Расчетная часть. 
Оптимизация условий содержания животных в здании конюшни на 20 рабочих лошадей в денниках

Расчет объема воздухообмена

Исходной величиной при расчете объема воздухообмена является часовой объем вентиляции. Эта величина определяет количество кубических метров чистого воздуха, которое необходимо подать за один час в помещение, где содержится соответствующее поголовье животных, чтобы обеспечить требуемый по нормативам воздушный режим.

Часовой объем вентиляции рассчитывается для холодного и переходного периодов года по накоплению в воздухе помещения водяных паров, в летний период расчет ведут по избытку тепла и накоплению в воздухе углекислого газа.

При определении количества содержащегося в воздухе углекислого газа, влаги и тепловыделений животных учитывают их живую массу и продуктивность (Приложение 3). При выполнении расчетов используются ниже приведенные формулы и таблицы.

Расчет вентиляции по содержанию в воздухе углекислого газа.

L co? = ,.

где L co? — объем воздуха, мі/ч, который необходимо удалить из помещения;

Q co? — количество углекислоты, в л/ч, выделяемое всеми животными за 1 час;

C? — допустимое содержание углекислоты в 1 мі воздуха помещения;

С? — содержание углекислоты в 1 мі атмосферного воздуха (0,3 л/мі или 0,03%).

L co? =.

2. Кратность часового обмена воздуха в помещении (раз/ч) в животноводческом помещении:

Кр =,

где Кр — кратность часового обмена воздуха в помещении, раз/ч;

L co? — объем воздуха, мі/ч, который необходимо удалить из помещения;

V — внутренняя кубатура помещения, мі.

Кр =.

3. Рассчитать объем вентиляции на одно животное за один час, мі/ч:

P = ,.

где Р — объем вентиляции на одно животное за один час, мі/ч;

L co? — объем воздуха, мі/ч, который необходимо удалить из помещения;

— общее количество животных находящихся в помещении, голов.

P =.

4. Вычислить общую площадь сечения вытяжных труб, мІ:

Sв = ,.

где Sв — общая площадь сечения вытяжных труб, мІ;

h — скорость движения воздуха (м/с) в вентиляционной трубе;

t — число секунд в одном часе — 3600.

Sв = =1,64.

5. Определить количество вытяжных труб:

.

где — количество вытяжных труб, шт.;

Sв — общая площадь сечения вытяжных труб, мІ;

— площадь сечения, мІ, одной вытяжной трубы.

6. Рассчитать общую площадь сечения приточных каналов, мІ:

Sв

где — общая площадь сечения приточных каналов, мІ;

Sв — общая площадь сечения мІ, вытяжных труб;

0,8 — 80% от общей площади сечения вытяжной системы.

1,64 =1,312.

7. Установить количество приточных каналов:

.

где — количество приточных каналов, штук;

— общая площадь сечения приточных каналов, мІ;

— площадь сечения одного приточного канала.

=65,6.

Таблица 1. Расчет объема вентиляции по содержанию углекислого газа

Расчет объема вентиляции по содержанию в воздухе водяных паров.

= ,.

где — часовой объем вентилируемого воздуха, мі, который необходимо удалить из помещения за 1 час;

— количество водяных паров, г, выделяемых животными в парообразном виде за час с процентной надбавкой на испарение с пола, поилок, кормушек, стен;

= (430*4) + (320*4) + (320*12) =6840.

— абсолютная влажность воздуха помещения, г/мі, при требуемых показателях температуры, Сє, и относительной влажности ОВ воздуха помещения, %:

q = ,.

где Е — максимальная упругость водяного пара, г/мі, при требуемом показателе температуры воздуха;

— абсолютная влажность вводимого в помещение атмосферного воздуха, г/мі.

q = =4,571.

Дополнительное количество водяных паров, г/ч, поступающих в воздух за час вследствие испарения с влажных поверхностей:

Д = ,.

где Д — дополнительное количество водяных паров, г/ч;

— количество водяных паров, г, выделяемых животными в парообразном виде за 1 час;

10 — величина, варьирующая (от 10 до 25%) в зависимости от санитарного состояния помещения.

Д = =684.

2. Кратность часового обмена воздуха в помещении, раз/ч.

Кр =,

где Кр — кратность часового обмена воздуха, раз/ч, в помещении при установленном часовом объеме вентиляции (в зимний и переходный периоды года);

— часовой объем вентилируемого воздуха, мі, который необходимо удалить из помещения;

V — внутренняя кубатура помещения, мі.

Кр =.

2. Объем вентиляции на одно животное, мі/ч:

P = ,.

где Р — объем вентиляции на одно животное, мі/ч;

— часовой объем вентилируемого воздуха, мі, который необходимо удалить из помещения за 1 час;

— общее число находящихся в помещении животных, гол, равное суммарному значению n? + n? + …

P = =296.

3. Расчет площади сечения вытяжных труб, мІ:

Sв = ,.

где Sв — общая площадь сечения вытяжных труб, мІ;

— часовой о…

2. На нагрев ограждающих конструкций:

Qок = (K · F),.

где Qок — количество тепла, ккал-ч, расходуемого на нагрев ограждающих конструкций;

К — коэффициент теплопередачи через ограждающие конструкции ккал/мІ/град;

— разность между рекомендуемой оптимальной температурой воздуха внутри помещения и среднемесячной температурой наружного воздуха самого холодного месяца года — января;

F — площадь ограждающих конструкций.

Таблица № 3

3. На потери тепла Qохл, ккал-ч, через вертикальные ограждающие конструкции животноводческого здания, граничащие с наружным воздухом за счет охлаждения господствующими ветрами. Эти потери принято считать в размере 13% от величины количества тепла, ккал-ч, расходуемого на нагрев ограждающих конструкций Qок.

=,.

где Qохл — потери тепла (ккал/ч) через вертикальные ограждающие конструкции животноводческого здания, граничащие с наружным воздухом за счет охлаждения господствующими ветрами; 13 — 13% от величины количества тепла, ккал-ч, расходуемого на нагрев ограждающих конструкций Qок.

= =4390,1.

4. На испарение влаги с мокрых поверхностей пола и других ограждений животноводческого помещения:

Qисп = Д · h,.

где Qисп — количество тепла, ккал-ч, расходуемого на испарение влаги с мокрых поверхностей пола и других ограждений животноводческого помещения.

Д — дополнительное количество водяных паров, г/ч, поступающих в воздух за 1 час вследствие испарения с влажных поверхностей, с учетом (10−25%) надбавки в зависимости от санитарного состояния помещения;

h — теплопотери, затрачиваемые при испарении 1 г влаги, равные 0,595 ккал.

Qисп = 684 · 0,595 =407.

5. Общий расход тепла Qор, ккал-ч, в животноводческом помещении.

Qор = Qвен + Qок + Qохл + Qисп, где Qор — общий расход тепла животноводческом помещении, ккал-ч;

Qвен — количество тепла, расходуемого на обогрев поступающего в процессе вентиляции свежего атмосферного воздуха, ккал-ч;

Qок — количество тепла, расходуемого на нагрев ограждающих конструкций животноводческого помещения, ккал-ч;

Qохл — количество тепла, теряемого через вертикальные ограждающие конструкции, граничащие с наружным воздухом за счет охлаждения господствующими ветрами, ккал-ч;

Qисп — количество тепла, расходуемого на испарение влаги с мокрых поверхностей пола и других ограждений животноводческого помещения, ккал-ч.

Qор =60 114,72 +33 770 +4390,1 +407 =98 681,82.

Дефицит тепла в помещении определяется как разность между приходом и расходом тепла Дт = Qж — Qор, где Дт — дефицит тепла в животноводческом помещении, ккал-ч;

Qж — количество тепла, ккал-ч, выделяемое всеми животными, содержащимися в животноводческом помещении;

Qор — общий расход тепла животноводческом помещении, ккал-ч;

Дт = 14 368 — 98 681,82 = -84 313,82.

Расчет мощности механических систем отопления

При расчете теплового баланса конюшни установлен дефицит тепла -84 313,82 ккал/ч.

Известно, что 1 кВт электроэнергии дает 860 ккал тепла.

Для расчета возьмем электрокалориферы мощностью 10 кВт/ч.

• 84 313,82/860=98кВт/ч
• 98/10=10

Для восполнения недостатка тепла в коровнике необходимо установить 10 электрокалориферов мощностью 10 кВт/ч каждый.