6.4 Конструктивные элементы и технические средства воздухообмена

6.4.1 Вентиляция самотека

Самая простая и доступная - это беструбная (оконная) вентиляция. Но она не может обеспечить необходимый обмен воздуха в разные времена года и тяжело поддается регуляции. Чтобы создать более организованную и управляемую вентиляцию, устраивают специальные трубы (каналы) как для удаления, так и для притока воздуха в помещение (рис.50).

Площадь поперечного сечения, количество вытяжных и приточных каналов определяют в зависимости от рассчитанного объема воздухообмена V_рас, в животноводческом помещении.

Общую площадь вытяжных каналов F_в, для естественной (самотека) вентиляции рассчитывают по формуле:

(24)

где v_n - скорость движения воздуха в канале, м/с.

Скорость движения воздуха в вытяжном канале естественной вентиляции определяется так:

(25)

где Н_к - высота вытяжного канала, м; t_в t₃- температура воздуха, соответственно, в помещении и внешней среды °С.

Рис. 50. Элементы вентиляции самотека:

а - вытяжная труба; б - приточный канал; 1 - дефлектор; 2 - короб канала; 3 - теплоизоляция; 4 – заслонка.

Количество каналов n_к определяется из отношения:

(26)

где f_в - площадь поперечного сечения одного канала, м².

Вытяжные каналы рекомендуется принимать таких размеров: 0,4х0,4 м; 0,5x0,5; 0,6x0,6; 0,7x0,7; 1,0x1,0 м.

Общую площадь сечения приточных каналов F_пр принимают в границах:

F_пр= (0,7 ÷ 0,85) F_{в (27)}

а рекомендованное их поперечное сечение - 0,25x0,25 м, 0,2x0,3 и 0,3x0,4 м.

Приточные каналы (рис.50, б) размещаются в фасадных стенах в шахматном порядке. Входное внешнее отверстие каждого канала следует защищать ветровым щитком, а внутреннее исходное отбойным подвесным щитком, который направляет холодный воздух в кормовой проход для предыдущего подогрева. Регулируют подачу внешнего воздуха путем закрывания или открытия внутреннего исходного канала.

Вытяжные каналы (рис.50, а) квадратной формы монтируют вертикально на уровне кровельного перекрытия. Они должны быть выше крыше на 0,5-0,7 м и утепленные соломенными матами, шлаковатой или другими материалами. В середине каждого канала устраивают дроссельную заслонку со шнуром. Эта система вентиляции используется в коровниках, телятниках и помещениях для молодняка, а также свинарниках.

Вентиляционная трубная система с возбуждением самотека тяги удовлетворяет работу в весенне-осенний период года, а также при температуре внешнего воздуха до 13 °С.

6.4.2 Принудительная вентиляция

Вентиляция с механическим возбуждением воздухообмена значительно мощнее самотека, а ее функционирование мало зависит от погодных условий. Такая система воздухообмена особенно целесообразна при наличии в помещении большого количества животных или птицы.

При понижении внешней температуры в холодное время года тепло, которое выделяется животными, может быть недостаточно для поддержки нормальной (нормативной) температуры в помещении. Тогда возникает потребность в подогревании вентиляционного приливного воздуха. В южных же районах с жарким климатом, для создания нормальных условий, в животноводческие помещения необходимо подавать большое количество воздуха и увеличивать его перемещение. В таких случаях принудительными являются комбинированные варианты воздухообмена.

Система вентиляции состоит из таких элементов (рис.51):

- устройства для приема, через которые внешний воздух поступает в систему;

- вентиляторы, то есть механизмы, предназначенные для перемещения воздуха;

- вентиляционная камера, в которой монтируют вентилятор с электроприводом, а также средства обработки воздуха (калорифер, фильтр увлажнитель и др.);

- сеть ветроводов, которым воздух от вентилятора распределяется в помещении или удаляется из него;

- регулировочные устройства (клапаны дросселя, задвижки и тому подобное), необходимые для управления воздушными потоками;

- вытяжные шахты, через которые воздух удаляется из помещения;

- теплообменные устройства, в которых воздух, который подается в помещение, подогревается или же охлаждается.

Рис.51. Конструктивные схемы элементов вентиляционных систем: а - приточные и вытяжные шахты:

1 - размещенная отдельно; 2 - пристроенная и встроенная; 3 - кровельные; 6 - приливные камеры (разрезы и планы): 1 - заборная шахта; 2 - клапан; 3 - фильтр; 4 - калорифер; 5 - обводный клапан; 6 - гибкая вставка; 7 - вентилятор; 8 - задвижка; 9 – двери.

Основным элементом оборудования системы формирования микроклимата, являются вентиляторы. За конструкцией и принципом действия, вентиляторы бывают центробежные, осевые и диаметральные.

Осевые вентиляторы используют в тех случаях, когда нужно большие объемы воздуха перемещать на малые расстояния. Они характеризуются низким давлением (до 0,5 кПа) и большой производительностью (до 120000 м³/год). Обычно такие вентиляторы располагают в стенах помещения.

Для вытяжных систем вентиляции, которые не имеют сети воздухопроводов, используют осевые кровельные вентиляторы. Они не занимают производственной площади и полезного объема помещения.

Самыми распространенными являются центробежные вентиляторы. Они способны создавать высокий напор (давление) и подавать большие объемы воздуха.

Осевые вентиляторы редко используют в системах воздухообмена, поскольку они уступают по производительности рассмотренным выше.

В зависимости от давления, которое обеспечивает вентилятор при перемещении воздуха, вентиляторы разделяют на три типа: низкого (до 1 кПа), среднего (1-3 кПа) и высокого (до 12 кПа) давления.

В системах, которые обеспечивают свежим воздухом животноводческие помещения, применяют вентиляторы низкого и среднего давления. К таким системам выдвигаются определенные требования.

Для того чтобы обеспечить поступление чистого воздуха, приливные каналы размещают в верхней или средней частях помещения (не меньше 2 м от поверхности земли), их оборудуют дефлекторами или насадками, которые отклоняют поток внешнего воздуха от животных или птицы.

Вытяжные каналы размещают в нижней части помещение, где находятся животные или птица, и дополнительно под полом (в случае их содержания на щелевом полу) для удаления загрязненного воздуха из навозоуборочных каналов.

Приточные каналы запрещается размещать напротив вытяжных на расстоянии ближе 2,5 м.

Вентиляционные установки устанавливают преимущественно в продольных стенах помещений, однако практикуются и, так называемые, кровельные и потолочные вентиляторы.

Воздуховоды изготовляют круглого и прямоугольного сечения. При равных аэродинамических показателях первые более экономны по металлосодержанию и затратам труда на монтаж и обслуживание.

Производят воздуховоды из стали, дерева, труб асбоцемента и керамических, синтетических материалов (стеклоткани, винипласта, полиэтиленовой пленки), а также из бетона, железобетона, керамзитобетона, шлакобетона, шлакогипса.

Для защиты от коррозии, стальные воздуховоды в середины и внешне необходимо покрывать защитными водостойкими лаками или изготовлять из оцинкованной стали. Соединяют их болтами с установлением прокладок.

Воздуховоды из винипласта стойкие против коррозии, но дорогие и становятся ломкими при низких температурах. Потому их монтируют только в отапливаемых помещениях.

Гибкие воздуховоды из полиэтиленовой пленки, натянутой на металлический каркас, перспективны тем, что дешевые и их можно быстро монтировать. Соединяют их сваркой.

Для регуляции подачи воздуха используют клапаны дросселя, унифицированные заслонки (клапаны) и шиберы.

Самыми простыми воздухораспределителями являются воздуховоды с отверстиями для равномерного выхода воздуха, а также специальные насадки.