CC BY
7136
[Л@ Микроклимат
шшш. agroyug.ru
УДК 631.3:628.8
Сторожук Т. А., к-т техн. наук,
доцент
Кубанский госагроуниверситет имени И.Т. Трубилина
ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЛИНИЙ МИКРОКЛИМАТА
Условия содержания играют важную роль в формировании организма животных и в обеспечении продуктивности при нормальном расходе кормов. Известно, что при понижении температуры на каждый градус относительно нормативных показателей потребление корма увеличивается на 2...3%, что приводит к увеличению затрат как на приготовление кормов так и на единицу производимой продукции животноводства [1], [2] .
Кроме того, при неудовлетворительных условиях содержания [3] наблюдается высокая заболеваемость животных, а также уменьшается срок службы самих помещений. Отклонение нормативных параметров микроклимата также негативно влияет на здоровье обслуживающего персонала.
Микроклимат в сочетании с надлежащими теплотехническими качествами ограждающих конструкций животноводческих помещений создает благоприятные условия для обеспечения нормального роста и развития молодняка, сохранности поголовья и экономного расходования корма. По значимости микроклимат является вторым фактором (после корма) для содержания животных в условиях промышленных предприятий.
Под микроклиматом понимается состояние воздушной среды, определяемой физическими, химическими и бактериальными факторами, оказывающими комплексное воздействие на живой организм в ограниченном пространстве. Микроклимат определяется местным климатом и временем года, архитектурно-строительной частью, термическим сопротивлением ограждающих конструкций здания, конструкцией вентиляционных систем, выделениями тепла животных, используемыми видами освещения, применяемыми системами уборки биологических отходов [4], технологией содержания животных и другими факторами. На показатели микроклимата также влияют применяемое оборудование для раздачи кормов и виды кормов, принятые системы автопоения, уровень шума и др. [5], [6]. На терморегуляцию и теплообмен животного организма, на обмен веществ и другие процессы жизнеобеспечения наибольшее влияние оказывают температура окружающей среды и влажность воздуха.
При проектировании производственных помещений для животных и птицы необходимо расчетным путем определять оптимальные сочетания основных параметров микроклимата.
При обеспечении оптимального микроклимата в животноводстве одной из важных задач является
экономия энергоресурсов. Поэтому при расчете систем обогрева для зимнего периода важно не только учитывать тепловыделения животных, но и внедрять для обогрева помещений в зимний и переходный периоды года системы, обеспечивающие регенеративный теплообмен.
Регенеративные теплообменники могут использоваться периодически или непрерывно, обеспечивая охлаждение воздуха в летний период и нагрев его в холодное время года. Энергетическая эффективность регенераторов определяется их конструктивными особенностями и климатическими условиями. Теплообмен обеспечивается за счет разницы температур между средами. Конструктивное исполнение рекуперативных теплообменников самое разнообразное. Наибольшее распространение в животноводстве получили поверхностные теплообменники в виде пластин или труб с перекрестно-поточной схемой движения теплообменивающихся сред.
Для поддержания параметров оптимального микроклимата в помещениях с естественной, принудительной или комбинированной системами вентиляции необходимо обеспечивать теплоустойчивость помещений к воздействию окружающей среды. Это достигается использованием на животноводческих предприятиях строительных конструкций с высокими теплоизоляционными свойствами. При этом коэффициент термического сопротивления в животноводческих помещениях должен соответствовать нормативным показателям, что достигается применением различных строительных, вла-го- и теплоизолирующих материалов. Кроме того, важно рассчитать площадь окон и тип остекления, обеспечивая параметры освещенности при минимальных теплопотерях.
Существует достаточное количество типовых проектов животноводческих предприятий с использованием естественной вентиляции.
Специалисты относятся к применению естественной вентиляции отрицательно ввиду ряда имеющихся недостатков. В частности, в летний период при наружных температурах выше предельных температур проветривания оптимальный микроклимат можно обеспечивать только путем дополнительного охлаждения воздуха.
Для поддержания параметров микроклимата в оптимальном режиме или близком к оптимальному необходимо в животноводческих помещениях осуществлять воздухообмен в соответствии с нормами. Существует несколько критериев пригодности
ЭФФЕКТИВНОЕ № 3 апрель ЖИВОТНОВОДСТВО 2021
Таблица 1.
Исходные данные к расчету.
■ ABCDEFGH
Наименование Значение
6 Число животных, голов 82
7 Количество углекислоты, выделяемое одним животным, дм3/ч 130
8 Допустимая норма углекислоты в помещении, дм3/м3 2,45
9 Содержание углекислоты в наружном воздухе, дм3/м3 0,35
10 Количество влаговыделений одним животным, г/ч 420
11 Влагосодержание воздуха в помещении d2 , г/кг (по диаграмме) 5
12 Влагосодержание наружного воздуха d1, г/кг ( по диаграмме) 2,3
13 Атмосферное давление, кПа 100
14 Температура воздуха в помещении, 0С 16
15 Выделение тепла одним животным, кДж/ч 2700
16 Температура наружного воздуха 27
17 Строительный объем здания, м3 5010
18 Вертикальное расстояние от пола до центра вытяжных фрамуг, м 6,1
19 Высота между осями приточных и вытяжных каналов, м 2
20 Высота вытяжного канала, м 8,1
21 Площадь вытяжного канала, м2 0,23
22 Средняя температура наружного воздуха в осенний и зимний периоды, °С 8
23 Скорость воздуха в воздуховоде, м/с 11
24 Длина воздуховода, м 81
25 Коэффициент сопротивления движению воздуха 0,3
26 КПД вентилятора 0,21
воздуха для обеспечения воздухообмена и они обязательно учитываются при проектировании линии микроклимата.
Исходные данные для расчета микроклимата и листинг программы сведем в таблицу 1.
Таким образом, выполнение расчетов проектных работ с использованием предлагаемой программы обеспечивает возможность анализа эффективности системы вентиляции для любых её типов.
Таблица 2.
Листинг программы - Excel.
ABCDEFGH I
64 Воздухообмен по содержа- —(|6*т/(|8 19) нию углекислоты, м3/ч -( )( )
65 Плотность воздуха в поме- -(346/(273+114)+ щении, кг/м3 (113/99,3))
66 Суммарные влаговыделения —|ю*|6 в помещении, г/ч —
67 Воздухообмен по содержа- —|40/((111-112)*139) нию влаги, м3/ч
68 Поток теплоты от животных, ._„... _ кДж/ч —16 115
69 Поток теплотыдля нагрева- —(|17/8,5)*130*(116-114) ния воздуха, кДж/ч
70 Температура воздуха, уходя- —((|14+3)+ щего из помещения (1,15*(|19-|20)))
71 Воздухообмен, способству- —(((|42-|43)/ ющий удалению избытка ((0,24*1000*(|44-|24))))* тепла (3600/(4,19*|39)))
72 Принятый максимальный воздухообмен —
73 Кратность воздухообмена —|47/|17
74 Скорость движения воздуха —(2,2*КОРЕНЬ в канале, м/с ((|21*(|14-|24))/273))
75 Общая площадь вытяжных —|46/(3600*|49) каналов, м2 ( )
76 Общая площадь приточных —|17/(3600<ч49\ каналов, м2 ( )
77 Производительность венти- 115*|47 11 — 1,15 |4 7 лятора, м3/ч
78 Количество вентиляторов —|52/8000
79 Диаметр воздуховода, м —3((11^304)9КО^)НЬ((|52/
80 Плотность наружного возду- —(346/(273+|3)+ ха, кг/м3 (|13/99,3))
81 Динамический напор венти- 1/(2*|55*|49) лятора, Па —()
82 Гидравлический коэффици- 0 0124/|54 ент сопротивления
83 Напор на преодоление со- —(|57*|49*|55*|26)/ противления движению, Па (2*|54)
84 Потери напора от местных —0,5*|28*|49*|49*|55 сопротивлений, Па
85 Напор вентилятора, Па —|56+|59+|60
86 Потребная мощностВ —(|52*|61/1000*|29)/|53 электродвигателя, кВт
ЛИТЕРАТУРА
1. Сторожук, Т. А. Оптимизация процесса смешивания кормов [Текст] /Т.А. Сторожук // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2019. № 148. - С. 31-39.
2. Сторожук, Т. А. Программное обеспечение для проектирования кормоцехов [Текст] / Т.А. Сторожук // Эффективное животноводство. 2019. № 3 (151). - С. 60-61.
3. Сторожук Т.А. Рекомендации по выбору станочного оборудования для содержания подсосных свиноматок [Текст] // Эффективное животноводство, 2016, № 8 (129), с.42-43.
4. Сторожук Т.А. Программное обеспечение для проектирования линии гидравлической уборки навоза [Текст] // Эффективное животноводство, 2016, № 6 (127), с.24-25.
5. Сторожук Т.А. Обоснование технологической линии микроклимата для телят в условиях малых ферм [Текст] / В.В. Курочкин, Т.А. Сторожук // В сборнике: Научное обеспечение агропромышленного комплекса. Сборник статей по материалам 74-й научно-практической конференции студентов по итогам НИР за 2018 год. Ответственный за выпуск А.Г. Кощаев. 2019. С. 347-349.
6. Сторожук Т.А. Экологическая безопасность при обеспечении микроклимата на животноводческих фермах [Текст] // Чрезвычайные ситуации: промышленная и экологическая безопасность. 2019. № 2 (38). С. 74-78.
