3. Воздухо - влаго и теплообмен в животноводческих помещениях.

За основу расчетов вентиляции приняты физиологические нормативы оптимальных температур, относительной влажности и предельно-допустимого содержания углекислого газа. Полученный наибольший показатель величины воздухообмена принимают за основу расчета вентиляционных систем.

3.1. Основное уравнение воздухообмена.

где - внутренняя кубатура помещения, м³;

- количество выделяемых вредностей внутри помещения, г/ч;

- количество подаваемого и одновременно удаляемого воздуха, м³/ч;

- количество вредностей в свежем воздухе, г/м³;

- концентрация вредностей в данный момент времени;

- время.

З а время количество вредностей, выделившихся в помещении будит . Количество вредных выделений, выносимых вместе с воздухом .

Общая сумма вредных выделений

.

В этот же отрезок времени из помещения удаляется воздух в том же объеме , но с концентрацией вредностей , г/м³. - также, концентрация вредностей в данный момент времени. Следовательно, количество вредностей удаляемых из помещения за время составит .

Изменение концентрации вредностей в помещении будет равно его объему, умноженному на приращение концентрации вредностей:

.

Разделяем переменные:

,

или - (х)

(х) - основное дифференциальное уравнение воздухообмена в помещении.

Для определения пределов интегрирования считают, что за промежуток времени от 0 до t концентрация вредностей в помещение изменилась от до . Профессор В.М. Чаплин представил выражение (х) в виде:

.

При длительной работе вентиляции и равномерном непрерывном выделении вредностей можно допустить, что , тогда:

.

Различные по виду и возрасту животные выделяют различное количество вредных газов, тепла и влаги, поэтому:

,

тогда или

где - количество животных в помещении данной группы, вида;

- количество СО₂ или другого газа, выделяемого одним животным, г/ч;

- допустимое содержание СО₂ или другого газа в помещении, г/м³;

- допустимое количество СО₂ или другого газа в свежем, приточном воздухе, г/м³.

Чем меньше (жестче требования) тем → .

3.2. Воздухообмен по оптимальной температуре.

Составим тепловой баланс:

, кДж/ч,

где - количество теплоты, выделяемое животными, кДж;

- количество животных;

- количество теплоты, выделяемое одним животным в час, кДж/ч;

- потери теплоты помещением через наружные ограждения;

- потери теплоты на вентиляцию;

- потери теплоты на испарение влаги в помещении.

, кДж/ч,

где - площадь ограждающих конструкций здания, м²;

, м²

- суммарный коэффициент теплопередачи

( 3,36 кДж/м²·ч·град.).

где - расчетный воздухообмен, м³/ч;

- весовая теплоемкость воздуха ( 1,008 кДж/кг.град);

- объемная масса воздуха ( =1,29 кг/м³);

Тогда:

Отсюда:

Количество теплоты, требуемого на обогрев помещения:

б) по предельно допустимой влажности воздуха

где - количество влаги, выделяемое животными, г/ч;

- количество влаги, испаряемое с пола, г/ч

( );

- содержание влаги в свежем воздухе, г/м³;

- предельно допустимое значение абсолютной влажности воздуха, г/м³, при которой относительная влажность не превышает допустимой нормы.

в) по предельному содержанию СО₂:

где - количество СО₂, выделяемое одним животным, л/ч;

- допустимое содержание СО₂ в помещении, л/м³;

- содержание СО₂ в чистом воздухе ( = 0,3 – 0,4 л/м³ ).

Определив часовую величину воздухообмена и зная внутренний объем помещения, определим кратность воздухообмена в час:

При К 3 – назначают вентиляцию с естественным побудителем; при К = 3 5 – с искусственным побуждением воздуха; при К > 5 – с искусственным побуждением подогретого воздуха.

Требуемый воздухообмен в животноводческом помещении обеспечивается системой вентиляции, в общем случае к которой предъявляются следующие требования:

1. Обеспечивать расчетный воздухообмен.

2. Автоматически изменять параметры микроклимата в помещении.

3. Равномерно распределять свежий воздух по всему объему помещения.

4. Не превышать нормативной скорости движения воздуха.

Классификация систем вентиляции:

а) по принципу действия:

• с естественным побудителем (естественная вентиляция);

• с механическим побудителем ( принудительная или искусственная);

• комбинированного действия.

б) по назначению:

• приточная (нагнетает воздух);

• вытяжная (отсасывает воздух);

• комбинированная (приточно-вытяжная).