Оптимизация режима вентиляции в коровнике для привязного содержания на 100 голов в Семипалатинской области

В общем случае в помещении  предусматриваются как приточная так и вытяжная вентиляция. Их производительность должна быть сбалансирована с учетом возможности поступления воздуха в смежные помещения или из смежных помещений. В помещениях может быть так же предусмотрена только вытяжная или только приточная система. В этом случае воздух поступает в помещение снаружи или из смежных помещений через специальные проемы или удаляется из данного помещения наружу, или перетекают в смежные помещения. Вытяжная вентиляция может устраняться только на рабочем месте (местная) или для всего помещения (общеобменная).

Преимуществом вытяжной вентиляции является возможность эффективного удаления загрязненного воздуха  из рабочей зоны даже в условиях, когда источник загрязнения не выделяет большого количества тепла а, следовательно, невозможен процесс термовытеснения воздушных масс.

 

 

         2.1.4Естественная вентиляция. Система вентиляции с естественным возбуждением

 

Перемещение воздуха в  системах естественной вентиляции происходит:

• следствие разности температур наружного (атмосферного) воздуха и воздуха в помещении, так называемой аэрации;
• вследствие разности давлений «воздушного столба» между нижнем уровнем (обуславливаемым помещением) и верхним уровнем – вытяжным устройством (дефлектором), установленным на кровле здания;
• в результате воздействия так называемого ветрового давления.

Аэрацию применяют в целях  с значительными тепловым выделениями, если концентрация пыли и вредных газов в приточном воздухе не превышает 30% предельно допустимой в рабочей зоне. Аэрацию не применяют, если по условиям технологии производства требуется предварительная обработка приточного воздуха если приток наружного воздуха вызывает образование туманно или конденсата.

    Помещения с  большими избытками тепла воздух  всегда теплее наружного. Более  тяжелый наружный воздух, поступает  в здание, вытесняет из него  плотный тяжелый воздух.

     При этом  в замкнутом пространстве помещения  возникает циркуляция воздуха,  вызываемая источником тепла,  подобная той, который вызывает  вентилятор.

      В системах  естественной вентиляции,  в которых  перемещения воздуха создается  за счет разности давления  воздушного столба, минимальный  перепад по высоте между уровнем  и забором воздуха из помещения  и его выбросом через дефлектор  должен быть не менее трех  метров при этом рекомендуемая  длина горизонтальных участков  воздуховодов не должна быть  более трех метров, а скорость  воздуха воздуховодов- не превышает 1м/с.

     Воздействие  ветрового давления выражается  в том что на ветреных  ( обращенных к ветру) сторонах здания образуется повышенная, а на подветренных сторонах, а иногда на кровле,- пониженное давление (разряжение ).

     Если в ограждении  здания имеются проемы, то с  наветренной стороны атмосферный  воздух поступает в помещение,  а с заветренной- выходит из него, причем скорость движения в проемах зависит от скорости ветра, обдувающего здания а соответственно величин возникающих разности давлений.

    Система естественной  вентиляции сложного дорогостоящего  оборудования и расхода электрической  энергии. Однако зависимость эффективности  систем от переменных факторов  ( температуры воздуха, направлении и скорости ветра), а также небольшое располагаемое давление не позволяют решать с их помощью все сложные и многообразные задачи в области вентиляции.

 

 

 

5. Общеобменная приточная вентиляция

 

Общеобменная приточная вентиляция устраивается для ассимиляции избыточного тепла и влаги, разбавление вредных концентраций паров и газов, на удаленных местной и общеобменной вытяжной вентиляцией, а так же для обеспечению расчетных санитарно-гигиенических норм и свободного дыхания человека в рабочей зоне.

При отрицательном тепловом балансе, то есть при недостатке тепла, общеобменную приточную вентиляцию устраивают с механическим возбуждением и с подогревом приточного воздуха. Как правило, перед подачей воздух очищают от пыли.

При поступлении вредных  выделений в воздух цеха количество приточного воздуха должно полностью  компенсировать общеобменную и местную вытяжную вентиляци.

 

 

6. Общеобменная вытяжная вентиляция

 

Простейшим типом общеобменной вытяжной вентиляции является

отдельный вентилятор (обычно осевого типа) с электродвигателем  на одной оси, расположенный в  окне или в отверстии стены. Такая  установка удаляет воздух на ближайшей к вентилятору зоны помещения, осуществляя лишь общий воздухообмен.

В некоторых случаях установка  имеет протяженный вытяжной воздуховод. Если длина вытяжного воздуховода  превышает 30-40 метров и соответственно потери давления в сети составляет более 30-40 кг/м², то вместо осевого вентилятора устанавливается вентилятор центробежного типа.

Когда вредными выделениями  в шахте являются тяжелые газы или пыль от оборудования вытяжные воздуховоды прокладывают на полу цеха или выполняют в виде подвольных каналов.

В промышленных зданиях где  имеются разнородные вредные  выделения(теплота, влага, газы, пары, пыль и т.п) их поступление в помещения происходит в различных условиях(сосредоточенно, рассредоточено, на различных уровнях и т.п) часто невозможно обойтись какой-либо одной системой, например местной или общеобменной.

В таких помещениях для  удаления вредных выделений, которые  не могут быть локализованы и поступают  в воздух помещения, применяют общеобменные вытяжные системы.

В определенных случаях  в производственных помещениях на ряду с механическими системами вентиляции, используют системы с естественным побуждением, например система аэрации.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                 II Проектная часть

 

                                    3 Задание

Коровник для привязного содержания на  100 голов (двухрядный, длина – 69,0 м, ширина – 9,9 м, высота – 2,8 м). Вентиляция осуществляется через 2 вытяжные шахты, высотой 4 м и сечением 0,7 х 0,7 м.

Поголовье: коровы  живой  массой 400  кг с удоем в 10 кг – 39, коровы с живой массой 400 кг с удоем  в 15 кг – 21, коровы с живой массой 400 кг, сухостойные 40 голов.

 

 

Расчетные параметры наружного  воздуха.

В зимний период: – 17,1^оС

В переходный период: – 8,05^оС

 

Параметры микроклимата в  помещении

Температура:  10^оС

Относительная влажность: в  зимний период 75%

                                             в переходный период 70 %

Расчетные параметры наружного  воздуха определяют по табл. 6.8-6.10:

Скорость движения воздуха: зимний период – 1,47 м/сек

                                                 переходный период – 1,16 м/сек

Воздухообмен на 1 кг: Зимний период – 0,17 м³/ч

                                                     Переходный период – 0,35 м³/ч

ПДК СО₂ – 0,25%

 

 

 

                          3.1 Методика исследований

Определение фактического воздухообмена в помещении:

 

L= S * V * 3600 (1)

 

Где L = часовой объем вентиляции осуществляемой через вытяжную шахту (канал), м3/ч.

S – площадь сечения  шахты (канала), м3/ч;

V – скорость движения  воздуха в шахте (канале), м/с;

3600- количество секунд  в 1 ч.[10]

 

 

Расчет часового объема вентиляции:

                                                                 

                                                                                                                                           
                                                                       (2)

 

 

Где LH₂O  - часовой объем вентиляции, м³/ч;

W – поступление водяных  паров в воздух помещения за 1 ч. г/ч;

d1 – допустимое содержание  водяных паров в воздухе помещения,  г/м³;

d2 – содержание водяных  паров в атмосферном воздухе,  г/м³ [10]

 

 

Величина испарения  влаги:

W_и=K_и * W_ж  (3)

 

Где K_и  -  поправочный коэффициент;

W_ж – Количество влаги продуцируемой животными; [10]

 

 

Допустимое содержание водяных паров в воздухе помещения  при нормативной относительной  влажности:

                                                                    

                                                                        (4)

                       

 

Где Е – максимальная влажность воздуха при нормальной температуре (табл. 2.1);

R – нормальная относительная  влажность (табл. 6.11-6.16);

Содержание водяных паров  в наружном воздухе (d₂) в расчетный период года находится по табл. 6.11. [10]

 

 

Необходимый уровень  воздухообмена по углекислому газу:

 

L_CO2 =       (5)

       

 

Где LCO₂ – часовой объем вентиляции м³/ч;

К- количество углекислоты, поступающей в помещение за 1ч, л/ч;

С₁ – допустимая концентрация углекислоты в воздухе помещения л/м³;

С₂ - содержание углекислоты в атмосферном воздухе, л/м³. [10]

 

 

 

Расчет объема вентиляции по существующим отраслевым нормативам воздухообмена:

 

L_н=n *m* L_кг     (6)

 

Где L_кг - часовой объем вентиляции согласно отраслевым нормативам, м³/ч;

n - количество животных, голов;

m-масса животных;

L_г - отраслевой норматив воздухообмена на 1 голову, м³/ч. [10]

 

 

Кратность воздухообмена:

 

                                                                            (7)

 

 

Где L - часовой объем вентиляции, м³/ч;

Vⁿ - объем помещения, м³. [10]

 

 

Определение общей  площади всех вытяжных каналов:

 

                                                 (8)

 

 

Где S – сумарная площадь всех вытяжных каналов, м²

V – скорость движения  воздуха в вытяжном канале  м/с

3600 – секунд в 1ч. [10]

 

 

Определение скорости движения воздуха в вытяжном канале:

V=2,2135    (9)

 

Где V – скорость движения воздуха, м/с

Н – высота вытяжного  канала, м

t_в – температура внутреннего помещения (нормативная), °С

t_н – температура наружная (в зависимости от сезона), °С.{10}

 

 

 

                            3.2 Расчетная часть

 

Расчет фактического воздухообмена в помещении производится по формуле:

L= S * V * 3600

Для определения фактического воздухообмена необходимо уточнить скорость движения воздуха. Разность внутренней и внешней температуры:

 в зимний период  составляет 10-(-17,1)=27,4^оС

 в переходный период  составляет 10-(-8,05)=18,05 ^оС

В связи с этим скорость движения воздуха в четырехметровых  шахтах составит: в зимний период 1,47 м/с (табл.2.6)[10]

      в переходный  период 1,16 м/с (табл.2.6)[10]

Производительность первой шахты в зимний период составляет:

L_{1 зим}=(0,5*0,5*)*0,5*1,47*3600=661,5 м³/ч

Производительность второй шахты в зимний период составляет:

L_{2 зим}=(0,5*0,5*)*0,3*1,47*3600=396.9 м³/ч

Суммарная производительность обеих вытяжных шахт в зимний период составляет:

L_зим=661,5+396,9=1058,4 м³/ч

Производительность первой шахты в переходный период составляет:

L_{1 пер}=(0,5*0,5)*0,5*1,16*3600=522 м³/ч

Производительность второй шахты в переходный период составляет:

L_{2 пер}=(0,5*0,5*)*0,3*1,16*3600=313,2 м³/ч

Суммарная производительность обеих вытяжных шахт в переходный период составляет:

L_пер=522+313,2=835,2 м³/ч

Воздухообмен в коровнике  на 1 ц составляет: