Коровник 400 голов

Окна располагают в продольных стенах на высоте 1,2 м от уровня пола. Окна с одинарными переплетами с одинарным остеклением.

Расчет искусственной освещенности

Для искусственного освещения используют люминесцентные лампы ЛДУ мощностью 300 Вт в количестве 50 ламп. 300 х 50 = 15000 Вт - мощность 50 ламп.

Полученную величину делим на площадь пола и получаем удельную мощность:

15000 Вт : 1638 м2 = 9,2 Вт/ м2

Для перевода освещенности в люксы (лк) умножаем найденную величину на коэффициент 2,5 получаем:

9,2 Вт/ м2 х 2,5 = 23 лк.

Расчет воздухообмена ( по CO2)

С этой целью используется формула Lco2 = C       , где

C1 – C2

С — количество СО2, выделяемого всеми животными, л/ч;

C1— допустимая концентрация CO2 в воздухе животноводческих помещений, л/м3 (от 2 до 2,5 л/м3);

C2— содержание CO2 в атмосферном воздухе, л/м3 (величина постоянная и равна 0,3 л/м3).

Определяем количество CO2, выделяемое лактирующими животными:

-Корова массой 400 кг с суточным удоем 10 кг выделяет за 1 час. 87 л/ч CO2, а 60 таких же коров выделяют:

87 л/ч х 60 = 5220 л/ч CO2.

-Корова массой 400 кг с удоем 15 кг выделяет за 1 час 92 л/ч CO2, а таких же 50 коров выделяют:

92 л/ч х 50 = 4600 л/ч CO2.

-Корова массой 500 кг с суточным удоем 10 кг выде­ляет за 1 час 110 л/ч CO2, а 40 коров выделяют:

110 л/ч х 40 = 4400 л/ч CO2.

-Корова массой 500 кг с суточным удоем 15 кг выде­ляет за 1 час 116 л/ч CO2, а 80 коров выделяют:

116 л/ч х 80 = 9280 л/ч CO2.

-Корова массой 600 кг с удоем 15 кг. выделяет в час 139 л/ч CO2, а 75 таких же коровы выделяют:

139 л/ч. х 75 = 10425 л/ч CO2.

-Корова массой 600 кг с удоем 20 кг выделяет в час 145 л/ч CO2, а 65 таких же коров выделяют:

145 л/ч x 265 = 9425 л/ч CO2.

Определяем количество CO2, выделяемое сухостойными коровами:

- Корова массой 400кг выделяет в час 79 л/ч CO2, а 15 коров выделяют:

79 л/ч x 15  = 1185 л/ч CO2;

- Корова массой 500 кг выделяет за 1 час 100 л/ч CO2, а 30 коров выделяют:

100 л/ч х 30 = 3000 л/ч CO2.

-Корова массой 600 кг выделяет за час 120 л/ч CO2, а 15 коровы выделяют:

120 л/ч x 15 = 1800 л/ч CO2.

Следовательно, все животные выделяют: 5220 +4600 +4400 +9280 +10425 +9425 +1185 +3000 +1800 = 49335 л/ч CO2.

Часовой объем вентиляции на удаление CO2 составит:

Lco2 =  49335   = 22425 м3/ч

2,5 - 0,3

Кратность воздухообмена за 1 час для удаления CO2:

22425м3/ч : 4914 м3 = 4,6 раза;

Определим объем вентиляции для удаления CO2 в расчете на 1 животное:

22425м3/ч : 400 голов = 56,1 м3

Расчет воздухообмена (по влажности).

С этой целью используется формула L= Q    , где

g-g2

L - часовой объем вентиляции, необходимый для поддержания влажности воздуха в пределах оптимальных норм (не больше 70%), м3/ч.

Q - количество водяных паров, выделяемые находящимися в помещении животными за 1 час.,

g- абсолютная влажность воздуха помещения при относительной влажности 70%, г/м3. Для расчета абсолютной влажности по таблице максимальной насыщенности воздуха находят, что максимальная влажность воздуха при 10°С равна 9,17.

Составляем отношение:

9,17-100                               x = 9,17x70 =6,42 мм.рт.ст

x-70                                               100

g2 - абсолютная влажность воздуха, вводимого в помещение атмосферного воздуха при температуре около 11,2 °С, составляет 1,9 г/ м3

Определяем количество водяных паров, выделяемых лактирующими животными:

-Корова массой 400 кг с суточным удоем 10 кг выделяет за 1 час 265 г/ч водяных паров, а 60 таких же коров выделяют:

265 г/ч х 60 = 15900 г/ч водяных паров.

