Расчет размеров помещений и краткая характеристика технологических процессов и оборудования

1. Ширина помещения складывается из проходов между клеточными батареями, 4 клеточных батарей и пристеночных проходов, что составляет -  м.

. Число голов равно 22’000. В помещении 4 клеточные батареи БКМ-3. В каждой из них по  голов. Так как высота секции - 3 клетки, а ширина - 2, а вместимость одной клетки - 18 голов, то в длину 1 клетки секции содержится  голов. Значит, потребуется в секции клеток в длину: . Таким образом, каждая клеточная батарея БКМ-3 содержит в длину 51 клетку, в высоту - 3, в ширину - 2. Или же в метрах каждая батарея БКМ-3 содержит в длину , в ширину .

Длина помещения складывается из пристеночных проходов и клеточной батареи БКМ-3 и составляет:  метров.

. Площадь помещения находим из произведения длины и ширины здания -  м².

. Высота стен в помещении - 3м, а в коньке - 5м. Объем помещения можно найти, сложив объём чердачного помещения и основного помещения. Объём основного помещения составляет:

 

 м³, где

 - длина помещения;

b - ширина помещения;

c - высота стен.

Объём чердачного помещения вычисляется по формуле:

 м³, где

a - длина помещения;

b - ширина помещения;

c - высота стен;

h - высота здания в коньке.

Весь объём равен:  м³.

Птичник будет иметь прямоугольную форму. Оно должно обеспечиваться нормативными параметрами микроклимата. Птица выращивается в клеточных батареях БКМ-3 при искусственном освещении.

Кормление осуществляется полнорационными комбикормами, которые доставляются из склада кормов загрузчиком ЗСК(ССК)-10 в бункера сухих кормов БСК-10. Из бункеров корм подается на горизонтальный транспортер ТУУ-2, откуда поступает в комораздатчики клеточных батарей. Поение птицы осуществляется из микрочашечных поилок. Помет с каждого яруса клеточных батарей поступает в пометные траншеи, проходящие под батареями, откуда скребковыми механизмами МПС-4М помет доставляется на поперечный транспортер НКЦ-7/18, который перегружает его в транспортные средства за пределами птичника.

При сене поголовья оборудование птичника подвергается мойке с помощью моечной установки ОМ-5361 и дезинфекции автодезустановкой УДС. Дл распыления лечебных, вакцинных и дезинфекционных аэрозолей в помещениях для птицы проложен стационарный трубопровод для подачи сжатого воздуха, к которому подсоединяются распылители РССЖ, САГ-1 или комплект ТАН.

 

Расчёт объёма вентиляции

 

Вентиляция в животноводческом помещении играет очень важную роль, так как обеспечивает приток свежего воздуха и отток использованного, что улучшает микроклимат помещения.

Животные выделяют в окружающую воздушную среду тепло, водяные пары, газы (углекислоту и др.). В результате разложения органических веществ образуются вредные газы - аммиак, сероводород и др. В помещениях с недостаточным воздухообменом происходит накопление вредных выделений сверх допустимого предела. При этом ухудшаются процессы обмена веществ, общее физиологическое состояние, перевариваемость и усвоение питательных веществ корма. В результате этого снижается естественная резистентность и здоровье животных, их продуктивность и качество продукции.

Для расчета объема вентиляции необходимо:

.   Рассчитать часовой объем вентиляции

.   Кратность воздухообмена

.   Количество воздухообмена на 100 кг живой массы

.   Количество вентиляторов.

1. Рассчитываем часовой объем вентиляции

Часовой объем вентиляции (L) по влажности воздуха определяют по формуле:

 

, где

 

L - количество воздуха (в м³), которое необходимо удалить из помещения за час, чтобы поддержать в нем относительную влажность в пределах нормы (60-70%), м³/ч;

Q - количество водяных паров (в г), которое выделяют находящиеся в помещении животные с учетом влаги испаряющейся с поверхности пола, кормушек, поилок, стен и других ограждений в час, г в час;

% - процентная надбавка на испарение водяных паров с поверхности пола, кормушек, поилок, стен и других ограждений в течение часа, г в час;

q₁ - абсолютная влажность воздуха помещений (в г/м³), при которой относительная влажность остается в пределах норматива;

q₂ - средняя абсолютная влажность наружного воздуха (в г/м³) вводимого в помещение в переходный период (ноябрь и март) по данной климатической зоне.

 

Найдем Q:

Кол-во животных, голов	Ж.м. 1 головы, кг	Кол-во водяных паров от 1-й птицы, г/ч	Кол-во водяного пара от всех, г/ч
22’000	1,5	5	5*22000=110000
		Итого:	110000

 

Испарение влаги с ограждающих конструкций при удовлетворительном санитарном режиме составляет 25%. То есть  (г/ч). Средняя абсолютная влажность наружного воздуха (q₂) составляет (4,20+3,00)/2=3,6. В птичнике температура - 17 ^оС и относительная влажность - 65%. Максимальная влажность при данной температуре составляет 14,42 мм. рт. ст., что соответствует 100% относительной влажности. То есть при 65% упругость водяного пара (q₁)составит:

 

X	-	65%
14,42	-	100%

 

Откуда,  г/м³

В итоге:

2. Кратность воздухообмена

Кратность воздухообмена (Kр) определяется по формуле: , где

Кр - кратность воздухообмена, показывает сколько раз в течение часа воздух в помещении необходимо заменить на новый;

L - часовой объем вентиляции, м³/ч; V - объем помещения, м³.

То есть  раз в час.

3. Количество воздухообмена на 1 кг живой массы

Воздухообмен на 1 кг живой массы (V₁) находят по формуле:

 

 ,где

 

V₁ - объем вентиляции на 1 кг живой массы, м³/ч; L - часовой объем вентиляции, м³/ч; ∑m - живая масса всех животных, кг.

 кг.

 м³/кг.

4. Количество вентиляторов.

Количество вентиляторов (n₃) равно:

 

 , где

 

Р - подача воздуха, м³/ч.

При использовании центробежных вентиляторов ЦЧ-70 №8, 965 об/мин с воздухообменом 12000 м³/ч, их потребуется:

Расчёт теплового баланса

 

Тепловой баланс - это соотношение прихода и расхода тепла в животноводческом помещении.

Тепловой баланс бывает нулевым, отрицательным и положительным. Нормативные параметры микроклимата выдерживаются только при нулевом тепловом балансе.

Расчёт теплового баланса ведут по самому холодному месяцу года - январю, по формуле:

 жив. = Q вен. + Q исп. + Q о.зд.,где

 

1.      Расчёт количества тепла, выделяемого животными (Q жив.):

Кол-во животных, голов	Ж. м., кг	Свободного тепла от 1 животного, ккал/ч, Q	Всего, ккал/ч
22000	1,5	6,8

 

Итого животные выделяют 149600 ккал/ч.

. Расчёт количества тепла на подогрев вентилируемого воздуха ведут по формуле: Q вен. = 0.24хGх Dt,где

- теплоёмкость воздуха;

G - количество воздуха в кг, которое ежечасно должно поступать в помещение и удаляться из него в январе месяце;

Dt - разность между температурой внутреннего воздуха помещения и наружного.

Сначала надо рассчитать часовой объем вентиляции для января и перевести значение в весовые единицы.

 

 

Находим по таблице "Объёмная масса воздуха при различных температурах и различном барометрическом давлении" массу 1м³ воздуха при нормативной температуре (+17^оС) и нормальном давлении (760 мм рт.ст.). Это значение будет составлять 1.218 м³/кг, тогда: G = 16121,9 м³/ч * 1,218 м³/кг = 19636,5 кг/ч.

Dt января будет составлять +17^оС - (-8.2^оС) = +25.2^оС.

Q вен. = 0.24 * 19636,5 * 25.2 = 118761,6 ккал/ч.

3. Расчёт количества тепла, расходуемого на испарение влаги с ограждающих конструкций, проводят, исходя из того, что на испарение 1 г влаги необходимо 0.595 ккал, тогда

Q исп. = 27500 * 0.595 = 16362,5 ккал/ч.

. Расчёт тепла, расходуемого на теплопередачу через ограждающие конструкции, проводят по формуле:

_зд = SK x F x Dt, где

 

К - коэффициент общей теплопередачи материала;

F - площадь ограждающей конструкции;

Dt - разность между температурой внутреннего воздуха и наружного.

Для удобства расчётов следует их собрать в виде таблицы.

 

Название ограждающей конструкции	К	F	K x F	D Dt	Q зд, Ккал/ч
1. Крыша	1,17	м^274025.218647
2. Двери одинарные двойные	4,0 2,0	(2,2х1,2)*2=5,28 м^22,2x1,2=2,64	21,12 5,28	25.2 25,2	532,2 133,1
3. Стены за вычетом дверей	0.93	50+0,665*2=51,33 12+0,665*2=13,33 (51,33+13,33)*2*3-5,28-2,64=380	353	25.2	8896
4. Пол: 1-я зона 2-я зона 3-я зона	0.4 0.2 0.1	50*2*2+12*2*2 = 248м^2(50-8)*2*2+(12-4)*2*2 = 200м^2(50-12)*(12-8) = 152м^2	99,2 40 15,2	25.2 25.2 25.2	2500 1008 383
Итого:			1274	2	32099,3

 

К полученному результату необходимо сделать прибавку в 13% на теплопередачу через стены и двери:

(8896 + 532,2 + 133,1)*0.13 = 1243 ккал/ч

Итого: 1243 + 32099,3 = 33342,3 ккал/ч

Суммарный расход тепла в помещении будет составлять:

,3 + 16362,5 + 118761,6 =168466,4 ккал/ч

Таким образом, тепловой баланс в помещении отрицательный и дефицит тепла составляет: 149600 - 168466,4 = - 18866,4 ккал/ч

Теперь рассчитаем тепловой баланс помещения по формуле:

 

D t нул.бал. = (Q жив. - Q исп.): (G х 0.24 + KF) = (149600 - 16362,5):(19636,5*0.24 + 1274) = 22,26^оС.

 

Так как средняя январская температура в Горках будет составлять -8.2^оС, то температура внутри помещения будет:

,26^оС - 8.2^оС = 14,06^оС.

Эта температура не соответствует нормативной, следовательно, в помещении необходимо устраивать отопление. Наиболее оптимально совместить отопление с вентиляцией с применением специально подвешенных приточных воздуховодов. Наиболее целесообразно применить электрокалорифер марки СФО-40.

Известно, что 860 ккал = 1 кВт энергии. Следовательно, для восполнения 18866,4 ккал тепла необходимо 18866,4: 860 = 21,94 кВт. Режим работы - 33 минуты в час.

Также могут быть использованы другие системы отопления: теплогенераторы, центральное отопление и др.