Вентиляционные системы в животноводстве

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ ФГОУ ВПО УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ

В ЖИВОТНОВОДСТВЕ»

по теме «Вентиляционные системы в животноводстве»

Выполнил: студент Климарёв А. В.

Шифр: 11-12

Проверил: старший преподаватель

Хатанов К. Ю.

Екатеринбург 2014

План

Введение

1. Требования к микроклимату в животноводческих помещениях

2. Особенности вентиляционных устройств, предназначенных для животноводческих помещений

2.1 Классификация и основные конструктивные элементы вентиляционных установок

2.2 Вентиляционные устройства с естественным побуждением движения воздуха

2.3 Системы механической (искусственной) вентиляции

Заключение

Библиографический список

Введение

Животноводство - ведущая отрасль агропромышленного комплекса РФ, развитие которой определяет, с одной стороны, уровень удовлетворения общества в ценных продуктах питания, с другой, экономическое благополучие аграрного сектора, народного хозяйства.

Соблюдение зоогигиенических норм и правил, предусмотренных технологией, - основа успешного производства сельскохозяйственной продукции. Немаловажную роль среди этих норм играет вентиляция. Вентиляция в животноводческих помещениях предназначена для:

- поддержания оптимального температурно-влажностного режима и химического состава воздуха в соответствии с установленными нормами;

- обеспечения необходимого воздухообмена на единицу живой массы животных в различные периоды года;

- предупреждения конденсации паров на внутренней поверхности;

- равномерного распределения и циркуляции воздуха внутри помещения;

- создания нормальных условий для работы обслуживающего персонала и содержания животных.

Надежные и соответствующие современным требованиям системы вентиляции для животноводческих комплексов имеют для фермеров существенное значение. Система вентиляции обеспечивает регулирование температуры и влажности, а также поддержание микроклимата внутри помещений посредством удаления пыли, запахов и испарений. Недостаточная или некорректная работа системы вентиляции может вызвать серьезные проблемы у животных - вплоть до фатального исхода.

1. Требования к микроклимату в животноводческих помещениях

Микроклимат в помещении - это климат ограниченного пространства, включающий в себя совокупность факторов среды: температура, влажность, скорость движения и охлаждающая способность воздуха, атмосферное давление, уровень шума, содержание взвешенных в воздухе пылевых частиц и микроорганизмов, газовый состав воздуха и др.

Создание и поддержание микроклимата в животноводческих помещениях связаны с решением комплекса инженерно-технических задач и наряду с полноценным кормлением являются определяющим фактором в обеспечении здоровья животных, их воспроизводительной способности и получении от них максимального количества продукции высокого качества.

Современные технологии содержания животных предъявляют высокие требования к микроклимату в животноводческих помещениях. По мнению ученых, специалистов животноводства и технологов, продуктивность животных на 50 - 60 % определяется кормами, на 15 - 20 % - уходом и на 10 - 30 % - микроклиматом в животноводческом помещении. Отклонение параметров микроклимата от установленных пределов приводит к сокращению удоев молока на 10 - 20 %, прироста живой массы - на 20 - 33 %, увеличению отхода молодняка до 5 - 40 %, уменьшению яйценоскости кур - на 30 - 35 %, расходу дополнительного количества кормов, сокращению срока службы оборудования, машин и самих зданий, снижению устойчивости животных к заболеваниям.

Ежегодно из помещений животноводческих ферм отрасли требуется удалить 166 млрд м3 водяных паров, 39 млрд м3 углекислого газа, 1,8 млрд м аммиака, 700 тыс. м3 сероводорода, 82 тыс. т пыли, патогенную микрофлору.

Для удаления вредностей, образующихся в животноводческих помещениях, на вентиляцию расходуется около 2 млрд кВт-ч электроэнергии в год, на обогрев помещений дополнительно идет 1,8 млрд кВт-ч, 0,6 млн м природного газа, 1,3 млн т жидкого и 1,7 млн т твердого топлива. Общие затраты энергии на микроклимат составляют до 3 млн т у.т. в год, что равняется 32 % всей энергии, потребляемой в отрасли животноводства. Поэтому в общем комплексе задач по экономии и эффективному использованию топливно-энергетических ресурсов одним из важных направлений является разработка и внедрение энергосберегающего оборудования для создания микроклимата в животноводческих помещениях.

Оптимальный микроклимат в животноводческих и птицеводческих помещениях способствует более полной реализации генетического потенциала животных и птицы, профилактике заболеваний, повышению естественной резистентности, а также удлинению сроков службы построек и установленного в них оборудования. Важным условием интенсивного производства животноводческой продукции является оптимальное соотношение всех параметров микроклимата в производственном помещении.

