Микроклимат, его влияние на продуктивность и здоровье животного. Роль воздухообмена и теплового баланса в создании микроклимата

При открытой вытяжной вентиляции в переходный период удаляется только 50%,поэтому в помещениях душно, сыро и тепло.

Таким образом существующая система вентиляций не отвечают гигиеническим требованиям и не способна создать оптимальный микроклимат в помещение.

Необходимо оборудовать системы вентиляции предложенными выше.

Для полной картины тепловоздушного баланса коровника.

Анализ показал, что тепловой баланс помещения «-» имеется дефицит тепла в размере 93092,3 Ккал/ч обеспечивающий помещения теплом составило 35% при норме 90-100%.

Критическая t составила 1,20С, то есть в течение всего холодного периода времени будет наблюдаться недостаток тепла, так как тепло выделяемое животными 50500 Ккал/ч не способен компенсировать потери тепла, через ограждения 98255 Ккал/ч, даже при закрытой вентиляции .

Это приводит к тому, что в помещение отличается низкой температурой и высокой влажностью 90 и более %.

Анализ потерь тепла показал, что больше всего тепла теряется через ограждение 57,7%

Анализ теплопотерь позволил установить, что самые большие теплопотери приходится на перекрытие 57,64 и стен продольных 18,2% Это связано с тем, что данное ограждение имеет большую площадь 815,8 м2 и 279,6 м2.

Коэффицент теплопередачи перекрытия = 0,62 Ккал/м2*ч*с при норме для нашей климатической зоны 0,33 Ккал/м2*ч*с, коэффицент теплопередачи продольных стен 1,06 Ккал/м2*ч*с при норме 0,5 Ккал/м2*ч*с, то есть теплопотери через эти ограждения превышено в 2-3 раза.

Таким образом для нормализации температуры и влажности воздуха необходимо провести утепление ограждение конструкции. Для оптимизации теплового баланса необходимо изыскать способы экономии тепла на Qвент., а так же рассмотреть отопления здания.

2.5. Заключение по расчетной части

Данное животноводческое помещение обеспечивает нормальный состав воздуха для животных и оптимальный влажностный режим для эксплуатации здания. Тем не менее, в зимний период наблюдается значительный дефицит тепла. Это отражается на температурном режиме в помещении, что отрицательно влияет на продуктивность и здоровье животных, производительность и качество труда обслуживающего персонала, и сроки эксплуатации здания.

3. Разработка и обоснование путей оптимизации микроклимата

3.1.Оптимизация теплового баланса

Необходимо утеплить ограждающие конструкции. Для зоны Урала  утеплить ограждающие конструкции можно за счет тройного остекления окон, за счет полиэтилена, дополнительного стекла. Чем коэффициент теплопередачи ниже, тем теплее 2,31,66 (справочные данные). Чтобы утеплить стены необходимо использовать деревянный настил до окон, а снаружи – дополнительную кирпичную кладку в половину кирпича. Между стеной и кирпичной кладкой воздушная прослойка в 5 см., или выступ – для получения эффекта термоса              .

3.1.1 Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции после утепления

После утепления ограждающих конструкций рассматриваем дополнительную возможность снизить теплопотери, так как мы выбрали естественную вентиляцию мы можем снизить потери тепла за счет снижения теплопотерь Qвент. Для этого 70% вытяжных шахт опускаем к полу на высоту 0,3-0,5м от пола. При этом удаляется самый холодный и загрязненный воздух и экономия в 5% от Qвент.

Qвент=58796*0,95=55856ккал/ч

Итог по расчету теплового баланса

1.Приход тепла

Qжив=50500 ккал/ч

2.Потери тепла

а)ограждения 31297,6 ккал/ч

б)Qвент=55856 ккал/ч

в)Qиспар=1999 ккал/ч

Итого:89152,6 ккал/ч

Дефицит: 38652,6 ккал/ч

КТБ= 38652,6/89152,6*100=43,5%

   tн.б.=        (0.31*L)+∑KF+(KFо+KFв+KFст)*                 , где

                                                                                   tн.б. – разница между температурой воздуха внутри помещения и наружного воздуха, воспользовавшись которой можно рассчитать самую низкую температуру наружного воздуха, при которой возможна беспрерывная вентиляция помещений без дополнительного обогрева.

tн.б=50500-1999/(0,31*6973)+669,4+83,7+37,1+80,0=15,70С

Tкритич=10,0-15,7=-5,70C

3.2.Оптимизация воздухообмена

Снизить расход на вентиляцию можно несколькими способами:

1.Организовать приток воздуха с чердачного пространства; ввиду того, что температура на чердаке на 50С выше, чем в окружающем пространстве.

Qвент=0,31*6973*(45-5)=86465,2 ккал/ч

2.Опустить вытяжные шахты на 0,5м от пола, расположив их над навозными каналами, т.к. теплый воздух поднимается вверх, т.к. при верхнем расположении вытяжных шахт удаляется теплый, нагретый животными, воздух. При опускании шахт теплый воздух остается в помещении, а из нижней зоны удаляется воздух, загрязненный вредными и ядовитыми газами. При этом экономия тепла составляет 5% от общих расходов на вентиляцию.

Qвент=(0,31*6973*45)-5%=92409 ккал/ч

3.Установить приточный канал перед тепловентиляционным оборудованием ветрозащитную шторку, состоящей из деревянной рамы, на которую натянута полиэтиленовая пленка. Входящий из окружающего пространства холодный приточный воздух ударяется о ветрозащитную шторку и пока доходит до вентилятора согревается на 80C.

Qвент=0,31*6973 *(45-8)=79980 ккал/ч

4.Комбинировать 2 энергосберегающих элемента:

     опустить вытяжные шахты;

     установить ветрозащитную шторку.

Qвент=(0,31*6973*(48-8))-5%=82142 ккал/ч

3.2.1 Анализ оптимизации теплового баланса

   Нами было проведено утепление холодных ограждений конструкции. В результате Кстены прод=0,27 ккал/м2*ч*0С; Кперек=0,23 ккал/м2*ч*0С все это привело к тому, что теплопотери через ограждения снизились до 40% от общих теплопотерь. В результате обеспеченность получения тепла составляет 43,3%, tкрит = -5,7, что соответствует температуре марта и ноября. Поэтому недостаток тепла будет отмечаться только в холодный период года при температуре ниже – 5,70С

3.3.Размещение и режим работы тепловентиляционного оборудования

Мы предлагаем для создания воздухообмена систему на естественной тяге воздуха. Она представлена двумя вытяжными шахтами сечением 1,0*1,0 которые будут располагаться в перекрытии по диагонали двух противоположных углах в центре здания.

Шахты по торцам будут опущены к уровню пола. Приток воздуха будет проводиться через приточные каналы в количестве 22 штук сечением 0,3*0,3. Каналы будут расположены под окнами в продольных стенах.

Вытяжные шахты делают двойными и утепляют. Снизу устанавливают регулятор сечения – клапан, сверху устанавливают дефлектор. Приточные каналы делают из дерева, оборудуют козырьком снаружи и клапаном изнутри.

Режим работы вентиляционного оборудования.

До t=-5,70С на притоке работают 22 канала на вытяжке 2-х шахт. При снижении t=-5,70С на притоке работают 8 каналов на вытяжке шахты в центре здания и две шахты по торцам; закрытые на половину.

Оптимизация дефицита тепла.

1кВт=864ккал

38652,6 ккал/864=45 кВт

Исходя из рассчитанного дефицита тепла необходимо установить 3 СФОЦ 100/0,5 – И1 , мощностью 97,5, СФОЦ 60/0,5 – И1, мощностью 60/0,5 – И1, мощностью 69,7 и СФОЦ 40/0,5 – И1 в тамбурах.

Время работы 57 минут, время отдыха -  3 минуты.

Также необходимо установить термореле на +100С, т.к. это норма в коровнике, но надо учитывать, что кроме тепла эти  установки дают чистый воздух. Недостающий объем поступающего воздуха можно восполнить установкой центробежного вентилятора №7 с производительностью 4,1 – 241. Воздух подается в помещение способом обводного канала по воздуховоду.

При установлении эффективной вентиляции для экономии 5% тепла я рекомендовала опустить вытяжные шахты до 50 см до уровня пола. Таким образом увеличилась общая высота шахты до 6 м, следовательно, изменилась скорость движения воздуха в вытяжной шахте.