Расчеты вентиляции в условиях повышенной влажности наружного воздуха и в климатических условиях Республики Беларусь целесообразнее вести по влажности воздуха.
Часовой объем вентиляции (L) по влажности воздуха определяют по формуле:
(1.2), где
L - количество воздуха (в м3), которое необходимо удалить из помещения за час, чтобы поддержать в нем относительную влажность в пределах нормы (70-85%), м3/ч;
Q- количество водяных паров (в г), которое выделяют находящиеся в помещении животные с учетом влаги испаряющейся с поверхности пола, кормушек, поилок, стен и других ограждений в час, г в час;
q1- абсолютная влажность воздуха помещений (в г/м3), при которой относительная влажность остается в пределах норматива;
q2- средняя абсолютная влажность наружного воздуха (в г/м3) вводимого в помещение в переходный период (ноябрь и март) по данной климатической зоне.
Для расчетов вентиляции животноводческого помещения необходимы следующие данные: существующий или проектный объем помещения, количество животных в помещении, их живая масса, возраст, физиологическое состояние, продуктивность, нормативные показатели основных параметров микроклимата помещения, температура, относительная и абсолютная влажности, а также эти показатели атмосферного воздуха.
|
|
Пример: Коровник на 200 животных с привязным содержанием коров.
Поголовье животных:
1 группа - коровы лактирующие, живой массой 500 кг, среднесуточный удой 10 л, их количество 102 головы;
2 группа - коровы лактирующие, живой массой 600 кг, среднесуточный удой 15 л, их количество 63 головы;
3 группа - коровы сухостойные, живой массой 600 кг, количество 27 животных;
4 группа - коровы сухостойные, живой массой 400 кг, количество 8.
Внутренние размеры коровника (без учета тамбуров): длина - 66 м, ширина -21м, высота стены - 3 м, высота в коньке – 5,8 м.
Животноводческое помещение находится в Витебском районе. Нормативная температура в коровнике 10 ОС, относительная влажность 70%. Температура наружного воздуха в среднем за март и ноябрь месяц для данного района составляет – -1,65 ОС, абсолютная влажность – 3,6 г/м 3.
Необходимо определить:
1. Часовой объем вентиляции (L) по влажности воздуха.
2. Кратность воздухообмена в час.
3. Объем воздухообмена на 1 центнер живой массы животного данного помещения (или на 1 голову животного или у кур на 1 кг живой массы).
4. Общую площадь сечения вытяжных и приточных каналов, а также их количество при вентиляции с естественным побуждением.
5. Количество вентиляторов (соответствующей мощности), которое должно быть в помещении с принудительным воздухообменом.
Определяем часовой объем вентиляции по формуле (1.2).
|
|
Поголовье животных, размещенное в коровнике, выделяет за час (таблица 70 "Нормы выделения тепла, углекислого газа и водяных паров сельскохозяйственными животными и птицами") следующее количество водяных паров:
одна корова живой массой 500 кг и удоем 10 л выделяет 455г/ч,
тогда 102 головы выделяет 46 410 г/ч
одна корова живой массой 600 кг и удоем 15 л выделяет 549 г/ч,
а 63 головы 34587 г/ч.
одна сухостойная корова живой массой 600кг выделяет 489 г/ч,
а 27 животных 13203 г/ч.
одна сухостойная корова живой массой 400 кг выделяет 380 г/ч,
а 8 животных 3040 г/ч.
Итого: 97 240 г/ч.
Испарение влаги с ограждающих конструкций при удовлетворительном санитарном режиме, исправно действующей канализации, регулярной уборке навоза и применения соломенной подстилки в коровнике составляет 10 % (таблица. 72 "Процентные надбавки к количеству влаги, выделяемой животными, на испарение воды с пола, кормушек, поилок, стен и перегородок").
10% от общего количества влаги, выделяемой всеми животными данного помещения, составит 9 724 г/ч.
97 240 - 100 %
x - 10%
Всего поступит водяных паров в воздух коровника за час 106964 г (97240+9724).
В коровнике температура воздуха 10°С и относительная влажность 70 % (таблица 1 "Параметры микроклимата помещений для крупного рогатого скота").
Для расчета абсолютной влажности (q1) по таблице 71 "Максимальная упругость водяного пара в мм ртутного столба " находят, что максимальная влажность воздуха при температуре 10°С составляет 9,17. Следовательно, этой влажности соответствует 100 %-ная относительная влажность, а в помещении относительная влажность должна быть 70 %. Составляем пропорцию:
9,17 - 100%
q1 - 70 %
Значение q2 берем из таблицы 69 "Средние показатели температуры и абсолютной влажности в различных пунктах Республики Беларусь ".