2. Особенности вентиляционных устройств, предназначенных для животноводческих помещений

Вентиляционные устройства предназначены для удаления из животноводческих помещений испорченного влажного воздуха и замены его чистым и менее влажным наружным воздухом; они обеспечивают нормальный гигиенический режим для животных, обслуживающего персонала и способствуют сохранению зданий.

Расчеты и практика показывают, что в большинстве случаев в животноводческих зданиях достаточен 4 - 5-кратный воздухообмен в 1 ч в зависимости от назначения здания и числа животных, а в птичниках - 10 - 13-кратный. Вентиляционные устройства не должны вызывать сквозняков и резко снижать температуру воздуха помещения.

В животноводческих и птицеводческих помещениях применяют системы вентиляционных устройств с естественным, механическим и смешанным побуждением движения воздуха. В отапливаемых животноводческих зданиях вентиляционные системы часто совмещают с воздушным отоплением.

2.1 Классификация и основные конструктивные элементы вентиляционных установок

На животноводческих фермах и комплексах применяют вентиляционные установки различных типов. Их классификация приведена на рис. 1.

Эффективное средство для создания оптимальных режимов микроклимата в животноводческих помещениях - применение комбинированных систем отопления и механической вентиляции с частичной или полной автоматизацией. С этой целью в микроклиматической камере устанавливают теплогенераторы и приточные вентиляторы для смешивания горячего и холодного воздуха. В зимний период работает приточно-вытяжная вентиляция с прогревом воздуха теплогенераторами. В переходный и летний периоды, когда нет потребности в подогреве приточного воздуха, действует только вытяжная вентиляция, а свежий воздух в помещение поступает через регулируемые жалюзийные решетки, установленные рассредоточенно в окнах. Вся аппаратура управления приточной и вытяжной вентиляции размещается в шкафах, установленных в климатической камере.

Рис. 1 - Классификация вентиляционных установок

Эффективность вентиляции зависит от многочисленных факторов, среди которых основные следующие:

герметичность помещений и их хорошая теплоизоляция с защитным барьером от влаги;

правильная циркуляция воздуха внутри помещения;

объем помещений, приходящийся на одно животное;

правильное устройство приточных каналов для свежего и вытяжных для загрязненного воздуха;

наличие аппаратуры для автоматического контроля температуры и воздухообмена.

В последние годы все шире применяют калориферные установки, которые осуществляют смену загрязненного воздуха и обогрев помещений.

Эффективность вентиляционно-отопительных систем зависит от качества функционирования их конструктивных элементов. На рис. 2 показаны некоторые из этих элементов.

Рис. 2 - Основные конструктивные элементы вентиляционных установок: а - воздухоприемные и вытяжные шахты; I - отдельно стоящая шахта; II - пристроенная и встроенная воздухоприемные шахты; III - вытяжные шахты; б - приточные камеры; 1 - воздухозаборная шахта; 2 - клапан; 3 - фильтры; 4 - калориферы; 5 - обводной клапан; 6 - гибкая вставка; 7 - вентилятор; 8 - пусковая задвижка; 9 - дверь в калориферную камеру

2.2 Вентиляционные устройства с естественным побуждением движения воздуха

При проектировании систем вентиляции животноводческих зданий следует учитывать возможность организованного воздухообмена с использованием для этой цели теплового или ветрового давления, а также их совместного действия. Простейшей системой вентиляции с учетом тепловыделений в помещении является шахтная вентиляция, удаляющая воздух из верхней зоны через утепленные шахты, заделанные в перекрытии, и подающая свежий воздух через подоконные или надоконные приточные щели. микроклимат вентиляционный вытяжка животноводческий

Шахты собирают из готовых деревянных щитов, сбиваемых из досок толщиной 19 мм в два слоя. Доски соединяют в четверть или в шпунт. Для большей плотности и жесткости в углах шахты нашивают треугольные бруски, а с наружной стороны щиты скрепляют хомутами из досок. С внутренней стороны щиты обивают кровельной сталью по войлоку, вымоченному в глиняном растворе, или по асбестовому картону. Толщина войлока принимается 12 мм, а асбестового картона - 6 мм.

Во избежание задувания вытяжки обратными токами воздуха, отраженными скатами кровли, и для использования с наибольшей эффективностью прямого действия ветра верх шахт выводят на 1...1,2 м выше конька. Чтобы устранить возможность попадания внутрь помещения атмосферных осадков, над шахтами устраивают зонты.

Поперечное сечение вытяжных шахт и их число определяют расчетом в зависимости от количества проходящего воздуха и скорости его движения, которая зависит от действующего в системе напора. Ходовые размеры сечений вытяжных шахт, применяемые в типовых проектах, 1Ч1 м. Разработаны спаренные и счетверенные шахты. Чем больше сечение вытяжных шахт, тем меньшее число их требуется, а следовательно, облегчается уход за шахтами.

