Тема 16. Анализ теплового баланса в неотапливаемых животноводческих помещениях

Путем анализа теплового баланса можно решить следующие задачи:

1. При какой температуре наружного воздуха фактически рассчитанный тепловой баланс обеспечит температуру внутри помещения в пределах гигиенической нормы?

2. Какой будет температура воздуха внутри помещения в самый холодный период года?

3. Если температура воздуха внутри помещения в самый холодный период года не будет соответствовать ГОСТу, выяснить причины нарушений теплового баланса.

1. Пользуясь данными формулы расчета теплового баланса, находим ∆t нулевого баланса, при котором внутри помещения температура будет в норме:

∆t_нб = [Q_Ж – (W_З.Д. + 13% ∑KF)] / (L × 0,31 + ∑KF)

∆t_нб=[145756–(5785,8+1664,1)]/(27693,3×0,31+2174,45)=138306,1/10759,4≈12,8⁰C

t_вн = +10˚C

t_наруж = -7,8˚C

∆t_факт = t_вн - t_наруж = 10 – (-7,8) = 17,8⁰C

t_{наруж. расч.} = 10⁰C – 12,8⁰C = – 2,8⁰C

Температура внутри коровника будет находиться в пределах нормы до тех

пор, пока температура наружного воздуха не опустится ниже – 2,8⁰C

2. Какой будет температура внутри помещения в самый холодный период?

Для решения этой задачи нужно провести арифметическое сравнение по абсолютным значениям температуры наружного воздуха (расчетной и фактической).

t_{наруж. расч.} =-2,8⁰C

t_{наруж факт.} = -7,8^0C

Отсюда 2,8 < 7,8 (на 5). Далее по формуле:

t_вн = t_вн (по норме) – разница между наружной расчётной и наружной фактической температурами

t_вн = 10˚C (по ГОСТу) - 5˚C = + 5˚C

В самый холодный период года температура воздуха внутри помещения будет +5˚C.

Далее необходимо сопоставить температуру внутри помещения в самый холодный период года с допустимыми колебаниями по ГОСТу и выявить причины нарушения теплового баланса. Допустимые колебания температуры воздуха внутри помещения по ГОСТу  5˚C.

+10˚C	+15˚C
	Реальная +5˚C
	+5˚C

В нашем случае температуры внутри помещения может понижаться в холодный период до +5˚C .Это укладывается в допустимые колебания по ГОСТу.

3. Нам нужно установить причины нарушения теплового баланса, т.к. наша температура не укладывается в допустимые колебания по ГОСТу. Для этого необходимо определить:

а) соответствует ли фактическое поголовье животных площади помещения. Находим полезную площадь пола, которая составляет 60% от общей.

S(пола) × 0,6 = S(полезн.)

S(полезн.) = 1386 ×0,6 = 831,6 м²

б) находим площадь на одну голову:

S(полезн.) / поголовье = 831,6/200 = 4,158 м² /гол.

Сравниваем фактическую площадь с нормами на 1 голову.

По ГОСТу: 2,2 м² на голову. Обнаруживается избыток площади. Определим, сколько всего животных могло быть в помещении:

S(полезн.) / S(на голову по ГОСТ) = 831,6/2,2 = 378 голов.

Нужно добавить 178 голов (378 гол. –200 гол.)

г) Определение дефицита тепла

Д.Т. = 0,31×L×∆t_факт. - 0,31×L×∆t_нб.

Д.Т.= 27693,3×0,31×17,8–27693,3×0,31×9,9=152811,6–84990,7=-67820,9 ккал

д) Определение потери тепла через одну вытяжную трубу

Q_1трубы = (0,31×L×∆t_факт) / N_{вытяж. труб}, где

Q_1трубы – потери тепла через одну вытяжную трубу

N_{вытяж. труб} – количество вытяжных труб

Q_1трубы =27693,3×0,31×17,8/7 = 21830,2 ккал

Чтобы определить число вытяжных труб (N), подлежащих перекрытию в самый холодный период года, надо дефицит тепла разделить на тепло, теряемое через 1 трубу:

N = Д.Т. / Q_1трубы

N = 67820,9 / 21830,2 = 3,1 ≈ 3 трубы

Снижение температуры воздуха в помещении повлечет за собой увеличение относительной влажности воздуха и потери продуктивности животных. Известно, что при понижении температуры воздуха помещения на 1 ^ОС животные теряют продуктивность на 3,3 %, а при повышении влажности (более 85%) на 1% молочная продуктивность снижается на 1,1 %.

ПРИМЕР:

Представим что в нашем примере перепад температуры составляет 2,7 ^ОС, потеря молочной продуктивности составит: 3,3% × 2,7 = 8,91%.

В коровнике 200 коров, из них часть сухостойных, среднесуточный удой составляет 12 кг молока, следовательно, 200 коров в сутки дают 2400 кг молока. Потеря продуктивности составит:

В январе 31 день, следовательно, потери молока составят:

(213,84 × 31) 6629,04 кг, а за зимний период (за три месяца) около 19245 кг.

Сохранение нормального температурно-влажностного режима в помещении возможно при:

А) обеспечении надежной работы системы канализации;

Б) систематическом применении веществ, поглощающих влагу;

В) обеспечении снижения общих теплопотерь через внешние ограждения.

Если эти требования невыполнимы, то единственным выходом остается подогрев приточного вентиляционного воздуха, применив для этой цели отопительно-вентиляционные устройства (таблица 14 "Вентиляционно-отопительное оборудование, рекомендуемое для комплектации систем обеспечения микроклимата животноводческих помещений").

Известно, что 1 кВт электроэнергии дает 860 ккал тепла. Для покрытия дефицита тепла требуется 67820,9:860 = 78,9 кВт/ч электроэнергии. Поэтому необходимо установить три электрокалорифера: один типа СФО-25/1Т с мощностью нагревателей 25 кВт

При сгорании дизельного топлива 1 кг дает 12 000 ккал тепла, следовательно: 67820,9: 12 000 = 5,65 кг необходимо сжечь в течение часа, для восполнения дефицита тепла.