Расчет вентиляции

Система вентиляции должна обеспечивать оптимальный, выте­кающий из зоотехнических требований температурно-влажност­ный режим и химический состав воздуха в помещении, поэтому воздухообмен и другие параметры системы вентиляции рассчи­тывают по специальным методикам.

Из всех факторов микроклимата наиболее важную роль в животноводческих помещениях играет температура воздуха, а также полов н ограждающих поверхностей, так как она непос­редственно влияет на терморегуляцию, теплообмен, а следова­тельно, и на обмен веществ в организме и другие процессы жиз­недеятельности.

Практически под микроклиматом помещений понимают ре­гулируемый воздухообмен, т. е. организованное удаление из по­мещений загрязненного и подачу в них чистого воздуха через систему вентиляции. С помощью последней в помещениях под­держивают оптимальный температурно-влажностный режим и химический состав воздуха; обеспечивают равномерное рас­пределение и циркуляцию воздуха внутри помещений для пре­дотвращения образования «застойных зон»; предупреждают конденсацию паров на внутренних поверхностях ограждений

(стены, потолки и др.); создают в животноводческих и птице­водческих помещениях нормальные условия для работы обслу­живающего персонала.

Воздухообмен животноводческих поме-' щ е н и й как расчетная характеристика представляет собой удельный часовой расход, т. е. выраженную в кубометрах в час подачу приточного воздуха, отнесенную к 100 кг живой массы животных.

С учетом зоотехнических требований минимально допусти­мый объем Кпт, м3/ч, вентиляции определится по формуле

Кт|п = 0,01/тС, (17)

Где / — норма воздухообмена на 100 кг живой массы, м3/ч; т — коли­чество животных в помещении, голов; й — средняя живая масса одного животного, кг.

Отношение объема удаляемого загрязненного воздуха Кшш

К объему помещения называется кратностью воздухообмена.

Оно показывает, сколько раз в течение одного часа полностью сменится воздух в рассматриваемом помещении.

Минимально допустимая кратность воз­духообмена определяется из отношения

*3=^, (18)

V пол

Где У„ол — полезный объем помещения, м3.

Для животноводческих помещений принимают £в=3—4. Однако кратность воздухообмена не должна превышать 5—б раз в 1 ч, так как с повышением интенсивности воздухообмена растет скорость движения воздушных потоков и могут образо­ваться «зоны сквозняков».

Величина воздухообмена рассчитывается из усло­вий обеспечения заданных значений относительной влажности, температуры воздуха и допустимой концентрации вредных газов. Для получения оптимальной относительной влажности воздуха в помещении воздухообмен 0„,вл, м3/ч, определяется из уравне­ния баланса выделений и удаления влаги

Фтвл—------------ ’ (19)

Ивфв ^*нфн

Где й? в, — влагосодержание внутреннего и наружного воздуха, г/кг, при полном его насыщении и заданной температуре; ср6, <рн — относи­тельная влажность внутреннего и наружного воздуха соответственно; £в — сумма влаговыделений от всех источников внутри помещений, г/ч, £в = вжт + вдр, где бж — выделение водяных паров одним жи­вотным— по табл. 17, г/ч; вдр — суммарное влаговыделение другими

Источниками — полы, кормушки, автопоилки, г/ч; для грубых расчетов принимают бдР = 0,1бжт; т — количество животных в помещении).

17. Количество теплоты, углекислоты и водяных паров, выделяемых животными

Масса

Животного,

Кг

Выделения

Животное

Теплота,

КДж/ч

Углекис­лота, л/ч

Пары воды, г/ч

Лактирующая корова с удоем:

10 л

400

2,89

114

292

600

3,94

135

348

30 л

600

4,83

189

487

800

5,95

214

549

Откормочная свннья

100

1,08

43

46

200

1,42

57

75

Свиноматка с приплодом

150

1,95

78

198

200

2,11

84

216

Овца

50

0,5

20

50

60

0,54

21

55

Удельный воздухообмен по влаге, т. е. объем­ная подача приточного воздуха С)уВ1, м3/ч на 100 кг живой массы животных, определяется по формуле

103У В

С^Увл— 7 (20)

Фв«вРв— фн«нРн

Где рв, р„ — плотность сухого воздуха, кг/м3, при заданной температуре вне и внутри помещения.

Для поддержания температуры воздуха на заданном уровне воздухообмен См3/ч, определяют исходя из условия тепло­вого баланса в помещении

^=ТГГ^ГТ7-' <21>

С (Т в / и) Рн

Где <3„зб — избыточное количество теплоты, выделяемой всеми источ­никами внутри помещения, кДж/ч; с — удельная теплоемкость воздуха, равная 0,99 кДж/(кг-К); Тв, Т„ — заданные по нормативам значения температуры внутреннего и наружного воздуха, К; рн — плотность при­точного воздуха, кг/м3.

Избыточное количество теплоты У ф„36, кДж/ч, выделяемое всеми источниками, находится из равенства

Е (?изб = (?ж + + (?осв + (?рал — Флот, (22)

Где (?ж, ф,„. фрал — тепловыделения в помещении соответственно

Животными, электросиловыми установками, осветительными приборами и теплота солнечной радиации, кДж/ч; ф нот ТбПЛОПОТврИ ПОМСШ.6-

Ния, кДж/ч.

Для грубых расчетов принимают

I С? илс = (23);

Где ^ — среднее количество теплоты, кДж/ч, выделяемое одним жи­вотным, которое определяется по табл. 17. ;

Условия содержания животных и птицы будут оптимальными; в том случае, если в помещении не только поддерживается заданный температурно-влажностный режим, но и химический состав воздуха находится в допустимых пределах, а освещен­ность соответствует зоотехническим нормам. В связи с этим величину воздухообмена также проверяют по содержанию вред­нодействующих газов — углекислого ССЬ, аммиака N0.; и серо­водорода НоБ.

Кратность воздухообмена по предельно допустимому содер­жанию в помещении углекислого газа определяется по формуле

, _ (СО2) т.

ВС°! (СОз) доп — (СОг) о ( У

Где СОг — количество углекислого газа, выделяемое одним животным, л/ч; (СОг)яоп — предельно допустимое содержание С02 по нормам, л/м'1; (СО2)0 — содержание С02 в свежем воздухе, равное 0,3 л/м3.

Аналогичным образом, когда это требуется, производится расчет воздухообмена по аммиаку и сероводороду.

Изменения температурно-влажностных условий внешней сре­ды по сезонам приводят к необходимости учитывать их. Обычно для холодного периода года расчет воздухообмена ведут по влаге и проверяют по СОг, а для теплого периода — по тепло­выделению с проверкой на влажность.

Практикой установлены минимально допустимые нормы воз­духообмена, которыми руководствуются при выборе вентиля­ционного оборудования в тех случаях, когда полученные рас - четные значения более низкие. Так, принимают минимальные значения воздухообмена для коровников 17 м3/ч, телятников — 20 м3/ч, свинарников — 15—20 м3/ч на 100 кг живой массы животных, находящихся в рассматриваемом помещении.

Расчетный объем вентиляции с учетом потерь воздуха в системе от прососов принимают по соотношению (}р — к3(}тт, где к3 — коэффициент запаса для систем вентиляции в живот­новодческих помещениях, равный 1,5—3. Необходимая часо­вая кратность воздухообмена 6Ч, ч~, составит
£ч = (^р/Упом, где 1/ПОч — внутренний объем помещения, м3. Если £„<3, то принимают систему вентиляции с естественным по­будителем, при кч = 3—5— с механическим (вентиляторы). При кч> 5 применяют систему вентиляции с механическим побуди­телем и подогревом приточного воздуха.

При расчете количества каналов требуется знать как их суммарную площадь поперечного сечения / м2, так и ско­рость V движения воздуха по этим каналам, м/с. При устройстве приточно-вытяжных систем подача приточных каналов преду­сматривается на 10—20 % больше подачи вытяжных, чтобы создать в помещении постоянный подпор воздуха, при наличии которого в него не проникают через неплотности стен и окон хо­лодный наружный воздух, пылевые частицы и болезнетворные микроорганизмы.

Общая (суммарная) площадь вытяжных каналов 5пг, ш, м2 определится из выражения

* НИИ

ОГ, ш = ЗбООи •

 

(25)

 

Где с1 — скорость движения воздуха в канале, м/с, равная

 

(26)

 

Здесь Н — высота канала (вытяжной трубы), м; Гц. Т„ — температура внутреннего и наружного воздуха, К.

 

Расчет вентиляции

Количество яв вытяжных каналов будет определяться от­ношением

Расчет вентиляции

(27)

Где 5„ — площадь поперечного сечения одного вытяжного канала, м2.

Аналогичным образом определяется и число приточных ка­налов.

Для того чтобы обеспечить необходимый объем вентиляции в помещении в течение года, приходится в широких пределах изменять количество приточного воздуха по сезонам. При ес­тественном побуждении расход воздуха, подаваемого вентиля-, тором, можно регулировать только изменением характеристики сети (дросселированием), увеличивая или уменьшая ее сопро­тивление при помощи клапанов или шиберов. При дроссели­ровании подачу в сеть можно изменять только в сторону ее уменьшения. При неизменной характеристике и максимальной подаче вентилятора рабочая точка А (рис. 44) системы «вен­тилятор—сеть» смещается по регулировочной кривой влево, т. е. от точки А к точке А'. При необходимости увеличить

Расчет вентиляции

Рис. 44. Регулирование пода­чи вентиляционной системы дросселированием:

/ — характеристика сети с за - дросселированным воздуховодом; 2 — характеристика вентиляци­онной сети с полностью открытым поперечным сечением воздухово­дов; 3 — характеристика венти­лятора

Рис. 45. Регулирование пода­чи вентиляционной системы изменением частоты вращения вентилятора:

1 — характеристика вентиляци­онной сети; 2 — главная харак­теристика вентилятора при номи­нальной частоте вращения; 3 — характеристика вентилятора при пониженной частоте

подпись: 
рис. 45. регулирование подачи вентиляционной системы изменением частоты вращения вентилятора:
1 — характеристика вентиляци-онной сети; 2 — главная харак-теристика вентилятора при номи-нальной частоте вращения; 3 — характеристика вентилятора при пониженной частоте
Подачу в систему включаются дополнительные вентиляторы. Такое регулирование называется ступенчатым. Оно реали­зуется в комплекте «Климат» путем включения на определен­ное время разного количества вытяжных осевых вентилято­ров типа ОВ.

В более совершенных системах вентиляции регулирование воздухообмена производят путем плавного изменения частоты вращения электродвигателя вентилятора. При этом изменяется характеристика последнего, а сеть остается неизменной (рис. 45). Уменьшение подачи вентилятора происходит за счет переме­щения рабочей точки А системы «вентилятор—сеть» по харак­теристике сети от точки А до точки А'.

Центробежные вентиляторы выбирают по величине воздухо­обмена и давлению, необходимому для преодоления всех сопро­тивлений в сети, пользуясь аэродинамическими характеристи­ками— номограммами (рис. 46). При известных значениях по­дачи ф, м3/ч, и давления р, Па, нз точки а на оси ординат (в нижней части графика), соответствующей расчетной подаче (например, фр=11000 м3/ч), проводится горизонтальная пря­мая до пересечения с линией номера N вентилятора, например №5 (в точке Ь). Проведенная из этой точки вертикаль пересе­кается с линией расчетного давления (например, р = 700 Па)

Р, Па

Расчет вентиляции

Рис. 46. Номограмма для выбора центробежного вентилятора

В точке с, которая определяет значение коэффициента полез­ного действия вентилятора г| и безразмерный параметр А, равный A = nN. В нашем примере г|=0,5 и Л—4500. Отсюда находят частоту вращения вентилятора л = 4500/5 мин“1.

Оставить комментарий