5. Расчет объема вентиляции помещения

Вентиляция помещений производится с целью создания благоприятного микроклимата для здоровья и продуктивности животных, а также для сохранения строительных материалов и конструкций зданий.

В плохо вентилируемых помещениях у животных более часто возникают не­заразные и заразные заболевания, что бывает, связано с большими непроизводительными потерями для хозяйств.

В животноводческих помещениях применяют разные по принципу действия и конструктивным особенностям вентиляционные системы: с естественным побуждением тяги воздуха, с механическим побуждением тяги, комбинированные. В овчарне применяют вентиляционные системы с естественным побуждением тяги воздуха

Часовой объем вентиляции (L) по влажности воздуха определяют по форму­ле:

Q

L =---------

q1-q2 , где

L - количество воздуха (в м³), которое необходимо удалить из помещения за час, чтобы поддержать в нем относительную влажность в пределах нормы (70-85%), м³/ч;

Q - количество водяных паров (в г), которое выделяют находящиеся в поме­щении животные с учетом влаги испаряющейся с поверхности пола, кормушек, поилок, стен и других ограждений в час, г в час;

q_r абсолютная влажность воздуха помещений (в г/м ), при которой относи­тельная влажность остается в пределах норматива;

q2- средняя абсолютная влажность наружного воздуха (в г/м ) вводимого в помещение в переходный период (ноябрь и март) по данной климатической зоне.

Для расчетов вентиляции животноводческого помещения необходимы сле­дующие данные: существующий или проектный объем помещения, количество животных в помещении, их живая масса, возраст, физиологическое состояние, продуктивность, нормативные показатели основных параметров микроклимата помещения, температура, относительная и абсолютная влажности, а также эти по­казатели атмосферного воздуха

Помещение для содержания овцематок на 850 голов (в тепляке минимум 15% - 128 голов) живой массой- 60 кг.

Поголовье животных:

1 группа - овцематки, живой массой 60 кг, их количество 800 головы;

Овцематки расположены в 2-х зданиях в первом – 400, во-втором- 450голов

Внутренние размеры первой овчарни (без учета тамбуров): длина - 34 м, ширина -10м, высота стены – 2.4 м, высота в коньке - 3,8 м.

Животноводческое помещение находится в Брагин районе. Нормативная температура в овчарне 5°С, относительная влажность 75%. Температура на­ружного воздуха в среднем за март и ноябрь месяц для данного района составляет – 0,2 °С, абсолютная влажность – 3,37 г/м³.

Необходимо определить:

1. Часовой объем вентиляции (L) по влажности воздуха.

2. Кратность воздухообмена в час.

3. Объем воздухообмена на 1 центнер живой массы животного данного поме­щения (или на 1 голову животного или у кур на 1 кг живой массы).

4. Общую площадь сечения вытяжных и приточных каналов, а также их коли­чество при вентиляции с естественным побуждением.

Определяем часовой объем вентиляции.

Поголовье животных, размещенное в овчарне, выделяет за час следующее количество водяных паров:

одна овцематка живой массой 60 кг выделяет 78г/ч. тогда 400 голов выделяет 31200 г/ч

Испарение влаги с ограждающих конструкций при удовлетворительном санитарном режиме, исправно действующей канализации, регулярной уборке навоза и применения соломенной подстилки в овчарне10%

10% от общего количества влаги, выделяемой всеми животными данного помещения, составит 3210г/ч. 31200 - 100%

X -10%

Всего поступит водяных паров в воздух овчарни за час 34320 г (31200+3120).

В овчарне температура воздуха 5°С и относительная влажность 75 % Для расчета абсолютной влажности по таблице "Максимальная упру­гость водяного пара в мм ртутного столба " находят, что максимальная влажность воздуха при температуре 5°С составляет 6.53. Следовательно, этой влажности со­ответствует 100 %-ная относительная влажность, а в помещении относительная влажность должна быть 75 %. Составляем пропорцию:

6.53 - 100%

q1, - 75%

q1= 4.8975 г\м3

Значение q2 берем из таблицы "Средние показатели температуры и абсолют­ной влажности в различных пунктах Республики Беларусь ".

Абсолютная влажность наружного воздуха в Брагинском районе в ноябре – 4,5 г/ч, в марте – 3,37г/м3.

4,5+3,37

q2=---------------------- =3,935

2

Полученные данные подставим в формулу

34320

L=---------------------- =35657,1

4,8975 -3,935

2. Определение кратности воздухообмена в помещении выполняют по формуле:

Кр=L\V, где

Кр - кратность воздухообмена, показывает сколько раз в течение часа воздух в по­мещении необходимо заменить на новый;

L - часовой объем вентиляции, м3/ч ;

V - объем помещения, м3.

V = 52 х 10 х 2,4 =1248 м3

35657

Кр=------------- = 28,6 раз в час

1248

3. Определение объема вентиляции на 1 ц живой массы производят по формуле:

V=L/m , где

V - объем вентиляции на 1 ц живой массы, м /ч;

L - часовой объем вентиляции, м /ч;

m - живая масса животных, ц.

m=400 х 60 =240 ц

35657,1

V =--------------- =148,5м3\ч

240

4. Общую площадь сечения вытяжных труб, обеспечивающих расчетный воздухо­обмен, определяют по формуле:

S=L/v*3600, где

S - общая площадь поперечного сечения вытяжных шахт, м ;

V - скорость движения воздуха в вытяжной шахте, м/с;

3600 - количество секунд в одном часу.

Для определения скорости движения воздуха в вентиляционной шахте (v) применяют таблицу "Скорость движения воздуха в вентиляционных трубах (м/с) при разной высоте труб и при различных температурах воздуха внутри поме­щения и наружного воздуха".

Разница температур воздуха внутри помещения и наружного (∆t) рассчиты­вается следующим образом: температура воздуха в овчарне +5°С, средняя температура наружного воздуха в переходный период – --0,2°С и Брагинском районе (ноябрь – 0,9°С, март - -1,3°С,)

Следовательно, разница этих температур составит : ∆t= + 5°С+0,2°С = 5,2°С.

Допустим высота вытяжной трубы составляет 6 м, поэтому v = 0,8 м/с.

Подставим все значения в формулу

35657,1

S=------------------ =12,4м

0,8 х 3600

Таким образом, общее сечение вытяжных шахт равно 12,4 м Количество вытяжных шахт определяют по следующей формуле:

n=S/s

S - общая площадь сечения вытяжных шахт, м2;

s - площадь сечения одной вытяжной шахты, ь2.

Эффективнее работают в овчарне трубы с сечением большим чем 1 м , по­этому можно установить 12 вытяжных шахт сечением 1,25 м х 1,2 м каждая.

12,4

n= ------------ = 8 вытяжных шахт

1,5

Площадь приточных каналов (S2) составляет 60 - 70 % от общей площади вытяжных шахт и определяется по формуле :

S2 = Sx0,6 S2= 12,4 x 0,6=7,44 м2

Количество приточных каналов (n2) рассчитывается по следующей формуле:

n2= S2/s2 ,где

S2- общая площадь сечения приточных каналов, м2

s2 - площадь сечения одного приточного канала, м2.

В овчарне приточные каналы могут быть выполнены в виде приточных каналов. Приточный канал имеет площадь 2,35 м х 0,135 м = 0,31 м2, то

n2 =7,44/0.31=24 приточных каналов по 12 с каждой стороны, которые располагают в шахматном

порядке для избежания сквозняков.

2 группа - овцематки, живой массой 60 кг, их количество 450 головы;

Овцематки расположены в - 450голов

Внутренние размеры первой овчарни (без учета тамбуров): длина – 58,25 м, ширина -10м, высота стены – 2.4 м, высота в коньке - 3,8 м.

Животноводческое помещение находится в Брагинском районе. Нормативная температура в овчарне 5°С, относительная влажность 75%. Температура на­ружного воздуха в среднем за март и ноябрь месяц для данного района составляет – 0,2 °С, абсолютная влажность – 3,37 г/м³.

Необходимо определить:

1. Часовой объем вентиляции (L) по влажности воздуха.

2. Кратность воздухообмена в час.

3. Объем воздухообмена на 1 центнер живой массы животного данного поме­щения (или на 1 голову животного или у кур на 1 кг живой массы).

4. Общую площадь сечения вытяжных и приточных каналов, а также их коли­чество при вентиляции с естественным побуждением.

Определяем часовой объем вентиляции.

Поголовье животных, размещенное в овчарне, выделяет за час следующее количество водяных паров:

одна овцематка живой массой 60 кг выделяет 78г/ч. тогда 450 голов выделяет 35100 г/ч

Испарение влаги с ограждающих конструкций при удовлетворительном санитарном режиме, исправно действующей канализации, регулярной уборке навоза и применения соломенной подстилки в овчарне10%

10% от общего количества влаги, выделяемой всеми животными данного помещения, составит 3510г/ч. 35100 - 100%

X -10%

Всего поступит водяных паров в воздух овчарни за час 38610 г (35100+3510).

В овчарне температура воздуха 5°С и относительная влажность 75 % Для расчета абсолютной влажности по таблице "Максимальная упру­гость водяного пара в мм ртутного столба " находят, что максимальная влажность воздуха при температуре 5°С составляет 6.53. Следовательно, этой влажности со­ответствует 100 %-ная относительная влажность, а в помещении относительная влажность должна быть 75 %. Составляем пропорцию:

6.53 - 100%

q1, - 75%

q1= 4.8975 г\м3

Значение q2 берем из таблицы "Средние показатели температуры и абсолют­ной влажности в различных пунктах Республики Беларусь ".

Абсолютная влажность наружного воздуха в Брагинском районе в ноябре – 4,5 г/ч, в марте – 3,37г/м3.

4,5+3,37

q2=---------------------- =3,935

2

Полученные данные подставим в формулу

38610

L=---------------------- =40114,3

4,8975 -3,935

2. Определение кратности воздухообмена в помещении выполняют по формуле:

Кр=L\V, где

Кр - кратность воздухообмена, показывает сколько раз в течение часа воздух в по­мещении необходимо заменить на новый;

L - часовой объем вентиляции, м3/ч ;

V - объем помещения, м3.

V = 58,25 х 10 х 2,4 = 1398м3

40114,3

Кр=------------- = 28,7 раз в час

1398

3. Определение объема вентиляции на 1 ц живой массы производят по формуле:

V=L/m , где

V - объем вентиляции на 1 ц живой массы, м /ч;

L - часовой объем вентиляции, м /ч;

m - живая масса животных, ц.

m=450 х 60 =270 ц

40114,3

V =--------------- =148,6м3\ч

270

4. Общую площадь сечения вытяжных труб, обеспечивающих расчетный воздухо­обмен, определяют по формуле:

S=L/v*3600, где

S - общая площадь поперечного сечения вытяжных шахт, м ;

V - скорость движения воздуха в вытяжной шахте, м/с;

3600 - количество секунд в одном часу.

Для определения скорости движения воздуха в вентиляционной шахте (v) применяют таблицу "Скорость движения воздуха в вентиляционных трубах (м/с) при разной высоте труб и при различных температурах воздуха внутри поме­щения и наружного воздуха".

Разница температур воздуха внутри помещения и наружного (∆t) рассчиты­вается следующим образом: температура воздуха в овчарне +5°С, средняя температура наружного воздуха в переходный период – --0,2°С и Брагинском районе (ноябрь – 0,9°С, март - -1,3°С,)

Следовательно, разница этих температур составит : ∆t= + 5°С+0,2°С = 5,2°С.

Допустим высота вытяжной трубы составляет 6 м, поэтому v = 0,8 м/с.

Подставим все значения в формулу

40114,3

S=------------------ =13,9м

0,8 х 3600

Таким образом, общее сечение вытяжных шахт равно 13,9 м Количество вытяжных шахт определяют по следующей формуле:

n=S/s

S - общая площадь сечения вытяжных шахт, м2;

s - площадь сечения одной вытяжной шахты, ь2.

Эффективнее работают в овчарне трубы с сечением большим чем 1 м , по­этому можно установить 9 вытяжных шахт сечением 1,25 м х 1,2 м каждая.

13,9

n= ------------ = 9 вытяжных шахт

1,5

Площадь приточных каналов (S2) составляет 60 - 70 % от общей площади вытяжных шахт и определяется по формуле :

S2 = Sx0,6 S2= 13,9 x 0,6=8,34 м2

Количество приточных каналов (n2) рассчитывается по следующей формуле:

n2= S2/s2 ,где

S2- общая площадь сечения приточных каналов, м2

s2 - площадь сечения одного приточного канала, м2.

В овчарне приточные каналы могут быть выполнены в виде приточных каналов. Приточный канал имеет площадь 2,35 м х 0,135 м = 0,31 м2, то

n2 =8,34/0.31=27 приточных каналов, которые располагают в шахматном порядке для избежания сквозняков.

3 группа - овцематки, живой массой 60 кг, их количество 128 головы;

Овцематки расположены в тепляке

Внутренние размеры тепляка (без учета тамбуров): длина - 34 м, ширина -10м, высота стены – 2.4 м, высота в коньке - 3,8 м.

Животноводческое помещение находится в Брагинском районе. Нормативная температура в овчарне 15°С, относительная влажность 70%. Температура на­ружного воздуха в среднем за март и ноябрь месяц для данного района составляет – -0,2°С, абсолютная влажность – 3,37 г/м³.

Необходимо определить:

1. Часовой объем вентиляции (L) по влажности воздуха.

2. Кратность воздухообмена в час.

3. Объем воздухообмена на 1 центнер живой массы животного данного поме­щения (или на 1 голову животного или у кур на 1 кг живой массы).

4. Общую площадь сечения вытяжных и приточных каналов, а также их коли­чество при вентиляции с естественным побуждением.

Определяем часовой объем вентиляции.

Поголовье животных, размещенное в овчарне, выделяет за час следующее количество водяных паров:

одна овцематка живой массой 60 кг выделяет 78г/ч. тогда 128 голов выделяет 2184 г/ч

Испарение влаги с ограждающих конструкций при удовлетворительном санитарном режиме, исправно действующей канализации, регулярной уборке навоза и применения соломенной подстилки в овчарне 10%

10% от общего количества влаги, выделяемой всеми животными данного помещения, составит 218,4г/ч. 2184 - 100%

X -10%

Всего поступит водяных паров в воздух тепляка за час 24024 г (2184+218,4).

В тепляке температура воздуха +15°С и относительная влажность 70 % Для расчета абсолютной влажности по таблице "Максимальная упру­гость водяного пара в мм ртутного столба " находят, что максимальная влажность воздуха при температуре 15°С составляет12,70. Следовательно, этой влажности со­ответствует 100 %-ная относительная влажность, а в помещении относительная влажность должна быть 75 %. Составляем пропорцию:

12,70 - 100%

q1, - 70%

q1= 8,89г\м3

Значение q2 берем из таблицы "Средние показатели температуры и абсолют­ной влажности в различных пунктах Республики Беларусь ".

Абсолютная влажность наружного воздуха в Брагинском районе в ноябре – 4,5 г/ч, в марте – 3,37г/м3.

4,5+3,37

q2=---------------------- =3,935

2

Полученные данные подставим в формулу

24024

L=---------------------- =4938,1

8,89 -3,935

2. Определение кратности воздухообмена в помещении выполняют по формуле:

Кр=L\V, где

Кр - кратность воздухообмена, показывает сколько раз в течение часа воздух в по­мещении необходимо заменить на новый;

L - часовой объем вентиляции, м3/ч ;

V - объем помещения, м3.

V = 34 х 10 х 2,4 =816 м3

4938,1

Кр=------------- = 6 раз в час

816

3. Определение объема вентиляции на 1 ц живой массы производят по формуле:

V=L/m , где

V - объем вентиляции на 1 ц живой массы, м /ч;

L - часовой объем вентиляции, м /ч;

m - живая масса животных, ц.

m=128 х 60 =76,8 ц

4938,1

V =--------------- =64,3м3\ч

76,8

4. Общую площадь сечения вытяжных труб, обеспечивающих расчетный воздухо­обмен, определяют по формуле:

S=L/v*3600, где

S - общая площадь поперечного сечения вытяжных шахт, м ;

V - скорость движения воздуха в вытяжной шахте, м/с;

3600 - количество секунд в одном часу.

Для определения скорости движения воздуха в вентиляционной шахте (v) применяют таблицу "Скорость движения воздуха в вентиляционных трубах (м/с) при разной высоте труб и при различных температурах воздуха внутри поме­щения и наружного воздуха".

Разница температур воздуха внутри помещения и наружного (∆t) рассчиты­вается следующим образом: температура воздуха в овчарне +15°С, средняя температура наружного воздуха в переходный период – --0,2°С и Брагинском районе (ноябрь – 0,9°С, март - -1,3°С,)

Следовательно, разница этих температур составит : ∆t= + 15°С+0,2°С = 15,2°С.

Допустим высота вытяжной трубы составляет 4 м, поэтому v = 1,01 м/с.

Подставим все значения в формулу

4938,1

S=------------------ =1,36м

1,01 х 3600

Таким образом, общее сечение вытяжных шахт равно 1,36 м Количество вытяжных шахт определяют по следующей формуле:

n=S/s

S - общая площадь сечения вытяжных шахт, м2;

s - площадь сечения одной вытяжной шахты, ь2.

Эффективнее установить вытяжные шахты сечением 1,2м х 1,1 м каждая.

1,36

n= ------------ = 1 вытяжная шахта

1,32

Площадь приточных каналов (S2) составляет 60 - 70 % от общей площади вытяжных шахт и определяется по формуле :

S2 = Sx0,6 S2= 1,36x0,7=0,952м2

Количество приточных каналов (n2) рассчитывается по следующей формуле:

n2= S2/s2 ,где

S2- общая площадь сечения приточных каналов, м2

s2 - площадь сечения одного приточного канала, м2.

В тепляке приточные каналы могут быть выполнены в виде подоконных щелей. Подоконная щель имеет площадь 2,35 м х 0,135 м = 0,31 м2, то

n2 =0,952/0.31=3 подоконные щели, которые располагают в шахматном порядке для избежания сквозняков.