Отопление и вентиляция животноводческих зданий

Размещено на http://www.allbest.ru/

[Введите текст]

2

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

Самарской области

«Обшаровский государственный техникум им. В. И. Суркова»

Курсовая работа

тема: «Отопление и вентиляция животноводческих зданий»

Обшаровка 2018г.



Содержание

Введение

Глава 1. Расчет необходимого воздухообмена и мощности системы отопления

1.1 Расчётные параметры наружного воздуха

1.2 Расчётные параметры внутреннего воздуха

1.3 Расчёт воздухообмена

1.4 Выбор схем приточной и вытяжной систем вентиляции

1.5 Определение мощности системы отопления

1.6 Подбор оборудования приточного центра

Глава 2. Отопления и вентиляции животноводческих помещений

2.1 Характеристика КФХ

2.2 Схемы технологические

2.3 Расчёт аэрации

2.4 Техника безопасности

Заключение

Список использованной литературы

Введение

В гражданских, промышленных, а также животноводческих зданиях воздух должен быть достаточно чист и умеренно влажен. Поддержание параметров внутреннего воздуха на требуемом уровне, удаление из помещения загрязненного воздуха и подача чистого воздуха - основные задачи вентиляции.

Вентиляция представляет собой совокупность мероприятий и устройств, обеспечивающих расчетный воздухообмен в помещениях жилых, промышленных и животноводческих зданий.

Актуальностью данной темы является создание оптимального микроклимата в современных коровниках для максимальной продуктивности, наилучшей сохранности и интенсивного роста молодняка.

Содержание животных в холодных и плохо вентилируемых помещениях приводит к снижению продуктивности на 15-40%, расход кормов увеличивается на 10-30%, заболевания молодняка увеличиваются в 2-3 раза. Продуктивность в животноводстве по 1/3 определяется условиями содержания. На долю обеспечения оптимального микроклимата животноводческих помещений приходится от 50 до 75% годового энергопотребления на технологические нужды фермы.

При разработке системы обеспечения оптимального микроклимата одной из основных задач является организация требуемого воздухообмена в животноводческих помещениях. Особое значение при этом приобретает расчёт расхода воздуха, подаваемого или удаляемого при вентиляции помещений.

Цель: запроектировать систему отопления и вентиляции телятника.

Задачи данного курсового проекта - расчет необходимого воздухообмена и мощности отопительных приборов для одного из животноводческих помещений.



Глава 1. Расчет необходимого воздухообмена и мощности системы отопления

1.1 Расчётные параметры наружного воздуха

Климатические данные в соответствии с рекомендуемыми нормами обеспеченности определяют по СНиП 2.04.05-91*"Отопление, вентиляция и кондиционирование". При расчёте вентиляции принимаются параметры трёх расчётных периодов года: тёплого, переходного и холодного. В качестве расчётных параметров наружного воздуха (табл.1) для зданий сельскохозяйственного назначения следует принимать:

параметры А - для систем вентиляции в теплый период;

параметры Б - для систем отопления и вентиляции, выполняющих функции отопления, в холодный период;

в переходный период следует принимать температуру воздуха , энтальпия.

Таблица 1 - Параметры наружного воздуха

Период года Параметры	Холодный период	Переходный период	Тёплый период
Температура, оС.	-30	10	26,8
Энтальпия, кДж/кг	-29,7	26,5	54,9
Скорость воздуха, м/с	1	-	4

1.2 Расчётные параметры внутреннего воздуха

Параметры внутреннего воздуха для проектирования вентиляции в животноводческих зданиях в холодный и переходный периоды принимаются по Приложению 1 “Отопление и вентиляция животноводческих комплексов и ферм” составитель А.И. Кирюшатов для конкретного объекта строительства. В теплый расчётный период температура внутри помещения принимается на выше расчётной наружной для обеспечения отвода тепла. Данные по параметрам внутреннего микроклимата приведены в табл.2.

Таблица 2 - Параметры внутреннего воздуха для содержания КРС

Показатели	Расчётные периоды года
	Холодный	Переходный	Тёплый
1	2	3	4
Температура,	15	15	30
Относительная влажность,	75	75	75
Теплосодержание,	35	35	82
Влагосодержание,	7,5	7,5	20
Концентрация ,	1,5

Теплосодержание и влагосодержания определяются по I-d диаграмме для соответствующих значений температур, относительной влажности и теплосодержания. Допустимая концентрация углекислого газа выбирается по Приложению 1 “Отопление и вентиляция животноводческих комплексов и ферм".

1.3 Расчёт воздухообмена

Для обеспечения оптимального микроклимата в животноводческих помещениях одной из основных задач является организация требуемого воздухообмена, определение расхода воздуха, подаваемого или удаляемого при вентиляции помещений. Расход воздуха рассчитывается отдельно для холодного, переходного и тёплого периодов. Количество вентиляционного воздуха определяется исходя из данных о выделениях в помещении водяных паров, газов, избыточной теплоты (в переходный и тёплый периоды) и с учётом требований к составу воздушной среды внутри помещений.

Источниками загрязнений воздуха в животноводческих помещениях является Телята. Нормы выделения ими свободной теплоты, углекислого газа и водяных паров определяются по Приложению 6 «Отопление и вентиляция животноводческих комплексов и ферм» и приведены в таблице 3.

Таблица 3 - Количество вредностей, выделяемое одним животным

Группа животных	Масса,	Свободная теплота,	Водяные пары,	Углекислый газ,
Холодный и переходный периоды
Телята: Молодняк (старше 4 месяцев)	180	322	268	65
Тёплый период
Телята: Молодняк (старше 4 месяцев)	180	42	648	63

1. Расчёт воздухообмена в холодный период.

Расход вентиляционного воздуха , , определяется из условия удаления влаговыделений и углекислого газа:

(1)

где - влаговыделения внутри помещения, ; - влагосодержание внутреннего и наружнего воздуха, ; - объём углекислого газа, выделившегося внутри помещения, ; - концентрация углекислого газа предельно допустимая внутри помещения и концентрация углекислого газа в наружном воздухе, .

Влаговыделения внутри помещения , , определяем по выражению:



(2)

где - влаговыделения животными, с мокрого пола, дополнительные, .

Влаговыделения животными определяем:

(3)

где - влаговыделения одним животным, ; - количество животных.