Шахты размещают таким образом, чтобы воздух удалялся равномерно из всех частей помещения. Нижний конец вытяжных шахт не должен выступать ниже перекрытия, так как в противном случае выступ шахты будет создавать порог, задерживающий под потолком часть паров.

Для регулирования вытяжки через шахты и полной ее остановки служит дроссель-клапан, который представляет собой деревянный щиток, вращающийся на «пальцах», расположенных на одной оси в торцевых стенках и управляемый снизу при помощи веревки.

Шахтная вентиляция с естественным побуждением движения воздуха проста, дешева и надежна в работе. Однако при понижении температуры действие такой вентиляции приходится ограничивать, а при температуре -15°С вовсе прекращать приток свежего воздуха.

2.3 Системы механической (искусственной) вентиляции

Наиболее совершенны в техническом отношении вентиляционные установки с искусственной тягой. Животноводческие помещения могут быть оборудованы приточными механическими системами вентиляции. В помещение подают организованным путем определенное расчетное количество воздуха. Удаляют загрязненный воздух через неплотности в ограждениях или через специально устраиваемые для этой цели отверстия в верхней зоне (шахты, щели).

Однако удаление естественным путем не всегда позволяет решить поставленные задачи. В животноводческих помещениях выделяется много тяжелых вредных газов и их удаление требует организации вытяжных механических систем с забором воздуха из нижней зоны.

Таким образом, в животноводческих помещениях возможны механические вентиляционные системы как приточные, так и вытяжные. В зависимости от назначения помещения, принятой технологии содержания животных свежий приточный воздух может быть подан как в верхнюю, так и в нижнюю зоны помещения. Удалять загрязненный воздух можно механическими системами с забором воздуха из помещений как из нижней, так и из верхней зоны.

Подача приточного воздуха в помещения, где находятся животные, предусматривается так, чтобы воздух поступал равномерно в зону размещения животных, исключая возможность непосредственного воздействия на них воздушных струй со скоростью, превышающей рекомендуемую подвижность среды.

Примером схемы вентиляции коровников со стойловым содержанием крупного рогатого скота может служить приточная механическая система, питающаяся от одной приточной камеры. Через воздуховоды, расположенные под потолком, воздух равномерно подают в зону размещения животных. Удаляют загрязненный воздух через группы шахт, расположенных попарно или в шахматном порядке.

В телятниках, свинарниках-маточниках, в которых содержится молодняк, чувствительный к изменениям температурного режима, и в других отапливаемых животноводческих зданиях (родильных отделениях и др.) устраивают системы вентиляции с механическим побуждением и подогревом поступающего воздуха.

Вентиляция, применяемая в свинарниках-маточниках, состоит из механической приточной системы, с помощью которой наружный воздух, подогретый в калориферах, подается по воздуховодам равномерной раздачи из верхней зоны помещения в нижнюю. Забор свежего воздуха и приточная вентиляционная камера расположены в середине продольной стены. Воздух от вентиляционной камеры подается по воздуховодам в помещение. Загрязненный воздух удаляется механической вытяжной вентиляционной системой по каналам, расположенным под полом, рядом с навозными каналами. Забор загрязненного воздуха этими системами производится из верхней части навозного канала через щели или отверстия. Эта вытяжная система позволяет удалять из помещения тяжелые газы непосредственно из мест их выделения и тем самым предотвращать распространение их по всему помещению. Механическая вытяжка из подпольных каналов предусматривается при содержании животных на решетчатых полах. В этом же помещении необходимо устраивать вытяжку также из верхней зоны через вытяжные шахты.

Схема вентиляции с установкой в шахтах реверсивных вентиляторов может применяться как в помещениях крупного рогатого скота, так и в помещениях свиноводческих комплексов. Механическая приточная вентиляционная система обеспечивает подачу предварительно нагретого наружного воздуха через воздуховоды равномерной раздачи в зону пребывания животных. Приточно-вытяжные шахты с реверсивными вентиляторами служат для удаления воздуха из верхней зоны в холодное время года и подачи дополнительного количества свежего наружного воздуха в теплое время года, когда в помещении необходим повышенный воздухообмен. В теплое время загрязненный воздух из помещения удаляется через открытые оконные проемы.

При работе механических вентиляционных систем воздухообмен в животноводческих помещениях можно регулировать следующим образом: путем регулирования подачи (дроссель-клапан, шиберные заслонки) периодическим включением различного числа вентиляторов, регулированием скорости вращения колеса вентилятора.

Для вентиляции свинарников-откормочников может быть рекомендована система, состоящая из приточной механической системы и комбинированной естественно-механической вытяжной системы. Воздух, забираемый снаружи приточной вентиляционной системой, по каналу, расположенному под полом, через напольные тумбы с регулируемыми жалюзийиыми решетками подается в станки. Удаляется воздух центробежным вентилятором через щелевые полы по воздуховоду, выполненному в виде подземного канала. Из верхней зоны воздух удаляют с помощью крышных осевых вентиляторов. В теплое время года воздух можно удалять через оконные проемы.

