Проектування технологічної лінії забезпечення мікроклімату в тваринницьких приміщеннях (2 год.)

Мета роботи: Засвоїти методику проектування технологічної лінії забезпечення мікроклімату в тваринницьких приміщеннях

 

1 Загальні відомості

 

Вихідні дані: вид тварин (птиці); спосіб їх утримання; m_i - поголів'я тварин і – ї групи в приміщенні, гол.; М_і - маса однієї тварини (птаха) і – ї групи, кг; С_і – кількість вуглекислого газу, що виділяється однією твариною або птицею і-ї групи, л/год.; q_i - кількість теплоти, яку виділяє одна тварина або птиця і – ї групи протягом години, кДж/год.; t_з – зимова зовнішня температура, К; нормативні значення показників мікроклімату для утримуваного поголів'я; характеристика приміщення: габарити, застосовані будівельні матеріали елементів приміщення, їх конструкції та теплотехнічні характеристики тощо. Для цих умов:

- розрахувати потрібну кратність повітреобміну в приміщенні, за якою вибирати принцип вентилювання: природний чи примусовий;

- визначити параметри і кількість витяжних і припливних каналів для забезпечення потрібного обміну повітря з дотриманням нормативної швидкості руху повітря;

- розрахувати потрібну кількість тепла, потрібну для нагріву (взимку) чи видалення (влітку);

- за цими даними вибрати необхідне вентиляційно-опалювальне обладнання.

Значну частину року, а за деякими технологіями і цілий рік, більшість тварин і птиці знахо­дяться в приміщеннях. У зв'язку з цим в тваринницьких приміщеннях необхідно створювати мікроклімат, який би відповідав фізіології тварин і птиці та сприятливо впливав на їх стан, здоров'я, продуктивність та якість продукції.

Мікроклімат тваринницького приміщення — це сукуп­ність фізичних і хімічних параметрів його середовища. До основних показників мікроклімату відносять: температуру Т; відносну вологість W, %; хімічний склад повітря (вміст вуглекислого газу СО₂, аміаку NH₃, сірководню H₂S); наявність у повітрі пилу (механічне забруднення) та мікроорганізмів (біологічне забруднення); швидкість v, м/с, та напрямок руху повітря; освітлення. Повітряний режим порушується при диханні тварин (виділення тепла, вологи, вуглекислого газу тощо), а також у результаті випаровувань від гною. Серед основних факторів забруднення, що найбіль­ше впливають на розвиток тварин,— гази (вуглекислий газ, аміак, сірководень), а також такі фактори, як волога і тепло. Нормовані узагальнені значення основних показників мікроклімату за вимогами відомчих норм технологічного проектування (ВНТП) [1, 3, 4, 6] наведені в таблиці 1.

 

Таблиця 1

Нормовані (усереднені) значення показників мікроклімату

 

Приміщення	Значення показників
Т, Сº	W, %	v, м/с	вміст у повітрі
СО2,%	NH3, мг/л	H2S, мг/л
Корівники: прив'язного утримання безприв'язного утримання Родильні відділення	5 – 8   15–17	70–75	0,5 0,5   0,3	0,25 0,25   0,2	0,02 0,02   0,01	0,01 0,01   0,005
Свинарники-маточники Свинарники для дорощування Свинарники-відгодівельники	18–22 18–22   14–20		0,15 0,2   0,3	0,2	0,02	0,005 0,01   0,01
Вівчарні з: молодняком дорослим поголів'ям		70 –75	0,2 0,3	0,25	0,02	0,01
Пташники: доросле поголів'я добовий молодняк	16–18 35 - 37	60–70	0,3 0,2	0,25	0,015	0,005

 

Відхилення параметрів мікроклімату від фізіологічно зу­мовлених норм послаблює резистентність тварин до захворювань, спричиняє відхід до 40 % молодняку (особливо птиці), зни­ження на 10—20 % надою молока, зменшення до 30 % приросту маси на відгодівлі, яйценоскості до 35%, настриг вовни до 20 %; потребує додаткових витрат кормів і коштів на лікування. Погіршення мікроклімату скорочує також термін екс­плуатації тваринницьких приміщень та їх технологічного обладнання.

Крім видових та вікових ознак і щільності розміщення тварин, на мікроклімат у тваринницькому приміщенні впли­вають інші фактори: кліматичні умови; конструктивні особ­ливості будівлі та матеріали, з яких виготовлені її елементи; способи утримання тварин; засоби механізації.

Зоотехнічні та санітарно-гігієнічні вимоги щодо створення мікроклімату зводяться до того, щоб усі його показники підтримувалися в межах, визначених нормами технологіч­ного проектування приміщень для утримання тварин і птиці [1, 3, 4, 6]. Слід підкреслити важливість дотримання стабільності рівня показників мікроклімату. Особливо шкідливе різке порушення режимів. Якщо відхилення від оптимальних норм за тим чи іншим показником супроводжується переважно знижен­ням продуктивності тварин, то різке коливання режимів (наприклад, температурного) часто є причиною захворювання і падіжу тварин, насамперед молодняку.

Підтримання мікроклімату в заданих нормами межах виконують з допомогою систем вентиляції і опалення.

 

2 Системи вентиляції

 

Призначення систем вентиляції – підтримання в приміщеннях оптимальних значень температури, вологи і хімічного складу повітря, створюючи таким чином нормальні умови для життєдіяльності тварин і роботи персоналу. Підтримання нормованого мікроклімату в приміщеннях виконують, головним чином, шляхом забезпечення необхідного обміну в них за потребою холодного або підігрітого повітря. При цьому домагаються:

рівномірних циркуляції і розподілу повітря для запобігання утворенню застійних зон у приміщенні;

відсутності конденсації пари на внутрішніх поверхнях;

створення комфортних умов для життя тварин і роботи персоналу.

Вентиляція приміщень — досить складний процес, для якого необхідно враховувати кількість ви­ділення тваринами різними шляхами тепла, вологи, газів, спосіб прибирання гною, теплоізоляцію будівель, тепломісткість певних матеріалів, конструктивне розміщення дверей, воріт, наявності тамбурів, які відкриваються при роздаванні кормів або при­биранні гною бульдозерами, при виведенні тварин на ви­гульні майданчики та в інших випадках, вплив на показники мікроклімату застосованих у приміщенні засобів механізації. тощо.

Сучасні системи вентиляції можуть забезпечувати обмін забрудненого повітря на свіже, нагрівання або охолодження його, очи­щення від пилу і мікроорганізмів, підсушування чи зволо­ження, озонування, дезодорацію, знезараження тощо. Їх класифікують за такими ознаками:

- за принципом дії: природні, примусові;

- за призначенням: за­гальні та локальні (місцеві);

- за напрямом основного потоку повітря: знизу – вверх, зверху – вниз, горизонтальні.

Обмін повітря в приміщеннях організують за допомогою вентиляційних каналів: припливних – для подачі в приміщення свіжого повітря, витяжних – для видалення з нього відпрацьованого.

Обмін повітря при природній вентиляції виконують за рахунок конвекції повітря, тобто за рахунок різниці щільності повітря в середині і зовні приміщення, а також під впливом вітру.

Система природного повітрообміну (рис.1) відзначається просто­тою пристроїв, відсутністю енерговитрат на привід, низькою вартістю і відсутністю шкідливого впливу на тварин (птицю). Її недо­ліки: забезпечує не більше 3...4-кратний обмін повітря в приміщенні, низька надійність роботи при однакових температурах у приміщенні та поза ним, неможливість контрольованого підігріву нагнітаючого повітря; не дозволяє організувати напрям руху повітря зверху – вниз.

Примусову вентиляцію виконують механічними побудниками – вентиляторами. Примусові системи вентиляції надійно функціонують у будь-який період року, добре регулюються, можуть працю­вати в автоматичному режимі, проте значно складніші за конструкцією, потребують суттєвих експлуатаційних витрат, спричиняють шумовий ефект.

За організацією повітреобміну припливна вентиляція буває: витяжна (депресійна), припливна (компресійна, напірна) і припливно-витяжна (комбінована, змішана).

При витяжній системі вентиляторами облаштовують витяжні канали. Її застосовують досить рідко бо вона має такі недоліки: з нею неможливо контрольовано підігрівати поступаюче через чисельні припливні канали повітря; за нею в приміщенні створюється розрідження (депресія) і тоді через різні щілини в дверях, вікнах тощо до приміщення додатково і також не контрольовано поступає зовнішнє повітря, порушуючи заплановані проектом параметри.

При припливній системі вентиляції вентилятори монтують у припливних каналах. Вона не має недоліків витяжної системи, поступаюче повітря можна при потребі підігрівати. Основний недолік, хоча і не значимий – невелика точність регулювання параметрів мікроклімату.

Найбільше розповсюдження, особливо в сучасних тваринницьких і птахівничих приміщеннях з високою концентрацією поголів'я, отримали напірно-витяжні системи вентиляції, бо вони не мають недоліків припливної і витяжної систем. За цією комбінованою системою вентилятори маємо як у припливних, так і в витяжних каналах, що дозволяє з високою точністю регулювати подачу свіжого (за потребою підігрітого) і видалення відпрацьованого повітря, а, отже, точно витримувати задані параметри мікроклімату.

 

Рис. 1. Приклади забезпечення вентиляції з розміщенням витяжних та припливних каналів: а – природна (в корівнику); б – примусова комбінована (в свинарнику); 1 – повздовжні нагнітальні повітропроводи; 2 – витяжні

вентилятори

 

Загальні системи вентиляції призначені для забезпечення однакових параметрів у всьому приміщенні, тоді як локальні забезпечують додатково певні параметри, головним чином підвищену температуру для молодняку, в окремих обмежених місцях приміщення.

Системи мікроклімату з подачею повітря «знизу – вверх» не вважаються досконалими, бо поступаюче взимку свіже холодне повітря обдуває тварин, потім, підіймаючись вверх, підіймає пару, яка виділяється з вологих поверхонь та від тварин, і ця пара інтенсивно конденсується на стелі чи на даху приміщення.

Системи «зверху – вниз», зрівняно з першими, мають такі переваги: холодне повітря доки дійде до тварин дещо підігрівається, отже тварини менше простуджуються; зменшуються витрати на підігрів повітря; краще виводиться пара, тобто в приміщенні сухіше; система дозволяє рівномірніше розподіляти приточне повітря приміщенням.

Закордонні технології пропонують горизонтальний напрям руху повітря. Той недолік, що холодне повітря поступає до тварин, вони ліквідують застосовуючи так звані “авангалереї”, де повітря попередньо трішки підігрівають.

Для подачі в приміщення і видалення з нього повітря застосовують одно – і багатошвидкісні осьові і відцентрові вентилятори, для підігріву і подачі теплого повітря в приміщення застосовують: калорифери електричні, водяні, парові; тепловентилятори, теплогенератори, приточно-витяжні установки, комплекти обладнання типу “Клімат.” В закордонних технологіях останнім часом для підігріву повітря перевагу віддають газовим та інфрачервоним генераторам. Локальний обігрів молодняку ВРХ, свиней, овець виконують інфрачервоними опромінювачами та обігріваючими килимками, а птиці – брудерами.

При розробці системи вентиляції тваринницьких при­міщень необхідно дотримувати таких умов:

- припливні канали розташовувати у верхній або середній частинах приміщення й обладнувати дефлекторами чи на­садками, щоб відхиляти потоки свіжого повітря від тварин чи птиці та запобігати їх застудним захворюванням;

- витяжні канали встановлювати у нижній частині примі­щення, в місцях розміщення тварин, а в приміщеннях із щілинною підлогою — ще й під підлогою для видалення забрудненого повітря з гноєзбірних каналів;

- не розміщувати припливні канали напроти витяжних, а також на відстані ближче 2,5 м один від одного, щоб не спричиняти утворення застійних зон;

- протяжні розподільні припливні повітропроводи виготов­ляти з легких і дешевих синтетичних матеріалів;

- передбачати конструктивними рішеннями можливість зміни схеми роботи з метою регулювання в широких межах по­вітрообміну і температурного режиму у приміщенні в різні періоди року.

Нижче наведено методики розрахунку вентиляційної та опалювальної систем тваринницьких приміщень.