Разработка нормативных параметров системы жизнеобеспечения животных в телятнике на 1000 голов

 

Таблица 5 - Потери тепла через  ограждающие конструкции в расчете  на 1ºС.

Ограждающие

 

конструкции 

Площадь

 

ограждающих

 

конструкций (F), м2 

Коэффициент

 

теплопередачи (К), ккал/м2∙ч·град F х K, ккал/ч·град

Перекрытие 2268 0,79 211,72

Окна 226,8 2,5 567

Ворота 32,4 2 64,8

Стены без учета площади  окон и ворот 748,8 0,84 629

Пол:

1 зона 576 0,4 230,4

2 зона 528 0,2 105,6

3 зона 496 0,1 49,6

4 зона 684 0,06 41,04

∑FK 1709,16

 

 

Расчет площади ограждающих  конструкций:

 

площадь перекрытия - 126 м  × 18 м = 2268 м2.

 

площадь ворот - 4 шт. × (2,7 м  × 3,0 м) = 32,4 м2.

 

площадь окон - 226,8 м2.

 

площадь стен без учета  площади ворот и окон - (126 м + 18 м) × 2 × 3,5 м - 32,4 м2 - 226,8 м2 = 748,8 м2.

 

площадь первой зоны пола (S1) - 126 м ×2 м×2 +18 м × 2 м × 2 = 576 м2.

 

площадь второй зоны пола (S2) - (126 м - 4 м) × 2 м × 2 + (18 м - 8 м) × 2 м × 2 = 528 м2.

 

площадь третьей зоны пола (S3) - (126 м - 8 м) × 2 м × 2 + (18 м - 12 м) × 2 м  × 2 = 496 м2.

 

площадь четвертой зоны пола (S4) - (126 м - 12 м) × (18 м-12 м) = 684 м2.

 

Общая площадь пола по зонам  равна:

 

Sобщ = S1 + S2 + S3 + S4 = 576 м2 + 528 м2 + 496 м2 + 684 м2 = 2284 м2.

 

∑FKвет = (629 ккал/ч·град + 567 ккал/ч·град + 64,8 ккал/ч·град) × 0,13

 

= 163,9 ккал/ч·град.

 

∑FKогр = 1709,16 ккал/ч·град + 163,9 ккал/ч·град = 1873,1 ккал/ч·град.

 

Wогр = 1873,1 ккал/ч·град х (17°С - (-20°С)) = 69304,7 ккал/ч.

 

Полученные значения подставляем  в равенство теплового баланса:

 

152720 ккал/ч = 232107ккал/ч + 5153,6ккал/ч + 69304,7 ккал/ч

 

152720 ккал/ч ≠ 306565,3 ккал/ч

 

Расчеты показали, что теплопотери превышают поступление тепла, следовательно тепловой баланс отрицательный.

 

Имеющийся дефицит тепла  определяется по формуле 38:

 

Dt = Wв + Wи + Wогр - Wж, (38)

 

где Dt - дефицит тепла, ккал/ч.

 

Dt = 232107ккал/ч + 5153,6ккал/ч + 69304,7ккал/ч - 152720ккал/ч = 153845,3 ккал/ч.

 

Существующий дефицит  тепла можно компенсировать путем  подогрева наружного воздуха, подаваемого  в помещение системой вентиляции с искусственным побуждением  воздуха. При этом исходят из того, что 1 кВт/ч электроэнергии эквивалентен 860 ккал/ч тепловой энергии. Количество электроэнергии в кВт/ч, которое  необходимо затратить для покрытия существующего дефицита тепла, определяется по формуле 39:

 

Р = Dt / 860, (39)

 

где Р - количество электроэнергии в кВт/ч, которое необходимо затратить  для покрытия существующего дефицита тепла.

 

Р = 153845,3 ккал/ч / 860 = 179кВт/ч.

 

Заключение 

 

1. Обоснование выбора системы  вентиляции

 

Расчеты часового объема показали, что в помещении необходимо установить систему вентиляции с естественным побуждением воздуха, рассчитанной по образующимся в помещении водяным  парам. Если бы использовалась система  вентиляции, рассчитанная по меньшему значению, т.е. по выделяемому углекислому  газу, то параметры микроклимата, в  частности концентрация углекислого  газа, не соответствовали бы нормативу.

 

Допустим, что LН2О = LСО2,тогда LН2О = С / (с1 - с2), а с1 = С / LН2О + с2

 

с1 = 39865/14438+0,03 = 2,79, что превышает  нормативное значение.

 

2. Расчет температуры нулевого  баланса

 

Для определения минимальной  разности температур внутреннего и  наружного воздуха, при которой  количество поступающего в помещение  тепла равно его расходу в  течение одного часа, по формуле  рассчитывается значение температуры  нулевого баланса:

 

∆tнб = (Wж - Wи) / (ΣFKогр + 0,31 х L),

 

где Δtнб - температура нулевого баланса, ºС.

 

∆tнб = (152720 - 5153,6) / (1873,1+0,31×20236) = 18,1 ºС.

 

При наличии дефицита тепла, величина температуры нулевого баланса  всегда будет меньше, чем истинная разница между температурами  внутреннего и наружного воздуха.

 

Используя формулу ∆t = tв - tн, и подставляя в нее вместо значения ∆t значение ∆tнб, по формуле рассчитывается минимальная температура наружного воздуха при которой возможна естественная вентиляции помещения без подогрева подаваемого в него воздуха:

 

tн = tв - ∆tнб.

 

tн = 17 - 18,1 = - 1,1 ºС.

 

Температура воздуха внутри помещения при подаче в него наружного  воздуха с температурой, указанной  в задании, рассчитывается по формуле:

 

tв = ∆tнб + tн.

 

tв = 18,1-20 = - 1,9 ºС.

 

3. Расчет основных параметров  системы вентиляции с искусственной  тягой воздуха

 

Подогрев подаваемого  в помещение воздуха при помощи электрокалориферов возможен только при установки вентиляционной системы с искусственным побуждением тяги воздуха. Чтобы не допустить попадание в помещение через нетехнологические отверстия пыли и микроорганизмов в летний период и холодного воздуха в зимний, объем подаваемого системой вентиляции должен быть на 10-15 % больше удаляемого. Часовой объем вентиляции с искусственным побуждением воздуха рассчитывается по формуле:

 

Lиск = L + L х 0,10,

 

где: Lиск - часовой объем вентиляции с искусственным побуждением тяги воздуха, м3/ч.

 

Lиск =20236 + 20236 × 0,10 = 22259,6 м3/ч.

 

Кратность воздухообмена  вентиляционной системы с искусственным  побуждением тяги воздуха рассчитывается по формуле:

 

Nкр = Lиск / V,

 

Nкр =22259,6/7938 = 3 раза/ч.

 

Величина теплопотерь на нагрев воздуха, подаваемого системой вентиляции с искусственным побуждением тяги воздуха, рассчитывается по формуле:

 

Wв. иск = 0,31 х Lиск х (tв - tн),

 

где: Wв. иск - теплопотери на нагрев воздуха, подаваемого системой вентиляции с искусственным побуждением, ккал/ч.

 

Wв. иск = 0,31 х 22259,6 х (17+20) = 255317,6 ккал/ч.

 

Величина дефицита тепла  и общая мощность электрокалориферной установки рассчитываются по вышеприведенным формулам:

 

Dt = 255317,6 + 5153,6 + 69304,7-152720 = 177055,9 ккал/ч.

 

Р = 177055,9/860 = 206 кВт/ч.

 

Выводы и предложения 

 

1. Площадь помещения в  расчете на одну голову составляет 2,27 м2, что превышает нормативный  показатель, равный 1,2 м2. Для приведения  к нормативному показателю площади  пола на одну голову животного  необходимо увеличить поголовье  животных до (2,27/1,2) х 1000 ≈ 1900 голов.

 

2. Годовая потребность  животных в воде составляет  всего 20 м3, из них на поение - 10 м3, и 2 м3 горячей воды.

 

3. Годовой выход навоза  составляет 3650 т; для его хранения  необходимо иметь навозохранилище  площадью 1825 м2. Для хранения навоза, получаемого от животных необходимо  иметь оборудованную территорию  размером 50 м х 37 м.

 

4. Для обеспечения требуемого  уровня естественной и искусственной  освещенности в помещении необходимо  установить 105 окон размером 1,2 м  Х 1,8 м и 850 люминесцентных ламп  мощностью 80 Вт и достаточно 85 ламп для дежурного освещения  в ночное время.

 

5. Часовой объем вентиляции  по выделяемому углекислому газу  равен 20236 м3/ч, по образующимся  водяным парам - 14438. Следовательно  необходимо установить систему  вентиляции по выделяемому углекислому  газу, в противном случае в  помещении будет излишек углекислого  газа, что неблагоприятно отразиться  на состоянии здоровья животных. Кратность воздухообмена - 3 раз/ч.  Уровень воздухообмена в расчете  на одну голову - 20,24 м3/ч, на  ц живой массы - 30 м3/ч. Это (полностью соответствует, не соответствует, превышает) нормативному показателю, равному______м3/ч.

 

Для приведения к нормативному показателю уровня воздухообмена на одну голову животных или единицу  живой массы необходимо ______________количество воздуха, поступающего в помещение; часовой объем вентиляции согласно норме воздухообмена должен составлять ______м3/ч.

 

Для обеспечения требуемого уровня воздухообмена с естественной тягой воздуха в помещении  необходимо установить 36 приточных  каналов сечением 0,2 м Х 0,3 м и 3 вытяжных труб сечением 1,0 м Х 1,0 м. Такая  система вентиляции может использоваться при температуре наружного воздуха  не ниже минус 1,1 ºС. При ее дальнейшем понижении, температура воздуха  в помещении будет резко снижаться, достигнув минус 1,9 ºС при наружной температуре минус 20 ºС.

 

6. Тепловой баланс помещения  отрицательный. Дефицит тепла  составляет 153845,3 ккал/ч. Для его  устранения требуется установить  электрокалориферную установку мощностью 179 кВт/ч.

 

Для повышения температуры  воздуха в помещении до оптимального значения необходимо использовать обогревательные  установки или электрокалориферы. Их можно установить только при использовании механической системы вентиляции. Анализируя кратность воздухообмена, и учитывая дефицит тепла, она должна отвечать следующим требованиям: производительность - 22259,6 м3/ч; мощность электрокалориферной установки - 206 кВт/ч.

 

Кроме этого, перед наступлением холодного периода необходимо провести ряд мероприятий, направленных на утепление  здания: утеплить окна и двери.

 

Список литературы

 

1.  Волков Г.К. Гигиена  выращивания здорового молодняка  / Г.К. Волков // Ветеринария. - 2003 - №1 - с.3-6.

 

2.  Гершун В.И., Бойко  И.А. Практикум по ветеринарной  гигиене: Учебное пособие / В.И.  Гершун, И.А. Бойко. - БелГСХА, 1995. - 224 с.

 

3.  Карташова А.Н. Гигиена  животных: Практикум / А.Н. Карташова. - Минск: НВЦ Минфина, 2007. - 292 с.

 

4.  Кобозев В.И. Зоогигиена  с основами ветеринарии: Учебное  пособие / В.И. Кобозев, Л. Л  Жук. - Мн.: Ураджай, 2001. - 421 с.

 

5.  Кузнецов А.Ф. Гигиена  животных / А.Ф. Кузнецов, М.С. Найденский, А.А. Шуканов, Б.Л. Белкин. - М.: "Колос", 2001. - 368 с.

 

6.  Кузнецов А.Ф. Гигиена  содержания животных: Справочник / А.Ф.  Кузнецов. - СПб.: Издательство "Лань", 2003. - 640 с.

 

7.  Онегов А.П. и др. Гигиена сельскохозяйственных животных / А.П. Онегов. и др. - М.: "Колос", 1977. - 400 с.

 

8.  Семенюта А.Т. Гигиена содержания крупного рогатого скота / А.Т. Семенюта. - М., "Колос", 1972. - 490 с.

 

9.  Таламов Г.А., Хмелевский Б.Н. Санитария кормов: Справочник / Г.А. Таламов, Б.Н. Хмелевский. - М.: Агропромиздат, 1991. - 303 с.

 

10.  Чикалев А.И. Зоогигиена с основами проектирования животноводческих объектов: Учебное пособие / А.И. Чикалев. - СПб.: Издательство "Лань", 2006. - 224 с.

 

11.  www.fadr. msu.ru

 

12.  http://www.fermer.ru/sovet/zhivotnovodstvo/21640