1. Вентиляция животноводческих помещения и ее расчет

Вентиляция помещений производится с целью создания благоприятного микроклимата, что способствует укреплению здоровья и повышению продуктивности животных, а так же сохранению строительных материалов и конструкций зданий.

В животноводческих помещениях применяют различные по принципу действия и конструктивным особенностям вентиляционные системы: с естественным побуждением тяги воздуха, с механическим побуждением тяги и комбинированные.

Расчет вентиляции проводят в районах влажным климатом (Республика Беларусь) по накоплению водяных паров, в птицеводстве расчет ведут по накоплению углекислого газа.

Часовой объем вентиляции (L) по влажности воздуха определяют по формуле:

(1), где

L - количество воздуха (в м³), которое необходимо удалить из по­мещения за час, чтобы поддержать в нем относительную влаж­ность в пределах нормы, м³/ч;

Q - количество водяных паров (в г), которое выделяют находящие­ся в помещении животные с учетом влаги испаряющейся с поверхности пола, кормушек, поилок, стен и других ограждений в час, г/час;

q₁ - абсолютная влажность воздуха помещений (в г/м³), при кото­рой относительная влажность остается в пределах норматива;

q₂ - средняя абсолютная влажность наружного воздуха (в г/м³) вводимого в помещение в переходный период (ноябрь и март) по данной климатической зоне.

Выделение водяных паров животными зависит от окружающей температуры, поэтому для повышения точности расчетов учитывают поправочные коэффициенты. Количество водяных паров (Q) находят по формуле

Q= Q₀хnхk (2), где

Q - количество водяных паров (в г), которое выделяют животное находящие­ся в помещении за час, г/час;

Q₀ – количество влаги выделяемое одним животным;

n – поголовье, голов;

к –поправочный коэффициент.

Пример: Коровник на 200 животных с привязным содержанием коров.

Поголовье животных:

1 группа – 102 лактирующие коровы, живой массой 500 кг, среднесуточный удой 10 л;

2 группа – 63 лактирующие коровы, живой массой 600 кг, среднесуточный удой 15 л;

3 группа – 27 сухостойных коров, живой массой 600 кг;

4 группа – 8 сухостойных коров, живой массой 400 кг.

Внутренние размеры коровника (без учета тамбуров): длина - 66 м, ширина -21м, высота стены - 3 м, высота в коньке – 5,8 м.

Коровник находится в Витебском районе. Нормативная температура – 10 ^ОС, относительная влажность – 70 %. Температура наружного воздуха в среднем за март и ноябрь месяц для данного района – -1,65 ^ОС, абсолютная влажность – 3,6 г/м³.

Необходимо определить:

1. Часовой объем вентиляции (L) по влажности воздуха.

2. Кратность воздухообмена в час.

3. Объем воздухообмена на 1 центнер живой массы животного данного помещения (или на 1 голову животного или у кур на 1 кг живой массы).

4. Общую площадь сечения вытяжных и приточных каналов, а также их количество при вентиляции с естественным побуждением.

5. Количество вентиляторов (соответствующей мощности), которое должно быть в помещении с принудительным воздухообменом.

1. Определяем часовой объем вентиляции по формуле (1).

Поголовье животных, размещенное в коровнике, выделяет за час (таблица -24 "Нормы выделения тепла и водяных паров сельскохозяйственными животными и птицами") следующее количество водяных паров:

- одна корова живой массой 500 кг и удоем 10 л выделяет 303г/ч,

а 102 головы выделяет 30906 г/ч

- одна корова живой массой 600 кг и удоем 15 л выделяет 373 г/ч,

а 63 головы выделяет 23499 г/ч.

- одна сухостойная корова живой массой 600кг выделяет 323 г/ч,

а 27 животных выделяет 8721 г/ч.

- одна сухостойная корова живой массой 400 кг выделяет 250 г/ч,

а 8 животных выделяет 2000 г/ч.

Итого: 65126 г/ч.

С учетом поправочного коэффициента (таблица -25«Поправочный коэффициент для определения количества тепла и водяных паров») количество водяных паров от животных при температуре 10 ̊С составит:

65126х1=65126 г/ч

Испарение влаги с ограждающих конструкций при удовлетворитель­ном санитарном режиме, исправно действующей канализации, регулярной уборке навоза и применения соломенной подстилки в коровнике – 10 % (таблица-20 "Процентные надбавки к количеству влаги, выделяемой животными, на испарение воды с пола, кормушек, поилок, стен и перегородок" ).

10 % от количества влаги, выделяемой всеми животными в коровнике – 6512,6 г/ч.

