Проектирование коровника на 200 голов

d – живая масса данного животного, у которого определяют количество выделяемой влаги, кг. и от всей группы животных:

 

Q_г = Q x P,

где Q_г – количество водяных паров выделяемых группой животных за час, г;

 

Р – размер группы, гол.

Рассчитаем  количество водяных паров, выделяемых животными первой группы:

 

         Q₁ = (((408 – 377) x (489 - 400)) / (500 – 400)) + 377 + (4 х 14) = 460,6

Q_1г = 460,6 х 20 = 9212

 

Рассчитаем  количество водяных паров, выделяемых животными второй группы:

 

Q₂ = (((505 – 455) х (515 – 500)) / (600 – 500)) + 455 + (1 x 14) = 476,5

Q_2г = 476,5 х 25 = 11912,5

 

Рассчитаем  количество водяных паров, выделяемых животными третьей группы:

 

Q₃ = (((505 – 455) х (542 – 500)) / (600 – 500)) + 455 + (4 х 14) = 532

Q_3г = 532 х 65 = 34580

 

Рассчитаем  количество водяных паров, выделяемых животными четвертой группы:

 

Q₄ = (((440 – 350) x (555 – 400)) / (600 – 400)) + 350 = 420

Q_4г = 420 х 42 = 17640

 

Рассчитаем  количество водяных паров, выделяемых животными пятой группы:

 

Q₅ = (((440 – 350) x (447 – 400)) / (600 – 400)) + 350 = 371

Q_5г = 371 x 35 = 12985

Рассчитаем количество водяных паров, выделяемых животными всех пяти групп:

        Q = Q_1г + Q_2г + Q_3г + Q_4г + Q_5г,

 где Q – количество водяных паров, которое выделяют животные, л.

Q = 9212 + 11912,5 + 34580 + 17640 + 12985 = 86329,5

Найдем абсолютную влажность воздуха внутри помещения при относительной влажности 75%. Для этого по таблице максимальной насыщенности воздуха нашли, что максимальная влажность воздуха при температуре воздуха +5^о составляет 7,49 мм рт. ст.

Составляем  отношение:

7,49 – 100 g₁ = (6,53 х 75) / 100 = 4,89 мм рт. ст.

g₁ – 75

Абсолютная  влажность (g₂) вводимого в помещение атмосферного воздуха при температуре минус 8,2^оС составляет 2,55 г/м³.

Проведем расчет часового объема вентиляции:

L = Q / (g₁ – g₂),

где L – часовый объем вентиляции, м³.

Если применяется механический способ уборки, то к Q добавляем 10%.

 

L = 86329,5 + 8632,9/ (4,89 – 2,55) = 40582,2 м³/ч

 

Частоту обмена воздуха в помещении определим  путем деления часового объема вентиляции L на внутреннюю кубатуру помещения V.

 

К_р = L / V;

V = V₁ + V₂,

 

где V₁ – кубатура первой части здания: 62 Х 21 Х 3 = 3906 м³, а кубатура второй V₂ = 21 / 2 Х 2,5 Х 62 = 1627,5 м³

 

V = 3906 + 1627,5 = 5533,5

К_р = 40582,2 / 5533,5 = 7

 Определим объем вентиляции на одно животное (О₁) путем деления часового объема вентиляции (L) на количество находящихся в помещении животных (n):

 

О₁ = L / n

O₁ = 40582,2 / 187 =217 м³/ч

Определим объем  вентиляции на 1 ц живой массы (О₂) путем деления часового объема вентиляции (L) на живую массу находящихся в помещении животных (ц):

 

О₂ = L / ц

ц = 4,89 Х 20 + 5,15 Х 25 + 5,42 Х 65 + 5,55 Х 42 + 4,47 Х 35 = 968,4

О₂ = 40582,2 / 968,4 = 41,9 м³/ч

 

Рассчитаем  общую площадь сечения вытяжных каналов, которая в состоянии  обеспечить расчетный объем вентиляции:

 

S = L / V x t,

 

где S – искомая площадь сечения вытяжных каналов, м²;

L – часовой объем вентиляции, м³/ч;

V – скорость движения воздуха в вентиляционном канале, м/с, определяем по таблице ( при ∆t = 5 – (-8,2) = 13,2). Высота труб 5 м, тогда V = 1,09 м/с;

t – расчетное время, 1ч = 3600 с.

 

S = 40582,2 / 1,09 х 3600 = 10,3 м²

Найдем количество вытяжных каналов (м) путем деления  площади сечения вытяжных каналов (S) на площадь сечения одного канала (s):

 

м = S / s

м = 10,3 / 1 = 10 труб

 

При определении  общей площади сечения приточных каналов исходим из того, что она составляет 80% от площади сечения вытяжных каналов, тогда 10,3 х 0,8 = 8,24 м². Площадь сечения одного приточного канала (0,5 Х 0,5), тогда количество их будет 8,24 : 0,25 = 33 канала.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Расчет и выбор резервного ИП

Для расчета  резервного источника питания на энергии солнца необходимо выбрать  кровлю здания наибольшей площади, затем  нужно подсчитать количество солнечных  батарей которые поместятся на данной площади, зная параметры отдельной  батареи можно определить емкость АКБ которую можно использовать в данном проекте

Поступление солнечной  радиации

Таблица1

Справочная  таблица среднемесячной суммарной  солнечной радиации, кВт*ч./м².
	Янв.	Февр.	Март	Апр.	Май	Июнь	Июль	Авг.	Сент.	Окт.	Нояб.	Дек.	В год	* К
Тюмень	20,6	53,0	108,4	127,6	166,3	163,0	167,7	145,0	104,6	60,7	34,8	22	1173,7	1

 

Характеристика  СБ

Таблица 2

Наименование	Мощность (Вт)	Номинальное напряжение (В)	Напряжение  в точке максимальной мощности (В)	Ток к/з (А.)	Ток в точке  максимальной мощности (А.)	Размеры ВхШхГ (мм.)	Вес (кг.)
ФСМ-150	150	12/24	17.5	8.90	8.50	1120х990х40	16.5

 

Выбираем крышу  арочника с общей площадью кровли F=1100 м2

Количество  СБ равно N = 1100/1.1 = 1000 шт

 

 

 

Определим емкость  АКБ  С = 1000*( 8.5 - 8.5*0.1 ) = 7650 A/ч

Определим количество АКБ  7650/220 = 35 шт

Характеристика  инвектора

Таблица 3

Мощность ИБП  для	Максимальная  мощность нагрузки	Номинал напряжения инвертора	Количество  АКБ 12В на 220А-ч	Энергия батареи  инвертора	Время автономии  при непрер. питании макс. нагрузки*
6 кВт	6.0 кВт	48 В	35	24 кВт-ч	4 часа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Газоснабжение

6.1 Установка ГРП и ГРУ

Газопровод  от городской сети среднего или высокого давления подходит к ГРП под землёй. Пройдя фундамент, газопровод поднимается  в помещение. Аналогично отводится газ из ГРП.

Газорегуляторные  пункты (ГРП) размещают в отдельно стоящих зданиях из кирпича или железобетонных блоков. Размещение ГРП в населенных пунктах регламентируется СНиП [17]. На промышленных предприятиях ГРП размещаются на местах вводов газопроводов на их территорию.

Газорегуляторные  установки (ГРУ) по своим задачам  и принципу работы не отличаются от ГРП. Основное их отличие от ГРП заключается в том, что ГРУ можно размещать непосредственно в тех помещениях, где используется газ, или где-то рядом, обеспечивая свободный доступ к ГРУ. Отдельных зданий для ГРУ не строят. ГРУ обносят заградительной сеткой и вывешивают возле предупредительные плакаты. ГРУ, как правило, сооружаются в производственных цехах, в котельных, у коммунально-бытовых потребителей газа. ГРУ могут выполняться в металлических шкафах, которые укрепляются на наружных стенах производственных зданий. Правила размещения ГРУ регламентируются СНиП 42-01-2002 ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ

ГРУ следует  предусматривать с входным давлением  газа не более 0,6 МПа (6 кгс/см²) с устройством не более двух линий регулирования.

ГРУ следует  размещать в газифицируемых зданиях, как правило, вблизи

 

от ввода  газопровода непосредственно в  помещениях котельных и цехов, где  находятся агрегаты, использующие газ, или в смежных помещениях, соединенных  с ними открытыми проемами и имеющих  не менее чем трехкратный воздухообмен в 1 ч. Размещение ГРУ в помещениях категорий А, Б и В не допускается. Подача газа от ГРУ к потребителям, расположенным в других отдельно стоящих зданиях, не допускается. Оборудование ГРУ должно быть защищено от механических повреждений, а место размещения ГРУ освещено. Размещение ГРУ под лестничными маршами не допускается.

Допускается подача газа от одной ГРУ к тепловым агрегатам, расположенным в других помещениях одного здания, при условии, что эти  агрегаты работают на одинаковых режимах  давления газа, и в помещения, где находятся агрегаты, обеспечен круглосуточный доступ обслуживающего персонала газовой службы.

Оборудование устанавливаемое в ГРУ 

В ГРП и ГРУ следует  предусматривать установку: фильтра, предохранительного запорного клапана (ПЗК), регулятора давления газа, предохранительного сбросного клапана (ПСК), запорной арматуры, контрольно-измерительных приборов (КИП), приборов учета расхода газа при необходимости, а также устройство обводных газопроводов (байпасов).

ПСК для шкафных ГРП  допускается выносить за пределы шкафа. Допускается не предусматривать установку ПЗК в ГРП или ГРУ промышленных предприятий, если по условиям производства не допускаются перерывы в подаче газа. В этих случаях необходимо устройство сигнализации о повышении или понижении давления газа сверх допустимых пределов.

Допускается не предусматривать установку фильтров в ГРУ, если подача газа на предприятие  осуществляется через ГРП и протяженность  газопровода от ГРП до ГРУ не превышает 1000 м.

6.2 Расчет биогазовой установки.

Биогаз  - газ, получаемый метановым брожением биомассы. Разложение биомассы происходит под воздействием трех видов бактерий. 
         В цепочке питания последующие бактерии питаются продуктами жизнедеятельности предыдущих. 
Первый вид - бактерии гидролизные, второй - кислотообразующие, третий - метанообразующие. 
         В производстве биогаза участвуют не только бактерии класса метаногенов, а все три вида. В процессе брожения из биоотходов вырабатывается биогаз. Этот газ может использоваться как обычный природный газ - для обогрева, выработки электроэнергии. Его можно сжимать, использовать для заправки автомобиля, накапливать, перекачивать. По сути, как хозяин и полноправный владелец вы получаете собственную газовую скважину и доходы от нее. Регистрировать собственную установку пока еще нигде не нужно.

 
Состав и качество биогаза

50-87% метана, 13-50% СO2, незначительные примеси Н2  и H2S. После очистки биогаза  от СO2 получается биометан; это  - полный аналог природного газа, отличие только в происхождении. 
Поскольку лишь метан поставляет энергию из биогаза, целесообразно для описания качества газа, выхода газа и количества газа все относить к метану, с его нормируемыми показателями. 

Объем газов  зависит от температуры и давления.

 

 

 Высокие  температуры приводят к растяжению газа и к уменьшаемому вместе с объемом уровню калорийности, и наоборот. При возрастании влажности калорийность газа также снижается. Чтобы выходы газа можно было сравнить между собой, необходимо их соотносить с нормальным состоянием (температура 0 С, атмосферное давление 1 бар, относительная влажность газа 0%). В целом данные о производстве газа выражают в литрах (л) или кубометрах метана на килограмм органического сухого вещества (оСВ); это намного точнее и красноречивее, нежели данные в кубических метрах биогаза в кубометрах свежего субстрата.

 
Сырье для получения  биогаза

Перечень органических отходов пригодных для производства биогаза: навоз, птичий помет, зерновая и меласная послеспиртовая барда, пивная дробина, свекольный жом, фекальные  осадки, отходы рыбного и забойного  цехов (кровь, жир, кишки, каныга), трава, бытовые отходы, отходы молокозаводов - соленая и сладкая молочная сыворотка, отходы производства биодизеля - технический глицерин от производства биодизеля из рапса, отходы от производства соков - жом фруктовый, ягодный, овощной, виноградная выжимка, водоросли, отходы производства крахмала и патоки - мезга и сироп, отходы переработки картофеля, производства чипсов - очистки, шкурки, гнилые клубни, кофейная пульпа.

Разработаны мероприятия  по получению биогаза из отходов  жизнедеятельности поросят, его обработки, хранению и распределению.

Первая стадия – получение биогаза. Происходит в две стадии: отстаивание; метановое  брожение.

Отстаивание происходит непосредственно  под щелевым полом, отделенным лотками. Брожение происходит в метантенках.

Расчет установки  произведу исходя из количества животных т. е. по общему выходу навоза и его  дальнейшей переработке.

Характеристики  установки: 
Средний общий объём сырья: 2.5 т/сут 
Общий объем получаемого биогаза: 150 м3/сут 
Эквивалент возможной вырабатываемой эл. энергии, до 15 кВт/час 
Дополнительно вырабатываемая тепловая энергии, до 18 кВт/час 
Кол-во вырабатываемой только тепловой энергии, до 39 кВт/час 
Это примерно эквивалентно отоплению 390 кв. м.