-Корова массой 400 кг с удоем 15 кг выделяет за 1 час 295 г/ч водяных паров, а таких же 50 коров выделяют:

295 г/ч х 50 = 14750 г/ч водяных паров.

-Корова массой 500 кг с суточным удоем 10 кг выде­ляет за 1 час 303 г/ч водяных паров, а 40 коров выделяют:

303 г/ч х 40 = 12120 г/ч водяных паров.

-Корова массой 500 кг с суточным удоем 15 кг выде­ляет за 1 час 336 г/ч водяных паров, а 80 коров выделяют:

336 г/ч х 80 = 26880 г/ч водяных паров.

-Корова массой 600 кг с удоем 15 кг выделяет за 1 час 373 г/ч. водяных паров, а 75 таких же коровы выделяют:

373 г/ч х 75 = 27975 г/ч водяных паров.

-Корова массой 600 кг с удоем 20 кг выделяет за 1 час 400 г/ч водяных паров, а 65 таких же коров выделяют:

400 г/ч x 65 = 26000 г/ч водяных паров.

Определяем количество водяных паров, выделяемых сухостойными коровами:

- Корова массой 400 кг выделяет в час 250 г/ч водяных паров, а 15 коров выделяют:

250 г/ч x 15  = 3750 г/ч водяных паров;

- Корова массой 500 кг выделяет за 1 час 288 г/ч водяных паров, а 30 коров выделяют:

288 г/ч х 30 = 8640 г/ч водяных паров.

-Корова массой 600 кг выделяет за час 323 г/ч водяных паров, а 15 коровы выделяют:

323 г/ч x 15 = 4845 г/ч водяных паров.

Следовательно, все животные выделяют: 15900 +14750 +12120 +26880 +27975 +26000 +3750 +8640 +4845=140860 г/ч водяных паров.

Дополнительно за счет испарения с влажных и открытых поверхностей за 1 час поступает примерно 10% от количества влаги, выделяемой животными, т.е. 14086,0 г/ч., следовательно, в помещение поступит влаги:

140860 г/ч + 14086г/ч = 154946 г/ч.

Находим влагосодержание внутреннего воздуха исходя из нормативов по tºС и относительной влажности воздуха; при 10ºС max влажность равна 9,17 г/м³. В соответствии с нормативами относительная влажность должна составлять 70% от этой величины:

9,17 х 0,7=6,4 г/м³.

Влагосодержание наружного воздуха в данной зоне в январе 2,5 г/м³, тогда часовой объем вентиляции в самую холодную пятидневку:

LH2O = 154946=39730 м3/ч.

6,4-2.5

Рассчитываем воздухообмен для переходного периода. Влагосодержание наружного воздуха в переходный период принимают как среднюю величину за ноябрь и март (0,6+5,2)/2=2,9 г/м³.

В этом случае часовой объем вентиляции в переходный период составит:

LH2O = 154946=44270 м3/ч.

3,5

После этого определяем кратность воздухообмена – отношение часового объема вентиляции к объему здания:

объем коровника:

78х21х3=4914 м3

кратность воздухообмена за 1 час для удаления CO2:

22425:4914=4 раза;

кратность воздухообмена за 1 час для удаления влажности в самую холодную пятидневку:

39730:4914=5 раз;

кратность воздухообмена за 1 час для удаления влажности в переходный период:

44270:4914=9 раз.

Для расчета норм воздухообмена необходимо знать объем вентиляции для удаления вредных примесей в расчете на 1 животное:

на удаление CO2:

22425:400=56 м3

на удаление влажности:

в самую холодную пятидневку

39730:400=99 м3

в переходный период

44270:400=110 м3 .

Для расчета естественной системы вентиляции используем полученные данные по часовому объему вентиляции. Находим общую площадь вытяжных шахт (S, м2), которая может обеспечить требуемый воздухообмен при расчетной наружной tºC в переходный период по формуле

S=L/(y x 3600),

где L-часовой объем вентиляции в переходный период, м3/ч; v-скорость движении воздуха в вытяжной шахте, м/с; 3600 –перевод скорости с м/с в м/ч.

Подставив данные, находим, что площадь вытяжных шахт составит:

S=44270/(1,15 х 3600)=10,7 м2 .

Сечение вытяжной шахты 0,49 м2, тогда число шахт составит

10,7 м2: 0,49 м2=22.

Сечение приточных каналов принимаем из расчета не более 70% от сечения вытяжной системы, т.е. около 7,5 м2.

Расчетное сечение вытяжной системы на одну корову составит:

100700 см2: 400=252 см2.

Расчет теплового баланса помещения

Для расчета теплового баланса помещения надо знать величину поступления тепла от самих животных (свободное тепло) и от источников искусственного обогрева, величину расхода тепла помещением, теплопотери на нагревание холодного воздуха вентиляции через ограждающие конструкции и на испарение влаги из ограждающих конструкций внутри помещения.

Тепловой баланс помещения рассчитывают по форме:

Qж = Qвент + Qогр + Qисп ,  где

Qж - поступление тепла от животных, кДж/ч,

Qвент – расход теплоты на вентиляцию, кДж/ч,

Qогр – теплопотери через ограждающие конструкции с учетом дополнительных потерь на обдувание ветром, инфильтрацию воздуха, кДж/ч,

Qисп – расход теплоты на испарение влаги с мокрых поверхностей, кДж/ч.

Температура воздуха в коровнике составляет +10°С, наружного - 10°С.

Длина помещения - 78м.,   ширина – 21 м., высота – 3 м., толщина стен - 250 мм. Размеры наружных ворот 2,0м. х 2,4 м., таких ворот - 4.

Определение поступления тепла в помещении:

Определяем количество тепла, выделяемых лактирующими животными:

-Корова массой 400 кг с суточным удоем 10 кг выделяет за 1 час 2541  кДж/ч, а 60 таких же коров выделяют:

2541  кДж/ч х 60 = 152460  кДж/ч.

-Корова массой 400 кг с удоем 15 кг выделяет за 1 час 2885  кДж/ч, а таких же 50 коров выделяют:

2885 к кДж/ч х 50 = 144250  кДж/ч.

-Корова массой 500 кг с суточным удоем 10 кг выде­ляет за 1 час 2864  кДж/ч, а 40 коров выделяют:

2864 кДж/ч х 40 = 114560 кДж/ч.

-Корова массой 500 кг с суточным удоем 15 кг выде­ляет за 1 час 2121  кДж/ч, а 80 коров выделяют:

2121  кДж/ч х 80 = 169680 кДж/ч.

-Корова массой 600 кг с удоем 15 кг. выделяет в час 2352  кДж/ч, а 75 таких же коровы выделяют:

2352  кДж/ч х 75 = 176400  кДж/ч.

-Корова массой 600 кг с удоем 20 кг выделяет в час 2524  кДж/ч, а 65 таких же коров выделяют:

2524  кДж/ч x 65 = 164060  кДж/ч.

Определяем количество тепла, выделяемое сухостойными коровами:

- Корова массой 400кг выделяет в час 1579 кДж/ч, а 15 коров выделяют:

1579 кДж /ч x 15  = 23685 кДж/ч;

- Корова массой 500 кг выделяет за 1 час 1862 кДж/ч, а 30 коров выделяют:

1862 кДж /ч х 30 = 55860 кДж/ч.

-Корова массой 600 кг выделяет за час 2041 кДж/ч, а 15 коровы выделяют:

2041 кДж/ч x 15 = 30615 кДж/ч.

Следовательно, от всех животных в помещение поступит свободного тепла:152460+144250+114560+169680+176400+164060 +23685 +55860 +30615 = 1031570 кДж/ч.

Расход теплоты на вентиляцию определяем по формуле:

Qвент = ∆ t . L . 0,31

∆ t - разность между оптимальной температурой воздуха помещения и среднемесячной температурой воздуха самого холодного месяца зоны (° С),

L – часовой объём вентиляции в зимний период,

0,31 – термодинамическая постоянная или количество тепла в ккал затрачиваемое на нагрев 1 м3 воздуха на 10 С.

Определим расход тепла: Выделяемое животными

Lзим = 140860+10% = 154946 = 34280,1 м3/ч

6,42 - 1,9           4,52

∆ t = 100 С – ( -100 С) = 200 С

Qвент = 200 С . 34280,1 м3/ч . 0,31 = 212536,6 ккал/ч

1 ккал = 103 кал = 4186,8 Дж = 4,1868 кДж

Переводим свободное тепло кДж/ч в ккал/ч: Выделяемое животными

1031570 : 4,1868 = 246386,3 ккал

Определяем количество тепла затрачиваемого на испарение влаги с поверхностей:

Qисп = Wисп .  0,595

Wисп – 10% влаги от общего количества влаги в течение часа,

0,595 – количество тепла расходуемое на испарение 1 г влаги.

Qисп = 14086 . 0,595 = 8381,2 ккал/ч

Таблица 3. Определение теплопотерь через ограждающие конструкции.