Расчет объема вентиляции по избыточной влажности на переходный период

Lн₂о = 113074,5/(6,419 – 3,4) = 37454,29 м³/ч

К = 37454,29 / 4528,8 = 8,27 = 8 раза в час

U = Lн₂о/200 = 37454,29 / 200 = 187,27 м³/ч

Расчет вытяжных каналов

S = Lн₂о/(v·t) = 22089,18 / (1,1 × 3600) = 5,58 м²

n = 6,89/0,36 = 15,5 = 16 вытяжных канала

Расчет приточных каналов

S = 5,58 × 0,8 = 4,464 м²

n = 4,464/0,09 = 50 приточных канала

Расчет объема вентиляции по избыточной влажности на зимний период

Lн₂о = 113074,5/(6,419 – 1,3) = 22089,18 м³/ч

К = 22089,18 /4528,8 = 4,88 = 5 раз в час

U = Lн₂о/200 = 22089,18 / 200 = 110,45 м³/ч

Расчет вытяжных каналов

S = Lн₂о/(v·t) = 37454,29 / (1,95 × 3600) = 5,34 м²

n = 5,34/0,36 = 14,83 = 15 вытяжных каналов

Расчет приточных каналов

S = 5,34 · 0,8 = 4,272 м²

n = 4,272/0,09 = 47 приточных канала

Расчет теплового баланса помещения.

Температура воздуха в помещении + 10 градусов, средняя температура воздуха наружного в январе - 15,4 °С, относительная влажность воздуха – 70%, барометрическое давление – 740 мм.рт.ст.

Расчет теплового баланса проводим по формуле

Q_ж = Q_огр + Q_вент + Q_исп ,

где Q_ж – поступление теплоты от животных, ккал/ч; Q_огр – теплопотери через ограждающие конструкции с учетом дополнительных теплопотерь на обдувание ветром, инфильтрацию воздуха, ккал/ч; Q_вент – расход теплоты на вентиляцию, ккал/ч; Q_исп – расход теплоты на испарение влаги с мокрых поверхностей, ккал/ч.

Поступление тепла в помещение от животных зависит от вида, пола, продуктивности животных (табл. 6).

Q_ж = 647200 / 4,18 = 154832,54 ккал/ч

Q_вент = Lн₂о × 1,181 × 0,31 × Δt,

где Lн₂о – объем воздухообмена в час по влажности в зимний период; 1,181 – масса 1м³ воздуха, кг; 0,31 – количество тепла необходимое для нагрева 1 кг воздуха на 1 °С, ккал/кг; Δt – разность между оптимальной температурой воздуха помещения и среднемесячная температура воздуха самого холодного месяца зоны.

Q_вент = 22089,18 × 1,181 × 0,31 × 25,4 = 205411,57 ккал/ч

Табл. 7. Поступление тепла в помещение от животных

Группа животных	Живая масса, кг	Количество животных	Свободное тепло, кДж/ч
			одной головой	всем поголовьем
Дойные коровы	550	170	3324,5	565165
Сухостойные коровы	550	20	2906,75	58135
Нетели	400	10	2390	23900
Всего					647200

Q_огр = Δt × ΣKF × n,

где Δt – разность между оптимальной температурой воздуха помещения и среднемесячная температура воздуха самого холодного месяца зоны; Σ – показатель суммирования производной KF; K – коэффициент общей теплопередачи через ограждение конструкций, кг/м2/град; F – площадь ограждающих конструкций, м²; n – поправочный коэффициент, учитывающий расположение ограждения по отношению к наружному воздуху.

Определение количества тепла, расходуемого на нагрев ограждающих конструкций, представлено в таблице 8.

Табл. 8. Площадь ограждающих конструкций

Ограждающие конструкции	Размеры, м	Площадь, м2	К, ккал/(м2×ч×°С)	KF, ккал/(ч×°С)	t, °С	Тепло- потери, ккал/ч
Окна с двойными переплетами	1,5×1×65	97,5	2,30	192,82	25,4	4897,64
Двери в продольных стенах	1,2×2,2×2	5,28	4,80	21,79	25,4	553,51
Ворота в торцовых стенах	2,6×3×4	31,2	4,80	128,77	25,4	3270,77
Стены продольные	68×3,7×2	503,2	0,26	132,82	25,4	3373,53
Стены торцовые	18×3,7×2	133,2	0,30	39,58	25,4	1005,42
Перекрытие	68×21×1	1428	0,32	386,94	25,4	9828,26
Пол в стойлах	1,2×1,7×200	408	0,23	80,69	25,4	2049,47
Пол бетонный в проходах	1,3×60,02×2 2,1×60,02×2 2×60,02 0,6×60,02×4 1,2×18 0,42×18 6,36×18	816	0,30	210,49	25,4	5346,45
Итого							30325,05

По данным таблицы 8 видно, что количество тепла, расходуемого на нагрев ограждающих конструкций от – 15,4 °С до +10 °С равно 30325,05 ккал/ч. Так как помещение теряет дополнительно за счёт обдувания 13% тепла от теплопотерь ограждающих конструкций, то вычисляем: (192,82 + 21,79 + 128,77 + 13,82) × 25,4 × 0,13 = 1179,47. Следовательно, общий расход тепла, необходимого на нагрев всех ограждающих конструкций коровника, составляет: 30325,05 + 1179,47 = 31504,52 ккал/ч.

Теплопотери на испарение влаги с поверхности пола, кормушек и ограждающих конструкций (Q_исп) составляет 10% от общего количества влаги, выделяемой всеми животными, и составляют: 10279,5 г/ч. На испарение 1 г влаги затрачивается 0,595 ккал/ч тепла.

Q_исп = 10279,5 × 0,595 = 6116,30 ккал/ч.

Составляем тепловой баланс:

теплопотери – 243032,40 ккал/ч, в том числе:

на обогрев вентиляционного воздуха – 205411,58 ккал/ч

на обогрев ограждающих конструкций – 31504,52 ккал/ч

на испарения влаги – 6116,30 ккал/ч

поступление теплоты от животных – 154832,54 ккал/ч

Следовательно, расход тепла превышает теплопоступление на 88199,86 ккал/ч. Это говорит об отрицательном тепловом балансе. Поэтому необходимо для обогрева помещения поставить калорифер.

88199,86 ккал/ч × 1,163 = 102576,44 Вт = 102,58 кВт

Потребуется установить 9 калориферов мощностью 12 кВт.

Канализация и навозоудаление.

Навоз из помещения удаляют механическим способом с помощью цепного скребкового транспортера марки ТСН-3,0А. Транспортер устанавливают за стойлами в навозных каналах шириной 0,32 м и глубиной 0,14 м. Навоз перемещают от стойл к приемному бункеру. Оттуда другим наклонным транспортером погружают в тракторный прицеп 2ПТС-6,5 и отвозится к заглубленному навозохранилищу, где навоз хранится 6 месяцев.

Навоз из помещения удаляется 8 раз в сутки (через каждые 3 часа).

В качестве подстилки используют солому, которая обладает малой теплопроводностью и высокой влагоемкостью, но обладает низкой бактерицидностью и бактериостатичностью. Подстилку меняют ежедневно после удаления навоза из помещения. Потребность в подстилочном материале составляет 1,5 кг на голову в сутки. Подстилку хранят на чердаке основного помещения.

В хозяйстве применяют горячий, рыхлый, или аэробно-анаэробный способ хранения, что обеспечивает его обезвреживание. Навоз от больных животных подвергают биотермическому обеззараживанию.

Навозохранилище представляет собой котлован прямоугольной формы глубиной 2 м, обвалованный вдоль длинных сторон. В его торцах сделаны съезды (1:5) для транспорта, а по бокам — жижесборники, вместимостью 15 м³ каждый. Дно хранилища имеет уклон 0,003° в сторону жижесборника. Верхняя насыпная часть откосов плотно утрамбована и снаружи укреплена дерном, а дно забетонировано.

Территория навозохранилища огорожена изгородью высотой 1,5 м и защищена многолетними зелеными насаждениями, имеет подъездную дорогу с твердым покрытием шириной 3,5 м, с обочинами по 1 м. Ширина лесозащитной полосы – 10 м.

Навозохранилище расположено на расстоянии 100 м от фермы с подветренной стороны, ниже по рельефу.

Расчет площади навозохранилища производят по следующей формуле

F = nHC/hm,

где F – площадь навозохранилища, м²; n – число животных; H – выход навоза от одного животного за сутки, кг; C – продолжительность хранения навоза, сут; h – высота укладки навоза, м; m – объемная масса навоза, кг/м³.

Выход навоза за сутки от всех групп животных представлен в табл.

F = (11010×180)/(2×1100) = 1981800/2200 = 901 м²

Размеры навозохранилища 25×36,04 м.

Навоз используют в качестве удобрения. Из навозохранилища его выгружают погрузчиком ПГ-0,5, а затем вывозят на поля с помощью ПРТ-7 (предназначен для поверхностного внесения твердых органических удобрений в почву и для их транспортировки). Навозную жижу выгружают с помощью МЖТ-Ф-6 (выполняет самозагрузку, транспортировку, перемешивание и сплошное поверхностное распределение жидких органических удобрений).

Табл. 9. Выход навоза на ферме

Группа животных	Количество голов	Выход навоза за сутки от одного животного, кг				Выход навоза за сутки от всех животных, кг
		количество мочи	количество фекалий	количество подстилки
Коровы при привязном содержании	190	20	35	1,5	10735
Нетели при привязном содержании	10	7	20	1,5	375
Всего							11010