkost po adiabatickém ochlazení
tB 27.301 oC ti 27.301 oC
B 0.537
! ! !*!
i 0.6
teplota a rel. vlhkost upraveného vzduchu ve stáji
kg Mv.max 80.84 s 3 5m
Qv 2.599 10
hr Qc ti 114.575 kW kg Md ti 0.122 s kg Mw 0.132 s pocet 95
> #" ! !* ()"!# ! !* ! + $) #*! produkce vodní páry ( +" &! !( + * /$+*12 $ "#$% +*1& " ! ()'& adiabatické chlazení
Výsledky a diskuse . $!" +" "+ ( + * !* # @ *! ) ! + * ,( ! ! ! !* v dané lokalit ! * (( .) ( " * ! budoucím !*! " "& > > # ! ! ! $) 7O ! ! # () , & ! vlhkosti interiérového vzduchu 60 %, bude výsledný efekt chladicího procesu zanedbatelný. -( #"! ! "!*") ! ) ( 0!$ !# !#>*$ MFFFF B$ # ,B, N , ! * B "A"$ ! ! ! interiéru stáje 60U 3 & +$)! ! " E by ( & & venkovního vzduchu >) MFoV . $! ! !*E oV $* & +" ! !" * > # ( @ # $, ! stáje. 7"O * !&! & ! ! +*($ $ "& +" L *! "O ! ! ! + & N UB * $"! ! !*te = 30 oV & &Ntab II). Relativní ! N U + i = 23 oC pro kategorii nosnice literatura (K o š a 1987). ( 0HD +!> +" * * ! ! JFU!$) .,
.>
te
e
i
vzduchu
ti
tA
A
trysek
oC
%
%
kg.s-1
oC
oC
%
ks
25
58
60
81
26,4
24,8
58,9
5
26
56
60
81
27,0
25,5
58,5
12
27
53
60
81
27,4
26,0
58,2
24
28
49
60
81
27,5
26,1
58,1
44
29
45
60
81
27,5
26,2
58,1
66
30
40
60
81
27,3
25,9
58,3
95
31
34
60
81
26,7
25,2
58,7
135
V tab. I a II uvedené symboly znamenají: te teplota a e ! ! ! ) !*Bi teplota a i relativní vlhkost upraveného vzduchu ve stáji, tA teplota a A relativní vlhkost po adiabatickém ochlazení vzduchu rozprášenou vodou (viz obr.1). ( 00HD +!> +" * * ! ! NU!$) .,
.>
te
e
i
vzduchu
ti
tA
A
trysek
oC
%
%
kg.s-1
oC
oC
%
ks
25
58
75
81
23,9
21,8
78
76
26
56
75
81
24,5
22,4
78
84
27
53
75
81
24,8
22,8
77
98
28
49
75
81
24,9
23,0
77
118
29
45
75
81
25,0
23,0
77
139
30
40
75
81
24,8
22,8
77
168
31
34
75
81
24,2
22,1
78
207
@3 . $! +" "+ ( + * !* ! $) ) z,!,* #" ,"* ! * @*! Pro minimalizaci vlivu biolo@ # > # ! !* ! $) ) i & * ( ) " +! !&!"A"$ "& !#" !*!$) ." !& + @"B # !$* * @ + ( () " !$ ! + !* > " !B * ! > +" "+ adiabatického chlazení vzduchu pro teplotní maxima venkovního vzduchu. Volbu teploty, + ( +" * B ) " @ $ + klimatizace. D! + '!+ "&T) ) "' !*, $ *! !#* ,!#* "
Souhrn 0 +", "+ ( + * !* ! $)!# () s( $ ( +" $! + " *!$ " &! *$ + ! ! $ #"" #!#>"&T)" !$ " !*$) letních teplotních maximech. D " ! #!$ ) !# , @ .&# program 1!!$ " "' !#> ( 0 II. dokumentují nutný !*, $!!+ ! ! ! + $) & N U . o š a " $ %! ) !#* ) " & !** +*! Literatura B Stroje a zariadenia v hydinárstve. 1. vyd. Bratislava: Príroda, 1987, 374 s. Neuberger, P., Šleger, V., Adamovský, R. The stables input air stream processed by adiabatic process. In IBMER. III. Wykorzystanie energii odnawialnej w rolnictwie. Warszawa, IBMER, 1999, p. 219-223. <& )!SB Termodynamické . 1. vyd. Bratislava: Alfa 1984, 313 s. 63-012-83. Šleger, V., Vrecion, P. Mathcad 7. 1. vyd. Praha: Haar International, 1998, 157 s. ISBN 80-206-0434-0. Kontaktní adresa Ing. Vladimír Šleger, CSc. Ing.Pavel Neuberger Technical Faculty of the Czech Agricultural University in Prague Kamýcká 129, 165 21 Praha 6 – Suchdol Tel.: +420 2 24383186, e-mail:
[email protected],
[email protected] Czech republic