Влаговыделения с мокрых полов определяем:

, (4)

где - площадь смоченной поверхности, ; - поверхностная плотность влаговыделений с площади смоченной поверхности, , зависит от температуры и относительной влажности окружающего воздуха и принимается по «Вентиляция производственных зданий агропромышленного комплекса» составитель А.К. Родин.

Дополнительные влаговыделения в животноводческих помещениях принимаем как от выделений всеми животными:

Таким образомвлаговыделения внутри помещения , , по формуле (2) составляют:



Количество воздуха на ассимиляцию влаговыделений:

Объём углекислого газа, выделившийся внутри помещения определяем:

где - выделения углекислого газа одним животным, .

Предельно допустимая концентрация определяется по Приложению 1 «Отопление и вентиляция животноводческих комплексов и ферм» и составляет в наружном воздухе принимаемСледовательно расход воздуха на удаление углекислого газа по формуле (1) равен, и не меняется для трёх расчётных периодов:

Также определяем минимальный расход воздуха на 1 живой массы животных:

(5)

где - минимальный расход воздуха на 1 живой массы, ; - общая масса животных, .

За расчётный расход воздуха принимаем наибольший , он оказывается достаточным и для удаления из помещения других вредных выделений: сероводорода, аммиака и пыли.

2. Расчёт воздухообмена в переходный период

Расход вентиляционного воздуха , , определяется из условия удаления влаговыделений, углекислого газа, избыточной теплоты:

(6)

где - избыточные тепловыделения, ; - влагосодержание внутреннего и наружного воздуха, .

Тепловая мощность теплоизбытковопределяется как:

(7)

где - тепловая мощность теплопоступлений от солнечной радиации, ;

-тепловая мощность выделений скрытой теплоты животными, ;

- тепловая мощность теплопотерь через наружные ограждения,;

- тепловая мощность выделений свободной теплоты животными, ;

- тепловая мощность теплопоступлений от осветительных приборов, .

Расчёт теплопоступлений от солнечной радиации производим по формуле:

(8)



где - коэффициент зависящий от типа остекления и его особенностей - для одинарного остекления принимаем 1,45; - плотность теплового потока через остеклённую поверхность, , принимается по таблице 3.2 “Отопление и вентиляция животноводческих комплексов и ферм"; - площадь поверхности остекления, ; - коэффициент, зависящий от конструкции перекрытий - для бесчердачных покрытий принимаем 1; - площадь горизонтальной проекции перекрытия, ; -термическое сопротивление теплопередаче перекрытия, ; - эквивалентная разность температур, - для средней полосы России ; - эквивалентная разность температур в зависимости от конструкции и цвета наружной поверхности покрытия, , принимается по таблице 3.3 “Отопление и вентиляция животноводческих комплексов и ферм”.

.

Скрытая теплота является частью общей теплоты, выделяющейся животными, и зависит отихвлаговыделений:

(9)

где - скрытая теплота парообразования водяных паров,, принимается .

Теплопотери через наружные ограждения определяются по выражению:

(10)



где - удельные потери, , для данного вида помещений принимается ; - объём помещения по внешнему обмеру, .

Тепловая мощность выделений свободной теплоты животными определяем:

(11)

где - выделения свободный теплоты одним животным, .

Теплота от осветительных приборов рассчитывается с использованием мощности ламп, приходящейся на единицу площади пола и принимаемой , определяется по формуле:

(12)

где - площадь пола, .

Тепловая мощность теплоизбытковопределяем по формуле (7):

Явные теплоизбытки составляют:

При этом тепловлажностное отношение имеет вид:

.

Влаговыделения внутри помещения , , в переходный период составляют , равны влаговыделениям в холодный период, т.к не изменились параметры внутреннего воздуха.

По диаграмме, по параметрам внутреннего и наружного воздуха находим влагосодержание, соответственно равные.

Количество воздуха на удаление влаговыделений определяем по формуле (6):

Количество воздуха на ассимиляцию тепловыделений (6):

Также определяем минимальный расход воздуха на 1 живой массы животных:

За расчётный расход воздуха принимаем наибольший , он оказывается достаточным и для удаления из помещения других вредных выделений: сероводорода, аммиака и пыли.

3. Расчёт воздухообмена в тёплый период

Расход вентиляционного воздуха , , определяется из условия удаления влаговыделений, углекислого газа, избыточной теплоты. Расчёт теплопоступлений от солнечной радиации производим по формуле (8):

.

Скрытая теплота является частью общей теплоты, выделяющейся животными, и зависит отихвлаговыделений:

Влаговыделения животными определяем по формуле (3):

Влаговыделения с мокрых полов определяем по формуле (4):

.

Дополнительныевлаговыделения в животноводческих помещениях принимаем как от выделений всеми животными:

Таким образом по формуле (2) влаговыделения внутри помещения , , составляют:

Тепловую мощность выделений свободной теплоты животными определяем по выражению (11):

Теплопотери через наружные ограждения определяются по формуле (10):

Тепловая мощность теплоизбытковопределяем по формуле (7):

Явные теплоизбытки составляют:

При этом тепловлажностное отношение имеет вид:

.

По диаграмме, по параметрам внутреннего и наружного воздуха находим влагосодержание, соответственно равные

Количество воздуха на удаление влаговыделений определяем по формуле (6):

Количество воздуха на ассимиляцию тепловыделений (6):

Также определяем минимальный расход воздуха на 1 живой массы животных:

За расчётный расход воздуха принимаем наибольший , он оказывается достаточным и для удаления из помещения других вредных выделений: сероводорода, аммиака и пыли.

1.4 Выбор схем приточной и вытяжной систем вентиляции

Для основных помещений животноводческих зданий организация вентиляции зависит от назначения помещения и вида животных. Телятники для привязного содержания молодых телят рекомендуется оборудовать системой вентиляции по следующей схеме:

в холодный и переходный периоды - подача подогретого воздуха в верхнюю зону рассредоточенными струями. Удаление воздуха из верхней зоны через шахты в перекрытии и из нижней зоны через навозные каналы в размере 30% притока.

в теплый период - естественный приток через оконные проёмы. Естественная вытяжка через оконные проёмы и механическая через навозные каналы в размере 30% зимнего притока.

В помещениях для содержания скота предусматривается создание подпора воздуха путём превышения притока над вытяжкой в размере 10-20%, осуществление естественной вентиляции как аварийной.

План приточной вентиляции представлен на формате 1. Система состоит из двух ветвей, расположенных на высоте 2,5м от уровня пола. Раздача воздуха происходит через решётки размером 100х100.

Для подачи воздуха с заданными параметрами приточный центр оборудуют фильтром и калорифером, расчёт которых приводится далее. Необходимый напор и расход в системе создаётся центробежным вентилятором. Предотвращение перетекания воздуха из помещения обеспечивает утеплённый клапан. Для уменьшения звуковой нагрузки используют звуко- и виброизоляцию. Расчёт всех составляющих частей приточного центра приведён в главе 4 данного проекта.

1.5 Определение мощности системы отопления

Тепловая мощность системы отопления рассчитывается на основании теплового баланса животноводческого помещения, составленного для холодного периода:

(13)

где - тепловая мощность, расходуемая на подогрев приточного воздуха, ; - тепловая мощность теплопотерь через наружные ограждения, ; - тепловая мощность, расходуемая на нагрев инфильтрируемого воздуха, ; - тепловая мощность, расходуемая на испарение влаги с открытых водных и смоченных поверхностей, ; - тепловая мощность выделений свободной теплоты животными, ; - тепловая мощность теплопоступлений от осветительных приборов, .

Тепловая мощность, расходуемая на подогрев приточного воздуха , , включена в тепловой баланс помещения, т.к применяем воздушное отопление, совмещенное с общеобменной вентиляцией, определяется по формуле:

(14)

где - теплоёмкость воздуха, ; - плотность воздуха, ; - расход воздуха, идущего на вентиляцию животноводческого помещения, ; - температура внутреннего и наружного воздуха соответственно, .

Расход вентиляционного воздуха определяется из условия ассимиляции влаговыделений и удаления углекислого газа в главе 1.

Расход теплоты, идущей на нагрев вентиляционного воздуха определяем по формуле (14):

Теплопотери через наружные ограждения определяются по укрупнённым показателям по выражению (10):

Потери тепла на нагревание инфильтрующего воздуха через ограждение определяем по формуле:

(15)

где - общий расход инфильтрирующего воздуха, , определяемый по формуле:

(16)

где - суммарная площадь поверхности наружных ограждений, ; - расход инфильтрующего воздуха через окна, , рассчитываемый при одинарном остеклении как:

где - доля остекления поверхности наружного ограждения; - высота помещения, .

Коэффициент инфильтрации выбирается по “Вентиляция производственных зданий агропромышленного комплекса" по :

где - скорость ветра, принимаемая как расчётная зимняя, .

Расход инфильтрующего воздуха и потери тепла на его нагрев составляют по формулам (15) и (16):

и

Тепловая мощность, расходуемая на испарение влаги, определяется по уравнению:

где - скрытая теплота парообразования водяных паров,.

Тепловая мощность выделений свободной теплоты животными определяем по формуле (11):

Тепловую мощность системы отопления , , рассчитываем по формуле (13):

.

При этом тепловлажностное отношение имеет вид:



.

1.6 Подбор оборудования приточного центра

1. Подбор калорифера

При выборе схемы калориферной установки необходимо учесть, что по технико-экономическим соображениям массовая скорость воздуха принимается для пластинчатых калориферов 7…10 .

Требуемая площадь живого сечения калорифера для прохода воздуха определяется:

где - массовая скорость воздуха, .

По техническим характеристикам подбираем калорифер КПС-П №10.

Скорость теплоносителя в трубках калорифера определяем:

где - теплоёмкость и плотность теплоносителя; - температура теплоносителя в подающем и обратном трубопроводе, ; - площадь живого сечения трубок, . Для уменьшения скорость течения теплоносителя длянормированных 0,2-0,5 соединяем два калорифера КПС-П №10 параллельно по теплоносителю. Требуемая поверхность нагрева , определяется:

(17),



где - коэффициент теплопередачи,; - средняя температуратеплоносителя

. tср1= - средняя температура воздуха, ,tср2=

Требуемую поверхность нагрева , определяем по выражению (17):

.

По нагреваемой среде соединяем воздух последовательно, чтобы увеличить площадь нагрева. Сопротивление калорифера принимаем 62 Па.

2. Подбор фильтра

Фильтр подбирается по производительности, рассчитанной для холодного периода, которая составляет , а также по степени очистки и предъявляемым к нему требованиям (степень очистки, род улавливаемых загрязнителей и т.д.). Для животноводческого помещения применяем фильтр со степенью очистки 55% (фильтр III класса очистки), основным загрязнителем которого является пыль размером 10-50 мкм.

Фильтры ФяГ состоят из рамки, изготавливаемой из картона или оцинкованной стали, внутри которой уложен фильтрующий материал в виде гофр, опирающийся со стороны выхода воздуха на сетку гофрированной (волнообразной) формы.

Фильтры типа ФяГ предназначены для очистки наружного и рециркулярного воздуха в системах приточной вентиляции и кондиционирования для помещений различного назначения: бытовых административных и промышленных зданий.

В процессе эксплуатации фильтров следует контролировать их аэродинамическое сопротивление по показаниям манометра, подсоединенного к штуцерам, устроенным в стенках воздухоочистных камер до и после фильтров.

При достижении перепада давления, рекомендуемого для данного фильтра, или исходя из располагаемого давления в системе, фильтры необходимо заменять.

Таблица 4 - Технические требования и характеристики

Класс фильтра ФяГ по ГОСТ Р 51251-99, ЕN 779 (Eurovent 4/9)	Сопротивление, Па	Эффективность очистки, %
	начальное	конечное
	глубина, L, мм
	48	100
G3 (EU3)	40-70	30-55	200	55

Фильтры работоспособны и сохраняют свои технические характеристики при температуре очищенного воздуха от - 40°С до +70°С. Окружающая среда и фильтруемый воздух не должны содержать агрессивных газов и паров.

Параметры фильтров определялись согласно ГОСТ Р 51251 - 99 "Руководства по испытанию и оценке воздушных фильтров для систем приточной вентиляции и кондиционирования воздуха"/М. Стройиздат, 1979.

Таблица 5 - Характеристика подобранного фильтра

Индекс фильтра ФяГ	Габаритные размеры, мм	Производительность фильтра, м3/ч	Масса, кг
	высота A	ширина B	глубина L
3 (4) 059	892	490	48	3100-4400	2,8

В данном помещении устанавливаем 2 фильтра ФяГ 3 (4) 059.

3. Подбор утеплённого клапана

Клапаны воздушные утепленные предназначены в качестве воздухозаборных клапанов в вентиляционных системах. Клапан состоит из корпуса (из оцинкованной стали), внутри которого на подшипниках скольжения установлены поворотные лопатки, ТЭНов (мощностью 0,4 кВт) и привода (ручного и электрического).

Каждая лопатка имеет коробчатое сечение. Клапаны могут использоваться для режимов "открыто-закрыто " или плавного регулирования количества воздуха. В качестве исполнительного механизма может использоваться ручной привод, привод фирмы "Belimo ".

Клапаны предназначены для использования в системах вентиляции и кондиционирования воздуха и могут применяться для регулирования количества воздуха и газовых смесей, агрессивность которых, по отношению к оцинкованной стали, не выше агрессивности воздуха, с температурой до 80 °С, не содержащих пыли и других твердых примесей в количестве более 100 мг/м 3, а также липких веществ и волокнистых материалов.

Клапаны предназначены для эксплуатации в условиях умеренного климата (У) категории размещения 1 по ГОСТ 15150, и для экспорта в условиях умеренного (У) и тропического (Т) климата категории размещения 1 по ГОСТ 15150-69.

4. Подбор вентилятора

Вентилятор выбирается на основе гидравлического расчёта. Определяем количество раздающих устройств, исходя из условия равенства скорости движения воздуха в жалюзийной решётке и скорости на последнем участке.

Общая площадь жалюзийных решёток:

где - скорость движения воздуха в жалюзийной решётке, .

Количество жалюзийных решёток:

где - площадь живого сечения жалюзийной решётки, . Для РС-Г 425х75 составляет .

Расход воздуха на последнем участке:

Скорость воздуха на последнем участке:

где - диаметр канала, .

Так как система имеет две ветви, то количество участков на каждой из них составляет 38. На аксонометрической схеме производим разбиение участков - отрезков воздуховода с постоянным сечением и расходом. За расчётное направление принимаем наиболее протяжённое.

Потери на участке складываются из потерь на трение и потерь напора в местных сопротивлениях на участке.

В инженерной практике потери давления на трение определяют по формуле:

(17)

где - коэффициент учёта шероховатости стенок и скорости воздуха, для стальных трубопроводов принимается 1, для кирпичных - 2,2; - табличное значение удельных давления на трение, ; - длина участка, .

Гидравлические потери давления на местные сопротивления определяются по формуле:

(18)

где - сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке; - динамическое давление, .

Общие потери давления в сети воздуховодов для стандартного воздуха определяются по формуле:

(19)

Приведём пример расчёта участка 25 - воздухозаборная шахта протяжённостью 0,89м. Местные сопротивления - вход в шахту (), два поворота потока (), расширение сечения (). Принятое сечение - 375х375, скорость на участке - 5,6, динамическое давление , удельные сопротивления . Таким образом полное падение сопротивления на участке №25 составляет по формуле (19):

Расчёт всех участков сведём в таблицу 8.

Определив потери давления во всей системе, которые составили , также по расходу определяем по каталогам вентилятор ВР 86-77-4, характеристики которого приведены в таблице 6.

Таблица 6 - Характеристики вентилятора ВР 86-77-4

Типоразмер вентилятора	Электродвигатель	Частота вращения рабочего колеса, мин-1	Параметры в рабочей зоне	Масса вентилятора не более, кг
	Типоразмер	Мощность, кВт		Производительность, тыс. м3/час	Полное давление, Па
ВР 86-77 №4	АИР112M2	7,5	2850	4,3-8,6	2350-1500	89,8

Размеры входа в шахту составляют 335х335, что обеспечивает скорость в пределах 8 м/с.

Глава 2. Схемы отопления и вентиляции животноводческих помещений

2.1 Характеристика КФХ «Убогов В.А.»

отопление вентиляция фермерский хозяйство

Крестьянско-фермерское хозяйство Убогова В.А. расположено в с.Золотая гора, Приволжского района. Хозяйство занимается как растениеводством, так и животноводством.

Машинно-тракторный парк состоит:

Трактора - 11 шт;

Грузовые машины - 4 шт;

Зерноуборочные комбайны - 2 шт;

Плуги - 6 шт;

Сеялки 6 шт;

Культиваторы - 8 шт.

Поголовье скота составляет:

КРС- 577 голов;

Овец- 510 голов;

Свиней - 12 голов.

Содержание скота беспривязное.

В летнее время кормление происходит в основном на пастбищах зеленой травой, которая по месту расположения пастбищ в достатке. В зимнее время корма в основном грубые это сено, солома и отходы зерновых культур пшеницы, ячменя и овса.

Если рассмотрим зоотехнические требования к кормам то можно сделать вывод, что в хозяйстве не придерживаются к питательности кормов. Нет сочных кормов, нет измельченных кормов. Это все потому, что хозяйство большое внимание уделяет растениеводству.



2.2 Схемы технологические

В большинстве животноводческих и птицеводческих зданий оптимальный микроклимат создают, применяя механическую вентиляцию с подогревом приточного воздуха при помощи калориферов плитеплогенераторов и естественную вытяжку загрязненного воздуха. Помещения же для молодняка дополнительно оборудуют системами водяного или парового отопления от центральной или общефермской котельной. Для получения локального микроклимата с целью повышения энергии роста и развития телят, поросят и молодняка птицы используют дополнительный обогрев электролампами и инфракрасными облучателями. Кондиционирование воздуха в помещении для содержания животных и птицы допускается по требованиям технологии при экономической целесообразности. Для обеспечения необходимого воздухообмена в животноводческих и птицеводческих помещениях в настоящее время широко используют комплектное вентиляционное оборудование серии «Климат-4», которое может работать совместно с калориферами или теплогенераторами. Основу этого оборудования составляют специальные низконапорные осевые электровентиляторы ВО, выпускаемые трех типоразмеров: № 4; 5,6 и 7,1 (диаметры рабочих колес соответственно равны 400, 560 и 710 мм). Система управления обеспечивает автоматическое регулирование подачи электровентиляторов в зависимости от изменения температуры воздуха в помещении. Выпускается несколько марок комплектов оборудования: «Климат-44», состоящий из вентиляторов ВО-4 (до 20 шт.), обеспечивающих максимальную подачу L=80000 м3/ч; «Климат-45» (до 18 вентиляторов ВО-5,6. L=100000 м3/ч) и «Климат-47» (до 12 вентиляторов ВО-7,1, L=130000 м3/ч).

