Один из самых сложных параметров при проектировании животноводческих объектов – расчет пара метров микроклимата производственного помещения. Согласно НТП АПК 1.10.01.00100, основные показатели микроклимата в помещении – температура воздуха, влажность,скорость движения воздуха в помещении, наличие в воздухе загрязняющих веществ (пыль, аммиак и др). Большое число факторов, влияющих на эти показатели, не позволяет дать однозначные рекомендации по установке вентиляционного оборудования. Это касается вентиляции как в зимнее, так и летнее время. Если для зимы методы расчета достаточно проработаны и позволяют дать адекватную оценку микроклимату и подобрать вентиляционное оборудование, то для летнего времени такие расчетные методы отсутствуют и для установки разгонной вентиляции даны только общие рекомендации, основанные на европейском опыте. В руководящих документах (РД АПК 1.10.01.0312) оговаривают только температуру в помещении в летнее время, которая не должна быть более чем на 5 оС больше по сравнению с рабочей. Таким образом, если принимается расчетная температура при проектировании для зимнего времени 10 оС, то температура в летнее время не должна превышать 15 оС. Летнее время характеризуется высокими температурами воздуха в дневные часы. Так, например температура воздуха в тени может достигать в условиях Амурской области 35–40 оС. В помещениях температурный фон еще выше, что приводит к перегреву организма животного(рис. 1) и снижает поедаемость корма.
Как следствие, изза снижения аппетита и плохих условий микроклимата снижается продуктивность. Использование разгонной вентиляции основано на создании воздушных потоков, которые перемешивают воздух в вертикальном и горизонтальном направлениях в помещении и удаляют избыточную теплоту с поверхности тела животного. Таким образом, достигается необходимый уровень отвода теплоты, что позволяет улучшить самочувствие животного. Для улучшения условий содержания необходимо оценить количество избыточной теплоты, которое необходимо удалить с поверхности тела животного.
В настоящее время разработанные методики расчета не позволяют рассчитать такие параметры. Отсутствие научно обоснованных методик расчета параметров вентиляционных установок для эксплуатации в летнее время обосновывает актуальность предлагаемой методики. Предлагаемый расчет был апробирован в условиях Дальневосточного федерального округа, в центральной зоне Амурской области. На территории фермы располагается три однотипных коровника на 400 голов, котельная, электротехническая служба и другие строения. Электроснабжение осуществляется от линии 10/0,4 кВ, в зимнее время – от котельной. В помещении коровника установлена приточновытяжная вентиляция, которая поддерживает параметры микроклимата в зимнее время. В летнее время использовали естественную вентиляцию через окна и двери. Животные находятся на круглогодичном стойловом содержании. Вентиляционное оборудование размещали в коровнике на 400 голов. В начале работ по проектированию системы разгонной вентиля ции проведены замеры температуры и скорости воздуха в помещении при помощи термоанемометра DCFM 8906 согласно стандартным методикам. В результате обследования было установлено, что в помещении полностью отсутствует движение воздуха в зоне размещения животных. В помещении душно, стены влажные, сильный запах аммиака. В районе ворот скорость движения воздуха 0,3–0,5 м/с, в районе окон – 0,2–0,5 м/с. Результаты говорят о том, что в помещении наблюдается недостаточное движение воздуха, так как, согласно стандарту, в летнее время скорость перемещения воздуха должна со ставлять 1–1,5 м/с.За основу расчета приняли количество теплоты, которое необходимо удалить с поверхности тела животного,
Q = ΔT/R,
где ΔT – градиент температуры между телом животного и воздухом,
oС; R – тепловое сопротивление,
oС/Вт.
Количество теплоты существенно зависит от градиента температуры и площади шкуры животного. Рассмотрим количество отведенной теплоты от тела дойной коровы с площадью шкуры 0,45 м2 и телят с площадью 0,15 м2 (см. таблицу)
Количество теплоты, отводимой от поверхности тела (рис. 2), существенно зависит от температуры окружающего воздуха. Так, взрослое животное при температуре 0 oС выделяет в окружающую среду 166 Вт теплоты. Однако с ростом температуры тепловыделение сокращается и по достижении температуры тела прекращается.
В дальнейшем теплота поступает уже в организм животного о чем говорят расчетные параметры, приведенные в таблице. При температуре 40 oС наблюдается приток теплоты к телу животного.
Представленные расчеты показывают максимальное количество теплоты, которое можно удалить с поверхности тела животного. Чем выше температура окружающей среды,тем более неблагоприятными становятся условия. Общее количество теплоты, поступающее в помещение,зависит от числа голов, содержащихся в помещении.Второй показатель, который необходим при подборе оборудования для системы разгонной вентиляции, – расход воздуха вентилятором
L = ν0F3600,
где ν0 – скорость воздуха на выходе из вентилятора, м/с;
F – площадь живого сечения вентилятора, м2.
Скорость воздуха на выходе из вентилятора зависит от рекомендуемой скорости воздуха для данного помещения:
ν0 = νp/0,7,
где νp – рекомендуемая для данного помещения скорость воздуха,м/с (для коровника 1 м/с).
Исходя из значений L и Q, подбираем вентилятор и определяем температуру, до которой подаваемаяструя охлаждает рабочую поверхность. Ей в данном случае будет тело животного.
Использование предлагаемого расчета позволит существенно усовершенствовать размещение разгонной вентиляции в помещении. Так, согласно стандартному размещению разгонной вентиляции, вентиляторы устанавливают через каждые 12 м. Поэтому в помещении длиной 72 м и шириной 21 м необходимо установить 12 вентиляторов. Однако при использовании предлагаемого расчета в этом же помещении требуется установить всего 8 вентиляторов (рис. 3), что, как показала практика, позволяет обеспечить нормальный уровень воздухообмена.
Животные, размещенные в помещении с вентиляцией, выглядели значительно лучше размещенных в аналогичном помещении без вентиляции, повысилась поедаемость корма и, как следствие, продуктивность.
При использовании предлагаемых параметров в качестве расчетных для проектирования системы разгонной вентиляции снижается число установленного оборудования. Использование вентиляторов позволяет организовать автоматическое управление данной системой, исключая участие человека, и настраивать ее работу по желанию заказчика. Снижение затрат на обслуживание, монтаж и ремонт системы позволяет повысить экономическую эффективность установленных систем разгонной вентиляции.
Больше подробностей можно получить в редакции журнала "Сельский Механизатор" тел. 8 (499) 153-11-05
При копировании ссылка на журнал обязательна.
Журнал "Сельский механизатор" включен в перечень ведущих рецензируемых журналов ВАК Минобрнауки РФ по группам научных специальностей: 05.14.00 – энергетика; 05.20.00 – процессы и машины агроинженерных систем; 08.00.00 – экономические науки.
Мы публикуем научные статьи ведущих ученых и специалистов агропромышленного комплекса России, а также материалы о научно-технических новинках, статьи о современных технологиях и разработках, обзоры продукции. Среди наших подписчиков – специалисты высшего и среднего звена агропромышленных комплексов, руководители территориальных органов управлений АПК, инженеры инспекций гостехнадзора, владельцы сельскохозяйственной и автомобильной техники, директора и главные инженеры хозяйств, научные сотрудники научно-исследовательских институтов, студенты аграрных вузов, техникумов и колледжей.
#сельскиймеханизатор #посевная #уборочная #ВАК #свояферма #фермерскоехозяйство #подсобноехозяйство #диссертация
#сельскиймеханизатор #ферма #коровы #вентиляция #диссертация #Фермерскоехозяйство #рационализация #мояферма