По влажности воздуха.
Величина часового объема вентиляции зависит от состава поголовья, уровня кормления, продуктивности массы тела животных, температуры и влажности наружного воздуха. При расчете часового объема вентиляции руководствуются нормативами относительной влажности, а также количеством влаги, выделяемой за 1 ч всеми животными, содержащимися в помещении.
Объем вентиляции по влажности рассчитывают по формуле:
Q
L= --------------
q1-q2
где L — количество воздуха, которое необходимо удалить из помещения за 1 ч, чтобы поддержать в нем относительную влажность в допустимых пределах, м3; Q —количество влаги, выделяемой всеми животными и испаряющейся с поверхности поля, стен, кормушек, поилок г/ч; ql- абсолютная влажность воздуха помещения, при которой относительная влажность остается в пределах допустимых нормативов, г/м3; q2-абсолютная влажность наружного воздуха в переходные периоды года (ноябрь—март), г/м3.
Коровник на 200 голов с четырехрядным размещением животных, размером 64x17x2,7 м, где 60 коров в среднем массой 400 кг и среднесуточным удоем 10 кг; 90 коров—соответственно 600 кг и удоем 15 кг; 10 коров—400 кг и удоем 15 кг и 40 сухостойных коров с массой 600 кг. Животноводческие помещения находятся в Ленинградской области.
Требуется определить: часовой объем вентиляции по влажности воздуха; кратность воздухообмена в 1 ч; количество вытяжных труб и приточных каналов, их площадь сечения и размеры.
Расчет.Животные, размещенные в коровнике, в соответствии с таблицей 65, выделяют следующее количество водяных паров в 1 ч: одна корова массой 400 кг и удоем 10 кг-404 гр, 60 коров-24240 гр; корова массой 400 кг и удоем 15 кг-458 гр, а 10 коров- 4580 гр влаги; корова массой 600 кг и удоем 15 кг-549 гр, а 90 коров-49410 гр. Одна сухостойная корова массой 600 кг выделяет 489 гр влаги, а 40 коров — 19 560 гр.
Испарение с пола стойл, кормушек, поилок, стен и других ограждений зависит от санитарного состояния помещения. В нашем примере это составляет 7 % влаги, выделенной животными (97 790 гр), то есть 6845,3 гр.
Следовательно, общее количество водяных паров в воздухе коровника за 1 ч равняется 104635,3 гр. Согласно рекомендуемым нормативам, температура воздуха в коровнике должна быть 10 °С, а относительная влажность - не выше 85%. Максимальная влажность при температуре 10 °С составляет 9,17 г/м. Следовательно, при 100 % - ной влажности и температуре 10 °С влаги содержится 9,17 г/м3, а при 85 %-ной влажности - х, г/м3. Таким образом, цифровое значение будет равно:
9,17 х 85
Х= ---------------- = 7,79 г/м3
100
Находим значение абсолютной влажности воздуха по Ленинградской области за ноябрь(3,3 г/м3). Следовательно, воздухообмен (L) в 1 ч будет равен:
104635,3
L= ---------------- = 23304,1 м3 /час
7,79-3,3
Разделив полученный часовой объем вентиляции на массу животных, находим часовой объем вентиляции в м3 /ч на 1ц массы. Кубатура помещения равна 2937,6м3.
Из полученных данных определяем кратность воздухообмена в помещении:
23304,1 : 2937,6==7,9, то есть 8 раз в час. Следует отметить, что большие кратности воздухообмена (10-15) не влияют на здоровье животных. Общая площадь вытяжных труб (шахт), которые обеспечивают удаление загрязненного воздуха, рассчитывают по формуле:
L
S= --------------
V * 3600
где S — общая площадь сечения вытяжных труб, м2; L — часовой объем вентиляции, м3/ч; V—скорость движения воздуха в вытяжной вентиляционной трубе (можно взять расчетную величину 1,25 м/с или по таблице определить скорость движения воздуха в вытяжной вентиляционной трубе), м/с; 3600—число секунд в 1 ч. Таким образом,
23304,1
S= ---------------- = 5,17 м2
1,25 * 3600
Вытяжные вентиляционные трубы работают с наибольшей эффективностью при сечении трубы 0,8x0,8 м или 1x1 м. Следовательно, можно установить 8 или 5 вытяжных труб. Общая площадь приточных каналов размером 0,2x0,2 м составляет 40—70 % общей площади вытяжных труб. Для Северо-Западных территорий - 50%. Следовательно, общая площадь всех приточных каналов равна 5,17 :2 =2,58 м2. Если площадь сечения одного приточного канала 0,04 м2, то общее их количество составляет 64, то есть по 32 приточных канала на каждой стене. Приточные каналы располагают в верхней части продольных стен в шахматном порядке на расстоянии 1-4 м один от другого и 0,4 м от потолка. Входное наружное отверстие канала защищено ветровым щитком, а внутреннее выходное - отбойным подвесным щитком, направляющим холодный воздух в кормовой проход для предварительного подогревания.
Поуглекислому газу.
