Микроклимат, его влияние на продуктивность и здоровье животного. Роль воздухообмена и теплового баланса в создании микроклимата

3.     Расчет объема вентиляции по нормам воздухообмена.

Для того, чтобы определить этот показатель по таблице 11 определяют количество м3 на одно животное или 1 ц живой массы, для различных периодов года.

В коровнике норма воздухообмена зимой составляет 90 м3/ч на голову в переходный период 200 м3/ч, в летний 350 м3/ч.

Lнорматив в з.п=90*100=9000 м3/ч

Lнорматив в п.п=200*100=20000 м3/ч

Lнорматив в л.п=350*100=35000 м3/ч

В связи с тем, что расчет LCO2 ниже LH2O, а расчет по нормативам не учитывает продуктивность животных для дальнейшего расчета берем LH2O.

4.     Расчет числа приточных и вытяжных каналов.

S=L/V*3600, где L - часовой объем вентиляции

                            V – скорость движения воздуха через шахту, м/с.

Sз.п=6973/1,4*3600=1,3 м2 - суммарная площадь вытяжных шахт

Sп.п=9014/1,16*3600=2,15 м2  - суммарная площадь вытяжных шахт

Высота шахты 4м., то объем находится по таблице:

t0С =10-(-17,2)=27,2

V=1,44 м/с – скорость движения воздуха в вытяжных шахтах в зимний период.

t 0С= 10 – (-7,85)= 18

V=1,16 м/с - скорость движения воздуха в вытяжных шахтах в переходный период.

Nз.п=1,3/1*1=1 шахта

Nп.п =2,15*1*1=2 шахты

5.     Расчет числа приточных каналов.

N=S/a1, где  S – суммарная площадь вытяжных шахт

                                a1 – площадь сечения приточного канала, применяемая в типовых проектах, м2

Nз.п=0,7/0,3*0,3=8 шт. - количество вытяжных шахт в зимний период.

Nп.п=2,0/0,3*0,3=22 шт. - количество вытяжных шахт в переходный период.

6.      Определение фактического объема вентиляции

S=3*0,3*0,3=1,08м2 –суммарная  площадь сечения  вытяжных шахт

L=S*v*3600, где S - суммарная  площадь сечения  вытяжных шахт, м2

                            v – средняя скорость движения воздуха в шахте, м/с

                            3600 – количество секунд в 1часе.

Lз.п=1,08*1,44*3600= 5598 м3/ч – производительность шахты в зимний период.

Lп.п=1,08*1,16*3600=4510 м3/ч - производительность шахты в переходный период.

Зима                                                                               Лето

6973– 100%                                                                9014 – 100%

5598 – х%                                                                   4510 – х%

х=80,0%  - фактический объем вентиляции в        х=50,0% - фактический объем зимний период.                                              вентиляции в переходный период

2.3.Расчет теплового баланса

Qж=gж*n*r, где gж- количество свободного тепла, выделяемое одним животным (берется из таблиц тепло-, газо- и влаговыделений), ккал/час

                       n – количество животных, гол.

Qж=505*100=50500 ккал/час – количество тепла, выделяемое всеми животными.

Qвент=0,31*L(tв -tн), где 0,31 – объемная теплоемкость воздуха, т.е. количество тепла, которое необходимо для нагревания 1м3 воздуха на 10С, ккал/час град

                                     L – часовой объем вентиляции, рассчитанный для зимнего периода по водяным парам, м3/ч

Qвент=0,31*6973(10-(-17,2))=58796 ккал/час – количество тепла, расходуемое на нагревание вентиляционного воздуха.

Qисп=0,595*Wдоб, где 0,595 – коэффициент, показывающий расход тепла на испарение 1г воды, ккал/г

                     Wдоб – добавочное поступление влаги в воздух при испарении с мокрых поверхностей.           

Qисп=0,595*3360=1999ккал/час – количество тепла, используемое на испарение влаги с мокрых поверхностей.

2.3.1 Расчет теплопотерь через ограждение

      К=           1/αвн+1/αн+∑ δ/ λ               , где αвн – коэффициент теплоперехода от окружающей среды к внутренней поверхности ограждений. Для внутренней поверхности наружных стен и потолков он равен 7,5 ккал/ч м2 град(1/αвн=0,133);

                                                                           αн – коэффициент теплоперехода от наружной поверхности ограждений к окружающей среде. Для поверхности наружных стен и совмещенных перекрытий он равен 20 ккал/ч м2град (1/αн=0,05);

                                                                           δ – толщина каждого слоя, составляющего ограждение, м;

                                                                           λ – коэффициент теплопроводности материала каждого из слоев, составляющих ограждение (определяется по справочным таблицам).

Коэффициенты теплопередачи стен и перекрытий уточняются с помощью специального коэффициента, величина которого зависит от особенностей расположения этих конструкций (граничат ли они непосредственно с атмосферой или с другими помещениями, в т.ч. тамбурами, венткамерами, чердачными помещениями и т.д.). Он определяется по справочной таблице.

Кст.прод=1/0,133+0,05+0,51/0,7+0,03/0,8=1,06– коэффициент теплопередачи стены продольной

Кст.торц=1/0,133+0,05+0,38/0,8+0,03/0,8*0,7=0,68- коэффициент теплопередачи стены торцовой (0,7 –поправочный коэффициент, т.к. ограждающие конструкции граничат с неотапливаемыми помещениями - тамбурами)

Кперекрытия=1/0,133+0,05+0,05/0,3+0,03/0,6+0,03/0,25+0,006/0,5=0,62 - коэффициент теплопередачи перекрытия

В соответствии с устройством ограждающих конструкций (разная величина «К») определяются площади утепленных и не утепленных полов, ворот,  окон в отдельности, стен без площади ворот и окон, рассчитывается площадь перекрытия.

Fокон=0,9*2,0*28=50,4 м2 – площадь наружной поверхности окон

Fворот=2,9*3,2*2=18,56 м2 - площадь наружной поверхности ворот

Fст.прод.=66*2,5*2-50,4 =279,6 м2 - площадь наружной поверхности стены продольной

Fст.торц.=10*2,8*2,6=72,8 +10*2,0*2,6-8,56=106,24 м2 - площадь наружной поверхности стены торцовой

Fпол дер.=1,1*1,8*100=198 м2 - площадь наружной поверхности деревянного пола

Fпол бет.=66*10-198=462 м2 - площадь наружной поверхности бетонного пола.

t=10 – (-35)=450С

Расход тепла на ограждающие конструкции

Qосн=КF*t

Qдоб=13% от Qосн

Qогр.общ= Qосн+ Qдоб

2.3.2 Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции

2.3.3 Структура теплового баланса

Для того, чтобы рассчитать критическую t определяют tн.б критическая температура- это температура наружного воздуха  при котором тепло повышается животными будет поддерживать нормальную t+10oС.

При дальнейшем снижение t будет наблюдаться снижение в помещение.

Tкрит=tв-tн.б расчет по формуле ;

tн.б.=        (0.31*L)+∑KF+(KFо+KFв+KFст)*0,13           , где

                                                                                   tн.б. – разница между температурой воздуха внутри помещения и наружного воздуха, воспользовавшись которой можно рассчитать самую низкую температуру наружного воздуха, при которой возможна беспрерывная вентиляция помещений без дополнительного обогрева.

tн.б.=50500-1999/(0,31*6973)+1802+(126+37,12+563,9)*0,13=11,20С

   tкритич.=10-11,2= -1,20C

2.4.Анализ теплового баланса коровника на 100 голов.

Расчет показал, что для нормализации газового состава воздуха необходимо подавать и удалять 5272 м3/ч. Для нормализации влажности воздуха 6973 и 9014 м3/ч соответственно в зимний и переходный период. Расчет объема вентиляции по нормам воздухообмена показал, что часовой объем в зимний период 9000 м3/ч, переходный период 20000 м3/ч, летний период 35000 м3/ч.

В связи с тем, что LСО2 снижается, чем LН2О, а расчет по нормам воздухообмена не учитывает климатическую принадлежность объекта и продуктивность животных для дальнейших расчетов берем LН2О.

Для того, чтобы подать и удалить выбранное количество воздуха необходима вентиляция. Ее площадь зимой равна зимой 1 м2 , в переходный 2 м2. Эта вентиляция будет осуществляться 3 вытяжными шахтами 1,0*1,0м и 22 приточными каналами сечением 0,3*0,3.

В нашу задачу входило установить причины неудовлетворительного микроклимата. Для этого мы рассчитали фактический воздухообмен. Расчет показал, что существуют системы вентиляции (1 шахта сечением 0,6*0,6м) способна удалять зимой 80 % необходимого воздухообмена (однако в этот период она бывает закрыта поэтому отмечается высокая относительная влажность воздуха 97% и наличие конденсата на ограждения). Закрытие вытяжной вентиляции связано с тем, что при отсутствии притока воздуха шахты начинают работать на приток то есть возникает «апрокидывание» воздуха.