Для создания требуемого микроклимата в животноводческом помещении может быть использован комплекс приточно-вытяжных установок типа ПВУ, выпускаемых Полоцким авторемонтным заводом. Установка ПВУ-4 представляет вентиляционное устройство, в котором совмещены приток и вытяжка воздуха. Специальный вентилятор имеет два ряда лопастей. Приточный и вытяжной воздуховоды выполнены в виде двух концентрических цилиндров. Свежий воздух подается через сопла в верхнюю зону помещения и хорошо перемешивается с внутренним воздухом. Загрязненный воздух из помещения удаляется через вытяжной воздуховод. На пути движения загрязненного воздуха в установке расположены заслонки, разделяющие поток на две части, один из которых выбрасывается наружу, другой - попадает в приточный воздуховод и, смешиваясь с наружным воздухом, поступает внутрь помещения. При необходимости наружный воздух можно подогревать специальными электронагревателями.

В птицеводческих зданиях используют различные системы вентиляции. В децентрализованной схеме системы вентиляции птичников для выращивания бройлеров с подачей воздуха сверху вниз свежий воздух забирается несколькими вентиляторами, размещенными снаружи, подогревается в калориферах и подается воздуховодами в помещение. Загрязненный воздух удаляется из помещения несколькими вытяжными вентиляторами.

Для создания и поддержания благоприятного микроклимата в животноводческих и птицеводческих помещениях на предприятиях Всесоюзного объединения «Сельхозтехника» организовано изготовление тепловентиляционных установок «Климат-44», «Климат-46» и «Климат-47», включающих осевые вентиляторы, станции управления, автотрансформаторы и магнитные пускатели, поставляемые компактно.

Заключение

Одним из наиболее перспективных направлений энергосбережения является создание требуемого микроклимата непосредственно в зоне расположения животных с полной регенерацией воздуха животноводческого помещения, реализуемое с помощью автоматизированной системы кондиционирования воздуха (АСКВ). Использование автоматизированной системы кондиционирования воздуха позволяет перейти на замкнутый энергетический цикл вторичного использования теплоты животноводческого помещения с экономией до 80 - 90 % энергии низкопотенциального энергоносителя, выбрасываемого загрязненным воздухом и на 80 - 90 % сократить потребление энергии в животноводческих помещениях на создание нормативного микроклимата. Создана и другая система кондиционирования воздуха животноводческих помещений на основе аэрогидродинамического кондиционера и работающего на принципе барботации загрязненного воздуха, обеспечивающая сокращение энергозатрат, связанных с обработкой воздуха в камере орошения, на 26 % по сравнению с предыдущей. Кроме того, аэрогидродинамический кондиционер имеет на 21 % меньшую стоимость, а при выполнении технологического процесса его надежность выше при простоте конструкции, что упрощает ремонт и техническое обслуживание.

На фермах, которые представляют собой помещения сравнительно небольшого объема, может быть успешно применена естественная вентиляция, не требующая на обеспечение и поддержание микроклимата в помещении затрат энергоресурсов. При правильном расчете естественная вентиляция с применением дефлекторов, предложенных В. В. Шведовым, обеспечивает без затрат электроэнергии нормальный воздухообмен и во все периоды года создает хороший микроклимат даже при малых скоростях ветра. Она надежна, дешева, бесшумна и не требует высокой квалификации обслуживающего персонала.

Библиографический список

1. Мишуров Н. П. Энергосберегающее оборудование для обеспечения микроклимата в животноводческих помещениях / Н. П. Мишуров, Т. Н. Кузьмина / Российский науч.-иссед. ин-т информации и техн.-эконом. исследований по инженерно-техническому обеспечению агропромышленного комплекса. М., 2004.

2. Ахундов Д. С. Микроклимат животноводческих помещений и энергосбережение / Д. С. Ахундов, Д. Н. Мурусидзе и др. // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 1997 - № 12. С. 9 - 13.

3. Ачапкин М. М. Энергосберегающая система вентиляции для животноводческих помещений / М. М. Ачапкин // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 2003 - № 5. С. 18 - 19.

4. Кириленко Н. Новые системы вентиляции / Н. Кириленко // Сельский механизатор. - 2004 - № 4.

5. Тесленко И. И. Ресурсосберегающие технологии в молочном животноводстве / И. И. Тесленко. М., 2002. 289 с.

6. Шароглазов В. Вентиляция теплообменная / В. Шароглазов // Сельский механизатор. - 2002 - № 3.

7. Шведов В. В. Свежий воздух в коровнике / В. В. Шведов // Достижения науки и техники АПК. - 2001 - № 12.

Размещено на Allbest.ru