З.1 Розрахунок вентиляційної системи

 

3.1.1 Кратність повітреобміну в приміщенні

 

Кратність повітреобміну, тобто кількість повних змін повітря в приміщенні за одиницю часу, якою прийнято годину, визначають за формулою

 

К = , (1)

 

де К - кратність повітреобміну повітря в приміщенні, тобто скільки

разів на протязі години за допомогою вентиляціїї повністю

змінюють повітря в приміщенні;

V_max - максимальний об'єм повітря, який за нашими розрахунками

необхідно подавати в приміщення на протязі години за

допомогою системи вентиляції, щоб забезпечити нормований

мікроклімат для тварин (птиці), м³;

V_пр - корисний об'єм приміщення, м³, визначають я добуток

внутрішніх габаритів приміщення.

Проектні організації, які проектують вентиляційно-опалювальне обладнання тваринницьких підприємств максимальний об'єм повітря V_max визначають за декількома умовами:

- мінімально допустимий об'єм свіжого повітря V_з , м³, який необхідно подавати в приміщення за годину згідно зоотехнічних вимог;

- потрібний годинний повітреобмін V_г, м³, за вмістом у повітрі приміщення вуглекислого газу. При дотриманні допустимої норми концентрації вуглекислого газу вміст інших забрудників (сірководень, аміак тощо) у повітрі приміщення як правило не перевищує допустимого, тому за цими показниками розрахунок не роблять;

- потрібний годинний повітреобмін V_в , м³, виходячи з допустимого нормами вмісту в повітрі приміщення водяної пари.

З отриманих трьох значень приймають найбільше (максимальне V_max) і за ним розраховують кратність повітреобміну в повітрі. За вимогами СніП та ВНТП проектні організації проектуючи приміщення всі ці три показники визначають помісячно. Коли мається типовий проект і його пристосовують до реальних умов то перевірку ведуть для літнього зимового і перехідних (весна, осінь) періодів. В жарку пору року повітреобмін перевіряють ще й за умовою теплового балансу в приміщені.

Для навчальних цілей потрібну кратність повітрообміну з формули (1) достатньо визначити за мінімально допустимим об'єм свіжого повітря V_з та за вмістом у повітрі приміщення вуглекислого газу V_з для холодного періоду.

Мінімально допустимий об'єм свіжого повітря V_з , м³, за зоотехнічними вимогами розраховують за виразом

 

V_з = 0,01b_і m_i M_і, м³, (2)

 

де b_i - мінімально допустима норма повітреобміну на 100 кг живої маси

для тварини чи на один кілограм живої маси для птиці, м³/год.

Слід пам'ятати, що для точних розрахунків значення b_і різняться

залежно від пори року [1, 3, 4, 6, 9, 12, 13, 15 – 17]. В холодний

період року рекомендують приймати не менше: для дорослого

скоту і молодняку b_i = 15, для телят – b_i = 18, для свиней – b_i =

= 30 м³/год. на 100 кг живої маси; для курей в клітках – 0,70,

курей на підлозі – 0,75, індиків – 0,60, качок – 0,70, гусей –

0,60 м³/год. на один кілограм живої маси; для молодняку курей

віком 1 – 9 тижнів – (0,7 – 1,0) м³/год., 10 – 26 тижнів – 0,70

м³/год.; для молодняку індиків, качок, гусей віком 1 – 9 тижнів –

(0,65 – 1,0) м³/год., старше 9 тижнів – 0,60 м³/год. на один

кілограм живої маси.

M_i - середня жива маса однієї тварини чи птиці і – ї групи, кг.

Потрібний повітреобмін за годину V_г, м³, за вмістом у повітрі приміщення вуглекислого газу розраховують за формулою

 

 

V_г = ,м³, (3)

 

де C_i - виділення вуглекислого газу від однієї тварини (таблиця 2) чи

птиці (таблиця 3) і – ї групи, л/год.;

C_ді - допустима межа концентрації вуглекислого газу в приміщенні,

л/м³, для тварин чи птиці і – ї групи. За вимогами ВНТП

[1, 3,4, 6] ці значення наступні: ВРХ: телята до 3-місячного віку –

C_д.т = 2 л/м³, решта вікових груп - C_д.д = 2,5 л/м³; свині – C_д.с =

= 2 л/м³; птиця – C_д.п = 2,5 л/м³.

C_п - концентрація вуглекислого газу в свіжому повітрі, л/м³. За

звичай вона коливається в межах C_п = 0,3 – 0,4 л/м³;

k_с - поправочний температурний коефіцієнт. Для зимового і

перехідних періодів його приймають k_с.х =0,9, для теплого

періоду k_с.т = 0,87.

Таблиця 2

Норми виділень вуглекислого газу однією твариною (птицею), л/год.

 

Вид тварин (птиці)	Маса, кг	Виділен- ня СО2	Вид тварин (птиці)	Маса, кг	Виділен- ня СО2
Корови сухостійні і нетелі		99,6 118,5 152,7	Хряки-плідники		44,2 60,8 77,6
Свиноматки хол.і поросн.		36,4 42,2
Корови дійні
Свиноматки важкопоросні		43,2 57,6
Свиноматки з поросятами		87,6 99,8
Телята до 1 міс.		16,5 42,2
Поросята		18,1 21,7 24,5
Телята 1 – 3 міс.		35,4 55,5
Телята 3 – 4 міс.		60,9	Ремонтний і відгодівельн. молодняк		27,8 38,7 47,1
Молодняк старше 4 міс.		67,5 81,8	Дорослі свині на відгодівлі		47,6

З двох значень V_з, V_г, повітреобміну, отриманих за формулами, відповідно, (2 і 3), в якості розрахункового V_max повітреобміну слід прийняти найбільше значення і за ним розраховувати кратність повітреобміну за формулою (1).

Залежно від величини кратності повітрообміну К застосовують різні варіанти вентиляції. Якщо К < 3, достатньо буде вентиляції з природним обміном повітря; при К = 3 — 5 приймається варіант із примусовою циркуляцією повітря, а в разі К > 5 в холодну чи жарку пори року необхідно ще й забезпечувати кондиціювання повітря за температур­ним режимом.

Суттєвим є те, що навантаження тваринницьких примі­щень за поголів'ям потрібно приймати на такому рівні, щоб кратність повітрообміну в них не перевищувала К = 5—6 разів. Порушення цієї умови спричинює не лише ускладнення технічного вирішення системи вентиляції та зростання екс­плуатаційних витрат, а й підвищення швидкості повітряних потоків, у результаті чого в приміщенні можуть утворюва­тися зони протягів.

 

3.1.2 Кількість припливних і витяжних каналів і вибір вентиляційних установок

 

Потрібну кіль­кість припливних каналів для надходження свіжого повітря і витяжних каналів — для видалення забрудненого, а також вибір вентиляційних установок при примусовій вентиляції визначимо за наступною методикою.

При застосуванні природної вентиляції загальну площу витяжних каналів F _в розраховують за формулою:

 

, (4)

 

де v - швидкість руху повітря в витяжному каналі, м/с. Визначають її

так:

 

, м/с, (5)

 

де Н_к - висота витяжного каналу, м. Вони не повинні виступати над

дахом більше як на 0,5 – 0,7 м.

Кількість витяжних каналів n _в визначається за відношенням:

 

(6)

 

де f_в - площа поперечного перерізу одного каналу, м².

Переріз витяжних каналів рекомендують приймати таких розмірів: 0,4 х 0,4; 0,5 х 0,5; 0,6 х 0,6; 0,7 х 0,7; 1 х 1 м.

Загальну площу перерізу припливних каналів F_пр прий­мають для дерев'яних стін F_пр > 0,5 F_в в, для цегляних F_пр = 0,7 F_в. Їх переріз, як правило, має такі розміри: 0,25 х 0,25; 0,2 х 0,3; 0,3 х 0,4 м.

У разі застосування примусової системи вентиляції сумарну продуктивність витяжних вентиляторів V_в визначають із певним запасом:

 

V_в=(2...3)V_max,м³/год., (7)

 

 

що дозволяє регулювати мікроклімат у приміщенні і не потребує постійного вмикання установок.

Продуктивність припливних вентиляторів повинна на 10— 20 % перевищувати продуктивність витяжних установок, тобто

 

V_пр = (1,1...1,2) V_в,

 

щоб створювати у приміщенні дещо підвищений тиск повітря. Завдяки цьому зовнішнє холодне повітря, пиловидні частин­ки і хвороботворні мікроорганізми не будуть надходити у приміщення крізь щілини стін, вікон та дверей.

Виходячи з отриманих значень V_в і V_пр, орієнтуючись на план і розріз приміщення та на схему його вентиляції, вибирають тип вентиляторних установок і розраховують їх потрібну кількість за формулами

 

і , (8)

 

де n_в і n_пр - потрібна за розрахунками кількість відповідно витяжних і

приточних вентиляторів, шт.;

Q_в і Q_пр - подача вентиляторів, вибраних, відповідно, для

витяжних і приточних каналів, за їх технічною

характеристикою,м³/год.

Отримані значення кількості вентиляторів округлюємо в більшу сторону.

 

3.3 Опалення тваринницьких приміщень та вибір вентиляційно-опалювальних установок

 

Енергетичний баланс повітряного середовища у тварин­ницькому приміщенні характеризують взаємодією таких ос­новних систем: енергетичного обміну в організмах тварин, що перебувають у цьому приміщенні; тепло- і вологообмінних процесів на обмежувальних конструкціях (підлога, стіни, вікна, покриття); енергетичних процесів опалювально-вентиляційних установок та іншого технологічного оснащен­ня приміщення.

Опалення тваринницьких приміщень застосовують у разі, коли тепла, яке виділяють тварини, недостатньо для ком­пенсації його втрат через обмежувальні конструкції, для нагрівання свіжого повітря, що надходить у приміщення, та випаровування вологи із змочених та відкритих водних по­верхонь, посліду та глибокої підстилки. Опалення передбачають у випадках, коли подальше збільшення термічного опору обмежувальних конструкцій економічно недоцільне порівняно із системою штучного обігрівання.

Проектні організації необхідну кількість теплоти для опалення в холодний періоду року визначають із рівняння теплового балансу з урахуванням нормативних па­раметрів зовнішнього і внутрішнього повітря, а також теп­лотехнічних характеристик обмежувальних конструкцій при­міщення за виразом:

Ф_оп = Ф_н + Ф_вт + Ф_вп - Ф_т - Ф_е - Ф_о - Ф_м, кДж/год., (9)

де Ф_оп - теплота, яку потрібно подати у приміщення через систему його

обігрівання, кДж/год;

Ф_н — витрати теплоти на підігрівання приточного повітря, що надто дить у приміщення при вентиляції, кДж/год;

Ф_вт — загальні витрати теплоти через обмежувальні кон­струкції приміщення, ключаючи інфільтрацію повітря через нещільності кДж/год;

Ф_вп – витрати теплоти на випаровування з відкритої та змоченої поверхонь у приміщенні, кДж/год;

Ф_т — тепло, яке виді­ляється тваринами), кДж/год;

Ф_е, Ф_о — тепловиділення відповідно електроустановками та приладами

освітлення, кДж/год;

Ф_м - тепло, яке надходить до приміщення від приладів локального обігріву,

кДж/год.

Для навчальних цілей теплову потужність Ф_оп, кВт, опалювального пристрою орієнтовно визначимо через витрати теплоти на підігрівання приточного повітря, що надходить у приміщення при вентиляції в холодний період, за формулою

 

Ф_оп = , кВт, (10)

 

 

де V_мах – максимальний потрібний повітреобмін у приміщенні для

зимового періоду, м³/год., який ми розраховували в п. 3.1.

с – питома теплоємкість повітря,

t_в – температура нагріву повітря, яке подають у приміщення, К. Її

значення приймають на (5 - 8)⁰ нижче нормативного (таблиця 1).

Ця різниця компенсує теплоту, яка виділяється самими

тваринами, але приймають її значення не нижче t_в = 283К через

можливість простудних захворювань;

t_з – температура зовнішнього повітря, К, дорівнює розрахунковій

проектній температурі, тобто t_з = t_п;

ρ_п– густина повітря при температурі t_в в середині приміщення,

кг/м³. Її значення приймаємо за таблицею 4.

За значенням Ф_оп, обчисленому за формулою (10), та V_max з п. 3.1 виконуємо вибір виду вентиляційно-опалювального обладнання, його марку та потрібну для забезпечення заданих параметрів мікроклімату кількість.

Таблиця 4

Густина повітря залежно від температури

 

Темпера тура, К	- 253	- 258	- 263	- 268
Густина, кг/м^3	1,4	1,37	1,34	1,32	1,29	1,27	1,25	1,23	1,2	1,16	1,13

 

 

Індивідуальне завдання

Розробити схему вентиляції і опалення одного з тваринницького приміщення і підібрати обладнання для забезпечення мікроклімату за індивідуальним завданням (увага! завдання з практичної роботи № 3).

 

Індивідуальне завдання до практичної роботи №3

№	Напрямок свинарства	Валове виробництво продукції за рік
1.	Відгодівельний	720т м’яса
2.	Відгодівельний з закінченим циклом	660т м’яса
3.	Репродукторний	6000голів/рік
4.	Відгодівельний	360т м’яса
5.	Відгодівельний з закінченим циклом	340т м’яса
6.	Репродукторний	3000голів/рік
7.	Відгодівельний	900т м’яса
8.	Відгодівельний з закінченим циклом	990т м’яса
9.	Репродукторний	9000голів/рік
10.	Відгодівельний	1400т м’яса
11.	Відгодівельний з закінченим циклом	1300т м’яса
12.	Репродукторний	1200голів/рік
13.	Відгодівельний	1650т м’яса
14.	Відгодівельний з закінченим циклом	1800т м’яса
15.	Репродукторний	1500голів/рік
16.	Відгодівельний	2000т м’яса
17.	Відгодівельний з закінченим циклом	2200т м’яса
18.	Репродукторний	18000голів/рік
19.	Відгодівельний	22т м’яса
20.	Відгодівельний з закінченим циклом	24т м’яса
21.	Репродукторний	200голів/рік
22.	Відгодівельний	16т м’яса
23.	Відгодівельний з закінченим циклом	18т м’яса
24.	Репродукторний	150голів/рік
25.	Відгодівельний	11т м’яса
26.	Відгодівельний з закінченим циклом	12т м’яса
27.	Репродукторний	100голів/рік
28.	Відгодівельний	36т м’яса
29.	Відгодівельний з закінченим циклом	33т м’яса
30.	Репродукторний	300голів/рік

 

ПРАКТИЧНА РОБОТА № 8