10879

Режимы эксплуатации птичника:

‒полное (расчетное) заполнение птичника (nр = 235 000 гол.);

‒профилактический перерыв (nр = 0 гол., tв = 5 °С);

‒перерыв на дезинфекцию (nр = 0 гол., tв = 30 °С).

Птичник эксплуатируется при расчетном заполнении.

Выявим условия, при которых птичник можно рассматривать как неотап-

ливаемое помещение без подачи искусственно генерируемой теплоты для под-

держания температурного режима.

Требуемое сопротивление теплопередаче теплового контура определяем по формулам (2.2) и (2.3). Коэффициент потерь теплоты через полы m = = 0,04.

Явные постоянно действующие внутренние (биологические и технологи-

ческие) тепловыделения в птичнике Qвн складываются из тепловыделений от птиц Qптя и освещения Qосв.

Для освещения приняты 180 энергосберегающих ламп мощностью 8 Вт каждая:

Qосв = 8·180 = 1 440 Вт.

Явные тепловыделения от птиц определяются по формуле (2.5):

Qптя nр рпт qптя к1к2к3 ,

где qптя — удельные явные биологические тепловыделения одной птицей при клеточном содержании, qптя = 6,85 Вт/кг; коэффициенты к1 = 1,0; к2 = 1,0;

к3 = 1,0 (в птичнике отсутствует естественное освещение).

Qптя = 235 000·1,6·6,85·1,0·1,0·1,0 = 2 568 080 Вт.

Общие внутренние тепловыделения в птичнике в холодный период года составляют:

Qвн = Qптя + Qосв = 2 568 080 + 1 440 = 2 569 520 Вт.

Общая площадь ограждений теплового контура птичника, соприкасающе-

гося с атмосферным воздухом (наружных стен, покрытия под углом 20°,

наружных ворот, воздухоприемных клапанов) Аогр ≈ 5 000 м2.

260

Средний нормируемый тепловой поток через наружные ограждения неотапливаемого птичника по формуле (2.3) составляет:

qн (1 m		)	Qб	(1 0,04)	2 569 520	5135	Вт/м2.
б	пл		А		5 000
			огр

Среднее требуемого сопротивление теплопередаче каждого из элементов теплового контура неотапливаемого птичника должно быть не менее получен-

ного по формуле (2.2):

Rтреб	n(tв tн )		1,0(14 ( 31))	0,0088 м2·°С/Вт.
огр	qн	5135
	б

Величина требуемого сопротивления теплопередаче теплового контура

рассматриваемого неотапливаемого птичника мала. В пределе конструктивно наружные ограждения могут быть выполнены из любого воздухонепроницае-

мого листового материала. Однако необходимо дополнительно выполнение обязательного требования по отсутствию конденсации на внутренних поверх-

ностях наружных ограждений, т. е. температура на внутренней поверхности ограждения должна быть выше температуры точки росы (τв ≥ tт.р), определяемой по расчетным параметрам внутреннего воздуха.

Минимальное сопротивление теплопередаче для предотвращения конден-

сации определяется из уравнения (2.1) для расчета сопротивления теплопереда-

че гражданских или промышленных зданий Rогртреб . При tв = 14 °С и φв = 75 % по

i‒d-диаграмме влажного воздуха находим требуемую температуру точки росы внутреннего воздуха tт.р = 9,5 °С. Тогда нормируемый перепад температуры,

входящий в (2.1), составляет:

tн = tв ‒ tт.р = 14 ‒ 9,5 = 5,5 °С.

Коэффициент теплоотдачи на внутренней поверхности покрытия αв = =

8,7 Вт/(м2·°С) [6]. Получаем значение минимального сопротивления теплопере-

даче по формуле (2.1):

Rтреб	1,0(14 ( 31))	0,94	м2·°С/Вт.
огр	8,7·5,5
			261

Конструктивный и теплотехнический выбор (материала, толщины тепло-

изоляционного слоя и т. п.) конкретного наружного ограждения птичника необходимо в дальнейшем вести именно по этой величине требуемого сопро-

тивления теплопередаче.

Проведенный теплотехнический расчет показал, что даже при отсутствии отопления, наружные стены и покрытие птичника имеют большой запас по удалению избытков теплоты через наружные ограждения в отопительный пе-

риод года. Поэтому даже при расчетной наружной температуре в этот период года tн требуется устройство системы вентиляции для поддержания параметров внутреннего воздуха tв в допустимых пределах и предотвращения перегрева птиц от избытков явной теплоты.

В процессе возведения здания птичника были использованы имеющиеся в наличие строительные конструкции и материалы. Наружные стены, приточные клапаны и въездные ворота птичника смонтированы из панелей стеновых

«Сэндвич» заводского изготовления толщиной 0,1 м. Сопротивление теплопе-

редаче наружных ограждений Rогр = 2,54 м2·°С/Вт.

Покрытие птичника состоит из несущих металлических элементов, на ко-

торые уложен настил из профильного стального листа, размещен слой паро- и

теплоизоляции («Rockwool Layt Batts» толщиной δиз = 0,15 м). Утеплитель уло-

жен в слой гидроизоляционной пленки. Над слоем утеплителя имеется венти-

лируемая воздушная прослойка, сообщающаяся с атмосферой. Поэтому верх-

ний водоизоляционный профильный стальной лист по скату в теплотехниче-

ских расчетах не участвует. Общее сопротивление теплопередаче покрытия птичника составляет Rогр = 3,50 м2·°С/Вт.

9.2. Тепловой баланс и расчетный воздухообмен в помещении

птичника в различные периоды года

Холодный период года

Воздухообмен по ветеринарно-гигиеническим требованиям Lвет, м3/ч.

262

Минимальное количество приточного наружного воздуха для дыхания птиц в холодный период года:

Lвет = nр Lвет pпт = 235 000·0,7·1,6 = 263 200 м3/ч.

где Lвет — минимальный удельный воздухообмен для дыхания, Lвет = 0,7

м3/(ч·кг) [39].

Воздухообмен для удаления водяного пара Lвл, м3/ч.

Количество влаги, выделяемой птицами при дыхании, г/ч:

Gвлдых = nрjптрпт = 235 000·4,5·1,6 = 1 797 750 г/ч.

где jпт = 4,5 г/(ч·кг) — удельное влаговыделение (табл. 1.4).

Количество влаги, испаряющейся с открытой поверхности поилок, г/ч:

Gвлисп Апоил.

Площадь открытой поверхности воды в поилках (согласно технического задания) Апоил = 826 м2.

Интенсивность испарения ψ, г/(м2·ч) [1]: ψ = βе (pв − pпов), где pв и pпов — упругость водяных паров в воздухе помещения и на поверхности, соответ-

ственно, Па; βпов — коэффициент влагообмена на поверхности, г/(м2·ч·Па):

βпов = 3Δt1⁄3 p2⁄5,

где t и p — разность температуры и упругости водяных паров в воздухе и на поверхности, соответственно.

Минимальная допустимая температура внутреннего воздуха tв = 14 °С,

расчетная относительная влажность φв = 70 %. При этих параметрах упругость водяных паров в воздухе pв = 1 188,0 Па. Упругость водяных паров у поверхности воды в поилках (tвод = 12 °С, φпов = 100 %) pпов = 1 390,5 Па. Разность темпе-

ратуры t = 14 − 12 = 2 °С.

βпов = 3(14 ‒ 12)1⁄3(10,3 ‒ 8,8)2⁄5 = 0,033 г/(м2·ч·Па).

Интенсивность испарения: ψ = 0,033(1 390,5 ‒ 1 188,0) = 6,69 г/(м2·ч).

Общее количество испарившейся с открытой поверхности влаги:

Gвлисп = 6,69·826 = 5 530 г/ч.

Общее влаговыделение в птичнике:

263

Gвл = Gдых Gисп		= 1 797 750 + 5 530 = 1 803 280	г/ч.
вл	вл
Воздухообмен в		холодный период года для	удаления водяных паров

определяется по (2.9). По i‒d-диаграмме влажного воздуха dуд = 7,0; dпр = = 0,2

г/кг сух. в-ха.

L	Gвл		1803 280	217 370 м3/ч.
вл	ρн (dуд dн )		1,22(7 0,2)

Минимальный воздухообмен по вредным газовым выделениям Lг, м3/ч.

Предельно-допустимые концентрации (ПДК) в птичнике: аммиак — 15

мг/м3; сероводород — 5 мг/м3. Количество вредных газов, выделяющихся с по-

верхности под клетками, на которых накапливается помет, mг, мг/м2 [39]: амми-

ак — 8; сероводород — 5.

Общая площадь пола всех сдвоенных клеток птичника глубиной 1,28 м

составляет Aпл = 1,28·133,0·8·8 = 10 896 м2. Принимая долю площади поверхно-

сти с пометом под клетками 0,25 от площади пола клетки (по техническому за-

данию), общая максимальная площадь поверхности с пометом под всеми клетками составляет: Aпмт = 0,25Aпл = 0,25·10 896 = 2 724 м2.

Количество выделяющихся вредных газов:

‒аммиак: Gг = mгAпмт = 8·2 724 = 21 790 мг/ч;

‒сероводород: Gг = 5·2 724 = 13 620 мг/ч.

В атмосферном приточном воздухе данные газы отсутствует. Поэтому минимальный воздухообмен Lг, м3/ч, составляет:

‒аммиак: Lг = Gг / ПДК = 21 790 / 15 = 1 450 м3/ч;

‒сероводород: Lг = 13 620 / 5 = 2 725 м3/ч.

Воздухообмен для удаления избытков явной теплоты Lя, м3/ч.

Максимальные суммарные потери теплоты помещением через каждое наружное ограждение определяются по формуле вида (4.3):

Qогр =	1	(t		t		)nА (1 ).
			в		н
	Rогр					огр

Тогда потери теплоты через наружные стены:

264

1

Qст = 2,54 (14 + 31)1,0·2 043(1 + 0,05) = 37 590 Вт.

Потери теплоты через бесчердачное покрытие:

1

Qпокр = 3,5 (14 + 31)1,0·3 017·1,0 = 38 790 Вт.

Потери теплоты через неутепленные бетонные полы находятся по форму-

ле (4.3) по зонам. Методика расчета приведена в [8, 20]. Сопротивление тепло-

передаче при этом принимается равным: для I зоны RI											= 2,1 м2·°С/Вт; для II
										пл
зоны RII = 4,3 м2·°С/Вт; для III зоны RIII = 8,6 м2·°С/Вт; для IV зоны RIV = 14,2
пл									пл		пл
м2·°С/Вт.
I зона:	QI		(14 31)1,0·604·1,0				12 940 Вт;
	пл	2,1
II зона:	QII			(14 31)1,0·572·1,0					5 990 Вт;
	пл	4,3
III зона: QIII						(14 31)1,0·548·1,0				2 870 Вт;
	пл	8,6
IV зона: QIV						(14 31)1,0·1770·1,0				5 610 Вт.
	пл	14,2

Общие потери теплоты через полы Qпл = 27 410 Вт.

Максимальные теплопотери через наружные ограждения:

Qогр = Qст + Qпокр + Qпл = 37 590 + 38 790 + 27 410 = 103 790 Вт.

Ранее определенные постоянно действующие в холодный период года внутренние тепловыделения в неотапливаемом птичнике: Qвн = 2 569 520 Вт.

Таким образом, излишки явной теплоты Qя = Qвент, которые необходимо удалять системами вентиляции при температуре удаляемого воздуха tуд = tв и

температуре приточного воздуха tпр = tн, составляют:

Qвент = Qвн – Qогр = 2 569 520 – 103 790 = 2 465 730 Вт.

Количество воздуха для ассимиляции избытков явной теплоты (3.2) при плотности приточного воздуха ρн = 353 / (273 – 31) = 1,46 кг/м3:

265

	Lя	3, 6Qвент			3,6 2 465 730		134 515 м	3	/ч.
		сн ρн (tв tн )		1,005 1, 46(14 31)
	Результаты расчета воздухообмена в холодный период года сведены в
табл. 9.1.
									Таблица 9.1
				Воздухообмен в холодный период года
	Избытки теплоты и влаги,						Воздухообмен, м3/ч
	вредные выделения
	явные тепловыделения						134 515
	водяные пары						217 370
	ветеринарно-гигиенические						263 200
	аммиак						1 450
	сероводород						2 725

Теплый период года

Воздухообмен по ветеринарно-гигиеническим требования Lвет, м3/ч.

В теплый период года минимальное удельное количество воздуха для ды-

хания птиц Lвет = 6,0 м3/ч на 1 кг [39].

Lвет = 235 000·1,6·6,0 = 2 256 000 м3/ч.

Воздухообмен для удаления водяного пара Lвл, м3/ч.

Количество влаги, выделяемой птицей при дыхании: jпт = 4,5 г/(ч·кг) (табл. 1.4); к1 ≈ 2,0 — повышающий коэффициент влагоотдачи птиц, учитыва-

ющий температуру воздуха в помещении (tв = 26,2 °С, табл. 1.5).

Gвлдых = 2,0·235 000·1,6·4,5 = 3 595 500 г/ч.

При определении количества влаги, испаряющейся с открытой поверхно-

сти поилок, коэффициент влагообмена βпов определяется при tв = 26 °С, φв = 75 %

и при температуре воды tвод = 20 °С:

t = 26 − 20 = 6 °С; рв = 248,5 Па; рпов = 228,2 Па;

βпов = 3(26 ‒ 20)1⁄3(248,5 ‒ 228,2)2⁄5 = 0,0477 г/(м2·ч·Па); ψ = βпов(рв ‒ рпов) = 0,0477(248,5 ‒ 228,2) = 9,66 г/(м2∙ч); Gвлисп = ψАпоил = 9,66·826 = 7 980 г/ч.

Общее влаговыделение в птичнике:

Gвл = Gвлдых Gвлисп = 3 595 500 + 7 980 = 3 603 480 г/ч.

266

Влагосодержание приточного воздуха (tпр = 21,2 °С, φпр = 60 %) dпр = 9,5 г/кг сух. в-ха; удаляемого воздуха (tуд = 26,2 °С, φуд = 70 %) dуд = 16,3 г/кг сух. в-

ха; ρн = 353 / (273 + 21,2) = 1,2 кг/м3.

Lвл = 3 603 480 / ((16,3 – 9,5)1,2) = 411 360 м3/ч.

Воздухообмен для удаления газов Lг, м3/ч.

Расчет аналогичен холодному периоду года:

‒по аммиаку Lг = 1 450 м3/ч;

‒по сероводороду Lг = 2 725 м3/ч.

Воздухообмен для удаления избытков явной теплоты Lя, м3/ч.

Расчетные внутренние теплопоступления в птичнике Qвнр при tв = 26,2 °С

принимаются с коэффициентом 1,07:

Qвнр = 1,07·2 569 520 = 2 749 687 Вт.

В птичнике отсутствуют окна, теплопоступления от солнечной радиации через непрозрачные вертикальные ограждения не учитываются.

Теплопоступления от солнечной радиации через покрытия равны:

Qспокр.р = Апокрqпокр,

где Апокр — площадь горизонтальной поверхности покрытия, м2;

qпокр — тепловой поток, поступающий через 1 м2 поверхности покрытия, Вт/м2:

для географической широты 55° (для Нижнего Новгорода 56°) для плоского бесчердачного покрытия qпокр = 17,0 Вт/м2.

Qспокр.р = 135,5·21·17 = 48 374 Вт.

Общие явные тепловыделения в теплый период года равны:

Qя = Qвнр + Qспокр.р = 2 749 687 + 48 374 = 2 798 061 Вт.

Количество наружного воздуха (tн = 21,2 °С) для ассимиляции избытков теплоты в птичнике в теплый период года определяется по (3.2). Плотность

воздуха ρв = 1,2 кг/м3, tвmax = 31 °С.

L		3,6 2 798 061		852 797 м3/ч.
я	1,005		1, 2(31 21, 2)
				267

Расчет воздухообмена для теплого периода года представлен в табл. 9.2.

	Таблица 9.2
Воздухообмен в теплый период года
Избытки теплоты и влаги,	Воздухообмен, м3/ч
вредные выделения
явные тепловыделения	852 797
водяные пары	411 360
ветеринарно-гигиенические	2 256 000
аммиак	1 450
сероводород	2 725

Переходный период года

В этот период года температура наружного воздуха tн = 8 °С.

Воздухообмен по ветеринарно-гигиеническим требованиям Lвет, м3/ч.

Воздухообмен соответствует расчету для холодного периода года

Lвет = 263 200 м3/ч.

Воздухообмен для удаления водяного пара из птичника Lвл, м3/ч.

Количество влаги, выделяемой птицами, равно количеству в холодный

период года Gвлдых = 1 797 750 г/ч.

Количество влаги, испаряющейся с открытой поверхности поилок, соот-

ветствует холодному периоду года Gисп = 5 530 г/ч.
			вл
Общие влаговыделения в птичнике:
Gвл = Gдых Gисп = 1 797 750 + 5 530 = 1 803 280 г/ч.
	вл	вл
Воздухообмен для удаления водяных паров в переходный период года
при ρв = 1,24 кг/м3, dуд = 7 г/кг сух. в-ха, dпр = 4,7 г/кг сух. в-ха равен:
L	1803 280		= 632 286 м3/ч.
вл	(7,0	4,7)1,24

Воздухообмен по удалению вредных газов Lг, м3/ч.

Расчет аналогичен холодному периоду года:

‒по аммиаку Lг = 1 450 м3/ч.;

‒по сероводороду Lг = 2 725 м3/ч.

268

Теплопотери через наружные ограждения в переходный период года про-

порциональны разности температуры внутреннего и наружного воздуха (tв ‒ tн)пер по аналогии с холодным периодом года (tв ‒ tн)хол, т. е. они уменьшаются до величины:

Qпер Qхол		(tв tн )пер						103 790	14 8		12 700 Вт.
				t					18 31
огр	огр	(t	в		н	)	хол

В переходный период года явные тепловыделения в птичнике равны теп-

ловыделениям в холодный период года Qвн = 2 569 520 Вт.

Излишки явной теплоты, которые необходимо удалить системами венти-

ляции:
Qя = Qвн +		Qпер = 2 569 520 – 12 710 = 2 556 810 Вт.
		огр
Количество приточного наружного воздуха для удаления избытков явной
теплоты Lя, м3/ч:
L	3,6 2 556 810		1 231 740 м3/ч.
я	1,005 1, 24(14 8)

Результаты расчетов воздухообменов сведены в табл. 9.3.

Таблица 9.3

Воздухообмен в переходный период года

Избытки теплоты и влаги,		Воздухообмен, м3/ч
вредные выделения
явные тепловыделения		1 231 740
водяные пары		632 286
ветеринарно-гигиенические		263 200
аммиак		1 450
сероводород		2 725
Результаты расчетов максимального		воздухообмена в неотапливаемом

птичнике на 235 000 гол. по периодам года сведены в табл. 9.4.

Таблица 9.4

	Воздухообмен в птичнике по периодам года
Период года		Воздухообмен, м3/ч
теплый период		2 256 000
переходный период		1 231 740
холодный период		263 200
	269