Абсолютная влажность наружного воздуха в Витебском районе в ноябре 4,2 г/м3, в марте - 3,0 г/м3.
Полученные данные подставим в формулу (1.2.)
2. Определение кратности воздухообмена в помещении выполняют по формуле:
(1.3), где
Кр - кратность воздухообмена, показывает сколько раз в течение часа воздух в помещении необходимо заменить на новый;
L - часовой объем вентиляции, м3/ч;
V - объем помещения, м3.
V = (66 х 21 х 3) + (66 х 10,5 х 2,8) = 4 158 + 1 940,4 = 6 098,4 м3
раз в час
3. Определение объема вентиляции на 1 ц живой массы производят по формуле:
(1.4), где
V1 - объем вентиляции на 1 ц живой массы, м3/ч;
L- часовой объем вентиляции, м3/ч;
m - живая масса животных, ц.
m =(5 х 102) + (6 х 63) + (6 х 27) + (4 х 8) = 1 082 ц
4. Общую площадь сечения вытяжных труб, обеспечивающих расчетный воздухообмен, определяют по формуле:
(1.5), где
S1 - общая площадь поперечного сечения вытяжных шахт, м2;
v - скорость движения воздуха в вытяжной шахте, м/с;
3600 - количество секунд в одном часу.
Для определения скорости движения воздуха в вентиляционной шахте (v) применяют таблицу 73 "Скорость движения воздуха в вентиляционных трубах (м/с) при разной высоте труб и при различных температурах воздуха внутри помещения и наружного воздуха".
Разница температур воздуха внутри помещения и наружного ( t) рассчитывается следующим образом: температура воздуха в коровнике + 10°С (таблица 1 "Параметры микроклимата помещений для крупного рогатого скота"), средняя температура наружного воздуха в переходный период – -1,65°С в Витебском районе (ноябрь – -0,4°С, март – -2,9°С, средняя температура (таблица 69 "Средние показатели температуры и абсолютной влажности воздуха в различных пунктах Республики Беларусь").
Следовательно, разница этих температур составит:
t = + 10°С - (-1,65°С) = 11,65°С.
Допустим высота вытяжной трубы составляет 6 м, поэтому по таблице 73
v = 1,15 м/с.
Подставим все значения в формулу 1.5.
Таким образом, общее сечение вытяжных шахт равно 9,16 м2.
|
|
Количество вытяжных шахт (п 1) определяют по следующей формуле:
, (1.6), где
S1 - общая площадь сечения вытяжных шахт, м2;
s1 - площадь сечения одной вытяжной шахты, м2.
Эффективнее работают в коровнике трубы с сечением большим чем 1 м2, поэтому можно установить 6 вытяжных шахт сечением 1,2 м х 1,25 м каждая.
вытяжных шахт
Площадь приточных каналов (S2) составляет 60 - 70 % от общей площади вытяжных шахт и определяется по формуле:
S2 = S1 х 0,6 (1.7)
S2 = 9,16 x 0,6 = 5,5 м2
Количество приточных каналов (n2) рассчитывается по следующей формуле:
(1.8), где
S2- общая площадь сечения приточных каналов, м 2
s2 - площадь сечения одного приточного канала, м2.
В коровнике приточные каналы могут быть выполнены в виде подоконных щелей или приточных каналов различных размеров. Если подоконная щель имеет площадь 2,35 м х 0,135 м = 0,31 м2, то
подоконных щелей по 9 с каждой стороны, которые располагают в шахматном порядке для избежания сквозняков.
Если приточный канал имеет площадь сечения 0,2 м х 0,2 м = 0,04 м2, то n2 = 138, в этом случае приток воздуха с естественным побуждением не рационален, следует рекомендовать осуществлять приток воздуха механическим (принудительным) способом.
5. Количество вентиляторов (п3), которое должно быть в помещении с принудительным воздухообменом.
(1.9), где
L - часовой объем вентиляции, м3/ч;
Р – подача воздуха, м3/ч.
Если рекомендовать для применения вентилятор центробежный ЦЧ № 5, 930 с воздухоподачей 5 700 м3, то их необходимо 7 (таблица 74 "Вентиляционно-отопительное оборудование, рекомендуемое для комплектации систем обеспечения микроклимата животноводческих помещений").
Таблица 69