Расчет проводят в помещениях, расположенных в условиях сухого климата в холодное время года, по формуле:
С
L= --------------
С1-С2
где L—количество воздуха, которое необходимо удалить из помещения за 1 ч, чтобы поддержать в нем содержание СО2, в пределах нормы, м3; С- количество углекислого газа, выделяемое всеми животными в помещении за 1 ч, л; C1 - ПДК углекислого газа в 1 м3 воздуха помещения, л; С2 — содержание углекислого газа в 1 м3 наружного воздуха, л.
Коровник на 200 животных с четырехрядным их размещением, размером 64x17X2,7 м, в котором 120 коров со средней массой 400 кг, среднесуточным удоем 10 кг; 50 коров массой 600 кг и со среднесуточным удоем 15 кг и 30 коров сухостойных массой 600 кг. Животноводческое помещение расположено в Новосибирской области.
Необходимо определить: часовой объем вентиляции по углекислому газу; кратность воздухообмена в I ч; количество вытяжных труб и приточных каналов, их площадь сечения и размеры.
Расчет:одно животное, находящееся в помещении, в соответствии с табличными данными выделяет следующее количество (л) углекислого газа в 1 ч: корова массой 400 кг и удоем 10 кг— 114, а 120 коров— 13680; корова массой 600 кг и удоем 15 кг— соответственно 171, а 50 коров—8550; сухостойная корова массой 600 кг—138, а 30 коров—4140. Следовательно, все животные за 1 ч выделяют 26370 л углекислого газа.
Величину С1определяют, исходя из допустимого содержания углекислого газа в воздухе помещения для коров 0,25 % объемных, то есть в 1 м3 (-1000 л) воздуха находится 2,5 л газа.
Показатель С2 определяют, исходя из содержания в наружном воздухе 0,03 °/о объемных углекислого газа, то есть в 1 м3(1000 л) воздуха—0,3 л газа.
Следовательно, чтобы содержание углекислого газа в воздухе коровника не поднималось выше 0,25 %, необходимо каждый час удалять его из помещения:
26370
L= ---------------- = 11986 м3
2,5 - 0,3
Кубатура помещения — 2937,6 м3. Кратность воздухообмена в помещении равна: 11,986:2937,6== 4, то есть 4 раза в час.
Расчет определения площади сечения вытяжных труб, приточных, каналов и их количество ведут по формуле, приведенной в расчете объема вентиляции по влажности воздуха. Следует иметь в виду то, что при определении общей площади сечения вытяжных труб делают добавку 20 %, так как в результате окислительных процессов, протекающих в навозе, выделяется углекислый газ.
Необходимо отметить, что объем вентиляции, рассчитанный по содержанию углекислого газа в воздухе, в большинстве случаев оказывается недостаточным для удаления образующихся в помещении водяных паров. Поэтому лучше всего расчет производить по влажности воздуха, поскольку в этом случае воздухообмен практически всегда обеспечит и допустимое содержание углекислого газа.
Вентиляция с побудительным притоком воздуха. В условиях промышленного животноводства при высокой, концентрации скота и птицы в помещении вентиляция с естественной тягой воздуха по каналам практически не обеспечивает оптимальный микроклимат. Поэтому в животноводческих зданиях необходимо оборудовать принудительную систему воздухообмена.
При определении мощности вентиляторов с механическим побуждением тяги воздуха исходят из расчетного воздухообмена и производительности вентилятора. В случае эксплуатации механической вентиляции ее производительность
можно определить путем замера подвижности воздуха в воздуховоде с помощью анемометра. Производительность одного вентилятора рассчитывают по формуле:
L=S*V*3600,
где L —производительность вентилятора, м3/ч; S- площадь сечения воздуховода, м2; V—скорость движения воздуха в воздуховоде, м/с; 3600—число секунд в 1 ч.
Площадь воздуховода - 0,8 м2, скорость движения воздуха в воздуховоде-2,2 м/с.
Требуется определить: производительность одного вентилятора; количество вентиляторов для обеспечения нужного воздухообмена:
L=0,8*2,2*3600 = 6336 м3/час
Если объем вентиляции равен 30000 м3/ч, то для подачи в здание свежего воздуха потребуется 5 вентиляторов (30000 : 6336 =5) указанной выше производительности.
Однотрубная система вентиляции, называемая также моношахтной, приточно-вытяжная, работает за счет естественного побуждения движения воздуха в помещении.
Для удаления воздуха из помещения вместо нескольких вытяжных труб делают одну или две больших шахты (площадью сечения от 1,5 до 5 м2), расположенных в центральной части здания. В шахтах установлены поворотные клапаны для регулирования количества удаляемого воздуха. В коровнике на 100 голов площадь общего поперечного сечения вытяжных отверстий должна быть равна 2,5-3 м2, в коровнике на 200 голов — 5-6 м2.
В зонах с мягким климатом для поступления свежего воздуха в помещение устраивают подоконные щели шириной 3 см или используют открывающиеся фрамуги окон. В условиях северных и центральных районов подоконные щели для притока делать не рекомендуется, более рационально применять приточные каналы (системы ВИМЭ или других конструкций).
Наряду с системами естественной вентиляции воздуха в помещениях для КРС применяют системы с механическим побуждением тяги.