Схемы вентиляции и отопления зависят от типа фермы, вида животных или птицы и условий их содержания. Рассмотрим типичные конструктивные решения вентиляции и отопления в различных животноводческих и птицеводческих постройках, сооружаемых по типовым проектам.

Рис. 1

В коровнике на 200 гидов привязного содержания (рис. 1) стойловое помещение I для холодного периода года оборудовано приточной системой вентиляции с механическим побуждением и подогревом наружного воздуха. Приточная камера расположена в молочном блоке или молокоприемной. Отопительно-вентиляционное оборудование состоит из калориферов 3 и центробежного вентилятора. Воздуховоды 1 равномерной раздачи проложены под потолком помещения. Вытяжная вентиляция -- естественная через утепленные шахты 4 в покрытии. Для усиления тяги и предохранения вытяжного канала от попадания в него атмосферных осадков к верхнему концу каждой шахты прикреплен дефлектор. Если навоз удаляют при помощи тракторного прицепа, то навозоуборочное помещение III оборудуют воздушным отоплением от отопительно-вентиляционного агрегата 7; если же навоз удаляют пневмотранспортом или транспортером, размещенным в подземном канале, в помещении устраивают водяное радиаторное отопление 6 от обшефермской котельной. Такое же водяное отопление и в кормоприготовительной 11. Телятник на 228 голов с родильным отделением на 44 места (рис. 2) разделен на секции для животных различных возрастных групп. Отопление основного помещения I -- воздушное через приточную систему, подобную рассмотренной выше для коровника. Схема узла управления приточной системой изображена на рисунке 2.

Рис. 2

Родильное отделение VI (рис. 3), помимо отопления от той же приточной системы, оснащено дополнительно водяным или паровым отоплением, в котором в качестве нагревательных приборов приняты регистры из гладких труб 9, установленные в нижней части наружной стены под окнами. В комнатах II обслуживающего персонала, кормоприготовительных III, моечной-молочной IV, профилактории V, помещении VIII для санитарной обработки коров установлены радиаторы 4. Помещение навозоудаления VII оборудовано воздушным отоплением от рециркуляционной калориферной установки II. Во всех животноводческих помещениях трубопроводы и нагревательные приборы системы отопления должны быть или недоступны для животных, или ограждены, так как температура их поверхности может достигать 150° С. Однако во всех случаях следует предусмотреть возможность дезинфекции поверхностей нагрева и очистки их от грязи Система отопления и вентиляции свинарника на 300 легкосупоросных маток изображена на рисунке 4. В помещении для содержания свиней воздушное отопление, совмещенное с вентиляцией. Приточные отонительно-вентиляционные калориферные установки 1 и 6, размещенные в торцовых частях здания, подогревают воздух от теплоносителя тепловой сети 7 и подают его в свинарник но воздуховодам 4 Вытяжка воздуха происходит через утепленные шахты 3. При устройстве в коровниках или свинарниках навозосборных каналов, закрытых решетчатым полом, часть загрязненного воздуха (не менее 30%) удаляется из нижней зоны помещения механическим путем через воздуховоды, смонтированные рядом с каналами, и около 70% вытяжки осуществляется из верхней зоны естественным путем. На рисунке 5 показана такая система вентиляции свинарника-откормочника па 1000 голов. Естественная вытяжка в атом свинарнике совершается через выключенные летние вытяжные установки 4. При обособленности расположения отдельного животноводческого помещения в виде исключения можно применять в качество источников тепла теплогенераторы или местные (внутренние) котельные, оборудованные котлами-парообразователями.



Рисунок 3

Вариант отопления телятника от теплогенераторов показан на рисунке 77. Установленные в отдельной пристройке генераторы тепла 1 и 4 подают теплый воздух в воздуховоды 5, равномерно распределяющие его в помещениях телятника. Птицеводческие здания в основном оборудуют воздушным отоплением, совмещенным с вентиляцией. Помещения для содержания молодняка птицы, а также и другие птичники в случае необходимости ограничения температуры приточного воздуха имеют, кроме этого, центральное водяное отопление. Температура на поверхности нагревательных приборов и трубопроводов центрального отопления в помещениях для содержания птицы на полу не должна превышать 95° С, в помещениях для содержания птицы в клетках -- 150° С. Нагревательные приборы и трубопроводы закрывают защитными ограждениями. В птичнике необходимо вызвать движение воздуха и его обмен прежде всего в нижней зоне, где находится птица и происходит наиболее интенсивное выделение влаги и аммиака. В помещении не должно быть зон застоя, в которых могут скапливаться неподвижный воздух, влага и вредные газы. Воздухообмен в птицеводческих помещениях в зимний период выполняет система механической вентиляции; в переходный и летний периоды -- смешанная система вентиляции.

Преимущество получили системы вентиляции, выполненные по схеме «сверху -- вниз», обеспечивающей поступление более чистого свежего воздуха.

Подогретый приточный воздух через один или несколько воздухопроводов, проложенных под потолком, равномерно поступает в верхнюю зону помещения, а загрязненный удаляется через вытяжные отверстия в нижней части наружных стен.

Причем вытяжка может происходить естественным путем за счет несколько повышенного давления (подпора) воздуха в помещении или под действием вентиляторов. В первом случае отверстия с внешней стороны прикрывают ветрозащитными козырьками и подвесной хлорвиниловой пленкой, во втором -- вытяжные отверстия оснащают с внутренней стороны защитными козырьками.

Для того чтобы предупредить распространение аэрогенных инфекций, приточно-вентиляционную установку целесообразно снабдить воздушным фильтром. Большая часть микроорганизмов задерживается фильтром из двух слоев стекловолокна (толщиной 50 мм каждый).



