Назначение вентиляции. 
Обоснование и расчёт объема воздухообмена по влажности воздуха (диоксиду углерода) , расчет и схема расположения вытяжных труб и приточных каналов, их размер и количество

Вентиляционные устройства предназначены для удаления из животноводческих помещений испорченного влажного воздуха и замены его чистым и менее влажным наружным воздухом; они обеспечивают нормальный гигиенический режим для животных, обслуживающего персонала и способствуют сохранению зданий.

Расчеты и практика показывают, что в большинстве случаев в животноводческих зданиях достаточен 4—5-кратный воздухообмен в 1 ч в зависимости от назначения здания и числа животных, а в птичниках—10—13-кратный. Вентиляционные устройства не должны вызывать сквозняков и резко снижать температуру воздуха помещения.

В животноводческих и птицеводческих помещениях применяют системы вентиляционных устройств с естественным, механическим и смешанным побуждением движения воздуха.

В отапливаемых животноводческих зданиях вентиляционные системы часто совмещают с воздушным отоплением.

Вентиляционные устройства с естественным побуждением движения воздуха. При проектировании систем вентиляции животноводческих зданий следует учитывать возможность организованного воздухообмена с использованием для этой цели теплового или ветрового давления, а также их совместного действия. Простейшей системой вентиляции с учетом тепловыделений в помещении является шахтная вентиляция, удаляющая воздух из верхней зоны через утепленные шахты, заделанные в перекрытии, и подающая свежий воздух через подоконные или надоконные приточные щели.

Шахты собирают из готовых деревянных щитов, сбиваемых из досок толщиной 19 мм в два слоя. Доски соединяют в четверть или в шпунт. Для большей плотности и жесткости в углах шахты нашивают треугольные бруски, а с наружной стороны щиты скрепляют хомутами из досок. С внутренней стороны щиты обивают кровельной сталью по войлоку, вымоченному в глиняном растворе, или по асбестовому картону. Толщина войлока принимается 12 мм, а асбестового картона — 6 мм.

Во избежание задувания вытяжки обратными токами воздуха, отраженными скатами кровли, и для использования с наибольшей эффективностью прямого действия ветра верх шахт выводят на 1 … 1,2 м выше конька. Чтобы устранить возможность попадания внутрь помещения атмосферных осадков, над шахтами устраивают зонты.

Поперечное сечение вытяжных шахт и их число определяют расчетом в зависимости от количества проходящего воздуха и скорости его движения, которая зависит от действующего в системе напора. Ходовые размеры сечений вытяжных шахт, применяемые в типовых проектах, 1×1 м. Разработаны спаренные и счетверенные шахты. Чем больше сечение вытяжных шахт, тем меньшее число их требуется, а следовательно, облегчается уход за шахтами.

Шахты размещают таким образом, чтобы воздух удалялся равномерно из всех частей помещения. Нижний конец вытяжных шахт не должен выступать ниже перекрытия, так как в противном случае выступ шахты будет создавать порог, задерживающий под потолком часть паров.

Для регулирования вытяжки через шахты и полной ее остановки служит дроссель-клапан, который представляет собой деревянный щиток, вращающийся на «пальцах», расположенных на одной оси в торцевых стенках и управляемый снизу при помощи веревки.

Шахтная вентиляция с естественным побуждением движения воздуха проста, дешева и надежна в работе. Однако при понижении температуры действие такой вентиляции приходится ограничивать, а при температуре —15°С вовсе прекращать приток свежего воздуха Системы механической вентиляции.

Наиболее совершенны в техническом отношении вентиляционные установки с искусственной тягой. Животноводческие помещения могут быть оборудованы приточными механическими системами вентиляции. В помещение подают организованным путем определенное расчетное количество воздуха. Удаляют загрязненный воздух через неплотности в ограждениях или через специально устраиваемые для этой цели отверстия в верхней зоне (шахты, щели).

Однако удаление естественным путем не всегда позволяет решить поставленные задачи. В животноводческих помещениях выделяется много тяжелых вредных газов и их удаление требует организации вытяжных механических систем с забором воздуха из нижней зоны.

Таким образом, в животноводческих помещениях возможны механические вентиляционные системы как приточные, так и вытяжные. В зависимости от назначения помещения, принятой технологии содержания животных свежий приточный воздух может быть подан как в верхнюю, так и в нижнюю зоны помещения. Удалять загрязненный воздух можно механическими системами с забором воздуха из помещений как из нижней, так и из верхней зоны.

