Главная Коллекция "Revolution" Сельское, лесное хозяйство и землепользование Расчёт объёма вентиляции и теплового баланса животноводческих помещений

Расчёт объёма вентиляции и теплового баланса животноводческих помещений

Расчет объема вентиляции по углекислому газу и влажности. Основные источники накопления влаги в воздухе животноводческих помещений. Роль влажности воздуха в терморегуляции организма животных. Анализ теплопотерь через ограждающие конструкции коровника.

Рубрика Сельское, лесное хозяйство и землепользование
Вид курс лекций
Язык русский
Дата добавления 11.11.2017
Размер файла 104,1 K
рефераты на заказ со скидкой

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

42

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра паразитологии, микробиологии, эпизоотологии,

зоогигиены и ВСЭ

ДС.04/ ОПД.Ф.10 Зоогигиена с основами проектирования

животноводческих объектов

Расчёт объёма вентиляции и теплового баланса животноводческих помещений

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Специальности 110401 Зоотехния

111201 Ветеринария

Уфа 2010

УДК 631.2:628.8

ББК 40.8

М 54

Рекомендовано к изданию методической комиссией факультета ветеринарной медицины (протокол № 5 от 18 января 2010 г.)

Составители:доктор с.- х. наук, профессор Е.П. Дементьев

канд. ветер. наук, доцент В.А. Казадаев

канд. ветер. наук, доцент Е.В. Цепелева

ст. преподаватель А.М. Синягин

Рецензент: доктор ветеринарных наук, профессор Кирилов В.Г.

Ответственный за выпуск: зав. кафедрой паразитология, микробиологии, эпизоотологии, зоогигиены и ВСЭ доктор биол. наук, профессор А.В. Андреева

ВВЕДЕНИЕ

Основными факторами, определяющими пригодность воздуха помещений для животных, является температура, относительная влажность, содержание вредных газовых примесей, пылевая и микробная загрязненность.

Оптимальный микроклимат в зоне размещения животных должен обеспечиваться в холодное время года системами вентиляции и отопления зданий, которые следует принимать в эксплуатацию в соответствии со СНиП 11-99-77. В холодный период года воздухообмен в животноводческих помещениях должен осуществляться вентиляцией с принудительным побуждением, в теплый - смешанной системой вентиляци. Во всех случаях необходимо предусматривать создание в помещениях избыточного давления для исключения неогрганизованного притока и инфильтрации наружного воздуха путем превышения притока над вытяжкой на 10-20%.

Системы вентиляции и отопления следует рассчитывать в зависимости от заданных параметров внутреннего и наружнего воздуха, тепло -, влаго- и газовыделений в помещениях, тепла солнечной радиации и теплопотерь через ограждающие конструкции, исходя из условий обеспечивания заданного микроклимата и чистоты воздуха.

Объем воздухообмена должен быть рассчитан для каждого помещения, так как излишний объем вентиляции может способствовать снижению температуры воздуха в помещении ниже нормы, а недостаточный воздухообмен не обеспечит удаления из помещения образующих водяных паров и вредных газов. За основу расчетов объема воздухообмена животноводческих помещений принимают, в зависимости от зоны страны, содержание в воздухе углекислоты, водяных паров или тепловыделений. Для холодного и переходного периодов года воздухообмен следует расчитывать по водяным парам с проверкой на углекислый газ, для теплого - по теплоизбыткам с проверкой на влажность. В помещениях для цыплят во все сезоны года - по углекислому газу с проверкой на теплоизбытки или теплонедостатки.

За расчетный принимают наибольший воздухообмен, по которому проектируют систему вентиляции.

При расчете тепло -, влаго- и газовыделений животных учитывают их живую массу и продуктивность (см. Приложение 1).

Если эти показатели не совпадают с табличными данными, расчет производят методом интерполяции (см. Приложение 2). Если совпадают только показатели живой массы коров, тогда в соответствии с табличными данными делается поправка на 1 литр молока: по выделению углекислоты - на 6,65 л/ч, по выделению водяных паров на 14 г/ч, по тепловыделению - на 25 ккал/ч.

1. РАСЧЕТ ОБЪЕМА ВЕНТИЛЯЦИИ ПО УГЛЕКИСЛОМУ ГАЗУ

Для определения объема вентиляции по содержанию углекислоты пользуются формулой:

, (1)

где: L - часовой объем вентиляции или количество свежего воздуха, которое необходимо ежечасно подавать в помещение для поддержания допустимой концентрации углекислоты, м3/ч;

К - количество углекислого газа, которое выделяют все животные, содержащиеся в помещении, за 1 ч, л;

С1 - допустимое количество углекислого газа в 1м3 воздуха помещения - 2,5 л/м3 или 0,25 %;

С2 - количество углекислого газа в 1м3 атмосферного воздуха - 0,3 л/м3 или 0,03 %.

1.1 Пример расчета вентиляции по углекислоте

ЗАДАЧА. В коровнике длиной 72 м, шириной 21м и высотой 3 м размещены 200 коров, из них 20 коров живой массой 400 кг и удоем 10 л, 50 коров живой массой 500 кг и удоем 10 л, 80 коров живой массой 600 кг и удоем 15 л, 20 коров живой массой 400 кг стельных сухостойных и 30 коров живой массой 600 кг стельных сухостойных. Температура воздуха в помещении + 10°С, наружного - 5° С, высота вытяжных труб - 7м, относительная влажность в помещении - 70 %. Внутренняя кубатура помещения - 4536 м3.

Необходимо определить:

1) часовой объем вентиляции в данном коровнике по углекислому газу;

2) кратность воздухообмена в помещении за час при найденном объеме вентиляции;

3) необходимую общую площадь сечения вытяжных труб и приточных каналов, обеспечивающих расчетных объемов вентиляции, а также их количество: Nв и Nп.

РАСЧЕТ. В воздух помещения за 1 час животные выделяют следующее количество углекислоты (см. Приложение, табл. 14).

126 л/ч Ч 20 коров живой массой 400 кг, удоем 10л =2520 л/ч

142 л/ч Ч 50 коров живой массой 500 кг, удоем 10л =7100 л/ч

171 л/ч Ч 80 коров живой массой 600 кг, удоем 15 л =13680 л/ч

118 л/ч Ч 20 коров живой массой 400 кг стельные сухостойные =2360 л/ч

152 л/ч Ч 30 коров живой массой 600 кг стельные сухостойные =4560 л/ч

Итого: 30220 л/ч

Таким образом, все животные за 1 час выделяют 30220 л углекислоты.

Подставляя полученные данные в формулу 1, получим:

3736,36 м3/ч

Частоту или кратность обмена воздуха в помещении определяем путем деления часового объёма вентиляции (1) на внутреннюю кубатуру помещения (V):

Кр = 13736,36: 4536 = 3 раза в час

Кратность воздухообмена в помещении должна быть не более 5 раз в час. При увеличении кратности воздухообмена, возникающие в помещении сквозняки, отрицательно сказываются на здоровье животных.

Определяем общую площадь сечения вытяжных каналов, которая обеспечит расчетный объем вентиляции.

Расчет производим по формуле:

, (2)

где: SB - искомая площадь сечения вытяжных каналов, м2;

L - расчетный объем вентиляции, м3/ч;

v - скорость движения воздуха в вентиляционном канале, м/ч;

(см. Приложение, табл. 10). При Дt = 15°C и высоте вытяжной трубы 7м v = 1,34 м/с;

t - расчетное время, 3600 сек.

Подставив данные в формулу, 2 получим:

м2

Если площадь сечения одной вытяжной трубы принять равной 0,81 м2

(0,9 м Ч 0,9 м = 0,81 м2), тогда количество вытяжных труб будет:

Nв = 2, 85: 0, 81 = 3, 52 ? 4 трубы

При определении общей площади сечения приточных каналов исходят из того, что составляет 80 % (0,8 части) от площади сечения вытяжных каналов

тогда,

Sп = 3 м2 Ч 0, 8 = 2, 4 м2.

Если принять, что площадь сечения одного приточного канала равна 0,09 м2 (0,3м Ч 0,3м), тогда количество их будет:

Nп = 2,4 : 0,09 = 26,6 ? 27 штук.

Объем вентиляции, рассчитанный по содержанию углекислоты, в большинстве случаев оказывается недоступным для удаления образующихся в помещении водяных паров. Поэтому расчеты вентиляции лучше вести по влажности воздуха.

Контрольные вопросы:

1) Основные факторы, определяющие пригодность воздуха помещений для животных.

2) Значение углекислоты в гигиенической оценке воздуха помещений для сельскохозяйственных животных.

3) Предельно допустимые количества углекислоты в воздухе помещений животных.

4) Нормы воздухообмена в помещениях для видов сельскохозяйственных животных.

2. РАСЧЕТ ОБЪЕМА ВЕНТИЛЯЦИИ ПО ВЛАЖНОСТИ

Степень влажности воздуха в животноводческих помещениях имеет исключительно важное значение в создании нормального и здорового микроклимата для животных. При низкой температуре воздуха в сырых помещениях животные переохлаждаются и, как следствие этого, появляются простудные заболевания, главным образом у молодняка.

Водяные пары поступают в животноводческое помещение при дыхании животных и испарение воды с поверхности кожи, это основной источник - до 75% общего количества влаги в помещении. Дополнительно, влага поступает с поверхности пола и других ограждающих конструкций, а также с атмосферным воздухом (см. Приложение, табл. 8). Часовой обмен вентиляции по влажности рассчитывают в переходные периоды года - в марте или в ноябре, когда влажность атмосферного воздуха довольно высокая, а температура не позволяет усилить вентиляцию путем открытия окон и дверей. Расчет ведут по формуле:

,(3)

где: L - часовой объем вентиляции, необходимый для поддержания влажности воздуха помещения в пределах оптимальных норм

(70 - 80 %), м3/ч ;

Q - количество влаги, выделяемой животными плюс испарения

с поверхности пола и других ограждающих конструкций, г/ч;

q1-абсолютная влажность воздуха помещения при оптимальных относительной влажности и температуре воздуха, г/м3

q2 - абсолютная влажность вводимого в помещение атмосферного воздуха, в переходный период года (см. Приложение, табл. 20). Для условий г. Уфы этот показатель составляет 2,65 г/м3.

2.1 Пример расчета объема вентиляции по влажности

По аналогии расчета объема вентиляции по углекислоте, определяем количество водяных паров, выделяемых всеми животными, размещенными в приведенном выше коровнике (Приложение, табл. 14).

404 г/ч Ч 20 кров живой массой 400 кг удоем 10 л = 8080 г/ч

455 г/ч Ч 50 коров живой массой 500 кг удоем 10 л = 22750 г/ч

549 г/ч Ч 80 коров живой массой 600 кг удоем 15 л = 43920 г/ч

380 г/ч Ч 20 коров живой массой 400 кг стельные сухостойные = 7600 г/ч

489 г/ч Ч 30 коров живой массой 600 кг стельные сухостойные = 14670 г/ч

Итого: 97020 г/ч.

Таким образом, все животные за 1 час выделяют в помещение 97020 г водяных паров.

Дополнительно с пола и других влажных поверхностей (кормушки, поилки и др.) за 1 час поступает примерно 10 % от общего количества влаги, выделенной животными, что составляет 9702 г/ч, следовательно, в помещение ежечасно поступает влаги 106722 г/ч = 97020 + 9702.

Для расчета абсолютной влажности воздуха помещения (q1) по таблице максимальной упругости водяных паров (см. Приложение, табл. 9) находим, что максимальная влажность воздуха при + 10°С равна 9,17, а относительная влажность в коровнике должна быть 70 %.

Составим пропорцию:

9,1 - 100 q1 = (9,17 Ч 70) : 100 = 6,42 г/м3

q1 - 70

Абсолютная влажность вводимого в помещение атмосферного воздуха (q2) при температуре около минус 5°С в зоне г. Уфы составляет 2,65 г/м3 (см Приложение, табл. 20).

Подставив данные в формулу (3) для определения часового объема вентиляции, получим:

Lн2о = = 28308,22 м3/ч

По аналогии с первым вариантом (по СО2) определяем кратность воздухообмена за час:

Кр = 28308,22: 4536 = 6 раз в час

Общую площадь сечения вытяжных труб получим по формуле 2:

м2,

а приточных:

Sп = 5,86 Ч 0,8 = 4,7 м2

Так же, как и по СО2, определяем количество вытяжных и приточных каналов:

вытяжных Nв = 5,83: 0,81 = 7 труб;

приточных Nп = 4,7: 0,09 = 52 канала

Из расчета объема вентиляции по углекислоте видно, что часовой обмен воздуха в данном коровнике должен соответствовать 13736 м3/ч, тогда как при расчете по водяным порам он составляет 28308,22 м3/ч. Таким образом, объем вентиляции, рассчитанный по углекислоте, явно недостаточен, так как при нем влажность воздуха в коровнике будет намного превышать зоогигиенический норматив.

Пользуясь формулой , можно установить содержание влаги в данном коровнике при условии обмена воздуха, рассчитанного по углекислоте.

Подставив все полученные данные в формулу, получим абсолютную влажность воздуха в коровнике (q1)

13736,36 = 106722: (q1 - 2,65),

отсюда q1 = (106722: 13736,36) + 2,65 = 10,41 г/м3

Из полученных данных видно, что абсолютная влажность воздуха в коровнике при условии обмена воздуха в нем, рассчитанного по углекислоте, будет равна 10,41 г/м3. Так как при температуре воздуха в коровнике +10°С влажность при максимальном насыщении достигнет 9,17 г/м3, то относительная влажность составит:

х : 100 =10,39 : 9,17

отсюда х = (100 Ч 10,41): 9,17 = 113 %

Таким образом, воздух в коровнике при часовом объеме вентиляции, рассчитанном по углекислоте, будет полностью насыщен водяными парами, и часть влаги выпадает в виде конденсата на холодных поверхностях ограждающих конструкций здания.

2.2 Контрольные вопросы

1) Основные источники накопления влаги в воздухе животноводческих помещений

2) Значение влаги в гигиенической оценке воздуха животноводческих помещениях

3) Роль влажности воздуха в терморегуляции организма животных

4) Предельно допустимое количества влаги в воздухе помещения

3 РАСЧЕТ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ПОМЕЩЕНИЙ

Создание нормального температурно-влажностного режима в помещениях для животных в различные периоды года решается главным образом путем расчета теплового баланса помещений.

Данными теплового баланса корректируются также расчеты воздухообмена, особенно в не отапливаемых помещениях. Недостаток тепла для обогрева поступающего наружного воздуха, внутреннего оборудования и ограждающих конструкций зданий может привести к снижению температуры воздуха помещений, к конденсации влаги на внутренней поверхности ограждений. Правильно рассчитанный тепловой баланс помещения позволяет заранее предвидеть и своевременно принять меры к утеплению помещения, регулированию вентиляции.

Расчеты теплового баланса помогают выявить качество отдельных ограждающих конструкций. На данных теплового баланса основывается выбор того или иного устройства всех ограждающих конструкций при проектировании и строительстве, а также выбор обогревательных установок и расчет их количества.

Охлаждение воздуха в помещениях для сельскохозяйственных животных зависит от общей площади поверхности зданий, толщины стен и покрытий, от качества строительных материалов ограждающих конструкций, от разности температур воздуха помещения и атмосферного воздуха, от расположения здания по отношениям сторонам света и господствующим ветрам, от количества холодного воздуха, поступающего в помещение.

Для расчета теплового баланса помещения необходимо знать величину господствующего тепла в помещение и величину расхода тепла.

Поступление тепла в помещение зависит от количества его, выделяемого животными, отопительными и электрическими приборами и оборудованием, осветительной аппаратурой. В летний период года важным источником тепла является солнечная радиация.

Расход тепла определяется расходом его на нагревание вентиляционного воздуха, обогрев ограждающих конструкций здания, тепла, необходимое на испарение влаги с пола, кормушек, оборудования и конструкций здания. Для расчета теплового баланса пользуются формулой:

Qж= Дt(0,24G + УKS) + Wзд ,(4)

где Qж - поступление свободного тепла от животных, кКал/ч;

Дt - разность между оптимальной температурой воздуха помещения и среднемесячной температурой наружного воздуха самого холодного месяца зоны, °С;

G - количество воздуха, удаляемого из помещения или поступающего в него в течении 1 ч, кг;

0,24 - количество тепла, необходимое для нагрева 1 кг воздуха на 1°С, кКал/кг·град;

К - коэффициент теплопередачи через ограждение конструкции, кКал/м2 · ч · град (см. Приложение, табл. 21, 22);

F - площадь отдельных ограждающих конструкций, м2;

У - показатель суммирования произведений КF;

Wзд - расход тепла на испарение влаги с поверхности пола и других ограждений, кКал/ч.

3.1 Пример расчета теплового баланса

В коровнике размером 72м х 21м х 3м, в котором рассчитывали вентиляцию, стены из обыкновенного красного кирпича на тяжелом растворе толщиной в 2 кирпича, штукатурка внутренняя односторонняя толщиной 1,5см. Перекрытия чердачного типа из железобетонных плит с утеплителем толщиной 250мм. Покрытия - волнистые асбест - цементные листы по обрешетке. В коровнике 36 окон размером 1,8 Ч 1,5 с двойным раздельным остеклением и 4 деревянных сплошных ворот с тамбуром размером 3 х 2,7. Общая площадь оконных проемов - 97,2м2 (1,8 Ч 1,5 Ч 36), ворот - 32,4м2 (3 Ч 2,7 Ч 4).

Определяем поступление тепла в помещение от животных

(Прилжение, табл. 14):

605 кКал/ч Ч 20 коров живой массой 400 кг удоем 10л = 12100 кКал/ч

682 кКал/ч Ч 50 коров живой массой 500 кг удоем 10л = 34100 кКал/ч

623 кКал/ч Ч 880 коров живой массой 600 кг удоем 15кг = 65840 кКал/ч

569 кКал/ч Ч 20 коров живой массой 400 кг стельной сухости = 11380 кКал/ч

733 кКал/ч Ч 30 коров живой массой 600 кг стельной сухости = 21990 кКал/ч

Итого: 145410 кКал

Таким образом, от всех животных в помещение поступает свободного тепла (Qж) 145410 кКал/ч.

Приход тепла в помещение от других источников - электромоторов, электролампочек незначителен, поэтому в расчет не принимается.

Приход тепла от солнечной радиации в зимний период небольшой, поэтому также не учитывается.

Используя правую часть формулы 4, определяем расход тепла помещения:

Теплопотери на обогрев вентиляционнго воздуха проводим по формуле:

Qвент = 0,24ДtG,(5)

где G часовой объем вентиляционного воздуха в январе (см. расчет объема вентиляции по влажности и Приложение, табл. 19) составляет 22050 м3.

Чтобы рассчитать потери на нагревание этого объема воздуха, необходимо объемные единицы перевести в весовые: 1 м3 воздуха при температуре +10°С и среднем барометрическом давлении 755мм рт. ст. (см. Приложение, табл.23) весит 1,239 кг, следовательно 22050 м3 будут весить 27319,95 кг. На нагревание 1 кг воздуха на один градус затрачивается 0,24 кКал тепла, а на весь объем вентиляционного воздуха будет затрачено 6556,78 кКал. Если учесть, что среднемесячная температура января в зоне Уфы -14,6°С, а оптимальная температура в коровнике +10°С, то разность температур составит 24,6°С. Таким образом, расход тепла на вентиляцию составит 161296,78 кКал/ч (6556,78 Ч 24,6).

Потери тепла через ограждающие конструкции здания (ДtУKS) определяется с учетом условных коэффициентов теплопередачи (К усл.) разной величины, означающих количества тепла, передается через 1м2 поверхности ограждения в течение 1 часа при разности температур в 1°С, кКал/час·м2·град.

Потери тепла через неутеплённые полы рассчитываются с учётом условных двухметровых зон, начиная от внутренней поверхности стен. Всего существует четыре условных зоны. Коэффициент теплопередачи для первой зоны равен 0,4, для второй - 0,2, третьей - 0,1 и четвёртой - 0,06.

Теплопотери через полы, расположенные на лагах, определяют так же, как и через не утепленные полы, но с коэффициентом 0,8.

В помещении, взятом нами для примера, внутренняя длина 68 м. Расчет потерь пола через пол будет следующим:

Площадь 1 зоны = 68м Ч 2м Ч 2 + 21м Ч 2м Ч 2 = 356 м2, Кусл. = 0,40.

Потери тепла через пол 1 зоны составляют 356м2 Ч 0,40 = 142,4 кКал/ч·град.

Потери через 2 зону:

((68 м - 4 м) Ч 2 м Ч 2 + (21м - 8 м) Ч 2м Ч 2) Ч0,2 = 61,6 кКал/ч/град.

Теплопотери через 3 зону:

((68 м - 8 м) Ч 2 м Ч 2 + (21м - 12 м) Ч 2 м Ч2) Ч 0,1 = 27,6 кКал/ч/град.

Теплопотери через 4 зону:

(68 м - 12 м) Ч (21м - 12 м) Ч 0,06 = 30,24 кКал/ч/град.

Таким образом, теплопотери и через пол составляют:

142,4 + 61,6 +27,6 +30,24 = 261,84 кКал/час.

Для определения потерь тепла через потолок надо определить его площадь. В стойловом помещении она равна площади пола, т.е. 1428м2 (68 м Ч 21м). Учитывая, что помещение чердачного типа, перекрытия из железобетонных плит с утеплением толщиной 250 мм, коэффициент общей теплопередачи (К) равен 0,77 кКал/час•м2•град (см. Приложение, табл. 21). Зная площадь потолка и коэффициент теплопередачи, можно определить потери тепла (КF) через потолок: 1428 Ч 0,77 = 1099,56 кКал/час.

Коэффициент общей теплопередачи через окна в нашем примере равен 2,3 кКал/час•м2•град (см. Приложение, табл. 21), а площадь оконных проемов - 97,2м2, (1,8 Ч 1,5Ч 36), отсюда теплопотери через окна составляют 223,56 кКал/час (977,2 Ч 2,3).

Аналогично рассчитываются потери тепла через ворота: 32,4м2 Ч 2,0 кКал/ч•м2•град = 64,8 кКал/час.

При расчете потерь тепла через стены учитывают «чистую» площадь стен с вычетом площади окон и ворот:

Площадь стен (68 м Ч 3) Ч 2 + (21м Ч 3 м) Ч 2 - (97,2 м2 + 32,4 м2) = 404,4 м2. Коэффициент теплопередачи через 1м2 стены из обыкновенного «красного» кирпича на тяжелом растворе толщиной в два кирпича с односторонней штукатуркой при разнице температур внутри помещения и вне его в 1єС - 1,06 кКал/час•м2•град (см. Приложение, табл. 21). Таким образом, потери тепла через стены (KF) равны: 404,4 м2 Ч 1,06 = 428,66 кКал/час.

Все приведенные выше расчеты можно свести в следующую таблицу:

Теплопотери через ограждающие конструкции коровника

Название

ограждения

Площадь ограждающих конструкций (F), м2

К

КF,

кКал/час

Окна

1,8 Ч 1,5 Ч 36 = 97,2

2,3

223,56

Ворота

3 Ч 2,7 Ч 4 = 32,4

2,0

64,8

Стены

68Ч21Ч3Ч2-97,2-32,4 = 404,4

1,06

428,66

Потолок

68 Ч 21=1428

0,77

1099,56

Пол

68 Ч 2 Ч 2 + 21 Ч 2 Ч 2 = 356

(68 - 4) Ч 2 Ч 2 + (21- 8) Ч 2 Ч 2 = 308

(68 - 8) Ч 2 Ч 2 +(21- 12) Ч 2 Ч 2 = 276

(68 - 12) Ч (21 - 12) = 504

0,40

0,20

0,10

0,06

142,4

61,6

27,6

30,24

Итого

2078,42

коровник вентиляция влажность

Общие потери тепла коровника через ограждение конструкции при разнице температур в 1єС составляют 2078,42 кКал/час, при разнице же температур 24єС теплопотери составят 51129,13 кКал/час.

Кроме того, в зависимости от ориентации здания по сторонам света и от расположения его к направлению господствующих ветров помещение дополнительно теряет еще примерно 13% тепла через вертикальные ограждение конструкции - окна, ворота и стены. В данном примере это составляет 2293,03 кКал/час (223,56 + 64,8 + 428,66) Ч 0,13 Ч 24,6).

Таким образом, потери тепла через ограждение конструкции составляют 53422,16 кКал/час (51129,13 + 2293,03).

3) Далее необходимо определить теплопотери на испарение влаги с пола и увлажненных поверхностей помещения (Wзд) . Из расчета объема вентиляции по влажности видно, что за счет испарения с поверхности воды в поилках, с поверхности полов, кормушек, навозных каналов, проходов и других ограждающих конструкций в воздух помещения за 1 час поступает9702г. водных паров. Известно, что на испарение 1г. воды расходуется 0,595 кКал/час, следовательно теплопотери на испарение всей влаги в помещении составляют: 9702 х 0,595 = 5772,69 кКал/час.

Суммируя все потери тепла в помещении, в т.ч.:

- на обогрев вентиляционного воздуха 161296,78 кКал/час;

- через ограждающие конструкции здания 53422,16 кКАл/час;

- на испарение влаги с пола и других поверхностей 57772,69 кКал/час,

получим общие теплопотери 220491 кКал/час.

Тепловой баланс помещения подразумевает равенство поступления тепла и его потерь. Следовательно, чтобы оценить тепловой баланс, надо сравнить поступление тепла 145410 кКал/час и потери его 220491,63 кКал/час. Из этого сравнения можно сделать вывод, что теряется тепло из помещения на 75081,63 кКал/час больше, чем поступает, т.е. тепловой баланс данного помещения отрицательный (220491,63 - 145410).

Практически невозможно сконструировать и построить здание с действительно нулевым тепловым балансом, т.е. когда разность между левой и правой частями формулы 4 равна нулю. Поэтому тепловой баланс считается нулевым в том случае, если разность между поступлениями и потерями тепла превышает ±10% от поступления.

Зная тепловой баланс помещения, т.е. количество избытка, а чаще недостатка тепла, можно определить, какой же будет температура и влажность воздуха в помещении при расчетных условиях, сколько тепла надо удалить или, наоборот, подать в помещение, чтобы поддержать оптимальные параметры микроклимата. Для этого надо рассчитать ?t нулевого баланса, т.е. разность температур воздуха внутри помещения и атмосферного, при которой тепловой баланс будет нулевым.

Расчет проводят по формуле:

,(6)

Подставляя эту формулу данные, полученные при расчете теплового баланса, получим:

єС,

т.е. тепловой баланс данного коровника будет нулевым при разнице температур 18,7єС.

Зная эту величину, можно рассчитать температуру наружного воздуха, при которой вентиляция в помещении может работать без ограничений:

tнар = tвн - ?tнб,(7)

где t нар.- температура наружного воздуха, °С (см. Приложение, табл. 1).

t вн. - расчетная температура внутри помещения, °С.

?tнб - разность температур при нулевом балансе тепла, °С.

t нар.= 10єС - 18,7єС = -8,7єС

Это означает, что вентиляция в помещении может работать на полную мощность при температуре атмосферного воздуха не ниже - 8,7°С. При снижении наружной температуры будет падать и температура воздуха внутри помещения. Чтобы сохранить оптимальную температуру воздуха в коровнике, необходимо будет снизить объем вентиляции, но в таком случае увеличится влажность воздуха и в помещении будет сыро.

Зная ?tнб, можно также рассчитать, какая будет температура воздуха внутри помещения в январе без добавочного тепла:

tвн = ?tнб+ tнар,(8)

где tвн - температура внутри помещения ,єС;

t нар.- расчетная температура наружнего воздуха,є С(см. Приложение, табл. 1).

tвн = 18,7 + (- 14,6) = - 4,1

То есть, при температуре наружнего воздуха - 14,6°С температура внутри помещения снизится до - 4,1°С.

Расчеты показывают, что в холодное время температура воздуха в коровнике будет ниже нормы, следовательно, в этот период необходимо приточный воздух подогревать. Для подогрева приточного воздуха можно использовать электрокалориферы или тепло генераторы, работающие на дизельном топливе. Известно, что 1 кВТ/час электроэнергии дает860 кКал. Для покрытия дефицита тепла требуется: 75081,63 : 860 = 87,3 кВТ/час электроэнергии.

Промышленность выпускает электрокалориферы мощностью 5, 10, 20, 25, 40, 60, 100 кВТ. В данном случае для компенсации недостатка тепла с целью обеспечения требуемого воздухообмена необходимо установить в помещении 1 калорифер на 60 кВТ/час и 1 калорифер на 25 кВТ/час.

Чтобы тепло распределялось равномерно по всему помещению, применяются центробежные вентиляторы малых мощностей -№2 или №3.

При использовании в качестве отопительного устройства тепловых генераторов - ТГ-25, ТГ-150, ТГ-600 конструкций ВИЭСХ - требуется дизельное топливо.

Известно, что теплотворная способность 1 кг дизельного топлива 12000 кКал.

Для покрытия дефицита тепла потребуется 75081,63 : 12000 = 6,3 кг/час топлива.

3.2 Контрольные вопросы

1) Санитарно-гигиеническое значение избытка или недостатка тепла в помещении.

2) Источники поступления тепла в помещения для животных и их значение в формировании микроклимата помещений.

3) Факторы, влияющие на охлаждение воздуха помещений.

4) Тепловой баланс животноводческих помещений и влияющие на него факторы.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица 1 Параметры микроклимата помещений для крупного рогатого скота

Показатели

Коровы и молодняк старше года,

способ содержания

Родильное

отделение

Помещение для телок старше года,

нетелей

привязное и

беспривязное боксовое

беспривязное

на глубокой

подстилке

Температура, оС

10 (8-12)

6 (5 - 8)

16 (14 - 18)

12 (8 - 16)

Относительная влажность,%

70 (50-85)

70 (50-85)

70 (50 - 85)

75 (50-85)
Воздухообмен, м3/ч на 1 ц массы: зимой
в переходный период

летом
17
35

70
17
35

70
17
35

70
17
35

70
Скорость движения воздуха, м/с: зимой
в переходный период

летом

0,30-0,40
0,50

0,80-1,0
0,30-0,40
0,50

0,80-1,0
0,2
0,3

0,5
0,30
0,50

0,80-1,0

Допустимая микробная загрязнененность, тыс/м3

не >70

не >70

не >50

не >70

ПДК газов

углекислого, %

0,25

0,25

0,15

0,25

аммиака, мг/м3

20

20

10,0

20

сероводорода, мг/м3

10

10

5,0

10

Продолжение таблицы 1

Показатели

Профилакторий

Помещение для телят в возрасте; суток

20-60

60-120

молодняка

4-12 мес.

Температура, оС

18 (16 -20)

17 (16-18)

15(12-18)

12 (8 - 16)

Относительная влажность,%

70 (60-80)

70 (50-85)

70 (50-85)

70 (50-85)
Воздухообмен, м3/ч на 1 голову: зимой
в переходный период

летом
20
30 - 40

80
20
40 - 50

100 - 120
20 - 25
40 - 50

100 - 120
60
120

250
Скорость движения воздуха, м/с: зимой
в переходный период

летом

0,10
0,20

0,30-0,50
0,10
0,20

0,30-0,50
0,20
0,30

до 1,0
0,30
0,50

1,0-1,20

Допустимая микробная загрязнененность, тыс/м3

не >20

не >50

не >40

не >70

ПДК газов

углекислого, %

0,15

0,15

0,25

0,25

аммиака, мг/м3

10

10

15

20

сероводорода, мг/м3

5

5

5

10

Примечания.1) В скобках приведены допустимые колебания температуры и относительной влажности воздуха в помещениях;

2) В летний период года для животных всех возрастных групп максимально допустимая температура воздуха не должна превышать 25оС при 40% -ной относительной влажности.

Таблица 2Параметры микроклимата свиноводческих помещений

Показатель

Помещения для разных групп животных

холостые и легкосупоросные

матки

хряки-производи-тели

глубокосупоросные матки

подсосные матки с поросятами

Температура, оС

16 (13 - 19)

16 (13 - 19)

20 (18 - 22)

20 (18 - 22)

Относительная влажность, %

75 (60 - 85)

75 (60 - 85)

70 (60 - 80)

70 (60 - 80)

Воздухообмен, м3/ч на 1 ц массы:

зимой

в переходный период

летом

35

45

35

50

45

60

45

60

60

70

60

75

Скорость движения воздуха, м/с

зимой и в переходные периоды

летом

0,3

до 1,0

0,3

до 1,0

0,15

до 0,4

0,15

до 0,4

Концентрация вредных газов: СО2, %

0,2

0,2

0,2

0,2

аммиака, мг/м3

20,0

20,0

10,0

10,0

сероводорода, мг/м3

10,0

10,0

10,0

10,0

Микробная обсеменённость, тыс. микробных тел в 1 м3 воздуха

80…100

50…60

50…60

40…50

Продолжение таблицы 2

Показатель

Помещения для разных групп животных

поросята-отъёмыши

ремонтный молодняк

откорм до

165 суточного возраста

откорм старше165 суточного возраста

Температура, оС

22 (20 - 24)

16 (15 - 18)

18 (14 - 20)

16 (12 - 18)

Относительная влажность, %

70 (60 - 80)

70 (60 - 80)

75 (60 - 85)

75 (60 - 85)

Воздухообмен, м3/ч на 1 ц массы:

зимой

в переходный период

летом

35

45

35

35

45

55

45

45

60

65

60

60

Скорость движения воздуха, м/с

зимой и в переходные периоды

летом

0,2

до 0,6

0,3

до 1,0

0,2

до 1,0

0,2

до 1,0

Концентрация вредных газов: СО2, %

0,2

0,2

0,2

0,2

аммиака, мг/м3

20,0

20,0

20,0

20,0

сероводорода, мг/м3

10,0

10,0

10,0

10,0

Микробная обсеменённость, тыс. микробных тел в 1 м3 воздуха

40…50

40…50

100…150

100…150

Примечания. 1) В скобках приведены допустимые колебания температуры и влажности воздуха в свинарниках; 2) Для свиноматок температура 18…22 оС; для поросят-сосунов при локальном обогреве температура в логове в первую неделю жизни 28…30 оС (иногда допускается 35 оС - в первые 3…5 дней); во вторую неделю 26…28; в третью - 24…26; в четвёртую - 22…24 оС; 3) В самый холодный период года при обосновании допускается на срок не более 5 дней подряд и не более 10 дней в году снижение температуры внутреннего воздуха до 10 оС в свинарниках (кроме свинарников -маточников и помещений для поросят-отъёмышей); 4) В тёплый период года (при температуре наружного воздуха выше 10 оС) при проектировании вентиляции допускается повышать температуру внутреннего воздуха на 5 оС выше расчётной летней температуры наружного воздуха (расчётные параметры А), но не более чем до 30 оС. Летом в районах с расчётной температурой выше 25 оС и временем её стояния более 10 дней при невозможности средствами воздухообмена обеспечить температуру воздуха в помещениях ниже 30 оС рекомендуется применять кондиционирование или другие способы снижения температуры.

Таблица 3Параметры микроклимата помещений для овец

Показатели

Помещения для разных групп животных

бараны и матки с ягнятами в возрасте старше 20 дней

матки с ягнятами в возрасте до 20 дней

для

ягнения

(период ягнения)

Температура, оС

5 (4 - 6)

10 (8 - 12)

14 (10 - 16)

Относительная влажность, %

75 (50-85)

75 (50-85)

70 (50-85)

Воздухообмен, м3/ч на голову:

зимой

15

15

15

в переходный период

25

30

30

летом

45

50

50

Скорость движения воздуха, м/с

зимой

0,3

0,2

0,2

в переходные периоды

летом

0,5

1,0

0,2

0,5

0,2

0,5

Концентрация вредных газов: СО2, %

0,25

0,25

0,25

аммиака, мг/м3

10,0

10,0

10,0

сероводорода, мг/м3

10,0

10,0

10,0

Микробная обсеменённость, тыс. микробных тел в 1 м3 воздуха

не более 70

не более 50

не более 50

Продолжение таблицы 3

Показатели

Помещения для разных групп животных

искусственного выращивания

ягнят в возрасте:

манеж в бараннике, ремонтный молодняк

до 45 дней

старше 45 дней

Температура, оС

14 (12 - 16)

10 (6 - 12)

17 (16 - 18)

Относительная влажность, %

70 (50-85)

75 (50-85)

70 (50-85)

Воздухообмен, м3/ч на голову:

зимой

10

10

15

в переходный период

20

20

25

летом

30

30

45

Скорость движения воздуха, м/с

зимой

0,2

0,2

0,3

в переходные периоды

летом

0,2

0,3

0,2

0,5

0,5

1,0

Концентрация вредных газов: СО2, %

0,25

0,25

0,25

аммиака, мг/м3

10,0

10,0

20,0

сероводорода, мг/м3

10,0

10,0

10,0

Микробная обсеменённость, тыс. микробных тел в 1 м3 воздуха

не более 50

не более 50

не более 70

Примечания. 1) В скобках приведены допустимые колебания температуры; 2) Нормы температуры и влажности воздуха приведены для холодного и переходного периодов; 3) Температура и относительная влажность воздуха помещений (кроме промышленных комплексов) в тёплый период года не нормируется; 4) Температура и относительная влажность воздуха помещений для маток без ягнят, ремонтного молодняка, откормочного поголовья, валухов не нормируется; 5) Объём воздуха, подаваемого в помещение, на 10 % превышает объём воздуха, удаляемого из помещения.

