Модуль 4 Теплоснабжение сельского хозяйства Тема: Применение теплоты на животноводческих фермах и комплексах 1. Параметры микроклимата животноводческих помещений и их влияние на организм животных. 2. Тепловой режим животноводческого помещения. 3. Влажностный режим животноводческого помещения. 4. Воздушный режим животноводческого помещения.

1. В сельскохозяйственных производственных помещениях необходимо создавать оптимальный микроклимат, при котором обеспечивается наивысшая продуктивность животных и растений. Микроклимат – это совокупность технических, химических и электрических параметров состояние атмосферы в помещении. Параметры микроклимата подразделяются на основные и дополнительные.

К основным относится: Температура воздуха в помещении; Относительная влажность воздуха в помещении; Загазованность воздуха в помещении; Запылённость воздуха в помещении; Подвижность воздушной среды в помещении.

К дополнительным параметрам относятся: Освещённость; Ультрафиолетовая облучённость; Уровень шума в помещении; Взаимоотношение между животными или группами животных, обусловленные конструкцией помещения.

1.Температура воздуха в помещении Q эк.выг. Q комф. Q, Дж/ч t животного Экономич. выгод. t-ра Комфортна температура 5 8 …………...… t, 0 С Диаграмма расходования энергии

2. Относительная влажность воздуха: в животноводческих помещениях оптимальной считается влажность 70% при экономически выгодной температуре. 3. Влияние загазованности: критериями определяющими загазованность животноводческого помещения являются количество аммиака NH3, углекислого газа CO2 и сероводорода H2S. Нормы на содержание газов в животноводческих помещениях: NH3 – 0,20 л/м3 CO2 – 2,5 л/м3 H2S – 0,06 л/м3

4. Влияние запылённости: содержание не токсичной пыли в помещениях не должно превышать значения 10 мг/м Влияние подвижности воздуха. Под подвижностью воздуха понимают скорость воздушного потока в помещении. Нормальная

2. Совокупность факторов, обуславливающих тепловую обстановку в помещении, называют тепловым режимом помещения Чтобы в животноводческом помещении поддерживалась определённая темпера- тура необходимо чтобы количество теплоты, поступающее в помещение было равно количеству теплоты удалённой из помещения:

Для расчёта теплового режима помещения составляется уравнение теплового баланса, в котором в левой части записываются теплопоступления от различных источников, а в правой теплопотери:

где - тепловые потоки, поступающие в помещение соответственно от системы отопления, от животных, от людей, находящихся в помещении, от технологического оборудования, от коммуникаций, проложенных в помещении, от источников искусственного освещения. - тепловые потоки, теряемые помещением соответственно через наружные ограждения, на нагрев в помещении, на нагрев поступающих извне кормов.

Поток теплоты, выделяемый людьми, определится по формуле:, где n – число людей в определённой функциональной группе; - тепловыделения одного человека в этой группе, кДж/ч.

Тепловыделения при технологическом процессе, получающиеся в результате перехода механической энергии в тепловую определяются согласно первому закону термодинамики: где - установочная мощность оборудования, кВт; - коэффициент, учитывающий использование мощности, степень загрузки, одновременность работы оборудования.

Тепловой поток расходуемый на нагрев приточного воздуха определяется по формуле: где - расчётный воздухообмен помещения,, - плотность воздуха при расчётной температуре внутри помещения, ; с – теплоёмкость воздуха, ; - наружная температура воздуха,.

Тепловой поток, поглощаемый поступающими извне кормами: где - масса корма данного вида, кг; - удельная теплоёмкость корма, - температура поступающих в помещение кормов, для несыпучих кормов для сыпучих кормов - коэффициент, учитывающий интенсивность поглощения теплоты учитывающий интенсивность поглощения теплоты по времени.

Тепловой поток от коммуникаций, проложенных в помещении, вычисляется по формуле: где F – площадь поверхности коммуникаций, м 2 ; -коэффициент теплообмена нагретой поверхности с окружающей средой, ; -средняя температура поверхности теплообмена, ; -температура воздуха внутри помещения, ; - коэффициент, учитывающий изменение теплообмена в зависимости от положения коммуникаций.

Тепловые потери через ограждения всего помещения являются суммой теплопотерь через каждое ограждение. Они разделяются на основные и дополнительные. Основные определяются по формуле: где - коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции, ; F – площадь ограждения, м 2 ; n – коэффициент, зависящий от положения наружного ограждения по отношению к наружному воздуху.

к оэффициент теплопередачи ограждающей конструкции вычисляется по формуле: где - коэффициент теплообмена на внутренних и наружных поверхностях ограждений, - толщина и теплопроводность слоёв материала конструкции.

3. Источниками выделения влаги в животноводческих помещениях являются животные, открытые поверхности жидкостей, поилки и т.д. Вследствие этого воздух находящийся в помещении является более влажным, чем наружный, что приводит к переносу влаги через ограждение и их увлажнению. В холодное время года на таких стенах образуется конденсат. Высокая относительная влажность воздуха способствует более быстрому распространению инфекционных заболеваний среди животных, а также приводит к увеличению теплопотерь здания.

Суммарные влаговыделения в животноводческом помещении подсчитывают по формуле:

Количество влаги, выделяемой животными, определяется по формуле: где n - число животных с одинаковыми выделениями водяных паров; - выделение водяных паров одним животным, г/ч; - коэффициент, учитывающий изменение количества выделяемых водяных паров в зависимости от температуры воздуха внутри помещения.

Влаговыделения с мокрых поверхностей определяются по формуле: ξ где ξ – коэффициент, учитывающий вид животных в помещении.

Воздухообмен при условии удаление из животноводческого помещения избыточной влаги находят из формулы: где и - влагосодержание внутреннего и наружного приточного воздуха, г/кг сух.воз., - плотность воздуха при температуре в помещении, кг/м 3.

4. Под воздушным режимом животноводческого помещения понимают непрерывный процесс обмена воздуха помещения с наружным воздухом. Воздухообмен может быть: Естественным Естественным – обусловлен ветровым или гравитационными силами. Искусственным Искусственным – обеспечивается работой вентиляционных систем.

Вентиляционные системы делят: По назначению: Вытяжные Приточные Приточно-вытяжные По способу перемещения воздуха: Естественные Механические По организации воздухообмена: Общие Местные Смешанные

В помещениях под действием разности температур воздуха в верхней и нижней частях, и следовательно плотности воздуха происходит инфильтрация и эксфильтрация воздуха, т.е. его проникновения в помещение или убыль из помещения через ограждающие конструкции, в том числе щели в окнах, воротах и т.д. Воздухопроницаемость ограждений существенно влияет на температуру и потери теплоты.

Коэффициент воздухопроницаемости I В равен расходу воздуха (в кг/м 2.ч) при разности давлений в 1 Па. Величина обратная I В называется сопротивлением слоя воздухопроницанию. Воздухопроницаемость через многослойные ограждения значительно меньше проникновение воздуха через щели в рамках окон, дверях, воротах и т.д.

Тепловая характеристика здания – это есть количество теплоты необходимое для нагревания 1 м 3 помещения на 1 о С за 1 сек. Кратность воздухообмена равна: где L - воздухообмен, - объём помещения, м 3.