Лабораторна робота № 3 Обладнання для створення мікроклімату в тваринницьких приміщеннях

Мета роботи: вивчити будову, принцип роботи і правила безпечної експлуатації обладнання для вентиляції та обігріву тваринницьких приміщень.

Матеріальне забезпечення: теплогенератор ТГ-1А, технічна документація та література, учбові плакати.

Зміст звіту

1. Перерахувати основні параметри мікроклімату та пояснити їх вплив на стан тварин та птахів;

2. Призначення, будова та робота комплектів обладнання “Клімат-2”, “Клімат-3” та “Клімат-4”;

3. Призначення, будова, робота і технологічна схема установки ПВУ;

4. Призначення, будова, робота і технологічна схема регенератору теплоти, що виділяється тваринами та птахами.

5. Привести принципові схеми роботи котла-пароутворювача КВ-300М, електричного водонагрівача серії УАП, теплогенератора типу ТГ і описати їх роботу;

6. Виконати розрахунок системи вентиляції і вибрати калорифер для підтримання теплового режиму в приміщенні згідно індивідуального завдання.

Поняття про мікроклімат

Захист тварин від шкідливого впливу середовища при утриманні їх у приміщеннях, а також підвищення резистентності організму нормуванням умов зовнішнього середовища (створенням оптимального мікроклімату) мають важливе значення не тільки для здоров'я тварин, але й для продовження терміну служби основних виробничих будівель, поліпшення експлуатації технологічного встаткування й умов праці обслуговуючого персоналу. Під мікрокліматом тваринницького приміщення розуміють клімат обмеженого простору (корівника, телятника, свинарника або іншої будівлі).

Мікроклімат приміщень являє собою сукупність фізичних, хімічних і біологічних параметрів навколишнього середовища. Основні з них - це температура й відносна вологість повітря, його рухливість, електричні властивості, вміст вуглекислоти, аміаку, сірководню, концентрація пилу й наявність мікрофлори, до цих параметрів варто додати інтенсивність виробничих шумів, що значно зросла із впровадженням механізації, а також освітленість робочих зон.

Температура, вологість, чистота й рухливість повітря в приміщенні впливають на терморегуляцію тварин: сукупність фізіологічних процесів, підтримуючих температуру тіла на постійному рівні. Сталість температури тіла досягається завдяки змінам теплопродукції й тепловіддачі, а отже, продуктивності тварин і споживання ними кормів.

При зниженні температури усередині приміщення тварини споживають більше кормів, а при підвищенні температури погіршується віддача теплоти організмом у зовнішнє середовище, що знижує продуктивність тварин.

Відносна вологість повітря у тваринницьких і птахівницьких приміщеннях звичайно досягає 70...80 %. При подальшому її збільшенні до 90 % і більше вповільнюються окислювально-відновні процеси в організмі, порушується обмін речовин, знижується опірність організму простудним захворюванням, падає продуктивність тварин.

Швидкість руху повітря повинна становити 0,2...0,3 м/с. При швидкості менш 0,2 м/с утворяться застійні зони, у яких накопичуються шкідливі виділення, а при швидкостях понад 0,5 м/с спостерігається збільшення простудних захворювань.

Шум у приміщенні впливає не.тільки на тварин і птахів, алі й на обслуговуючий персонал, тому дію цього фактора потрібно розглядати комплексно, з огляду на й охорону праці.

Нормальне освітлення тваринницьких приміщень, що забезпечується при сполученні природного й штучного світла, впливає не тільки на продуктивність тварин і птаха, але й на продуктивність праці обслуговуючого персоналу.

Формування мікроклімату тваринницьких приміщень залежить від ряду технічних і технологічних факторів: об'ємно-планувальних і конструктивних рішень, технології утримання, ефективності системи гноєвидалення, способів і типів годівлі, теплозахисних властивостей огороджуючи конструкцій і, головне, ефективності систем опалення й вентиляції.

Питання теплоізоляції стін, мають велике значення для створення оптимального мікроклімату. Численні дослідження показали, що на ефективність вирощування молодняку й утримання дорослих тварин значний вплив має температура поверхні стін і пристінкової зони, особливо в холодний період року, коли температура стін, значно нижче температури шкіри тварини. У таких випадках тепловтрати тварин випромінюванням досягають 50 % і більше від загальної кількості енергії, вироблюваної організмом, що може служити причиню локального або загального переохолодження організму тварини. Це, у свою чергу, призводити до зниження приростів ваги, продуктивності й збільшенню числа хворих тварин.

Для тваринницьких приміщень найбільш ефективний перепад температур повітря-стіни становить 3...5 °.С.

У формуванні мікроклімату важливу роль грає устрій підлог, тому що через неї втрачається 20...40 % теплоти від загальних теплових втрат будинку.

Крім теплофізичних якостей конструкцій, що огороджують, формування мікроклімату залежить від виду й віку тварин, що перебувають у приміщенні, умов їхнього утримання (вигульне, безвигульне), типу годівлі.

Стан і формування мікроклімату у тваринницьких приміщеннях багато в чому пов'язане з нормальним функціонуванням каналізаційної системи, а також з регулярністю прибирання гною й гнойової рідини (за винятком тих випадків, коли тварин утримуються на глибокій підстилці, або гній прибирається у гнойові канали при самопливній системі його видалення).

Для зниження концентрації шкідливих газів і зайвої вологи в приміщенні, а також для розосередження припливного повітря й ліквідації застійних зон улаштовують системи витяжної вентиляції в гнойових каналах при утриманні тварин на щілинній підлозі. Підвищена вологість повітря в приміщеннях для тварин звичайно пояснюється недостатнім функціонуванням вентиляційних пристроїв, високою вологістю зовнішнього повітря й відсутністю обігріву повітря в приміщенні.

Добре регулюють мікроклімат на території ферм і у тваринницьких приміщеннях зелені насадження. У жаркий літній період під їхнім впливом температура повітря на території ферм знижується на 7...13 °С, а в приміщеннях для тварин - на 3...6 °С.

Система вентиляції й опалення на тваринницьких фермах і комплексах, типи вентиляційних систем.

За принципом дії й конструктивних особливостей вентиляційні системи ділять на природні, примусові з механічним побудником потоку й комбіновані.

При природній вентиляції повітрообмін відбувається по спеціально влаштованих каналах внаслідок різниці щільності повітря усередині й поза приміщеннями та під впливом вітру. Будова таких систем досить проста, але ефективність їх невисока й залежить від метеорологічних умов, правильного вибору співвідношення площ припливних і витяжних каналів, розташування їх у конструкціях, що огороджують, приміщення. Така система може забезпечити не більш ніж трикратний повітрообмін.

Примусова вентиляція з механічним побудником - вентилятором більше ефективна, тому що може працювати незалежно від зовнішніх факторів, але вона вимагає певних експлуатаційних витрат.

Примусові системи вентиляції з механічним побудником бувають нагнітальні, витяжні й нагнітально-витяжні (комбіновані) з підігрівом і без підігріву подаваного повітря.

Природні системи вентиляції. Безканальні системи вентиляції - найбільш прості й доступні (відкривання вікон, фрамуг, кватирок та ін.). Однак вони цілком не можуть забезпечити необхідний обмін повітря в різні періоди року й важко піддаються регулюванню.

Природні вентиляційні канали системи працюють у весняну й осінню пору року, а також при температурі зовнішнього повітря до 13 °С. При більш низькій температурі зовнішнього повітря необхідно застосовувати штучну вентиляцію з підігрівом повітря.

При природній вентиляції рекомендують наступні норми площі поперечного перерізу витяжних каналів на одну голову: великої рогатої худоби — 500—700 см², свиноматок — 250—400 см². Загальна площа припливних каналів повинна становити 85 % від площі витяжних.

Системи вентиляції з механічним побудником і комбіновані системи. При влаштуванні вентиляції з механічним побудником площа перетинів припливних, витяжних каналів і повітропроводів спеціально розраховують залежно від повітрообміну й продуктивності вентиляторів. При комбінованій вентиляції додатково враховується й продуктивність засобів обігріву припливного повітря.

На рис.1 представлені принципові схеми вентиляції, які можуть бути рекомендовані для основних типів тваринницьких і птахівницьких приміщень.

Рис. 1 Схеми вентиляції:

а - централізовані системи; б - децентралізовані системи; I - витяжна шахта; 2 - припливне повітря; 3 - витяжка з гнойових каналів; 4 - приплив через вікна; 5 - припливна шахта; 6 - витяжний осьовий вентилятор; 7 - припливно-витяжна установка; 8 - електрокалориферний агрегат; 9 - припливний поперечний повітропровід.

Обладнання для забезпечення параметрів мікроклімату

На тваринницьких фермах і комплексах застосовують вентиляційні установки різних типів

Ефективний засіб для створення оптимальних режимів мікроклімату у тваринницьких приміщеннях - застосування комбінованих систем опалення й механічної вентиляції з частковою або повною автоматизацією. І з цією метою в приміщеннях встановлюють теплогенератори й припливні вентилятори для змішування гарячого і холодного повітря. В зимовий період працює припливно-витяжна вентиляція із прогрівом повітря теплогенераторами В перехідний і літній періоди, коли немає потреби в підігріві припливного повітря, діє тільки витяжна вентиляція, а свіже повітря в приміщення надходити через регульовані жалюзійні ґрати, установлені розосереджено у вікнах. Система керування теплогенераторами передбачає автоматичне регулювання їхньої теплопродуктивності за принципом «Великий вогонь» - «Малий вогонь». Вся апаратура керування припливної і витяжної вентиляції розміщається в шафах, встановлених у приміщенні.

Автоматичні пристрої, що регулюють обсяг вентиляції залежно від умов мікроклімату приміщень, широко застосовують у тваринництві.

Припливно-витяжні установки типу ПВУ (рис. 2) автоматично підтримують задану температуру повітря в приміщенні й регулюють повітрообмін залежно від зовнішньої й внутрішньої температури. Установка складається із припливно-витяжних шахт (із циліндричними заслінками), установлених у перекритті будинку, силових блоків з вентиляторами й пульта керування з датчиками. Для підігріву холодного припливного повітря використовуються електронагрівальні елементи.

Рис. 2 Схема роботи агрегату ПВУ:

1 - шарнірні відбивачі; 2 - зовнішній циліндр; 3 - козирок-відбивач; 4 - циліндричні заслінки; 5 - кільцевий припливний канал; 6 - внутрішній циліндр; 7 - крильчатки вентилятора; 8 - нагрівальні елементи.

В установках ПВУ потік свіжого повітря обмиває стельове перекриття й стіни приміщення, надходити в зону, де утримуються тварини, захоплює забруднене повітря й направляє його до усмоктувального отвору вентилятора. Відмінна риса установок ПВУ — сполучення припливу й витяжки в одному агрегаті (шахті), що виключає необхідність додаткових повітропроводів. Продуктивність установок ПВУ-4, ПВУ-6 і ПВУ-9 відповідно 4000, 6000 і 9000 м³/рік припливного повітря, а встановлена потужність нагрівальних елементів 15...19 кВт.

Комплекти обладнання «Клімат» призначені для автоматизованої витяжної вентиляції у тваринницьких приміщеннях. Комплекти устатковуються системами повітряного обігріву за допомогою опалювально-вентиляційних агрегатів з водяними (паровими) калориферами. Узимку необхідна температура повітря в приміщенні підтримується шляхом одночасної автоматичної зміни частоти обертання витяжних і припливних вентиляторів аж до їхнього повного відключення («Клімат-2» і «Клімат-4») або зміни тепловіддачі калориферів (« Клімат-3»).

Комплект «Клімат-2» дозволяє регулювати відносну вологість повітря за допомогою турбозволожувачів (тільки убік збільшення), а «Клімат-4», крім того, і осушувати повітря.

Комплекти встаткування «Клімат-2» і «Клімат-3 застосовують для автоматичного й ручного керування тім температурно-вологісним режимом у тваринницьких і птахівницьких приміщеннях, що постачаються теплотою від котелень із водяним опаленням. Обидва комплекти однотипні, випускають у чотирьох виконаннях кожний, причому виконання відрізняються типорозміром (повітроподачею) припливних вентиляторів і кількістю витяжних.

«Клімат-3» устатковується автоматичним регулювальним клапаном на трубопроводі подачі гарячої води в калорифери вентиляційно-опалювальних агрегатів. Його застосовують у приміщеннях з підвищеною точністю до параметрів мікроклімату.

Комплект устаткування «Клімат-3» (рис. 3) складається з двох припливних вентиляційно-опалювальних агрегатів 3, системи зволоження повітря, припливних повітропроводів 6, комплекту витяжних вентиляторів 7 (16 або 30 шт.), установлюваних у поздовжніх стінах приміщення, а також станції керування 1 з панеллю датчиків 8. Вентиляційно-опалювальний агрегат 3 призначений Для нагріву й подачі теплого повітря взимку й зовнішнього повітря влітку в приміщення зі зволоженням його за необхідністю. Складається із чотирьох водяних калориферів з регульованими жалюзійними ґратами, відцентрового вентилятора із тришвидкісним електродвигуном, що дозволяє одержувати різні продуктивність і напір повітря.

Рис. 3 Комплект устаткування «Клімат-3»:

1 — станція керування; 2, 4 — регулюючі й електромагнітний клапани; 3 — вентиляційно-опалювальні агрегати; 5 — бак для води; 6 — повітропроводи; 7 — витяжний вентилятор; 8 — датчик.

Система зволоження повітря включає розпилювач (електродвигун з диском на валу), встановлений у патрубку між калориферами й робочим колесом вентилятора, а також напірний бак 5, трубу подачі води на розпилювач із електромагнітним клапаном 4, автоматично регулюючий ступінь зволоження повітря. Для відбору великих крапель води зі зволоженого повітря на нагнітальному патрубку вентилятора встановлений краплевловлювач, що складається з фігурних пластин, що відтинають потік рідини.

Витяжні вентилятори 7 забезпечують видалення забрудненого повітря із приміщення. Вони устатковані клапанами у вигляді жалюзі на виході, що відкриваються під дією потоку повітря. Подачу повітря регулюють зміною частоти обертання електродвигуна, на який надіто робоче колесо з лопатками.

Станція керування 1 з панеллю датчиків забезпечує автоматичне або ручне керування системою вентиляції. Гаряча вода з котельні подається в калорифери вентиляційно-опалювальних агрегатів 3 через регулювальний клапан 2. Зовнішнє повітря, що просмоктується через калорифери, нагрівається й вентилятором подається по розподільним повітропроводам 6 у приміщення. При працюючих витяжних вентиляторах він подається в зону дихання тварин, а потім викидається назовні. При підвищенні температури в приміщенні вище заданої автоматично перекривається клапан 2, обмежуючи подачу гарячої води в калорифери, і збільшується частота обертання витяжних вентиляторів 7. При зниженні температури нижче заданої автоматично збільшуються відкриття клапана 2 і частота обертання вентиляторів 7. У літній період припливні вентилятори включають тільки для зволоження повітря і вентиляція відбувається за рахунок роботи витяжних вентиляторів. При низькій вологості повітря вода з бака по трубопроводу подається на обертовий диск розпилювача. Дрібні краплі захоплюються потоком повітря й випаровуються, зволожуючи припливне повітря. Великі затримуються в краплевловлювачі й по трубці стікають у каналізацію. При підвищенні вологості повітря в приміщенні вище заданої електромагнітний клапан автоматично перекривається й зменшує подачу води в розпилювач.

Межі заданої температури й вологості повітря в приміщенні встановлюють на станції керування. Сигнали про відхилення від заданих параметрів надходять з датчиків 8.

Комплект устаткування «Клімат-4» призначений для підтримки необхідного повітрообміну й температури у тваринницьких і птахівницьких приміщеннях. Випускають п'ять модифікацій комплектів, що відрізняються числом і типорозміром витяжних вентиляторів.

Таблиця 1 – Технічні характеристики комплекту обладнання «Клімат»

Тип виконання	Кількість вентиляторів у комплекті, шт.	Подача повітря при тиску 20 Па, тис. м3/год	Встановлена потужність, кВт	Маса, кг
Клімат-45М	16	95±6	7,0	790
Клімат-45М-01	24	145±10	10,0	1200
Клімат-45М-02	6	36±2,4	2,5	310
Клімат-45М-03	14	84±5,0	6,0	700
Клімат-45М-04	18	105±7,0	7,5	865
Клімат-47М	14	140±15	10.0	710
Клімат-47М-01	24	240±15	15,0	1180
Клімат-47М-02	8	80±5	5,0	430
Клімат-47М-03	10	100±7	6,25	525
Климаг-47М-04	12	20±8	7,5	620
Клімат-48	24	43±2	26,4	2400

У комплект входять від 6 до 24 витяжних вентиляторів (такі ж, як і в устаткуванні «Клімат-3»), пристрій керування з датчиками температури. Вентилятори встановлені в поздовжніх стінах приміщення. Пристрій керування забезпечує плавну зміну вихідної напруги в мережі живлення електродвигунів витяжних вентиляторів і відповідно частоти обертання робочих коліс залежно від температури повітря в приміщенні. Підвищення температури призводити до збільшення частоти обертання, і навпаки. Жалюзі вентиляторів відкриваються потоком повітря й закриваються під дією власної маси, що виключає влучення зовнішнього світла в приміщення й утворення протягів. Підтримка необхідного повітрообміну й необхідної температури в приміщенні досягається автоматичним плавним регулюванням частоти обертання витяжних вентиляторів залежно від зміни температури повітря вентильованого приміщення. При відхиленні температури повітря від заданої, котра встановлюється задатчиком температури, розташованим на пристрої керування, по сигналу термоперетворювача на виході пристрою змінюється напруга. Цим досягається регулювання частоти обертання робочих коліс вентиляторів і зміна викиду повітря. Діапазон регулювання температури в межах 273...308 К.

Теплогенератори типу ТГ призначені для повітряного опалення й вентиляції тваринницьких, виробничих і службових приміщень, а також для досушування сіна способом активного вентилювання, сушіння зерна й насіння.

Працює такий теплогенератор у такий спосіб. Повітря подається вентилятором 2 (рис. 4) у теплообмінник 7. Частина повітря із загального потоку надходити до форсунки 6 для розпилювання палива.

Робоча суміш, запалена від іскри, згорає в камері 8 і нагріває її стінки. Останні передають теплоту повітрю, що омиває їх. Відпрацьовані гази виходять у димар і одночасно підігрівають повітря в трубі. Нагріте повітря викидається під тиском вентилятора в розподільний пристрій.

Система керування теплогенераторами автоматична, але можливо й ручне керування. В автоматичному режимі вона забезпечує підтримку заданої температури повітря в опалювальному приміщенні, а також відключення теплогенератора у випадку його нагрівання або при інших несправностях.

Рис. 4 Схема теплогенератора ТГ-150:

1 – рама; 2 – відцентровий вентилятор; 3 – форсунка; 4 – свічка; 5,13 – люк; 6 – повітряна камера; 7 – тепловий блок; 8 – камера згоряння; 9 – теплообмінник; 10 – кожух; 11 – кільцева щілина; 12 – водонагрівач;14 – блок електромагнітних клапанів; 15 – блок електрообладнання.

Основні марки теплогенераторів, використовуваних на тваринницьких фермах і комплексах: ТГ-1А; ТГ-1,5; ТГ-2.5А; ТГ-3,5; ТГ-150; ТГ-500; ТГА-50.

Регулювання. Продуктивність вентилятора регулюють зміною кута повороту лопат, тиск подачі палива - регулювальним гвинтом, кількість подаваного повітря в камеру згоряння - відкриттям або закриттям повітряної заслінки форсунки.

Теплогенератор ТГ-1,5 (рис. 5 ) складається із циліндричного кожуха, усередині якого поміщена камера згоряння 2 з вибуховим клапаном і димарем 6. Між кожухом і камерою згоряння розташований теплообмінник 3 зі спіральною перегородкою 4. У кожусі встановлений вентилятор 7 з електродвигуном і жалюзійними ґратами 8. На боковій-поверхні кожуха закріплена шафа керування, трансформатор запалювання, а до нижньої поверхні приварені опори для кріплення до фундаменту. Теплогенератор укомплектовано паливним баком 9, насосом 13, форсункою 16 вентилятором 1, що всмоктує підігріте повітря з рекуператора 5 і, що подає його в камеру згоряння.

Рідке паливо (грубне побутове) з бака 9 через крани 10 і 11, фільтр 12 надходити до насоса 13. Під тиском до 1,2 МПа воно подається у форсунку 16. Распыленное паливо перемішується з повітрям, що надходити із вентилятора 15, утворить горючу суміш, що запалюється від свічі запалювання. Димові гази з камери згоряння 2 надходять у кільцевий теплообмінник 3 і виходять через димар в атмосферу.

Повітря, що подається вентилятором 7, обмиває камеру згоряння й теплообмінник, нагрівається й подається в опалювальне приміщення. Ступінь нагрівання повітря регулюють поворотом лопаток жалюзі 8. У випадку вибуху парів палива в камері згоряння відкриється вибуховий клапан 1, охороняючи теплогенератор від руйнувань.

Рис. 5 Схема теплогенератора ТГ-1,5:

1 – вибуховий клапан; 2 – камера згоряння; 3 – теплообмінник; 4 – спіральна перетинка; 5 – рекуператор; 6 – димова труба; 7 – головний вентилятор; 8 – жалюзі; 9 – паливний бак; 10 – пробковий кран; 11 – кран ЕК-25; 12 – фільтр-відстійник; 13 – паливний насос; 14 – електромагнітний клапан; 15 – вентилятор форсунки; 16 – розпилювач палива.

Електрична схема забезпечує автоматичну роботові теплогенератора в режимі «Опалення» і при необхідності ручне керування. Якщо температура повітря в опалювальному приміщенні нижче заданої, то включається вентилятор форсунки 15, здійснюється продувка камери згоряння. Через 24...30с продувки подається паливо й запалюється, вмикається вентилятор.

Електронагрівальні установки

Електронагрівальні установки широко застосовуються в сільськогосподарському виробництві завдяки їхнім перевагам, основні з який наступні: постійна готовність до дії і виключення використання вогневих котелень зі спеціальними приміщеннями для котлів і сховищ палива, транспортування палива і золи; можливість повної автоматизації процесів нагрівання; поліпшення санітарно - гігієнічних умов обслуговуючого персоналу; полегшення в розподілі теплоти по великих територіях; зменшення собівартості теплової енергії і пожежної небезпеки.

Для підігріву води використовують установки як прямого нагрівання шляхом пропущення струму через воду, так і непрямого нагрівання за допомогою теплових електронагрівальних елементів (ТЕНів), а також установок індукційного і діелектричного нагрівання, хоча останні в сільському господарстві використовуються рідко.

Перевагами прямого електродного нагрівання полягають в простоті пристрою, великої швидкості нагрівання і високому КПД.

У сільському господарстві для підігріву води для поїння тварин і технологічних потреб використовують елементні електроводонагрівач низького тиску — термоси типу УАП (ВЕТ) з місткістю резервуара від 50 до 1000 л, проточні електроводонагрівачи типу ЕПВ продуктивністю від 80 до 200 л води в 1 г. з температурою нагрівання до 95 °С, ВЕП-600 із продуктивністю 600 л теплої води в годину й інші.

Для одержання гарячої води і пари застосовуються електродні котли типів: КЕВ (котел електродний водогрійний), КЕВЗ (із замкнутим контуром) потужністю від 10 до 6000 кВт, ЕПЗ (електродний прямоточний із замкнутим контуром), КЕПР (котел електродний паровий регульований) потужністю 160, 250, 2500 і 5000 кВт, ЕКП (електродний котел парової) потужністю 100, 300 кВт і вище й інші.

Для електропідігрівання повітря у тваринництві до 50°С використовують стаціонарні електрокалориферні установки типу СФОА з потужністю від 5 до 100 кВт.

Електрокалориферні установки серії СФОЦ (рис. 6) потужністю 5, 10, 16, 25, 40, 60 і 100 кВт призначені для нагрівання повітря в системах припливної вентиляції тваринницьких і інших приміщень. Установка складається з електрокалорифера 1, вентилятора 4 з електродвигуном 5, установлених на рамі 7.

Рис. 6 Електрокалариферна установка СФОЦ:

1 – електрокалорифер; 2 –перехідний патрубок; 3 – м’яка вставка; 4 – вентилятор; 5 – електродвигун; 6 – пружини; 7 – рама.

Нагрівання повітря в електрокалорифері здійснюється трубчастими ребристими нагрівальними елементами, виготовленими зі сталевої трубки, усередині якої в діелектрику розміщена спіраль із тонкого дроту. Засмоктуєме вентилятором 4 атмосферне повітря в електрокалорифері 1 нагрівається до температури 363К і подається в приміщення. Теплопродуктивність регулюють зміною числа включених у мережу нагрівальних елементів на використання 100, 67 і 33 % потужності.

Тепловентилятори ТВ-6...ТВ-36 (рис. 7) призначені для забезпечення оптимальних параметрів мікроклімату у тваринницьких приміщеннях. До складу тепловентилятора входять корпус 4, відцентровий вентилятор 5 з двошвидкісним електродвигуном 7, калорифер 2, жалюзійний блок 11, виконуючий механізм.

При включенні тепловентилятора вентилятор 5 всмоктує зовнішнє повітря через жалюзійний блок. калорифер 2 і нагрітим нагнітає його в патрубок 6. Регулювання кількості повітря, що проходить через калорифер 2 і обвідний канал 3, здійснюється за допомогою механізму 1. Керування їм і перемикання електродвигуна з однієї швидкості на іншу здійснюються залежно від температури повітря усередині приміщення по сигналу регулятора температури 8. При літньому режимі вентилятор працює на максимальній частоті обертання, жалюзі калорифера (без теплоносія) і обвідного каналу відкриті. При зниженні температури в приміщенні нижче заданої вентилятор автоматично перемикається на мінімальну швидкість.

Рис. 7 Тепло вентилятор типу ТВ:

1 – механізм повороту жалюзі; 2 – калорифер; 3 – обвідний канал; 4 – корпус; 5 – вентилятор; 6 – патрубок подачі нагрітого повітря; 7 – електродвигун; 8 – регулятор температури; 9 – жалюзі обвідного каналу; 10 – жалюзі калорифера; 11 – жалюзійний блок.

При зимовому режимі в калорифер подається гаряча вода, вентилятор працює на мінімальній швидкості, а при підвищенні температури вище заданої вентилятор автоматично перемикається на максимальну швидкість.

Тепловентилятори розрізняють за повітро - і теплопродуктивностю.

Вентиляційна установка з утилізацією теплоти УТ-Ф-12 (ТУ lQ5-4-972r85) призначена для вентиляції й підігріву свіжого приточного повітря з використанням теплоти витяжного повітря тваринницьких приміщень. "Може працювати як самостійний виріб, так і в складі комплексу вентиляційного встаткування «Клімат».

Рис. 8 Тепло-вентиляційна установка з утилізацією теплоти УТФ –12:

1 – Конденсаційна секція теплообмінника; 2 – випарна секція теплообмінника; 3 – витяжний вентилятор; 4 – фільтр; 5 – припливний вентилятор; 6 – обвідний канал з заслінкою і приводом; 7 – жалюзі; 8 – теплова труба.

Умовна позначка установки УТ-Ф-12 розшифровується так: УТ — установка теплових труб; Ф -літерний індекс за ДСТ 2472—80*; 12 - подача повітря в номінальному режимі, тис. м³/ч. Кліматичне виконання: СУ1 - для електродвигунів; В3.1 - для пристрою керування; УЗ - для іншого встаткування.

Установка має витяжний 3 (рис. 8) і припливний 5 вентилятори, теплообмінник, повітряний фільтр 4, обвідний канал 6 із заслінками й приводом, жалюзі і ящик керування. Всі елементи установки, крім ящика керування, змонтовані на металевому каркасі. Припливний і витяжний канали розділені між собою перегородкою. З обох торців канали мають прямокутні патрубки для приєднання повітропроводів.

Теплообмінник призначений для утилізації теплоти, що віддаляється із приміщення з відпрацьованим повітрям. Теплообмінник складається з теплових труб 8, скріплених планками у верхній, середній і нижній частинах. Середні планки утворять суцільну перегородку, що розділяє теплообмінник на конденсаційну 1 і випарну 2 секції. Конденсаційна секція розміщена в потоці повітря, що видаляється, випарна - у потоці припливного повітря. Сталева теплова труба герметична й для збільшення теплообмінної поверхні має зовнішнє алюмінієве оребреня. Внутрішня порожнина труби заповнена теплоносієм (фреон-12). Для регулювання подачі повітря через обвідної канал у ньому змонтована заслінка з жалюзі 7. Вони виготовлені у вигляді вісімнадцяти лопаток, установлених у спеціальному каркасі, і приводяться в рух виконавчим механізмом. Чотири з них, крім того, можуть відкриватися електромагнітом. Для захисту теплообмінника від обмерзання передбачені жалюзі, що складаються із шістнадцяти лопаток в окремому каркасі, що приводяться від іншого електромагніта. Фільтр 4 призначений для очищення відпрацьованого повітря й складається з каркаса й фільтруючих пластин із тканини або поролону.

Установка працює так. Повітря, вилучений із тваринницького приміщення вентилятором 3, проходить через випарну секцію 2 теплообмінники, де віддає частина теплоти. Під дією цієї теплоти фреон усередині теплових трубок 8 випаровується, і його пари піднімаються в конденсаційну секцію 1 теплообмінника. Припливне повітря, що нагнітається вентилятором 3 у тваринницьке приміщення, проходить через конденсаційну секцію й підігрівається за рахунок конденсації пар фреону. Теплова потужність теплообмінника регулюється зміною кількості минаючого через нього припливного повітря.

У випадку обмерзання випарної секції теплообмінника датчик температури, установлений в витяжному каналі, дає сигнал на закриття жалюзі 7 у припливному каналі й відкриття частини лопаток в обвідному каналі 6. При цьому зменшується кількість повітря, омиваючого конденсаційну секцію, зменшується знімання теплоти теплообмінника й труби відтають.

При зниженні температури повітря у вентильованому приміщенні нижче встановленої межі по сигналі датчика температури включається додаткове джерело теплоти, наприклад, электрокалорифер типу СФО.

Електрокотельнями називають електронагрівальні пристрої, що складаються з одного або декількох водогрійних або парових казанів, розміщених у спеціальному приміщенні й призначених для комплексного теплопостачання тваринницьких і інших підприємств. Їхні потужності можуть досягати 12...15Мвт. В електрокотельні також монтують системи автоматичного або програмного керування. Застосування електронагрівальних установок у тваринництві знижує трудомісткість робіт, поліпшує умови праці й санітарно-гігієнічний стан, вивільняє обслуговуючий персонал, підвищує технологічний і економічний ефект.

Казани електродні водогрійні типу КЭВ, ЭПЗ призначені для використання в котельнях для опалення тваринницьких і інших приміщень, а при наявності теплообмінника - для одержання гарячої води на технологічні або санітарно-гігієнічні потреби. Схема використання електронагрівника для одночасної роботи на опалення й гаряче водопостачання представлена на рис.

В електронагрівнику 1 у зазорах між електродами при проходженні електричного струму нагрівається до 368К циркулююча по замкнутому контурі вода. У теплообміннику 5 вона віддає частину теплоти подаваній водопровідній воді, що нагрівається й надходить споживачам. В опалювальних приладах 6 теплота передається повітрю опалювальних приміщень. Далі насосом 7 остигла вода подається назад в електроводонагрівач, де знову нагрівається й багаторазово циркулює.

Електроводонагрівач типу КЭВ (рис. 9 ) складається із циліндричного корпуса 8 з теплоізоляцією й двома патрубками для підведення води 12 і відводу води 7. На верхній кришці 3 установлений регулятор потужності з маховиком 6. На нижній кришці 11 є патрубок 13 для спуску води. До неї кріплять пакет металевих електродів 10. Струм до електродних пластин

Рис. 9 Електроводонагрівач типу КЭВ:

1 – огородження; 2 – ізолятор; 3,11 – верхня і нижня кришки; 4 – ущільнення; 5 – стійка; 6 – маховик регулювання потужності; 7 – патрубок відводу води; 8 – корпус; 9 – пакет діелектричних пластин регулятора потужності; 10 – пакет фазних електродів; 12,13 – патрубки підведення і зливу води.

підводить через струмопроводи у нижній кришці із прохідними ізоляторами 2. На верхній кришці закріплений рухомий пакет діелектричних пластин 9, які за допомогою регулятора потужності можуть переміщатися відносно фазних електродів 10.

Вода, у якій перебувають електроди, нагрівається минаючим електричним струмом у зазорах між фазними електродами. Регулювання теплової потужності установки залежно від електропровідності використовуваної води й потреби в теплоті здійснюють підйомом або опусканням пакета діелектричних пластин щодо фазних електродів обертанням маховика 6. Потужність казана регулюється в межах 25...100% потужності.

Температура вихідної води в межах 368...403 К підтримується автоматично. При підвищенні температури води вище допустимої казан відключається

Обладнання для локального обігріву

БП-1А(рис. 10) Кожний брудер представляє собою парасоль, виконаний з оцинкованої сталі в середині парасолі змонтований конусоподібний обігрівач. На бічних стінках обігрівача встановлені чотири трубчатих електронагрівачі. В обігрівачі на кронштейнах розміщена лампа освітлення, сигнальна лампа й запобіжник.

Рис. 10 Електричний брудерБП-1А:

1 – шторка; 2 – стояк; 3 – провід, 4 секція; 5 – лампа для освітлення; 6 – нагрівальний елемент; 7 – температурне реле; 8 – термометр; 9 – противага; 10 – трос; 11 – сигнальна лампа; 12 – кришка; 13 – тримач; 14 – тяга; 15 – клапан; 16 – регулятор температури; 17 – балка перекриття; 18 – блок.

У брудері за допомогою температурного реле підтримується задана температура в межах 24...38°С. Він обігріває 500...600 курчати й споживає 1000 Вт. Піднімають і опускають брудер за допомогою системи блоків, тросів і противаг.

Розрахункова частина лабораторної роботи.

Постановка задачі. Дано: вид тварин і маса, кількість тварин, m, розміри приміщення для утримання тварин, кількість вуглекислого газу, що виділяється однією твариною за годину, P.

Таблиця 3.1.Варіанти індивідуального завдання

№ п/п	Вид тварин і маса, кг	Розміри приміщення для утримання тварин, м	Р, л/год	Qт кДж/год	К-ть тварин в приміщенні
1	Корови G =400кг	72 х 18 х 3,5	110	2.89	200
2	Корови G =600кг	78 х 21 х 3,5	138	3.44	200
3	Корови G =500кг	96 х 18 х 3,5	125	4.83	400
4	Телята G =50кг	72 х 18 х 3,5	26	0.7	500
5	Телята G =80кг	84 х 22 х 3,5	38	0.9	720
6	Телята G =150кг	48 х 18 х 3,5	57	1.5	300
7	Свиноматки поросні G =200кг	82 х 18 х 3,5	52	1.32	400
8	Свиноматки з поросятами G =200кг	96 х 15 х 3,5	63	2.11	100
9	Свиноматки з поросятами G =300кг	78 х 18 х 3,5	83	2.5	120
10	Свині на відгодівлі G =80кг	96 х 18 х 3	43	0.9	1400
11	Свині на відгодівлі G 100кг	96 х 18 х 3	50	1.08	1400
12	Свині на відгодівлі G =120кг	96 х 18 х 3	62	1.2	1400
13	Кури G =1.8кг	72 х 12 х 3,5	1,7	0.04	4500
14	Кури G =1.8кг	72 х 12 х 3,5	1,7	0.04	7000
15	Кури G =1.8кг	84 х 18 х 3,5	1,7	0.04	20000

Виконати вибір системи вентиляції для вказаного приміщення і розрахувати її.

Вибір системи вентиляції виконують за величиною такого показника, як кратність обміну повітря, К, в приміщенні

де L – кількість повітря, яку необхідно видалити з приміщення для забезпечення його нормального складу для дихання тварин, м³/год;

V_к – корисний об’єм приміщення, м³, складає 83-90% повного об’єму приміщення (менші значення відсотків для коротших приміщень).

б

а

Кількість повітря, яку необхідно видалити з приміщення визначається за формулою

де Р – кількість вуглекислого газу, що виділяється однією твариною за годину,

л/год·гол.

р₂ – максимально допустима концентрація СО₂ для даного виду тварин, л/м³; Згідно [8], р₂ = 2,5 л/м³;

р₁ – кількість СО₂ в свіжому повітрі, яке поступає в приміщення, л/м³.

Цю величину приймають в межах р₁ = (0,3-0,4) л/м³;

m – кількість тварин в приміщенні, гол.

Залежно від значення кратності обміну повітря К вибирають систему вентиляції, маючи на увазі, що природна система вентиляції в змозі забезпечити не більше ніж трикратний обмін повітря.

Калорифер, який необхідний для підтримання заданої температури в приміщенні, вибирають за розрахунковою тепловою потужністю (Ф_р) і продуктивністю його вентилятору за таких умов:

Ф_р≤ Ф_к

де Ф_к - потужність калорифера згідно технічної характеристики, кВт. При цьому необхідно враховувати коефіцієнт запасу, тобто

Ф_р= Ф_р’·

де к- коефіцієнт запасу, к= 1,1 -1,2.

Теплову потужність Ф_р’, кВт, калориферу, необхідну для нагріву повітря, визначають за виразом

Ф_р=0,278[с·р·L_н(t_k-t_п)-Q_T·m],

де 0,278 - перевідний коефіцієнт кДж/год. в Вт;

с - питома теплоємкість повітря, с=1.0 кДж/кг·К;

р - щільність повітря, яке подається в приміщення. При t₃ ⁼ 243 К можна

прийняти р = 1,2 кг/м³ ;

t_к - температура нагріву повітря, яке подають у приміщення, К. її

значення приймають на (5-8)° нижче нормативного ( ця різниця

компенсується теплотою, яка виділяється самими тваринами), але не нижче

283 К через можливість простудних захворювань; - і

t_п - температура зовнішнього повітря, К, дорівнює розрахунковій

проектній температурі, тобто t_п = t₃;

L_н - об'єм повітря, що підлягає нагріванню, м /год. Враховуючи, що кількість повітря, яке видаляється з приміщення, дорівнює кількості повітря, яке необхідно нагріти і подати в приміщення, то величина L_н = L (кількості повітря, яку необхідно видалити з приміщення);

Q_Т - кількість теплоти, що виділяється однією твариною за годину, кДж/год;

m- кількість тварин в приміщенні.

За отриманими значеннями Ф і L_н та технічними характеристиками калориферів підбираємо один чи декілька калориферів для забезпеченню необхідного мікроклімату (за температурним параметром) в приміщенні.