2.3.4.5 Расчёт теплового баланса животноводческого помещения

Создание оптимального температурно-влажностного режима в животноводческих помещениях при разных системах содержания и в разные периоды года решается главным образом путём расчёта теплового баланса помещения. Эти данные позволяют с успехом проводить коррекцию воздухообмена особенно в неотапливаемых помещениях, выявляют качество отдельных ограждающих конструкций, помогает сделать выбор обогревательных установок и рассчитать их количество.

В этом разделе необходимо:

- провести расчёт теплового баланса помещения;

- провести расчёт ∆t нулевого теплового баланса помещения;

- дать санитарно-гигиеническую оценку полученным результатам.

Тепловой баланс помещения рассчитывается по формуле

Q_ж = Δt (G0,24+ K F)+ W_зд

Левая часть равенства – общее поступление тепла в помещение от животных.

Правая часть равенства – общие потери тепла в помещении

где,

Q_ж - поступление тепла от животных, ккал/ч;

Δt – разность между температурой воздуха помещения и среднемесячной температурой воздуха в самый холодный или переходный период зоны (по заданию на проектирование), С;

G – количество воздуха, удаляемого из помещения или поступающего в него в течении часа в кг;

0,24 – количество тепла, необходимое для нагрева 1 кг воздуха на 1(С), ккал/кг;

 KF – сумма теплопотерь от ограждающих конструкций (кг/м²/град.):

K – коэффициент общей теплопередачи через ограждающие конструкции;

F – площадь ограждающих конструкций;

W_зд; - расход тепла на испарение влаги с поверхности поилок, кормушек, ограждающих конструкций пола (по заданию на проектирование), ккал/ч.

Рассчитать расход тепла в помещении.

Расход тепла в помещении складывается из:

- теплопотерь на обогрев вентиляционного воздуха - G0,24 (ккал/кг);

- теплопотерь на нагрев ограждающих конструкций -  K (кг/м²/град.);

- теплопотерь на испарение влаги с поверхности пола, кормушек, ограждающих конструкций - W_зд (ккал/ч).

Расчёт теплопотерь на обогрев вентиляционного воздуха - G0,24 (ккал/кг).

G – часовой объём вентиляции L (по углекислому газу или по влаге в зависимости от Вашего выбора) который необходимо перевести из м³ в килограммы.

Для этого определяем массу в килограммах 1 м³ воздуха при заданной температуре воздуха в помещении и среднем барометрическом давлении в момент исследования по таблице № 6 (Приложение В) и умножаем на часовой объём вентиляции L.

Найденную массу воздуха G умножаем на 0,24 ккал и находим теплопотери на обогрев вентиляционного воздуха G0,24 (ккал/кг).

Расчёт суммарной теплопотери через ограждающие конструкции животноводческого помещения - KF.

Расчёт проводим по формуле:

KF=KF₁+KF₂+KF₃+KF₄+KF₅+KF₆

где,

F₁ - площадь пола, (м²);

F₂ - площадь потолка, (м²);

F₃ - площадь окон, (м²);

F₄ - площадь ворот, (м²);

F₅ - площадь дверей,( м²);

F₆ - площадь стен без учёта окон, ворот и дверей, (м²);

K – коэффициент общей теплопередачи через ограждающие конструкции, (кг/м²/град.) – определяем по таблице № 7 (Приложение В)

Найденные значения оформляем в виде таблицы

Ограждающие конструкции	Площадь ограждающих конструкций	Коэффициент теплопередачи К	Теплопотери KF
F1
F2
F3
F4
F5
F6
Итого

Размеры ворот принимают с учетом машин и оборудования: в помещениях для крупного рогатого скота – ширина 2,4; 2,7; 3,0 м, высота – 1,8; 2,1м. Для свиней, овец и птиц минимальные размеры ворот — ширина 2,1 м, высота 1,8 м, а в конюшнях высотой — 2,4 м.

Двери для прохода и вывода животных внутри ворот должны быть: для крупного рогатого скота шириной не менее 1 м, высотой 1,8 м; лошадей соответственно 1,2 и 2,4; свиней 1и 1,8 м; овец 0,8 и 1,8 м.

Размеры окон согласно ГОСТу имеют размеры – 0,6×0,8; 0,6×0,9; 0,6×1,2; 0,9×0,9; 0,9×1,2; 1,0×1,0; 1,0×1,2.

Для расчёта площади стен без учёта окон, ворот и дверей, необходимо вычислить площадь стен и вычесть площадь всех проёмов.

Необходимо учесть, что помещение теряет дополнительно за счёт обдувания ещё 13% тепла от теплопотерь ограждающих конструкций (стен, окон, дверей, ворот). Находим ккал/потерь составляющий 13% от суммы потерь через указанные ограждающие конструкции.

После этого суммируем полученные данные и вычисляем общие потери тепла ∑KF кг/м²/град

Расчёт теплопотерь на испарение влаги с поверхности поилок, кормушек, ограждающих конструкций - W_зд.

Потери тепла на испарение влаги от ограждающих конструкций составляют 10 - 30% (по заданию на проектирование) от общего количества влаги.

На испарение одного грамма влаги затрачивается 0,595 ккал, следовательно, теплопотери составят:

W_зд ×0,595ккал/ч

Подставим все полученные данные в формулу расчёта теплового баланса:

Q_ж = Δt (G0,24+ K F)+ W_зд

Тепловой баланс может быть положительным, отрицательным или нулевым.

Если тепловой баланс отрицательный или положительный определяется процент дефицита/избытка тепла.

Если дефицита/избыток тепла составляет менее 10%, то тепловой баланс в помещении для животных соответствует зоогигиеническим нормам.