144822 (Проектирование системы вентиляции животноводческого помещения)

Содержание

Введение

Расчет системы вентиляции и отопления в животноводческом помещении, выбор марки вентиляторов и их количество

Расчет воздуховодов равномерной раздачи

Выбор электрических схем и автоматикой системы вентиляции

Описание их функционирования

Общие сведения о комплекте оборудования «Климат – 3»

Техника безопасности на животноводческих фермах

Выводы

Список используемой литературы

Приложения

Введение

Под микроклиматом в животноводческом помещении понимают совокупность физических, химических и биологических факторов оказывающих определенное влияние на развитие и функционирование организма животного, и ее физиологическое состояние. К основным критериям оценки окружающей среды, где обитает животное, относятся температура, влажность, скорость движения и химический состав воздуха, содержание в нем механических включений (пыли) и микроорганизмов, освещенность помещения. Температура воздуха в коровнике должна обеспечивать в организме животного равновесие между теплообразованием и теплоотдачей, то есть находиться в диапазоне, обеспечивающем обмен веществ на постоянном уровне. Хорошая система вентиляции обеспечивает подачу свежего воздуха в помещение. Хорошая система вентиляции должна быть пригодной, надежной и экономичной. Пригодность означает, что система соответствует особенностям конструкции здания, в котором установлена, а также всем требованиям, предъявляемым к системе. Надежность означает, что система способна исправно работать в течение запланированного длительного периода при условии проведения регулярного технического обслуживания. Экономичность означает, что потери энергии в системе сведены к минимуму. Система должна обеспечивать экономию во всех отношениях. Система должна быть как можно более простой, но не проще того. Это значит, что, система, не смотря на максимальную простоту, должна отвечать определенным требованиям по качеству. Если система слишком упрощена, то вряд ли можно будет гарантировать достаточный уровень качества. Система должна сочетать в себе все три качества — пригодность, надежность и экономичность. Очень важно правильно сформулировать требования к вентиляционной установке. Не следует экономить, заказывая систему только для воздухообмена. Система должна обеспечивать очистку приточного воздуха от загрязняющих веществ. Технически грамотно спроектированная вентиляционная установка способна обеспечивать большой расход воздуха при экономичном потреблении электроэнергии. Очень важными являются такие функции, как утилизация тепла и возможность регулирования расхода воздуха. Традиционно существует три типа технических решений для вентиляционных систем. К ним относятся системы вентиляции с естественной тягой, системы с принудительной вытяжной вентиляцией и системы с приточно-вытяжной вентиляцией. «Естественная тяга» означает, что воздух самостоятельно поднимается по воздуховодам за счет естественных перепадов давления. Теплый воздух естественным путем выходит наружу по вертикальному воздуховоду. За счет этого в здании создается разряжение, заставляющее наружный воздух поступать внутрь через клапаны, форточки или другие отверстия. В течение многих лет этот тип вентиляции был наиболее распространен. Если, не смотря на это, вы хотите оборудовать новое здание вентиляцией с естественной тягой, то следует тщательно выбирать место ее установки. В системах с принудительной вытяжной вентиляцией воздух удаляется при помощи вентиляторов, устанавливаемых в комнатах. Удаляемый воздух заменяется наружным, поступающим внутрь здания через клапаны, форточки или другие отверстия (то есть так же, как в схемах с естественной тягой). Приточная вентиляция - Приточные системы служат для подачи в вентилируемые помещения чистого воздуха взамен удаленного. Приточный воздух в необходимых случаях подвергается специальной обработке (очистке, нагреванию, увлажнению и т.д.) Вытяжная вентиляция - удаляет из помещения (цеха, корпуса) загрязненный или нагретый отработанный воздух. В общем случае в помещении предусматриваются как приточные, так и вытяжные системы вентиляции. Их производительность должна быть сбалансирована с учетом возможности поступления воздуха в смежные помещения или из смежных помещений. Приточно-вытяжные вентиляционные системы могут быть выполнены по разным схемам. За прошедшие годы при их проектировании было допущено много просчетов, но в настоящее время исследования показывают, что именно такие системы сочетают в себе низкие затраты на монтаж и низкое энергопотребление, а также обеспечивают хороший микроклимат в помещении. Правильно выполненная приточно-вытяжная система проста, стабильна и отличается функциональной гибкостью. Термин «стабильность» означает, что различного рода воздействия не отражаются на ее работе отрицательно. Например, рабочие характеристики системы не должны измениться, если в помещении открыть окно. В более старых системах такое было невозможно. «Функциональная гибкость» означает возможность регулирования притока наружного воздуха в соответствии с потребностью в нем. Например, если количество людей в помещении увеличивается, то расход приточного воздуха автоматически возрастает. В качестве вентиляционных систем четвертого типа часто рассматривают приточно-вытяжные системы с утилизацией тепла. Эффективные и экономичные технические решения должны обеспечивать утилизацию тепла, регулирование расхода воздуха по потребности, а также фильтрацию воздуха.

Задание: В курсовой работе предлагается конструкция коровников на 250 голов, размером 100х30м, с беспривязной системой содержания локтирующих коров с удоем 10л. до 600кг. Высота стен 3,5 метра, высота от пола до конька 4,2 метра, 6 окон, размером 1500х2000, с двойным переплетом расстояние между стеклами 20 см, две наружных одинарных двери 3000х2500мм. Стены из сплошной кладки кирпича на легком растворе толщиной 40см с температурным балансом t_вн= +5⁰С и t_нар= -5⁰С. Рассчитать систему вентиляции и отопления в животноводческом помещении, а так же выбрать марку вентиляторов и их количество для обеспечения микроклимата.

Расчет системы вентиляции

В создании оптимального микроклимата наиболее важную роль играют вентиляция и отопление помещений.

При проектировании систем вентиляции и отопления животноводческих помещений учитывают количество животных, их возраст, продуктивность, выделение ими тепла, водяных паров и вредных примесей, климатические условия, способ содержания, содержание углекислого газа и влаги в наружном воздухе, потери тепла через ограждения и другие факторы. Расчетыпроводят для зимнего и летнего периодов.

Внешний воздух содержит в среднем 0,03%(0,3 л/м³) углекислого газа и незначительное количество других вредных примесей.

Данные о количестве тепла, углекислоты и водяных паров, выделяемых животными, приведены в таблицах 1 и 2 приложения.

Максимальное количество воздуха, необходимое для вентиляции помещения в зимний период, определяется по влажности и газосодержанию.

Потребный часовой расход воздуха (м³/ч), необходимый для растворения водяных паров:

где — количество влаги, выделяемой животными в видепара(табл. 2 Приложения), г/ч; —коэффициент, учитывающий испарениевлаги с пола, из поилок и других конструкций (принимаем равным 1,1); - допустимое содержание влаги в воздухе помещений, г/м³; — содержание влаги в наружном воздухе, г/м³.

Значения и определяют по формулам:

где и — влагосодержание внутреннего и наружного воздуха в насыщенном состоянии при расчетных температурах (табл. 4 Приложения), г/м³; и — относительная влажность внутреннего и наружного воздуха.

Количество приточного воздуха (м³/ч), необходимого для понижения концентрации углекислоты:

где – общие количество углекислоты, выделяемое животными в помещении (табл.2 Приложения), л/час; – коэффициент учитывающий выделение углекислоты микроорганизмами и подстилкой; – допустимое содержание углекислоты в воздухе помещения, л/м³ (до 2,5 л/м³); - содержание углекислоты снаружи помещения, л/м³ (до 0,3 л/м³).

Минимально допустимый воздухообмен (м³/ч), необходимый для нормальной жизнедеятельности животных:

где -масса 1^го животного, кг; - число животных; - минимальный воздухообмен на 1ц живой массы животных(табл.1 Приложения).

В качестве расчетного принимается наибольший воздухообмен из полученных значений.В летний период определяют еще расход воздуха, необходимый для удаления избыточного тепла.Воздухообмен по удалению избыточного тепла определяют по формуле:

L=

где — избыточное тепло в тепловом балансе помещения, удаляемое с вентилируемым воздухом, кДж/ч; — температура внутреннего и наружного воздуха, °С; — температурный коэффициент, равный 1/273°; с=1,3 кДж/(м³-°С)— теплоемкость 1 м^З воздуха.

где – теплота, выделяемая одним животным; – количество животных в помещении.

Часовая кратность обмена воздуха в помещении:

где L— расчетный воздухообмен, м³/ч; V_п— внутренний объем помещения, м³.

где А – ширина здания; L – длинна здания; В – высота здания; h – высота крыши.

Мощность электродвигателя вентилятора.

где N_В – мощность, потребляемая вентилятором; L – подача вентилятора м³/ч; Н–полное давление вентилятора,19,6 Па; - к. п. д. вентилятора.

При отсутствии более точных данных к. п. д. вентилятора можно принять для центробежных вентиляторов 0,4-0,7; для осевых - 0,5 – 0,85. При непосредственной посадке колеса вентилятора на вал электродвигателя к. п. д. принимают равным единице. Если соединение валов вентилятора и электродвигателя выполнено с помощью муфты, то = 0,98. И в том случае, когда вентилятор и электродвигатель соединены клиноременной передачей, = 0,95.

Производительность вентилятора.

где V – скорость движения воздуха в трубопроводе, м/с; F – площадь сечения воздуховода, м². Площадь сечения воздуховода надо измерить там же, где была измерена скорость движения воздуха:

F = a b=30 20=500см²

где а и b высота и ширина воздуховода.

Расчет системы отопления.

При k 3 обычно принимают вентиляцию с естественнымпобудителем, а при k>3 - с искусственным побудителем. Кратность воздухообмена без подогрева воздухадолжна быть не более 5.

Для автоматизации процесса вентиляции помещений определяют пределы изменения расхода воздуха в зависимости от температуры и влажности внешней среды.

Расчет отопления ведут следующим образом. Количество избыточного тепла в летний период или мощность отопительного устройства в зимний период определяется на основании теплового баланса помещения: