3. Вентиляция

Естественной вентиляции воздух поступает в помещение и удаляется из него вследствие разности температуры и давления наружного и внутреннего воздуха. В случае механического побуждения воздухообмена используются различные типы вентиляторов: центробежные или осевые.

Расчёт вентиляции начинают с расчёта воздухообмена по трём основным показателям: углекислому газу, влажности и теплу.

Воздухообмен (Lво) в одном животноводческом помещении (в м³/ч) по содержанию углекислого газа, влаги зависит от вида животного и направления продуктивности. Для данного случая воздухообмен по СО2 27278 м³/ч, по Н2О 16957 м³/ч, по Q (теплу) 25437м³/ч.

Воздухообмен по углекислому газу определяется по формуле

,где

где L_уг – воздухообмен по углекислому газу;

b – количество углекислого газа, выделяемого одним животным (корова живой массой 500 кг);

m – количество животных в одном помещениях;

b₂ – нормативное (предельное) содержание углекислого газа в коровнике (2,5 дм³/м³ );

b₁– содержание углекислого газа в атмосферном воздухе (0,4 дм³/м³ ).

Для проектируемого объекта:

L_уг=(312 дм³/ч · 800 гол)/(2,5дм³/м³ – 0,4дм³/м³) = 118857,1³/ч

Воздухообмен по влаге определяется по формуле

,где

g– количество водяного пара, выделяемого одним животным (507 г/ч);

m – количество животных в трёх помещении (800);

W – количество влаги, выделяемой с пола, стен, кормушек и т.д. (15 % от количества водяных паров, выделяемых всеми животными в помещении);

ρ – плотность воздуха, подаваемого в помещение (при t=+25°С равна 1,185кг/м³);

g₁ – абсолютная влажность воздуха в помещении, при которой относительная влажность и температура воздуха должны поддерживаться в норме (2,1г/кг при норме R=80%, t=+10°С);

g₂ – абсолютная влажность вводимого в помещение атмосферного воздуха (при t=+25°С абсолютная влажность ε = 0,80 · 20,0г/кг = 16,0г/кг).

Для проектируемого объекта:

W = 0,15 · 507г/ч · 800гол = 60840г/ч = 60,840кг/ч

L = (0,507кг/ч · 800гол + 60,840кг/ч) / ((0,016кг/кг - 0,0021кг/кг)· ·1,185кг/м³)=30092,9м³/ч

Воздухообмен по теплу определяется по формуле

, где

q – количество тепла, выделяемого одним животным (3721кДж );

m – количество животных в трех помещении (800);

β – коэффициент, учитывающий тепло, выделяемое электрическими устройствами (1,3);

c – удельная теплоёмкость воздуха (1кДж/кг∙°С);

t_вн – температура в помещении (+10°С – норма для козлятника);

t _сн – температура воздуха, подаваемого в помещение (+25°С);

ρ – плотность воздуха, подаваемого в помещение (1,185кг/м³ ).

Для проектируемого объекта:

L_т = (3721кДж · 800 · 1,3) / (1кДж/кг∙°С · (25 – 10) · 1,185кг/м³) = 217712,5 м³/ч

Кратность воздухообмена рассчитывается по формуле

, где

L_max – максимальный часовой воздухообмен;

V_помещ – объём помещений (V=S*h, h=10м).

Для проектируемого объекта:

L_max= L_т=217712,5 м³/ч

V_помещ=800гол · 2,3 м²/гол · 3м = 5520м³

К = 217712,5 м³/ч / 5520 м³ = 39

кратность воздухообмена К = 3, использовать принудительную вентиляцию нет необходимости, но можно использовать в жаркое время года.

Подача вентиляторов Q_вент должна быть в 2 – 3 раза больше максимального часового воздухообмена, т.е. Q_вент=2L_т=435425 м³/ч. Производительность центробежного вентилятора Ц4-70-5 равна 8,3 тыс. м³/ч, следовательно для обеспечения воздухообмена на проектируемом объекте необходимо 435425 / 8300 = 53 вентиляторов. Номинальная мощность одного Р=1,75кВт, мощность всей вентиляционной установки – Р_ву=53 · ·1,75кВт=92,75кВт . Каждый вентилятор обеспечивается электродвигателем АОЛ-22-2 номинальной мощностью 2,2 кВт, их суммарная мощность составит Р_сумм=53 · 2,2кВт = 116,6кВт.

Рисунок 3. Принципиальная схема автоматического регулирования температуры воздуха в помещении с помощью вентиляторов (SK – ртутный контактный термометр; KV – электромагнитное реле, имеющее замыкающие контакты; М – электродвигатель, вращающий вентилятор)