Оптимизация условий содержания животных в здании двухрядного свинарника для откорма 300 голов молодняка свиней

где Д — дополнительное количество водяных паров, г/ч.

Qвn — количество водяных паров, г, выделяемых животными в парообразном виде за 1 час.

10 — величина, варьирующая (от 10 до 25%) в зависимости от санитарного   состояния помещения.

;

Для устранения повышенной влажности воздуха необходимо провести следующие расчеты по формулам:

1. Кратность часового обмена воздуха, раз/ч:

        где Кр — кратность часового обмена воздуха, раз/ч, в помещении при установленном часовом объеме вентиляции (в зимний и переходный периоды года);

        LН2О — часовой объем вентилируемого воздуха, м3, который необходимо

             удалить из помещения за 1 час;

V — внутренняя кубатура помещения, м3.

                                     

2. Объем вентиляции на одно животное, м /ч:

где Р — объем вентиляции на одно животное, м3/ч;

LН2О— часовой объем вентилируемого воздуха, м3, который необходимо

            удалить из помещения за 1 час;

nо6 — общее число находящихся в помещении животных, гол, равное                суммарному значению n1 + n2 + ... + nх.

2. Расчет площади сечения вытяжных труб, м2:

где Sв — общая площадь сечения вытяжных труб, м";

LН2О — часовой объем вентилируемого воздуха, м3, который необходимо удалить из помещения за 1 час;

h — скорость движения воздуха, м/с в вентиляционной трубе;

t — число секунд в одном часе — 3600.

4. Расчет количества вытяжных труб:

где Nв — количество вытяжных труб, штук;

Sв— общая площадь сечения вытяжных ipy6, м2;

ав — площадь сечения, м2 одной вытяжной трубы.

5. Расчет площади сечения приточных каналов, м2. Площадь сечения приточных каналом принимается в размере 80% от площади сечения вытяжной системы и ведется по формуле:

Sn=SB × 0,8,

где Sn — общая площадь сечения приточных каналов, м2;

      SB — площадь сечения вытяжных труб, м2;

     0,8 — 80°/о от площади сечения вытяжной системы, м2

6. Расчет количества приточных каналов по формуле:

Nn=Sn/an,

где Nn — количество приточных каналов, штук;

Sn — общая площадь сечения приточных каналов, м2;

an — площадь сечения одного приточного канала, м2.

3.2 Расчет теплового баланса и дефицита тепла.

Тепловой баланс помещений — это соотношение между приходом и расходом тепла в помещении.

Поступление тепла в неотапливаемых животноводческих помещениях определяется количеством тент, выделяемого всеми животными, содержащимися в нем.

Потери тепла в животноводческих помещениях слагаются:

1. Из расхода тепла, затрачиваемого на обогрев вводимого наружного вентиляционного атмосферного воздуха при расчетном воздухообмене.
2. Тепла, которое теряется через ограждающие конструкции в наружную атмосферу.
3. Расхода тепла на испарение влаги с мокрых поверхностей ограждающих конструкций

Основной источник тепла в животноводческих помещениях — это тепло выделения животными, Qж, величина которого зависит от количества животных, их физиологического состояния, продуктивности и определяется по следующей формуле:

где Qж— количество тепла, ккал-ч, выделяемое всеми животными, содержащимися в животноводческом помещении;

      Фх — количество тепла, ккал-ч, выделяемое одним животным соответствующей половозрастной группы, содержащимся  в животноводческом помещении;

      nх — поголовье животных (голов) соответствующей половозрастной группы, содержащихся в животноводческом помещении.

      Расход тепла в животноводческом помещении определяется его затратами с использованием следующих формул:

1. На обогрев поступающего в процессе вентиляции свежего воздуха:

где Qвен—количество тепла, ккал-ч, расходуемого на обо1рев поступающего в процессе вентиляции свежего атмосферного воздуха;

                G — количество воздуха, удаляемого из помещения или поступающее в него в течение 1 часа, кг/ч, рассчитываемое умножением результата вычисления часового объема вентилируемого воздуха па величину объемной массы воздуха, м3/кг, при соответствующих показателях температуры и давления;

0,24 — теплоемкость воздуха, ккал/кт/град;

 — разность между  рекомендуемой оптимальной температурой  воздуха внутри помещения и среднемесячной температурой наружного воздуха самого холодного месяца года — января .

;

2. На нагрев ограждающих конструкций:

где Qок—количество тепла, ккал-ч, расходуемого на нагрев ограждающих   конструкций;

       К  — коэффициент теплопередачи  через ограждающие конструкции,

ккал/м2/град (приложения 10-13); ,,

— разность между рекомендуемой оптимальной температурой воздуха внутри помещения и среднемесячной температурой наружного воздуха самого холодного месяца года — января .

Эти расчеты удобнее вести по форме, представленной в таблице 1.

Расчёт количества тепла, расходуемого на нагрев ограждающих конструкций здания для содержания животных

Наименование ограждающих конструкций	К	F			Qок
1. Пол	0,2	1386	277,2	42	11642,4
2. Потолок	0,92	1386	1275,1	42	53554,2
3. Окна	2,3	16,32	37,5	42	1575
4. Двери	-	-	-	-	-
5. Ворота	4	24,96	99,84	42	4193,3
6. Продольные  стены	1,06	227,28	240,9	42	10117,8
7. Торцовые стены	1,06	22,9	24,3	42	1020,6
Итого	х	х	1954,84	х	82103,3

 

3. На потери тепла Qохл, ккал-ч, через вертикальные ограждающие конструкции животноводческого здания, граничащие с наружным воздухом (стены продольные, окна, двери, ворота) за счет охлаждения господствующими ветрами. Эти потери принято считать в размере 13% от величины количества тепла,ккал-ч, расходуемого на на1рев ограждающих конструкций Qок:

где Qохл—потери тепла (ккал/ч) через вертикальные ограждающие конструкции животноводческого здания, граничащие с наружным воздухом (стены продольные, окна, двери, ворота) за счет охлаждения господствующими ветрами;

13 — 13% от величины количества  тепла, ккал-ч, расходуемого на нагрев ограждающих конструкций Qок.

4. На испарение влаги с мокрых поверхностей пола и других ограждений 
животноводческого помещения:

где Qисп — количество тепла, ккал-ч, расходуемого на испарение влаги с мокрых поверхностей пола и других ограждений животноводческого помещения;

    Д — дополнительное количество водяных паров, г/ч, поступающих в воздух за 1 час вследствие испарения с влажных поверхностей, с учетом (10-25%) надбавки в зависимости от санитарного состояния помещения,

   h — тенлопотери, затрачиваемые ггри испарении 1 г влаги, равные 0,595 ккал.

5. Общий расход тепла Qор, ккал-ч, в животноводческом помещении. Его рассчитывают по формуле:

Qор = Qвен + Qок + Qохл+ Qисп,

где Qор — общий расход тепла в животноводческом помещении, ккал-ч;

     Qвен — количество тепла, расходуемого на обогрев поступающего в процессе вентиляции свежего атмосферного воздуха, ккал-ч;

Qок— количество тепла, расходуемого на нагрев ограждающих конструкций животноводческого помещения, ккал-ч;

Qохл— количество тепла; теряемого через вертикальные ограждающие конструкции, граничащие с наружным воздухом (продольные стены, окна, двери, ворота) за счег охлаждения их господствующими ветрами, ккал-ч;

Qисп — количество тепла, расходуемого на испарение влаги с мокрых поверхностей пола и других ограждений животноводческого помещения, ккал-ч. Зная теплопоступления от животных и расход тепла в животноводческом помещении, можно определить его баланс.

Для поддержания заданной нормативной температуры в помещениях тепловой баланс должен быть нулевым, то есть приход тепла должен соответствовать величине его расхода. В противном случае температура воздуха в помещениях будет повышаться (при балансе положительном) или понижаться (при балансе отрицательном).

В холодных зонах страны для обеспечения требуемого воздухообмена и поддержания при этом нормативной температуры в помещении, как правило,

необходим дополнительный обогрев с помощью специальных устройств. Чтобы отопительные устройства были эффективны, необходимо определить дефицит тепла в условиях конкретного помещения.

Дефицит тепла в помещении определяется как разность между приходом и расходом тепла по формуле:

                    Дт=Qж-Qор;

где Дт — дефицит тепла в животноводческом помещении, ккал-ч;

     Qж— количество тепла, ккал/ч, выделяемое всеми животными, содержащимися в животноводческом помещении;

 Qор — общий расход тепла в животноводческом помещении, ккал-ч.

На основании этой формулы делается заключение о введении в помещение необходимого дополнительного тепла с помощью обогревательных устройств

3.3 Расчет мощности механических систем отопления.

Обеспечить оптимальный микроклимат в животноводческом помещении с естественной приточно-вытяжной системой вентиляции, особенно в холодных зонах страны, не всегда представляется возможным. Устранить дефицит тепла в помещениях для животных можно применением механических систем вентиляции и отопления.

В качестве вентиляционно-отопотельного оборудования часто используют комплекты «Климат-2», «Климат-3» и «Климат-4», а для отопления — теплогенераторы и электрокалориферы различных марок.

При определении необходимой мощности механических систем отопления необходимо исходить:

1. Из установленного дефицита тепла в животноводческом помещении.
2. Из количества тепла, которое дает 1 кВт электроэнергии.
3. Из общего количества необходимой электроэнергии, требуемой для покрытия дефицита тепла в животноводческом помещении.

4. Мощности одного теплогенератора или электрокалорифера. 
Расчета необходимой мощности механической системы отопления на нижеследующем примере.

При расчете теплового баланса коровника установлен дефицит тепла 105285,2 ккал-ч.

Известно, что 1 кВт электроэнергии дает 860 ккал тепла.

Для покрытия дефицита тепла в коровнике потребуется 122,4 (105285,2/860) кВт-ч электроэнергии

Электрокалориферы чаще всего бывают мощностью 10 или 15 кВт/ч.

Для восполнения недостатка тепла в коровнике необходимо установить 12 (122,4/10) электрокалориферов мощностью 10 кВт-ч каждый или 8 (122,4/15) электрокалориферов мощностью 15 кВт-ч каждый.