Расчет объема вентиляции и теплового баланса.

 

Объем вентиляции рассчитывают по формуле:

 

L мin. = 0,01 * ℓ * n * m,

 

где L мin.-минимальный объем вентиляции, м³/ч;

ℓ- минимальный воздухообмен на 1ц живой массой, м³/ч;

n- количество животных в помещении, гол.;

m- средняя живая масса 1 головы, кг. Принимаем 500 кг.

L мin. зима = 0,01*17*180*350=10710 м³/ч.

L мin. лето = 0,01*70*180*350=44100 м³/ч.

L мin. переходный период = 0,01*35*180*350=22050 м³/ч.

Расчет потребляемого объема вентиляции на зимний период:

 

L=Q + Qисп. / q1 - q2

 

где L- объем вентиляции (м³/ч) или количество воздуха, которое необходимо удалять из помещения за 1 час, чтобы поддерживать в нем относительную влажность в доступных пределах;

Q- Количество водяных паров, выделяемое животными, размещенными в помещении, г/ч. Это число суммарное и определяется так:

 

Q= (n1*Q1+n2*Q2+n3*Q3…)*K,

 

где n1,n2,n3-число животных половозрастной группе с одинаковой живой массой и продуктивностью;

Q1, Q2, Q3- количество водяных паров в граммах, выделяемое одним животным в половозрастной группе с определенной массой и продуктивностью;

К - поправочный коэффициент, показывающий изменение количества выделяемых водяных паров в зависимости от температуры воздуха помещения;

Qисп. - количество водяных паров (в г), испаряющихся с пола и ограждений помещения;

q1 - абсолютная влажность воздуха помещения (г/м³), при которой относительная влажность остается в пределах допустимой нормы;

q2 - абсолютная влажность наружного воздуха (г/м³) с учетом климатической зоны, района и месяца год.

Q=180* 308*1,00= 55440 г/ч

L=55440+5544 / 7,3-2,0=11506,42 м³/ч.

Из расчетов видно, что L min <. L Исходя, из этого делаем вывод о том, что вентиляция с естественным побуждением воздухообмена не в состоянии обеспечить потребности животных в свежем воздухе, и поэтому необходимо использовать систему вентиляции с искусственным побуждением. Дальнейший расчет ведем по L.

Расчет кратности воздухообмена:

 

Квоз. = L/ V,

 

где Квоз.- кратность воздухообмена;

L -объем вентиляции, м³/ч;

V- внутренняя кубатура помещения.

Квоз. = 11506,42 / 3412,8 = 3,37 ≈ 3 раз в час.

Расчет объем вентиляции на 1 животное:

 

Vвен. = L / n;

 

где Vвен.- объем вентиляции на 1 животное, м³/ч;

L- объем вентиляции, м³/ч;

n- количество животных, гол.

Vвен. = 11506,42 / 180= 63,9 м³/ч

При сравнении уровня вентиляции на 1 животное с нормативными величинами, которое составляет для КРС 20-50 м³/ч, видно, что вентиляция в помещении выше нормы.

Расчет воздухообмена на 1ц живой массы:

 

L жив. массы = Vвен.*100 / m,

 

где L жив. массы. - воздухообмен на 1ц живой массы, м³/ч;

Vвен. - объем вентиляции на 1 животное, м³/ч;

m- средняя живая масса животного, кг.

L жив. массы. =63,9*100 / 350=18,26 м³/ч.

Расчет площади и количества вытяжного канала:

 

S1= L / υ * 3600,

 

где S1- площадь вытяжного канала, м²;

L - минимальный объем вентиляции, м³/ч;

υ- скорость воздуха в вентиляционном канале, м/с. Высота вытяжных каналов 4 м, размером 0,9*0,9 м.

S1 = 11506,42 / 0,93*3600= 3,44 м²

Количество вытяжных каналов будет = 3,44 / 0,81= 4,25 ≈ 4 шт.

Расчет площади и количества приточных шахт.

Площадь приточных каналов составляет 80% от площади вытяжных каналов.

 

S2 = S1 * 80% / 100%

 

где S2 - площадь приточного канала;

S1 - площадь вытяжного канала.

S2 = 3,44*80 / 100 = 2,75 м²

Количество приточных каналов будет = 2,75 / 0,4*0,4 = 17,19 ≈ 17 шт.

Расчет теплового баланса:

 

Qж = Δt * (µ * 0.31 + ΣKF) + Wзд.,

 

где Qж - свободное тепло, поступающее от животных в помещение, ккал/ч.

Это число суммарное и определяется так:

 

Qж = (n1*Q1+n2*Q2+n3*Q3…)*K,

 

где n1,n2,n3 - число животных в одной половозрастной группе с одинаковой живой массой и продуктивностью;

Q1,Q2,Q3 - количество свободного тепла в ккал/ч, выделяемого одним животным в половозрастной группе;

К - поправочный коэффициент, показывающий изменение количество выделяемого свободного тепла в зависимости от температуры воздуха помещения;

Δt - разность (°С) между нормативной температурой воздуха помещения и среднемесячной температурой наружного воздуха самого холодного месяца климатической зоны (Δt= 24,0 °С);

µ - количество (кг) чистого воздуха, поступающего в помещение через вентиляцию в течение 1 часа. Определяется по формуле:

 

µ= L * m,

 

где L - объем вентиляции, м³/ч;

m - масса 1м³ воздуха в кг при определенных температуре и давлении (берем нормальное давление 760 мм. рт. ст.);

,31- количество ккал тепла, необходимое для нагрева 1 кг воздуха на 1°С;

К-коэффициент общей теплопередачи через ограждающие конструкции, ккал/ч. * м² * град.;

F-площадь ограждающих конструкций, м²;

∑-показатель суммирования произведений K * F;

Wзд.- расход тепла на испарение влаги с пола и других ограждений.

Определяют по формуле:

 

Wзд. =Qисп.*0,595,

 

где Qисп.- количество водяных паров, испаряющихся с пола и ограждений помещения, г/ч;

,595- количество ккал тепла, расходуемое на испарение 1г влаги.

Qж = 180*463*1,00= 83340 ккал/ч. µ= 11506,42 *1,239= 14256,45 кг

 

Таблица 7. Таблица площадей, коэффициента общей теплопередачи ограждающих конструкции.

Наименование ограждающей конструкции	Наименование строительного материала и особенности конструкции	Площадь ограждающих конструкции, м²	Коэффициент теплопередачи, ккал/ч* м²* °С
стены	кирпичные	243,54	1,06
покрытие	железобетонное		1,4
полы: -в стойлах -в проходах	деревянные бетонные	288 360	0,15 1,25
окна	с двойным остеклением	32,4	2,3
ворота и двери	деревянные двойные	80,46	2,0

 

Примечание: дальнейший расчеты по стенам будет вестись без учета площадей окон и ворот. Тогда, Sстен = 356,4-(32,4+80,46)= 243,54 м²

F*Kстен = 243,54*1,06= 258,2

F*Kпол = 288*0,15 + 360*1,25=493,2

F*Kпокрытие =873,6*1,4= 1223,04

F*Kокон = 32,4*2,3= 74,52

F*Kворота = 80,46*2,0= 160,92

∑F*K= 2209,88

Wзд = 5544*0,595= 3298,7 ккал/ч

Тогда тепловой баланс будет равен:

= 24,0 * (14256,45 * 0,31 + 2209,88) + 3298,7,

= 162403,8

Тепловой дефицит:

Д= 83340-162403,8= -79063,8 ккал.

Этот дефицит компенсируем одним теплогенераторами марки ТГ - 1А.

Расчет нулевого теплового баланса:

 

Δtн.б = (Qж - Wзд.) / µ*0,31 + ∑KF,

 

Δtн.б = (83340 - 3298,7) / 14256,45 *0,31 + 2209,88= 12°С.

При разности температуры 12°С с нормативной надо менять вентиляцию.

Вывод: 12 - 12= 0°С. До 0 °С система вентиляции будет работать бесперебойно, а система отопления не работает. После 0 °С начинает работать система отопления и постепенно сокращается объём вентиляции.