Подача приточного воздуха в помещения, где находятся животные, предусматривается так, чтобы воздух поступал равномерно в зону размещения животных, исключая возможность непосредственного воздействия на них воздушных струй со скоростью, превышающей рекомендуемую подвижность среды.

В телятниках, свинарниках-маточниках, в которых содержится молодняк, чувствительный к изменениям температурного режима, и в других отапливаемых животноводческих зданиях (родильных отделениях и др.) устраивают системы вентиляции с механическим побуждением и подогревом поступающего воздуха.

Схема вентиляции с установкой в шахтах реверсивных вентиляторов может применяться как в помещениях крупного рогатого скота, так и в помещениях свиноводческих комплексов. Механическая приточная вентиляционная система обеспечивает подачу предварительно нагретого наружного воздуха через воздуховоды равномерной раздачи в зону пребывания животных. Приточно-вытяжные шахты с реверсивными вентиляторами служат для удаления воздуха из верхней зоны в холодное время года и подачи дополнительного количества свежего наружного воздуха в теплое время года, когда в помещении необходим повышенный воздухообмен. В теплое время загрязненный воздух из помещения удаляется через открытые оконные проемы.

При работе механических вентиляционных систем воздухообмен в животноводческих помещениях можно регулировать следующим образом: путем регулирования подачи (дроссель-клапан, шиберные заслонки) периодическим включением различного числа вентиляторов, регулированием скорости вращения колеса вентилятора.

Для создания требуемого микроклимата в животноводческом помещении может быть использован комплекс приточно-вытяжных установок типа ПВУ. Установка ПВУ-4 представляет вентиляционное устройство, в котором совмещены приток и вытяжка воздуха. Специальный вентилятор имеет два ряда лопастей. Приточный и вытяжной воздуховоды выполнены в виде двух концентрических цилиндров. Свежий воздух подается через сопла в верхнюю зону помещения и хорошо перемешивается с внутренним воздухом. Загрязненный воздух из помещения удаляется через вытяжной воздуховод. На пути движения загрязненного воздуха в установке расположены заслонки, разделяющие поток на две части, один из которых выбрасывается наружу, другой — попадает в приточный воздуховод и, смешиваясь с наружным воздухом, поступает внутрь помещения. При необходимости наружный воздух можно подогревать специальными электронагревателями.

Расчет уровня воздухообмена по влажности воздуха.

При расчете исходят из нормативов температуры и влажности воздуха в помещениях для животных и учета влаги, выделяемой животными в парообразном виде, а так же испаряющейся с открытых и мокрых ограждающих конструкций и поступающей в помещение с наружным воздухом.

Уровень воздухообмена рассчитывают по сезонам года.

L=Q*K+a/ q₁-q₂, где.

Lколичество воздуха в м³, которое необходимо ввести или удалить из помещения за 1 час, чтобы поддержать в нем относительную влажность в допустимых пределах, м³/ час;

Qколичество водяных паров выделяемое всеми животными в течении часа, г/ час;

Kпоправочный коэффициент для определения количества водяных паров, выделенных всеми животными в зависимости от температуры;

aпроцентная надбавка на испарение воды с пола, поилок, кормушек, стен;

q₁ — абсолютная влажность воздуха помещений, при которой относительная влажность остается в переделах допустимых норм, г/ м³.

q₂ — абсолютная влажность наружного атмосферного воздуха вводимого в в помещение г/ м³ _.

В коровнике на 200 голов размещено 124 коровы с живой массой 400 кг и удоем 10 кг, 32 головы живой массой 600 кг и удоем 30 кг, 44 головы сухостойных коров живой массой 400 кг.

Из таблицы 1 находим: одна корова живой массой 400 кг и удоем 10 кг выделяет 265 г водяных паров в час, а 124 коровы (124* 265) — 32 860 г; одна корова массой 600 кг и удоем 30 кг выделяет 429 г водяных паров в час, а 32 коровы (32*429) — 13 728 г; одна сухостойная корова массой 400 кг выделяет 250 г водяных паров, а 44 коровы (44*250) — 11 000 г. Итого все коровы выделяют 32 860+ 13 728+ 11 000= 57 588г/час. Следовательно Q= 57 588г/час.

Из таблицы 2 находим поправочный коэффициент. При расчетной температуре +10 он равен 1,0. K= 1,0.

Надбавка на испарение составляет 10% от всей влаги выделяемой коровами в течении часа. Она равна 5758,8.

Исходя из расчетной температуры (+10єC), относительная влажность по таблице 1- 70%, значит q₁ = 9,17* 70/ 100= 6,419 г/ м³

q₂ смотрим по таблице (по январю), она равна 2,1 г/ м³

L= (57 588*1)+ 5758,8/6,419−2,1= 63 346,8/4,319= 14 667,01 м³/ час Определение площади вытяжных труб (шахт).

Вытяжные трубы обеспечивают удаление загрязненного воздуха.

S_{общ.выт.} = L/V*3600, где.

S_{общ.выт} — общая площадь вытяжных труб, м² ;

Lуровень воздухообмена, м³/ час;

Vподвижность воздуха в вытяжной трубе.

3600- секунд в часе.

V определяем по таблице 5. Высоту трубы берем 6, в московской области температура в январе в среднем -10,8 єC, а в помещении 10 єC, разница температур (?t) равна 20,8єC. Следовательно V=1,5.

S_{общ.выт} = 14 667,01/1,5*3600=14 667,01/5400= 2,72 м²

Определение количества и сечения вытяжных труб.

Размер вытяжных труб 1×1, т. е. 1 м^2.

Количество вытяжных труб = 2,72/1= 2,72= 3 трубы Определение площади, количества и размера приточных каналов.

Площадь приточных каналов составляет 50% от всей площади вытяжных труб.

S_{общ.прит.} = S_{общ.выт} /2=2,72/2= 1,36 м²

Сечение труб берем 0,3×0,3.

Количество приточных каналов.

(N) = S_{общ.прит.}/S _1трубы.

N= 1,36/ 0,09= 14 приточных каналов.

Расчет воздухообмена по диоксиду углерода.

L_CO2 = A/C₁-C₂, где.

L_CO2 — часовой воздухообмен по диоксиду углерода, м³/ час;

C₁ — количество диоксида углерода в 1 м³ воздуха помещения, соответствующее нормативу, л;

C₂ — количество диоксида углерода в 1 м³ наружного воздуха, л/час.

Из таблицы 1 находим: одна корова живой массой 400 кг и удоем 10 кг выделяет 87 м³ CO₂а 124 коровы (124* 87) — 10 788 м³; одна корова массой 600 кг и удоем 30 кг выделяет 154 м³ CO₂, а 32 коровы (32*154) — 4928 м³; одна сухостойная корова массой 400 кг выделяет 79 м³ CO₂, а 44 коровы (44*79) — 3476 м³. Итого все коровы выделяют 10 788+ 4928+ 3476= 19 192 м³/ час. Следовательно A= 19 192 м³/ час.

C₁= 0,25%= 2,5 л.

C₂=0,03%= 0,3 л.

L_CO2 = 19 192/2,5−0,3= 19 192/ 2,2= 8723,63 м³/ час.

Определение площади вытяжных труб (шахт).

Вытяжные трубы обеспечивают удаление загрязненного воздуха.

S_{общ.выт.} = L/V*3600, где.

S_{общ.выт} — общая площадь вытяжных труб, м² ;

Lуровень воздухообмена, м³/ час;

Vподвижность воздуха в вытяжной трубе.

3600- секунд в часе.

V определяем по таблице 5. Высоту трубы берем 6, в московской области температура в январе в среднем -10,8 єC, а в помещении 10 єC, разница температур (?t) равна 20,8єC. Следовательно V=1,5.

S_{общ.выт} = 8723,63/1,5*3600=8723,63/5400= 1,61 м²

Определение количества и сечения вытяжных труб.

Размер вытяжных труб 1×1, т. е. 1 м^2.

Количество вытяжных труб = 1,61/1= 1,61= 2 трубы Определение площади, количества и размера приточных каналов.

Площадь приточных каналов составляет 50% от всей площади вытяжных труб :

S_{общ.прит.} = S_{общ.выт} /2=1,61/2= 0,8 м²

Сечение труб берем 0,3×0,3.

Количество приточных каналов.

(N) = S_{общ.прит.}/S _1трубы.

N= 0,8/ 0,09= 8 приточных каналов.