ТЕМА 16. АНАЛИЗ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА В НЕОТАПЛИВАЕМЫХ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ПОМЕЩЕНИЯХ
Путем анализа теплового баланса можно решить следующие задачи:
1. При какой температуре наружного воздуха фактически рассчитанный тепловой баланс обеспечит температуру внутри помещения в пределах гигиенической нормы?
2. Какой будет температура воздуха внутри помещения в самый холодный период года?
3. Если температура воздуха внутри помещения в самый холодный период года не будет соответствовать ГОСТу, выяснить причины нарушений теплового баланса.
1. Пользуясь данными формулы расчета теплового баланса, находим ∆t нулевого баланса, при котором внутри помещения температура будет в норме:
∆tнб = [QЖ – (WЗ.Д. + 13% ∑KF)] / (L × 0,31 + ∑KF)
∆tнб=[145756–(5785,8+1664,1)]/(27693,3×0,31+2174,45)=138306,1/10759,4≈12,80C
tвн = +10˚C
tнаруж = -7,8˚C
∆tфакт = tвн - tнаруж = 10 – (-7,8) = 17,80C
tнаруж. расч. = 100C – 12,80C = – 2,80C
Температура внутри коровника будет находиться в пределах нормы до тех
пор, пока температура наружного воздуха не опустится ниже – 2,80C
2. Какой будет температура внутри помещения в самый холодный период?
Для решения этой задачи нужно провести арифметическое сравнение по абсолютным значениям температуры наружного воздуха (расчетной и фактической).
tнаруж. расч. =-2,80C
tнаруж факт. = -7,80C
Отсюда 2,8 < 7,8 (на 5). Далее по формуле:
tвн = tвн (по норме) – разница между наружной расчётной и наружной фактической температурами
tвн = 10˚C (по ГОСТу) - 5˚C = + 5˚C
В самый холодный период года температура воздуха внутри помещения будет +5˚C.
Далее необходимо сопоставить температуру внутри помещения в самый холодный период года с допустимыми колебаниями по ГОСТу и выявить причины нарушения теплового баланса. Допустимые колебания температуры воздуха внутри помещения по ГОСТу ± 5˚C.
| +10˚C | +15˚C |
| Реальная +5˚C | |
| +5˚C |
В нашем случае температуры внутри помещения может понижаться в холодный период до +5˚C .Это укладывается в допустимые колебания по ГОСТу.
3. Нам нужно установить причины нарушения теплового баланса, т.к. наша температура не укладывается в допустимые колебания по ГОСТу. Для этого необходимо определить:
а) соответствует ли фактическое поголовье животных площади помещения. Находим полезную площадь пола, которая составляет 60% от общей.
S(пола) × 0,6 = S(полезн.)
S(полезн.) = 1386 ×0,6 = 831,6 м2
б) находим площадь на одну голову:
S(полезн.) / поголовье = 831,6/200 = 4,158 м2 /гол.
Сравниваем фактическую площадь с нормами на 1 голову.
По ГОСТу: 2,2 м2 на голову. Обнаруживается избыток площади. Определим, сколько всего животных могло быть в помещении:
S(полезн.) / S(на голову по ГОСТ) = 831,6/2,2 = 378 голов.
Нужно добавить 178 голов (378 гол. –200 гол.)
г) Определение дефицита тепла
Д.Т. = 0,31×L×∆tфакт. - 0,31×L×∆tнб.
Д.Т.= 27693,3×0,31×17,8–27693,3×0,31×9,9=152811,6–84990,7=-67820,9 ккал
д) Определение потери тепла через одну вытяжную трубу
Q1трубы = (0,31×L×∆tфакт) / Nвытяж. труб, где
Q1трубы – потери тепла через одну вытяжную трубу
Nвытяж. труб – количество вытяжных труб
Q1трубы =27693,3×0,31×17,8/7 = 21830,2 ккал
Чтобы определить число вытяжных труб (N), подлежащих перекрытию в самый холодный период года, надо дефицит тепла разделить на тепло, теряемое через 1 трубу:
N = Д.Т. / Q1трубы
N = 67820,9 / 21830,2 = 3,1 ≈ 3 трубы
Снижение температуры воздуха в помещении повлечет за собой увеличение относительной влажности воздуха и потери продуктивности животных. Известно, что при понижении температуры воздуха помещения на 1 ОС животные теряют продуктивность на 3,3 %, а при повышении влажности (более 85%) на 1% молочная продуктивность снижается на 1,1 %.
ПРИМЕР:
Представим что в нашем примере перепад температуры составляет 2,7 ОС, потеря молочной продуктивности составит: 3,3% × 2,7 = 8,91%.
В коровнике 200 коров, из них часть сухостойных, среднесуточный удой составляет 12 кг молока, следовательно, 200 коров в сутки дают 2400 кг молока. Потеря продуктивности составит:
В январе 31 день, следовательно, потери молока составят:
(213,84 × 31) 6629,04 кг, а за зимний период (за три месяца) около 19245 кг.
Сохранение нормального температурно-влажностного режима в помещении возможно при:
А) обеспечении надежной работы системы канализации;
Б) систематическом применении веществ, поглощающих влагу;
В) обеспечении снижения общих теплопотерь через внешние ограждения.
Если эти требования невыполнимы, то единственным выходом остается подогрев приточного вентиляционного воздуха, применив для этой цели отопительно-вентиляционные устройства (таблица 14 "Вентиляционно-отопительное оборудование, рекомендуемое для комплектации систем обеспечения микроклимата животноводческих помещений").
Известно, что 1 кВт электроэнергии дает 860 ккал тепла. Для покрытия дефицита тепла требуется 67820,9:860 = 78,9 кВт/ч электроэнергии. Поэтому необходимо установить три электрокалорифера: один типа СФО-25/1Т с мощностью нагревателей 25 кВт
При сгорании дизельного топлива 1 кг дает 12 000 ккал тепла, следовательно: 67820,9: 12 000 = 5,65 кг необходимо сжечь в течение часа, для восполнения дефицита тепла.