65126 – 100 %

х – 10 % х = (65126 • 10) / 100 = 6512,6 г/ч

Итого: 71638,6 г водяных паров поступит в коровник за 1 час (65126+6512,6).

В коровнике температура воздуха 10 °С и относительная влажность 70 % (таблица-1 "Параметры микроклимата помещений для крупного рогатого скота").

Для расчета абсолютной влажности (q₁) по таблице -22 "Максимальная упругость водяного пара в мм ртутного столба" находим максимальную влажность воздуха соответствующую нормативной температуре воздуха в коровнике – 10°С, что составляет 9,17; т.е. это 100 %-ная относительная влажность, а нормативная относительная влажность – 70 %, поэтому составляем пропорцию:

9,17 – 100 %

q₁ – 70 %

Значение q₂ берем из таблицы "Средние показатели температуры и абсолютной влажности в различных пунктах Республики Беларусь ", т.е для Витебского района в ноябре 4,2 г/м³, а в марте - 3,0 г/м³.

Полученные данные подставим в формулу (1)

2. Определение кратности воздухообмена в помещении выполняют по формуле:

(3), где

Кр – кратность воздухообмена, показывает сколько раз за 1 час в помещении необходимо заменить воздух;

L – часовой объем вентиляции, м³/ч ;

V – объем помещения, м³.

V = (66 х 21 х 3) + (66 х 10,5 х 2,8) = 4 158 + 1 940,4 = 6 098,4 м³

раз в час

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

(4), где

V₁ – объем вентиляции на 1 ц живой массы, м³/ч;

L – часовой объем вентиляции, м³/ч;

m – живая масса животных, ц.

m = (5 х 102) + (6 х 63) + (6 х 27) + (4 х 8) = 1 082 ц

Для крупного рогатого скота и свиней производят расчет объема вентиляции на 1 центнер живой массы, для лошадей, кроликов, овец – объем вентиляции на 1 голову, для птицы на 1 килограмм живой массы.

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

(5), где

S₁ – общая площадь поперечного сечения вытяжных шахт, м²;

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 -23 "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 (Δt) рассчитывается следующим образом: температура воздуха в коровнике + 10 °С (таблица 1- "Параметры микро­климата помещений для крупного рогатого скота"), средняя температура наружного воздуха в переходный период в Витебском районе в ноябре – (-0,4) °С, в марте – (-2,9) °С, средняя температура ((-0,4) + (-2,9)) / 2 = – 1,65 °С (таблица -21 "Средние показатели температуры и абсолютной влажности воздуха в различных пунктах Республики Беларусь"). Следовательно, разница этих температур составит: Δt = + 10°С - (-1,65°С) = 11,65 °С. Поэтому при высоте вытяжной трубы – 6 м скорость движения воздуха в вентиляцион­ных трубах – 1,15 м/с.

Подставим все значения в формулу 2.5.

Таким образом, общее сечение вытяжных шахт равно 6,14 м².

Количество вытяжных шахт (n ₁) определяют по следующей формуле :

, (6), где

S₁ – общая площадь сечения вытяжных шахт, м² ;

s₁ – площадь сечения одной вытяжной шахты, м².

В коровнике более эффективно применять трубы с сечением более 1 м², поэтому можно установить 4 вытяжные шахты (6,14 / 1,5), сечением 1,2 м х 1,25 м каждая.

Площадь приточных каналов (S₂) составляет 60 - 70 % от общей площади вытяжных шахт и определяется по формуле :

S₂ = S₁ х 0,6 (7)

S₂= 6,14 x 0,6 = 3,7 м²

Количество приточных каналов (n₂) рассчитывается по следующей формуле :

(8), где

S₂ – общая площадь сечения приточных каналов, м ²

s₂ – площадь сечения одного приточного канала, м².

В коровнике приточные каналы могут быть выполнены в виде подо­конных щелей или приточных каналов различных размеров. Если подоконная щель имеет площадь 2,35 м х 0,135 м = 0,31 м², то n₂ = 3,7 : 0,31 = 12 подоконных щелей по 6 с каждой стороны, которые для ликвидации сквозняков располагают в шахматном порядке.

5. Количество вентиляторов (n₃), которое должно быть в помещении с принудительным воздухообменом.

(9),

где L-часовой объем вентиляции, м³/ч

P – подача воздуха, м³/ч.

Если рекомендовать для применения вентилятор центробежный ЦЧ № 5,930 с воздухоподачей 5700 м³, то их необходимо 7 (таблица 30 “Вентиляционно-отопительное оборудование, рекомендуемое для комплексации систем обеспечения микроклимата животноводческих помещений”).