Методические указания к лабораторным занятиям по теме: «Расчет вентиляции и теплового баланса животноводческих помещений» (стр. 4 )

В коровнике 200 коров. На одну корову приходится: 57600/200 = 288 см2.

По нормативу положено 280-300 см2.

1.4. Контрольные вопросы

1. Перечислить факторы, от которых зависит микроклимат животновод-ческих помещений.

2. Назначение вентиляции.

3. Что положено в основу расчета естественной вентиляции по водяным парам, по углекислому газу?

4. Что определяют при расчете вентиляции?

5. Написать и объяснить формулу расчета вентиляции по водяным парам.

6. Источники поступления водяных паров в животноводческое помеще-ние.

7. Каким образом определяется количество водяных паров, выделяемых животными?

8. Как определяется количество водяных паров при испарении с поверх-ности ограждающих конструкций?

9. Как вычисляется абсолютная влажность помещения (q1) в формуле расчета объема вентиляции?

10. Как находится абсолютная влажность наружного воздуха (q2)?

2.Тепловой баланс в животноводческих помещениях

Цель занятия: Освоить методику расчета теплового баланса животноводческого помещения.

Содержание занятия: Тепловой баланс-это подсчет поступления и расхода теплоты в здании. Его рассчитывают при проектировании и реконструкции зданий, выборе строительных конструкций и материалов, определении типа, мощности, числа вентиляционных и отопительных установок.

На тепловой режим здания влияют: объемно-планировочные решения, климатические условия, вид, живая масса, физиологическое состояние и продуктивность животных, плотность их размещения, объем здания, мощность отопительных установок, кратность воздухообмена.

Расчет теплового баланса здания позволяет оценить теплотехнические свойства ограждающих конструкций, определить пути теплопотерь и способы поддержания в помещении оптимальных параметров микроклимата.

Потери теплоты через ограждающие конструкции (стены, потолки, ворота, окна) зависят от теплопроводимости и толщены слоев ограждения, а теплопроводимость - от вида, структуры и влажности материала. При увеличении объемной массы и влажности материала возрастает его теплопроводность.

Единица теплопроводности (К) равна количеству теплового потока, проходящего через стену толщиной 1 м за 1час при разности температур на двух противоположных поверхностях в 1°С, кДж/(чЧм2Ч0С). Для определения теплопроводности строительных материалов пользуются специальными таблицами. Помещения, в которых содержится животные, подразделяются на неотапливаемые и отапливаемые.

Неотапливаемые - это помещения, где температурный режим поддерживается за счет тепла выделяемого животными.

Отапливаемые - это помещения, где температурный режим поддерживается и за счет дополнительных источников тепла.

Тепловой баланс помещений состоит из прихода и расхода тепла. Он может быть положительным, когда приход тепла больше расхода, отрицательным, когда расход тепла больше прихода и нулевым, когда приход тепла равен его расходу.

2.1. Расчет теплового баланса животноводческого помещения.

Расчетную температуру воздуха в помещении (tB) для холодного периода года принимают по зоогигиеническим нормативам.

Расчетная температура наружного воздуха (tH) зависит от климатических условий местности, берется средняя температура самого холодного месяца в году (январь). По этому же месяцу для расчета объема вентиляции берется среднемесячная абсолютная влажность(q2).

Приход тепла в неотапливаемых помещениях определяется количеством свободного тепла (Qж. св.), выделяемого животными, размещенными в помещении. Количество этого тепла зависит от вида животных, породы, массы, пола, физиологического состояния и других особенностей.

Расход тепла состоит из:

-тепла, идущего на обогрев приточного (наружного) воздуха (QB);

-тепла, теряемого через ограждающие конструкции здания (Qorp);

-тепла, идущего на испарение влаги с поверхности ограждений (пола, стен, потолка и т. д.) (Qиcп).

Упрощенно формулу расчета теплового баланса можно записать так:

Qж. св. = Qв +Qогр+Qисп,

где

QB=ДtЧLЧpЧc

Qoгp=ДtЧУ KF

Qисп =2,5ЧWзд

Левая часть формулы отражает приход тепла, правая - теплопотери. Расчет теплового баланса ведут по следующей формуле:

Qж. св = Дt(LЧpЧc+УKF)+2,5ЧWзд., где

Qж. св. - свободное тепло, выделенное в окружающую среду всеми животными;

Дt - разность между температурой воздуха внутри помещения и температурой наружного воздуха самого холодного месяца (для Омска январь -19,6° С табл. 4);

р (ро) - удельная масса 1м3 воздуха при нормированной температуре;

L - часовой объем вентиляции, рассчитанный для января, м3/ч;

с - теплоемкость воздуха в кДж, или количество тепла для нагрева 1кг

воздуха на 1 градус, кДж/кг;

К-коэффициент теплопередачи через ограждающие конструкции, кДж/(ч*м2*°С);

F-площадь ограждающих конструкций, м2;

У - показатель суммы произведений (коэффициента теплопередачи на ее площадь по каждой части ограждающих конструкций (стены, окна и т. д.), затем все результаты суммируются);

2,5 - коэффициент теплопотерь на испарение 1г влаги с мокрых поверхностей, кДж/г;

Wзд - количество водяных паров в граммах, которое испаряется с мокрых поверхностей, г/ч, берется 10-30% от всех паров, выделенных животными в зависимости от способа навозоудаления, санитарного режима и прочее, для нашей задачи - 25%.

ЗАДАЧА. В коровнике полурамной конструкции размером 120Ч12Ч3м на привязи содержится 200 коров, из них 100 лактирующих средней массой 400 кг с удоем 10 кг, 60 лактирующих средней массой 600 кг с удоем 15 кг и 40 сухостойных - средней массой 600 кг. 

Стены коровника керамзито-бетонные, толщиной 30 см, перекрытие совмещенное. Окна двойные, количество-36 шт., размер 1,2Ч1,0 м. Ворота двойные, между ними тамбур 3,0Ч2,7м.

Система навозоудаления - каскадно-сплавная. Высота вытяжных труб 4 м, площадь сечения каждой - 0,8Ч0,8 м, всего 9 штук. Нормированная температура в коровнике +100С, относительная влажность 75%. Климатическая зона - Омская область. Содержание коров привязное, помещение неотапливаемое.

РАСЧЕТ

Расчет прихода тепла.

Приход тепла определяют по формуле:

Qж. св. =(Q1Чn1)+(Q2Чn2)+(Q3Чn3) и т. д., где:

Q1, Q2, Q3 и т. д. - тепло от одного животного, кДж/ч;

n1, n2, n3 и т. д. - количество животных в группе, голов.

Используя данные таблицы 2 норм выделение животными тепла, вредных газов и водяных паров, заполняем формулу. При этом берем показатель свободного тепла, поступающего в помещение, в кДж/ч. Оно составляет 72% от всего образующегося тепла в организме животного. Остальное тепло (28%) расходуется на физиологические процессы внутри организма.

Находим приход тепла (Ожсв) по группам животных.

Таблица 2

Группа животных	Живая масса, кг.	Теплота, кДж/ч	Водяные пары, г/ч	Углекислый газ, м3/ч
Общая	Свободная
1	2	3	4	5	6
Крупный рогатый скот
Коровы стельные сухостойные и нетели за 2 месяца до отела.	300	2789	1008	319	100
400	3318	2390	380	118
600	4276	3079	489	139
800	5023	3618	574	179
Коровы лактирующие при уровне лактации, кг.
5	300	2764	1991	316	99
400	3297	2373	377	118
500	3570	2528	408	128
600	4227	3053	485	152
10	300	2974	2142	340	106
400	3532	2541	404	126
500	3977	2864	455	142
600	4414	1919	505	158
15	300	3431	2469	392	123
400	4007	2885	458	143
500	4435	3192	507	158
600	4801	3457	549	171
Волы на откорме	400	4305	3100	493	154
600	5237	3772	599	187
800	6258	4507	715	224
1000	7405	5330	846	226

Продолжение таблицы 2

Группа животных	Живая масса, кг.	Теплота, кДж/ч	Водяные пары, г/ч	Углекислый газ, м3/ч
Общая	Свободная
1	2	3	4	5	6
Крупный рогатый скот
Телята в возрасте
До 1 месяца От 1 до 3 месяцев	30	462	332	53	16,5
40	651	470	74	23,2
50	802	575	92	28,6
80	1180	848	135	42,2
40	680	491	78	24,3
60	990	714	113	55,5
100	1554	1117	177	24,3
130	1764	1268	202	63
От 3 до 4 месяцев	90	1147	823	131	41
120	1705	1226	195	60,9
150	1764	1268	202	89
200	2491	1672	265	53,1
Молодняк от 4 месяцев и старше	120	1487	1071	170	60,9
180	1890	1361	216	67,5
250	2289	1646	264	81,8
350	3007	2163	344	128,3
30	512	370	57	21

Продолжение таблицы 2