Рисунок 4

На рисунке 4 показана схема вентиляции птичника-бройлерника на 17...18 тыс. голов, рекомендуемая для климатических зон с расчетной температурой -- 10° С и выше. Две вентиляционно-калориферные установки 2 размешены в торцовых частях здания. Подогретый приточный воздух от каждой установки поступает в помещение по двум продольным воздуховодам 3, расположенным под потолком. Загрязненный воздух из нижней зоны удаляют при помощи осевых низконапорных вентиляторов 5. Коробы, в которых расположены вентиляторы, утеплены. При удаленности от источников централизованного теплоснабжения для отопления мелких птицеводческих ферм применяют, как было сказано ранее, теплогенераторы, индивидульные котельные или газовые горелки (ГИИ). Примером местного теплоснабжения небольших птичников может быть схема воздушного отопления, совмещенного с вентиляцией, разработанная Молдавским научно-исследовательским институтом животноводства и ветеринарии. Здание малогабаритной котельной (рис. 5), оборудованной котлом типа КВ-300 и двумя отопительно-вентиляционными агрегатами типа АПВ, находится между параллельно расположенными птичниками. Свежий воздух поступает к отопительно-вентиляционным агрегатам 3 через жалюзийные решетки 5. Чтобы исключить возможность подсоса дымовых газов из топки котла, установлены оградительные шиты 2. Подогретый воздух двумя самостоятельными потоками нагнетается по воздуховодам 4 в помещения для птиц, а загрязненный удаляется вытяжными вентиляторами в торцовых стенах птичников. Горячую воду через калориферы отопительных агрегатов прогоняет центробежный насос 6.

Рисунок 5

В последние годы получает распространение отопление свинарников-маточников, телятников, птичников и других животноводческих помещений при помощи газовых горелок инфракрасного излучения. Преимущества такого способа по сравнению с другими видами отопления в более высоком к. п. д. и уменьшении расхода тепловой энергии на 20...25%. Кроме того, газовое лучистое отопление дешевле по своим первоначальным затратам и проще в эксплуатации, а инфракрасные лучи оказывают положительное биологическое воздействие на животных, особенно на молодняк. Для предотвращения накопления продуктов сгорания газа помещения следует оборудовать приточно-вытяжной вентиляцией. Опыт использования такого отопления в хозяйствах показывает, что при выполнении техникоэксплуатационных правил применения газовых горелок и надежно действующих систем вентиляции и канализации количество окиси углерода, углекислого газа и аммиака в воздухе животноводческого помещения не превышает зоогигиенических норм. Инфракрасные излучатели устанавливают на определенной высоте и под таким углом, чтобы основной поток лучистой энергии падал на пол в станках для животных, просушивая его. В связи с этим желательно, чтобы материал, из которого выполнен пол, имел низкую теплопроводность. Для более равномерного обогрева молодняка птицы перед керамикой горелок устанавливают отражатели из листового полированного алюминия.

Рисунок 6

Система отопления с газовыми горелками инфракрасного излучения (рис. 6) конструктивно очень проста и представляет собой один пли несколько газопроводов 1, смонтированных под потолком вдоль продольной оси помещения. К отводным патрубкам этих распределительных газопроводов при помощи гибких шлангов присоединены горелки 3. Перед каждой горелкой установлен отключающий газовый кран 2. Если горелки работают на сжиженном газе, то снаружи помещения устраивают подземные резервуары или устанавливают баллоны. Системы отопления с газовыми инфракрасными излучателями (ГИИ) оборудуют аппаратурой дистанционного зажигания и выключения горелок с пульта управления, а также автоматикой безопасности, отсекающей подачу газа при внезапном погасании пламени и подающей световой сигнал отключения горелки. Газовоздушную смесь в горелке зажигает электрическая искровая свеча или спираль накаливания. Особенно перспективно такое отопление птичников, так как газовые обогреватели с инфракрасным излучением удобно применять для местного обогрева в зонах непосредственного сосредоточения птицы, не подогревая до высокой температуры воздух во всем объеме помещения. В брудерах с несколькими горелками можно устанавливать оптимальную температуру обогрева, соответствующую возрасту цыплят, изменяя давление газа, высоту подвеса горелок и угол их наклона. Для создания необходимого температурного режима в современных цехах по выращиванию молоди яка птицы (с учетом требований противопожарной безопасности) применяют газовые горелки инфракрасного излучения тепловой мощностью 3,5...4,6 кВт Допустимая неравномерность облучения обеспечивается, если расстановка ГИИ в помещении выполняется с соблюдением следующих соотношений:

Для поддержания необходимого температурно-влажностного режима системы отопления и вентиляции животноводческих помещений автоматизируют. Проще всего автоматизировать воздушное отопление, совмещенное с вентиляцией. Существуют различные схемы автоматизации отопительно-вентиляционных установок, в основу действия которых положен один принцип -- регулирование по отклонению. В случае отклонений регулируемых параметров от заданных значений возникают так называемые сигналы рассогласования, которые усиливаются и преобразуются в командные импульсы, воздействующие через исполнительные механизмы на регулирующие органы системы регулирования. Рассмотрим в качестве примера систему автоматического регулирования микроклимата животноводческого помещения, разработанную Центральным научно-исследовательским институтом механизации и электрификации сельского хозяйства Нечерноземной зоны России (рис. 7).

Рисунок 7

Система, предназначенная для управления отопительно-вентиляционной установкой с электрокалорифером, оснащена регуляторами температуры Т и относительной влажности ц. Измерительные преобразователи температуры ИПТ и влажности ИПВ устанавливают в характерных точках помещения, но не в зоне действия струй приточною воздуха или в местах с недостаточной его циркуляцией. В непосредственной близости от измерительных преобразователей не должно быть источников тепло- и влаговыделсний. Сигналы UТ и Uц от измерительных преобразователей, соответствующие действительным значениям Т и ц в помещении, поступают в элементы сравнения, в которых сопоставляются с заданными значениями UTa и Uцa. Сигналы рассогласования ДUT и ДUц проходят через полупроводниковые усилители ПУт и ПУц, фазочувствительные выпрямители ФЧВт и ФЧВц и подаются на обмотки управления промежуточных магнитных усилителей ПМУт и ЛМУц. Выходные сигналы промежуточных магнитных усилителей воздействуют на силовые магнитные усилители СМУт и СМУц, которые включены соответственно в цепь питания электрокалорифера ЭК. и в цепи статоров электродвигателей вытяжных вентиляторов ДВВ. Сигнал СМУт изменяет напряжение, подводимое к нагревательным элементам, вследствие чего меняется тепловая мощность электрокалорифера. Сигнал СМУц регулирует значение напряжения, подводимого к статорам ДВВ, а следовательно, и подачу вытяжных вентиляторов. Рассмотренная система автоматического регулирования двумерная, с внутренней взаимосвязью через воздушную среду помещения. Особенно большее значение имеет автоматическое регулирование микроклимата в промышленном птицеводстве (птицефабрики, комплексы), где системы автоматики, выполненные по последнему слову пауки и техники, создают оптимальные условия для выращивания и содержания птицы.

Рисунок 8



Рисунок 9

2.3 Расчёт аэрации

Аэрация - организованный естественный воздухообмен в помещении. Её осуществляют через специально предусмотренные отверстия в наружных ограждениях с использованием естественных побудителей движения воздуха - гравитационных сил и ветра.

1. Расчёт аэрации в тёплый период

Определим расход воздуха, необходимый для обеспечения нормируемой температуры в рабочей зоне (для летнего периода):

(20)

где - коэффициент температурного распределения, показывает какая доля тепла поступает в рабочую зону, принимается 0,8.

Полный перепад давлений:

, (21)

где - расстояние от середины оконного проема до верхнего среза шахты (3 м); - плотность наружного и внутреннего воздуха, соответственно, кг/м3.

В расчетах системы вентиляции принимаем температуру наружного воздуха в летний и переходный период по действительным условиям. Избыточное давление на уровне середины оконного проема (проема в стене):

. (22)

Температура уходящего воздуха:

Скорость воздуха на притоке через оконные проемы не должна превышать 0,3-0,5 м/с.

Исходя из этого условия рассчитаем необходимое количество проемов (окон):

, . (23)

Избыточное давление в шахте:

(24)

Скорость воздуха на уровне среза шахты:



(25)

где Уж - сумма коэффициентов местных сопротивлений; h1 - высота шахты, м.

Суммарная площадь шахт и их количество:

,

(26)

2. Расчёт аэрации в переходный период

Расход на аэрацию в переходный период уменьшается на 30% от подаваемого объёма в холодный период, удаляемый через навозные каналы.

Определим расход воздуха, необходимый для обеспечения нормируемой температуры в рабочей зоне (для летнего периода), по формуле (20):

Количество воздуха, удаляемое через шахты:

Количество теплоты, удаляемое через шахты:

Полный перепад давлений, определяем по формуле (21):

В расчетах системы вентиляции принимаем температуру наружного воздуха в летний и переходный период по действительным условиям. Избыточное давление на уровне середины оконного проема (проема в стене) определяем по выражению (22):

.

Температура уходящего воздуха:

Скорость воздуха на притоке через оконные проемы не должна превышать 0,3-0,5 м/с.

Исходя из этого условия рассчитаем необходимое количество проемов (окон) по выражению (23):

,

.

Избыточное давление в шахте находим по формуле (24):

Скорость воздуха на уровне среза шахты определяем по формуле (25):

Суммарная площадь шахт и их количество находим по выражению (26):

,

2.4 Техника безопасности на животноводческих фермах

К работе на механизмах и машинах, установленных на животноводческих фермах, допускаются лица не моложе 18 лет, знакомые с устройством машин, правилами эксплуатации, и прошедшие инструктаж по технике безопасности. На кормоприготовительных машинах нельзя работать в широкой одежде и в фартуках. Женщины должны убрать волосы под головной убор. Без надзора запрещается оставлять работающие машины. После ремонта или длительной остановки, машины или оборудование запускают с разрешения инженера или механика. Перед пуском машин в работу их проверяют на исправность, прочность крепежи болтовых соединений, наличия защитных кожухов на зубчатых, цепных и ременных передачах, выступающих концах вращающихся валов. Если машины и оборудование приводятся в движение электроэнергией корпуса электродвигателей, пусковых приборов, машин и оборудования которые могут оказаться под напряжением, заземляют. Для надежности и эффективности заземления рекомендуется забить несколько заземлителей (не меньше двух), которые соединяют между собой заземляющими шинами. Трубы забивают на небольшом расстоянии друг от друга, чаще всего на расстоянии, равном длине трубы. Сопротивление растеканию заземления, состоящего из mтр труб, определяется зависимостью:

где- сопротивление растеканию одиночного заземлителя;- коэффициент использования заземлителей, учитывающий взаимное расположение, экранирование труб и другие факторы (берется по справочным данным). Для двух труб, расположенных на расстоянии, равном длине трубы = 0,85. Общая проводимость заземлителя, состоящего из mтр труб и соединяющих их ленты, определяется как сумма проводимостей труб и ленты. Для устройства заземлителей в системах, работающих до 1000 в, можно также пользоваться защитными оболочками кабелей и трубами водопроводной сети. Однако в животноводческих хозяйствах следует с особой осторожностью подходить к использованию естественных заземлителей. В частности совершенно недопустимо использование металлических конструкций животноводческих помещений и труб системы автопоения в качестве естественных заземлителей. Более того, в целях предотвращения поражения животных через систему автопоения в электрифицированных хозяйствах рекомендуется на магистральном трубопроводе устанавливать изоляционные патрубки из плексигласа, стекла или резины. Эти патрубки, разделяя систему автопоения на части, ограничивают зону распространения опасных потенциалов. Установка изолирующих патрубков также желательна в местах пересечения трубопровода и электрических проводов. Их следует устанавливать по обе стороны от места пересечения. Сопротивление растеканию заземлителей в различное время года на остается постоянным. Оно зависит от климатических особенностей данной местности и конкретных почвенных условий. Поэтому при расчетах заземления проверяют возможное увеличение удельного сопротивления грунта в менее благоприятный период года. Это делается путем умножения опытной величины удельного сопротивления на соответствующий коэффициент:

где- опытная величина сопротивления грунта;- коэффициент, учитывающий возможное повышение удельного сопротивления грунта в течении года, по сравнению с опытным его значением. Этот коэффициент принимается по справочным данным.

Контрольные измерения сопротивлений и проверка состояния наружной части заземляющей и зануляющей проводок производиться не реже одного раза в год. Проверка заземления делается поочередно: один раз в наиболее сухой период лета, а другой - в наиболее морозный период зимы.

Существует несколько способов измерения сопротивления заземлителей. Наиболее простым и доступным в условиях животноводческих хозяйств является метод состоит в том, что вначале производится три измерения напряжения и тока между испытываемым заземлителем А и достаточно от него удаленными вспомогательными электродами В и С.

Рисунок 10

После этого составляют три уравнения, выражающих суммы сопротивлений:

Решая полученные уравнения, находят искомое значение сопротивления заземлителя RА.

Для большей точности определения RА рекомендуется измерять напряжение высокоомным вольтметром.

Первая помощь людям и животным при поражении их электрическим током.

При поражении током человека необходимо:

немедленно прекратить протекание тока через пострадавшего, выключив рубильник или отведя токоведущую часть от пострадавшего с помощью сухой деревянной палки, доски или других токонепроводящих предметов. Для этой цели лучше всего иметь резиновые перчатки, резиновые сапоги и галоши;

быстро расстегнуть одежду, стесняющую дыхание; осторожно разжать рот деревянным предметом; очистить рот и вытянуть язык, запавший в гортань;

создать приток свежего воздуха, открыв окна или дверь; при плохом дыхании или его отсутствии делать искусственное дыхание и продолжать его до прихода врача.

Во время искусственного дыхания нельзя допускать охлаждения пострадавшего (оставлять на сырой земле, на бетонном полу). Рекомендуется прикладывать грелку к туловищу и ногам пострадавшего.

Совершенно недопустимо оказание ”помощи” пораженному током путем сильного встряхивания или закапывания тела в землю. Такие способы приносят только вред.

При искусственном дыхании животное кладут на спину, голове его дают наклонное положение и затем медленно (сообразно с нормальным количеством дыхательных движений в минуту) разгибают и сгибают передние конечности. Одновременно с этим для возбуждения движения диафрагмы надавливают на брюшную стенку. Рекомендуется также ритмично потягивать язык пострадавшего животного и производить раздражение нервных окончаний кожи растиранием. Понаблюдением профессора Ф. Н. Щепетова, хорошие результаты дает лобелин при подкожном его введении.

При остановке сердечной деятельности необходимо применять массаж области сердца, а также вводить под кожу камфору, кофеин, эфир или спирт.

Для спасения пораженных током главную роль играет быстрота оказания первой медицинской помощи. Статистические данные показывают, что помощь, оказанная людям в течение первой минуты после поражения током, дала положительные результаты более чем в 90% случаев. При оказании помощи попрошествии 6 минут положительные результаты достигались всего лишь в 10% случаев, а по истечение 12 минут положительный эффект был весьма редким исключением.

Заключение

В данной курсовой работе в соответствии с заданием была запроектирована система отопления и вентиляции. Были рассчитаны вредности в помещении, теплопоступления и теплопотери. Был произведен расчет воздухообменов в зимний, переходный и летний периоды года. Было подобрано оборудование для приточной камеры: калорифер марки КПС-П №10 и вентилятор ВР-86-77-4.

Была рассчитана аэрация здания и аэродинамика воздуховодов для летнего и переходного периодов года: подобраны количество и размеры вытяжных шахт, оконных проемов, обеспечивающих удаление вредностей из помещения, где содержатся животные.

Сечение воздухозаборной шахты 335335 мм.

Воздух подается через воздуховоды с приточными решетками, сечением 100100.

Всего на один приточный центр - 114 решеток.

В летний и переходный периоды, для компенсации теплоизбытков необходимо организовать аэрацию. Диаметр шахты составляет 0,8м. Летом аэрация осуществляется через проемы в стенах; необходимо открыть 44 окна, а удаляется через шахты; необходимое число шахт 36 штук.

В переходный период приток воздуха осуществляется через 26 открытых окон, а удаляется необходимое количество воздуха через шахты, необходимое число шахт 27 штук.

Список использованной литературы

1. СНиП 2.04.05-91* "Отопление, вентиляция и кондиционирование".

2. Богословский В.Н. "Отопление и вентиляция". Учебник для вузов. В 2-х ч. Ч.2. Вентиляция. М., Стройиздат, 2016г.

3. Драганов Б.Х. "Теплотехника и применение теплоты в сельском хозяйстве" - М.: Агропромиздат,.2015

4. Драганов Б.Х. "Курсовое проектирование по теплотехнике и применению теплоты в сельском хозяйстве": Учеб.пособие для вузов - М.: Агропромиздат, 2017.

5. Кирюшатов А.И. "Отопление и вентиляция животноводческих комплексов и ферм". Методические указания к курсовому и дипломному проектированию; СИМСХ им.М.И. Калинина; Сарат. с. - х. ин-т им.Н.И. Вавилова. - Саратов, 2016.

6. Родин А.К. "Вентиляция производственных зданий агропромышленного комплекса". Учеб.пособие: ФГОУ ВПО "Саратовский ГАУ". Саратов. 2015.

7. Тарасенко А. П. «Механизация и электрификация сельскохозяйственного производства», -- М.: КолосС,2012. -- 552 с.

8. Коба В. Г. «Механизация и технология производства продукции животноводства», - М. Колос, 2015-528 с.

9. Мельников С. В. «Технологическое оборудование животноводческих ферм и комплексов», - Л. Агропромиздат, 2015-580 с.

10. Баланин В.И. Микроклимат животноводческих зданий. - С.-П.: Профикс, 2013. - 135 с.

11. Марочкин В.К., Брилевский М.Ю. «Использование вторичных топливно-энергетических ресурсов в сельском хозяйстве», - Минск: Ураджай, 2017. - 200 с.

12. Белянчиков Н.Н. «Механизация технологических процессов», - Москва: Агропромиздат, 2015. - 400 с.

13. Цубанов, А.Г. «Теплоснабжение, отопление и вентиляция животноводческих помещений», - Минск: Ураджай, 2015. - 151 с.

14. Энергосбережение в системах теплоснабжения, вентиляции и кондиционирования воздуха: справ. пособие / под ред. Л.Д. Богуславского и В.И. Ливчака. - Москва: Стройиздат, 2016. - 624 с.

Размещено на Allbest.ru

...