Таблица 4Параметры микроклимата помещений для лошадей

Показатели

Племенные лошади

взрослые животные

молодняк в тренинге

Температура, оС

5

6

Относительная влажность, %

70

70

Воздухообмен, м3/ч на 1 центнер ж. м.:

зимой

не меньше 17

не меньше 17

в переходный период

не меньше 17

не меньше 17

Скорость движения воздуха, м/с

зимой

0,3

0,2

в переходные периоды

летом

0,5

1,0

0,4

0,8

Концентрация вредных газов: СО2, %

0,25

0,20

аммиака, мг/м3

20

20

сероводорода, мг/м3

10

10

Микробная обсеменённость, тыс. микробных тел в 1 м3 воздуха

150

150

Продолжение таблицы 4

Показатели

Племенные лошади

Рабочие

лошади

жеребята отъёмыши

в денниках, первые дни после выжеребки

Температура, оС

8

12

5

Относительная влажность, %

65

60

70

Воздухообмен, м3/ч на 1 центнер ж. м.:

зимой

не меньше 17

не меньше 17

не меньше 17

в переходный период

не меньше 17

не меньше 17

не меньше 17

Скорость движения воздуха, м/с

зимой

0,2

0,1

0,3

в переходные периоды

летом

0,3

0,7

0,2

0,5

0,5

1,0

Концентрация вредных газов: СО2, %

0,20

0,15

0,25

аммиака, мг/м3

15

10

20

сероводорода, мг/м3

5

5

10

Микробная обсеменённость, тыс. микробных тел в 1 м3 воздуха

100

100

200

Примечания. 1) Нормы параметров внутреннего воздуха приведены для холодного и переходного периодов года; в тёплый (летний) период параметры воздуха не нормируются;

2) При табунном содержании лошадей параметры внутреннего воздуха в помещениях основного назначения не нормируются;

3) Расчётные параметры наружного воздуха принимают согласно требованиям главы СНиП по проектированию животноводческих, птицеводческих и звероводческих зданий и сооружений.

Таблица 5Параметры микроклимата помещений для содержания птицы

Вид и возраст птицы

Температура, оC

Относительная

влажность, %

на полу

в местах локального обогрева

при клеточном содержании

Взрослая птица

Куры

12-16

-

20-18

60

Индейка

12-16

-

-

60

Утки

7-14

-

-

70

Гуси

10-15

-

-

70

Цыплята в возрасте:

1-30 сут.

31-24

35-22

31-24

60

31-60

18-16

-

20-18

60

60-70

16-14

-

18-16

60

71-150

16-14

-

16-14

60

Индюшата в возрасте:

1-20 сут.

27-22

35-22

37-35

60

21-120

20-18

-

22-18

60

Утята в возрасте:

1-10 сут.

22-20

35-26

31-22

65

11-30

20-18

26-22

-

65

31-55

16-14

-

-

65

Гусята в возрасте:

1-30 сут.

22-20

30

20

65

31-65

20-18

-

-

65

65-240

16-14

-

-

70

Продолжение таблицы 5

Вид и возраст птицы

Скорость движения воздуха

зимой, м/с

Допустимый уровень шума, дБ

Допустимая концентрация газов

углекис-лого, %

аммиака, мг/м3

сероводо-рода, мг/м3

Взрослая птица

Куры

0,3-0,6

90

0,15

10,0

5,0

Индейка

0,3-0,6

90

0,15

10,0

5,0

Утки

0,5-0,8

90

0,15

10,0

5,0

Гуси

0,5-0,8

90

0,15

10,0

5,0

Цыплята в возрасте:

1-30 сут.

0,2-0,5

90

0,2

10,0

5,0

31-60

0,2-0,5

90

0,2

10,0

5,0

60-70

0,2-0,5

90

0,2

10,0

5,0

71-150

0,2-0,5

90

0,2

10,0

5,0

Индюшата в возрасте:

1-20 сут.

0,2-0,5

90

0,2

10,0

5,0

21-120

0,2-0,5

90

0,2

10,0

5,0

Утята в возрасте:

1-10 сут.

0,2-0,5

90

0,2

10,0

5,0

11-30

0,2-0,5

90

0,2

10,0

5,0

31-55

0,2-0,5

90

0,2

10,0

5,0

Гусята в возрасте:

1-30 сут.

0,2-0,5

90

0,2

10,0

5,0

31-65

0,2-0,5

90

0,2

10,0

5,0

65-240

0,2-0,5

90

0,2

10,0

5,0

Примечания. 1) В переходный период года допускается увеличение относительной влажности воздуха в помещениях для кур и индеек до 75%, для утят и гусят - до 85%. В холодный период года допускается снижение относительной влажности воздуха для взрослых кур и индеек, а также их молодняка до 40 - 50 %, взрослых уток и гусей - до 60, а их молодняка - до 50 %;

2) Во всех помещениях для содержания молодняка старшего возраста и взрослого поголовья птицы допускается в зимний период повышение и снижение температуры на 2 оС;

3) В птичниках полуоткрытого и открытого типа параметры внутреннего воздуха не нормируются;

4) В тёплый период года (при температуре наружного воздуха выше 10 оС) расчётная температура внутреннего воздуха птичника допускается не более чем на 5 оС выше среднемесячной температуры наружного воздуха в 13 ч самого жаркого месяца, но не выше 33 оС для цыплят в возрасте от 1 до 10 дней (яичных и мясных), 28 оС - для других возрастных групп яичных и 26 оС - для мясной птицы. Допускается кратковременное повышение температуры выше расчётной, но не выше 33 оС и не более 4 ч в сутки.

Относительную влажность воздуха в птичниках устанавливают не ниже пределов, отмеченных в пункте 1 примечаний.

Таблица 6Минимальное количество свежего воздуха, подаваемого

в птичники, м3/ч на 1 кг живой массы

Вид и возрастная группа птицы

Период года

холодный

тёплый

Взрослая птица

Куры яичных пород (в клетках)

0,70

4,0

Куры мясных пород (на полу)

0,75

5,0

Индейки

0,60

4,0

Утки

0,70

5,0

Гуси

0,60

5,0<...

Страница:


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены