Составление задания на проектирование хрячника на 50 голов

Одно животное  живой массой 200кг  выделяет                                 194 г/ч, 
в 16 головы                                                                                            3104 г/ч

Одно животное живой массой 100кг выделяет                                 250 г/ч,

а 15 животных                                                                                3750 \/ч.

                                                                                                       Итого: 9552 г/ч.

Испарение влаги с ограждающих конструкций при удовлетворительном санитарном режиме, исправно действующей канализации, регулярной уборке навоза и применения соломенной подстилки  в здании для хрячков  12%

12%  от общего количества влаги, выделяемой всеми животными данного  помещения, составит 1146,24 г/ч.                                 

                                                       9552   -    100%

                                                          X         -12%

Всего   поступит   водяных   паров   в   воздух    за  час   10698,24   г (9552+1146,24).

В здании температура воздуха 15°С и относительная влажность 75 %  Для расчета абсолютной влажности  по таблице  "Максимальная упругость водяного пара в мм ртутного столба " находят, что максимальная влажность воздуха при температуре 15°С составляет 12,70. Следовательно, этой влажности соответствует 100 %-ная относительная влажность, а в помещении относительная влажность должна быть 75 %. Составляем пропорцию:

                                                12,70 - 100%

                                                q1,   -    75%

                                               

q1= 9,525 г\м3

Значение q2 берем из таблицы  "Средние показатели температуры и абсолютной влажности в различных пунктах Республики Беларусь ".

Абсолютная влажность наружного воздуха в Борисовском районе в ноябре – 4,5 г/м3, в марте – 3,22 г/м3.

 

4,50+3,22

   q2=-------------- = 3,86

     2                                                                   

Полученные данные подставим в формулу

 

10698,24

L=----------------- = 1888,5м\ч

       9,525 -3,86

2. Определение кратности воздухообмена в помещении выполняют по формуле:

                 Кр=L\V, 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 = 24 х 16,4 х 3 = 1180,3м3

1888,5

Кр=--------------- = 1,8 раз в час

1180,8

3. Определение объема вентиляции  на 1 ц живой массы производят  по формуле:

                               V=L/m , где

V - объем вентиляции на 1 ц живой  массы, м /ч;

 m - часовой объем вентиляции, м /ч; т - живая масса животных, ц.

т =(300 х 19) + (200 х 16) + (100 х 15)  = 57 + 32 + 15 = 104ц

 

1888,5

V =------------- = 18,2 м3\ч

104

4. Общую площадь сечения вытяжных  труб, обеспечивающих расчетный  воздухообмен, определяют по формуле:

                                  S=L/v*3600, где

S - общая площадь поперечного сечения вытяжных шахт, м ;

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  "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 хрячнике  +15°С, средняя температура наружного воздуха в переходный период - -0,9°С в Борисовском  районе (ноябрь – 0,1°С, март - -1,9°С, средняя температура  = +0,1+(-1,9)\2=0,9 Следовательно, разница этих температур составит : ∆t= + 15°С-(-0,9°С) = 15,9°С.

Допустим высота вытяжной трубы составляет 4м, поэтому v = 1,09 м/с.

Подставим все значения в формулу

1888,5

                                    S=----------------- = 0,48м2

1,09х 3600

Таким образом, общее сечение вытяжных шахт равно 0,48м2.  Количество вытяжных шахт определяют по следующей формуле:

                                                          n=S/s

S - общая площадь сечения вытяжных  шахт, м2;

s - площадь сечения одной вытяжной шахты, м2.

Эффективнее работают в хрячнике трубы с сечением меньшим  чем 1 м , поэтому можно установить 1 вытяжную шахту сечением 0,7 м х 0,7м каждая.

                                                 0,48

                                           n= ------ = 1 вытяжных шахт

                                                 1,44

Площадь приточных каналов (S2) составляет 70 % от общей площади вытяжных шахт и определяется по  формуле :

S2 = Sx0,6                                S2= 0,48x0,6 = 0,336 м2

Количество приточных каналов (n2) рассчитывается по следующей формуле:

n2= S2/s2 ,где

S2- общая площадь сечения приточных  каналов, м2

s2 - площадь сечения одного приточного  канала, м2.

В хрячнике приточные каналы могут быть выполнены в виде подоконных щелей различных размеров. Если подоконная щель имеет площадь 2,35 м х 0,135 м = 0,31 м2, то n2 будет равно

n2 =0,336/0.31=1   подоконная щель

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.Расчет  теплового баланса

 

Тепловой баланс животноводческих помещений рассчитывается с целью определения возможности обеспечения в них оптимального микроклимата, особенно в холодное время года (январь).

Тепловой баланс - это соотношение прихода (теплопродукции) и расхода (теплопотери) тепла в животноводческом помещении.

Температурный режим складывается в помещении под влиянием тепловыделений животных (если помещение не отапливается) и тепла вносимого отопительными и вентиляционными системами (если они предусмотрены), а также теплопотерь на обогрев поступающего воздуха, через ограждения здания и испарения влаги.

Поэтому тепловой баланс можно представить в виде следующей формулы:

Q жив. = Q вен. + Q исп. + Q о.зд., где

Q жив. - количество тепла, поступающего  в помещение от животных, ккал/ч;

Q вен. - количество тепла, расходуемое  на нагревание вентиляционного воздуха, ккал/ч;

Q исп. -   количество тепла, необходимое  на испарение влаги с пола, кормушек, оборудования здания, ккал/ч;

Q о.зд. - количество тепла, которое  теряется через ограждающие конструкции  здания в наружную атмосферу, ккал/ч.

Стены хрячника из кирпича на легком растворе в 2 кирпича толщиной 0,525 м. Окна двойные размером 2,1 х 1,1 м, количество их  10. Ворота деревянные двойные размером 2,8 х 3м, их 4. Чердачное перекрытие.  Покрытие -  железобетонное из сборных плит с  утеплителем толщиной 0,15 м. Температура в помещении +15°С, относительная влажность - 75%. Район Борисов, средняя температура наружного воздуха в январе – -6,9°С и средняя абсолютная влажность наружного воздуха в январе 2,7 г/м3

Поголовье животных:

1  группа –хрячки, живой массой 300 кг, , их количество 19  голов;

2 группа –хрячки, живой массой 200кг, , их количество 16 голов;

3 группа –хрячки, живой массой 100кг, количество15  голов

1. Расчет прихода тепла в помещении.

Расчет количества тепла, выделяемого животными, ведут по таблице "Количество тепла, углекислого газа и водяного пара, выделяемых сельскохозяйственными животными и птицей" по графе "свободное тепло".

Таблица 1 Определение количества тепла, выделяемого животными.

Количество животных, голов	Живая масса, кг	Свободного тепла от 1 животного, ккал/ч	Всего, ккал/ч
19	300	212	4028
16	200	292	4672
15	100	372	5580

Следовательно, от всех животных в помещение поступит свободного тепла

Q жив. = 14280

 Дополнительного тепла, поступающего  от обогревательного оборудования, нет. Приход тепла в зимнее время года от солнечной радиации и других источников (электролампочки и др.) незначителен и в расчет не принимается.

2. Расчет расхода тепла в помещении.

2.1.    Расчет количества  тепла, идущего па обогревание  вентиляционного (наружного) воздуха.

Q вен. = 0,24 х G х ∆t    , где

где 0,24- теплоемкость воздуха, т.е. количество тепла в ккал, расходуемое на нагревание 1 кг воздуха на ГС, ккал/кг/град;

G - количество воздуха в кг, удаляемого  из помещения вентиляцией или  поступающего в него в течение часа в январе месяце, кг/ч;

∆t -   разность между температурой воздуха внутри помещения и наружного воздуха, °С.

При расчете G, во-первых проводят корректировку расчета объема вентиляции  на самый холодный месяц (январь)

 

           Q               10698,24   

L =---------  =    --------------= 1583,8м3\ч

      q1-qянв.    9,525-2,77

 Во-вторых, необходимо объемные  единицы перевести в весовые. 1 м воздуха при температуре 15°С  и среднем барометрическом давлении 760 мм рт.ст. весит 1,222кг (таблица  "Объемная масса воздуха (м3/кг) при различной температуре и различном барометрическом давлении").

G = 1583,8 х 1,222 =1934,7 кг/ч

At=15°C~(-6,9°C) = 21,9 °С.

Расход тепла на обогревание поступающего воздуха будет равен

Q вен. = 0,24 х1934,7 х 21,9 = 10168,8 ккал/ч

2.2. Расчет расхода тепла на  испарение влаги с поверхности  пола и других ограждений (Q исп.) производят путем умножения количества  испаряющейся с пола и других  ограждений влаги на 0,595 ккал, т.е. на количество тепла в ккал, расходуемого на испарение 1 г влаги.

Количество влаги, испаряющейся с пола и ограждающих конструкций здания, определяем в виде процентной надбавки от количества влаги, выделяемой всеми животными, находящимися в данном помещении. Эта величина составляет 1146,24г/ч .

Q исп. – 1146,24 х 0,595 = 682 ккал/ч.

2.3. Расчет теплопотерь через  ограждающие конструкции здания  проводится по формуле:

  Q о.зд. = ∑k х F х ∆t ,   где

∑ - показатель того, что все произведения k x F суммируются;

 к - коэффициент общей теплопередачи  материала (в ккал/ч/м2/град);

F - площадь ограждающей конструкции, м2;

∆t - разность между температурой внутреннего и наружного воздуха, °С.

Теплопотери через ограждающие элементы здания определяют, дифференцировано: стен, окон, ворот и дверей, пола, чердачного перекрытия или совмещенного покрытия, так как их площадь и коэффициенты теплопередачи разные.

Площадь ограждающих конструкций рассчитывается следующим образом:

1.  Площадь потолка - путем умножения  внутренних размеров длины и  ширины помещения.

2.  Площадь стен - путем умножения наружного периметра помещения на высоту стен с учетом толщины потолка (совмещенного покрытия) за минусом площади окон и ворот.

3. Площадь пола - по зонам:

1  зона   - до 2 метров от  стен;

2 зона   - от 2 метров до 4 метров;

3 зона - от 4 метров.

При этом, в первой 2-х метровой зоне площадь пола примыкающая к углам наружных стен, учитывается дважды, т.е. при определении площади этой зоны берут полностью длину обеих наружных стен, образующих углы (по внутреннему периметру). Для удобства расчетов цифровой материал целесообразно свести в таблицу.

 

 

 

 

 

 

Таблица№2

Название ограждающей конструкции	к	F	k   F	At	Теплопотери, ккал/ч
Перекрытие	0,77	24х 16,4= 393,6м2	303,072	21.9	6637,3
Окна	2,5	2,1x1,1x10 =23,1м2	57,75	21.9	1264,7
Ворота и двери	2,0	2,8 х 3x4 = 33,6 м2= 2,2 х	67,2	21.9	1471.68
Стены	1,01	24+(0,525х2) = 25,05 м-нар.шир. 16.4 + (0,525 х2) =17.45м-нар.дл. 25,05 х (3,0+ 0,25)= 81,4м ш. 17,45 х (3,0 + 0,25)= 56,7м  81,42+56,7-(67,2+50,6)= 20,3м	20,503	21.9	449
Пол	0,4	(24х 2 х 2 ) +(16,4х2х2)=96+65,6=161,6м2	64,64	21.9         21.9	1415,6
1 зона
2 зона	0,2	[ (24-4) х 2 х2] + [(16,4 -4) х 2 х2]=80+49,6=129,6	25,92			567,6
3 зона	0,1	(24-8)х(16,4-8) =16 х 8,4 = 134,4	13,44	21.9	294,3
			552,525		12100,3

Таким образом, теплопотери  через ограждающие  конструкции составляют 12100,3ккал/ час.

В зависимости от расположения здания к направлению господствующих ветров, по сторонам света и рельефу местности, помещение теряет дополнительно за счет обдувания еще 13 % тепла от теплопотерь ограждающих конструкций (стен, окон, ворот, дверей), т.е. (446+1471,68+1264,7) х 0,13 = 3182,4 ккал/ч..Следовательно, общий расход тепла, необходимого на нагрев всех ограждающих конструкций хрячника составит: