2.2. Технические средства для создания микроклимата в животноводческих помещениях

^{1. Понятие и основные параметры микроклимата. Влияние микроклимата на продуктивность животных и птицы.}

^{2. Системы вентиляции, отопления и кондиционирования.}

^{3. Технические средства для создания оптимального микроклимата в помещениях: вентиляционные установки, системы воздушного отопления, теплогенераторы, тепловентиляторы, приточно-вытяжные установки, калориферы, средства местного обогрева.}

^{4. Элементы расчета воздухообмена, отопления и вентиляции.}

^{При изучении этой темы надо уяснить понятие микроклимата и факторы, оказывающие влияние на формулирование оптимальных параметров микроклимата и продуктивность животных. Нормы естественного и искусственного освещения; воздухообмен и тепловой баланс. Уяснить классификацию и порядок расчета систем вентиляции.}

^{Для обеспечения высокой устойчивости животных к заболеваниям, максимальной их продуктивности, снижения себестоимости продукции необходимо заботиться о создании для животноводческого комплекса благоприятных факторов окружающей среды, основными из которых являются температура, влажность, загазованность и подвижность воздуха.}

^{Создание в животноводческих помещениях оптимального микроклимата имеет важное значение не только для здоровья животных, но и для продления срока службы основных производственных зданий, улучшения эксплуатации технологического оборудования и условий труда обслуживающего персонала.}

^{Причины ухудшения микроклимата большинства эксплуатируемых животноводческих помещений заключаются в низкой теплозащите осаждающих конструкций, неквалифицированной эксплуатации отопительно-вентиляционного оборудования, а также неправильной организации воздухообмена.}

Вопросы для самопроверки

^{1. Какие факторы определяют микроклимат в животноводческих и птицеводческих помещениях?}

^{2. Какими техническими средствами обеспечивается воздухообмен и тепловой баланс в животноводческих помещениях?}

^{3. Что такое кратность воздухообмена?}

^{4. Порядок расчета кратности воздухообмена и выбор системы вентиляции по его значениям.}

^{Д о п о л н и т е л ь н а я л и т е р а т у р а}

^{1. А н т о н о в П. П. Микроклимат на фермах и комплексах. – М.: Россельхозиздат. 1987.}

^{2. К о р о т к о в Е. Н. Специализированное отопительно-вентиляционное оборудование животноводческих комплексов. – М.: Агропромиздат, 1987. – 356 с.}

^{3. Ц у б а н о в А. Г. Теплоснабжение, отопление и вентиляция животноводческих помещений. – Мн.: Ураджай, 1987.– 150 с.}

^{Методика технологических расчетов. Часовой воздухообмен (м3/ч) по содержанию углекислого газа и влаги VW определяют по следующим формулам:}

(1)

^{где Сi– количество углекислого газа, выделяемого одним животным, л/ч;}

^{mi – количество животных i-й группы, гол.;}

^{C1 – допустимое количество углекислого газа в воздухе помещения, л/м3, C1= 2,5…3,0 л/м3;}

^{С2 – содержание углекислого газа в приточном воздухе, л/м3, С2 = 0,3...0,4 л/м3;}

^{Wi– количество водяного пара, выделяемого одним животным в течение часа, г/ч;}

^{ – коэффициент, учитывающий испарение влаги с пола, кормушек, автопоилок и т.д.;}

^{W1 – допустимое количество водяного пара в воздухе помещения, (абсолютная влажность), г/м3;}

(2)

^{где  – нормативная относительная влажность воздуха в животноводческих помещениях, %;}

^{Wмакс – максимальная влажность воздуха при данной температуре, г/м3;}

^{W2 – средняя абсолютная влажность приточного воздуха, г/м3, W2 = 3,2…3,3 г/м3.}

^{Из полученных по формулам результатов для важнейших расчетов выбирают максимальный воздухообмен.}

^{Кратность часового воздухообмена (ч–1) определяется следующим отношением:}

(3)

^{где Vпом – объем помещения, м3.}

^{Кратность часового воздухообмена для молодняка раннего возраста и маточного поголовья допускается не больше 3 раз в час, для остальных животных – не более 5.}

^{При кратности воздухообмена К < 3 выбирают естественную вентиляцию, при К=3…5 – принудительную вентиляцию без подогрева подаваемого воздуха и при К > 5 – принудительную вентиляцию с подогревом подаваемого воздуха.}

^{При естественной вентиляции воздухообмен происходит вследствие разности температур внутри и снаружи помещения. Воздух в помещении перемещается по каналу снизу вверх.}

^{Сечение вытяжных и приточных каналов (м2)}

(4)

^{где V – часовой воздухообмен по углекислому газу или по влаге, м3/ч;}

^{– скорость воздуха в канале, м/с.}

^{Скорость воздуха в канале}

(5)

^{где h – высота канала (h = 3 м);}

^{(t1–t2) – разность температур внутреннего и наружного воздуха, град.}

^{Количество вытяжных каналов определяют из выражения}

(6)

^{где f – площадь сечения одного канала, м2.}

^{Площадь сечения вытяжных каналов принимается 0,25; 0,36; 0,5; 1 м2 и более, а приточных – 0,04 и 0,06 м2.}

^{В принудительной вентиляционной системе поступление свежего воздуха обеспечивается приточными вентиляционными установками. Применяют вентиляторы низкого давления (до 980 Па) и среднего (2940 Па).}

^{Расчет принудительной вентиляционной системы ведется с учетом того, что она должна работать периодически, поэтому подача системы должна быть в 2–3 раза больше расчетной величины воздухообмена, т.е.}

(7)

^{Требуемый вентилятор подбирают по величине воздухообмена Vвс и требуемому напору, необходимому для преодоления сопротивления движению воздуха в канале вентиляционной системы. Объемную подачу вентилятора (м3/ч) определяют по формуле}

(8)

^{где mк – число вытяжных каналов.}

^{При подаче Qв  8000 м3/ч выбирают схему с одним вентилятором, при Qв > 8000 м3/ч – с несколькими, при этом объемная подача одного вентилятора не должна быть более 8000 м3/ч.}

^{Диаметр воздуховода (м) определяют по формуле}

(9)

^{где Qв – подача вентилятора, м3/ч;}

^{– скорость воздуха в воздуховоде, которая принимается равной 12…15 м/с.}

^{Необходимый напор вентилятора Н (Па) определяют как сумму потерь давления от трения воздуха о воздуховод на прямолинейных участках (Нтр) и местных сопротивлений (hм.с) по формуле}

(10)

^{где Н – полный напор вентилятора, Па;}

^{ – плотность воздуха,  = 1,2…1,3 кг/м3;}

^{– скорость воздуха в воздуховоде, м/с;}

^{d – диаметр воздуховода, м;}

^{ – коэффициент сопротивления движению воздуха в трубе,  = 0,02…0,03;}

^{L – длина трубопровода на прямолинейном участке, м;}

^{ – сумма коэффициентов местных сопротивлений. Определяется по табл. 2.}

^{Т а б л и ц а 2. Значение коэффициентов потерь напора от местных сопротивлений}

Место потерь напора	Величина коэффициента
Колено с углом:
90	1,1
120	0,55
150	0,20
Отвод	0,15-0,25
Внезапное сужение при Fo/Fм , равном:
0,l	0,29
0,3	0,25
0,5	0,18
Внезапное расширение при Fo/Fм , равном
0,1	0,81
0,3	0,49
0,5	0,25
Дроссель или задвижка	0,01–0,08
Сетка	0,1
Жалюзи на выходе	3,0
Жалюзи на входе	0,5

^{П р и м е ч а н и е. Fo – площадь поперечного сечения отвода; Fм – площадь поперечного сечения магистрального воздуховода.}

^{По полученным величинам Qв, Н и скорости воздуха по характеристике определяют номер вентилятора.}

^{Расчетная мощность электродвигателя для привода вентилятора Вт определяется по формуле}

(11)

^{где 9,81 – ускорение свободного падения, м/с2;}

^{Qв – подача вентилятора, м3/ч;}

^{Н – полный напор вентилятора, Па;}

^{в – к.п.д. вентилятора (для центробежных вентиляторов в = 0,4…0,6; для осевых в = 0,2…0,3);}

^{пер – к.п.д. передачи (для ременных передач пер = 0,95).}

^{Полученную расчетную мощность двигателя увеличивают при N < 1,5 кВт на 50%, при N = 2 кВт – на 25%, при N = 4…7 кВт – на 20% и при N > 7,5 кВт – на 10%, т.е.}

(12)

^{где Км – коэффициент запаса мощности.}

^{Пример. N = 2 кВт, тогда Км = 0,25, а Nуст = 2 + 0,25·2 = 2,5 кВт.}

^{Дефицит теплового потока (Дж/ч или ккал/ч) для отопления животноводческого помещения}

(13)

^{где Q1 – поток теплоты, теряемой наружу сквозь ограждающие строительные конструкции, Дж/ч (ккал/ч);}

^{Q2 – поток теплоты, теряемой с удаляемым воздухом при вентиляции, Дж/ч (ккал/ч);}

^{Q3 – случайные потери потока тепла, (Дж/ч или ккал/ч);}

^{Qж – поток теплоты, выделяемой животными или птицей, Дж/ч (ккал/ч),}

(14)

^{где k – суммарный коэффициент теплопередачи ограждающих строительных конструкций, Вт/(м2·ч С).}

^{F – площадь поверхностей, теряющих поток теплоты, м2;}

^{tв и tн – температура воздуха соответственно в помещении и снаружи, С.}

^{Поток теплоты, теряемой с удаляемым воздухом при вентиляции}

(15)

^{где С – удельная теплоемкость воздуха, Дж/кг С (0,24 ккал/кг С);}

^{V – значение воздухообмена, м3/c;}

^{ – плотность воздуха (1,2…1,3 кг/м3);}

^{tв – внутренняя температура помещения, tв = 10С;}

^{tм – расчетная вентиляционная температура наружного воздуха, tм = –18С.}

^{Поток теплоты (Дж/ч или ккал/ч), выделяемой животными или птицей, определяется по зависимости}

(16)

^{где qi – поток теплоты, выделяемой одним животным данного вида (табл. 3), Дж/ч (ккал/ч);}

^{mi – количество животных данного вида в помещении.}

^{Т а б л и ц а 3. Количество тепла, углекислоты и водяных паров, выделяемых животными}

Вид животных	Живая масса животных, кг	Количество тепла, кДж/ч (ккал/ч)	Количество углекислоты, л/ч	Выделение паров воды, г/ч
Стельные сухостойные коровы и нетели за два месяца до отела	400	2,82 (0,67)	110	284
	600	3,46 (0,82)	138	329
	800	4,13 (0,99)	162	414
Коровы дойные с уровнем лактации 10 л	400	2,89 (0,69)	114	292
	600	3,44 (0,82)	135	318
Дойные коровы с уровнем лактации 30 л	400	4,21 (1,0)	165	424
	600	4,83 (1,15)	189	487
	800	5,45 (1,3)	214	549
Свиньи на откорме	100	1,08 (0,26)	43	110
	200	1,42 (0,34)	57	145
Свиноматка с приплодом	100	17,5 (0,42)	70	178
	200	2,11 (0,15)	84	216
Супоросная свиноматка	150	1,15 (0,27)	46	117
	200	1,32 (0,31)	52	135
	40	0,43 (0,1)	17	44
Овцы	40	0,43 (0,1)	17	44
	50	0,5 (0,12)	20	50
	60	0,54 (0,13)	21	55