Udržování tepla ve stodole
Cíl lekce: Zvládnout metodu výpočtu tepelné bilance objektu pro hospodářská zvířata.
Materiální zabezpečení: metodické pokyny, referenční materiál.
Pro výpočet tepelné bilance místnosti je nutné znát množství tepelného příkonu od samotných zvířat (volné teplo) a z umělých zdrojů vytápění, množství spotřebovaného tepla místností, tepelné ztráty na ohřev studeného větracího vzduchu, přes uzavírací konstrukce a na odpařování vlhkosti z uzavírajících konstrukcí uvnitř místnosti. Množství tepla vstupující do místnosti je dáno množstvím vyzařovaným zvířaty, tepelným příkonem z topných zařízení, elektrických zařízení, svítidel a v létě ze slunečního záření.
Spotřebu tepla tedy určují jeho náklady na ohřev větracího vzduchu, vytápění a ztráty stavebními konstrukcemi, odpařováním vlhkosti atd.
Tepelná bilance místnosti se vypočítá podle vzorce:
Qf = Δt (G · 0,31 + Σ KF) + W zd,
Kde Q f je tepelný přísun od zvířat, kcal/h (dodatek 11);
Δ t je rozdíl mezi optimálním t vzduchu v místnosti a průměrným měsíčním t vzduchu nejchladnějšího měsíce v zóně (ve °C);
G – množství vzduchu odstraněného z místnosti nebo do ní přiváděného během 1 hodiny, kg;
0,31 – množství tepla potřebného k ohřátí 1 kg vzduchu o 1 °C, kcal/kg;
K je součinitel celkového prostupu tepla pláštěm konstrukce, kg/m2/g rad. (Příloha 15-18);
F – plocha obklopujících konstrukcí;
Σ je sumační index součinů K F;
W зд — spotřeba tepla na odpařování vlhkosti z povrchu podlahy a jiných prostorů (10 % vlhkosti uvolněné zvířaty), kcal/h.
Příklad. Teplota vzduchu ve stodole je 12 °C, venkovní teplota minus 5 °C. Průměrný barometrický tlak je 740 mm Hg. Umění. Vnitřní délka areálu je 71,5 m, šířka 20,5, výška 4,25 m Stěny jsou z vnitřní strany omítnuté, tloušťka stěn je 51 cm V areálu je 200 krav, z toho 170 laktujících s dojivostí 10 kg za den a živé hmotnosti 600 kg za sucha a 30. Místnost má 8 oken o rozměrech 1,2 x 1,2; 37 oken 1,8 · 1,2; dvě brány o rozměrech 2,1 x 2,4; čtyři brány o rozměrech 3 x 3; troje dveře o rozměrech 1,2 x 2,1.
Výpočet 1. Stanovení tepelného příkonu do místnosti.
Jedna kráva o živé hmotnosti 600 kg a dojivosti 10 kg uvolní volné teplo 757 kcal/h a 170 krav uvolní 128 690 kcal/h (170 · 757). Jedna suchá kráva o stejné živé hmotnosti vyloučí 733 kcal/h a 30 krav 21 990 kcal/h (30 · 733). Od všech zvířat se tedy do místnosti dostane volné teplo (Q f) 150 680 kcal/h (128 690 + 21 990).
Tepelný příkon ze slunečního záření v zimě se nebere v úvahu a z jiných zdrojů (elektromotory, žárovky atd.) je zanedbatelný, takže se nebere v úvahu (pokud je v tabulkách tepelného výdeje zvířat uvedeno pouze celkové teplo, pak se počítá tzv. latentní teplo vynaložené tělem na odpařování vlhkosti kůží a plícemi).
2. Spotřeba tepla v místnosti se stanoví pomocí vzorce: Q · 0,31 + Σ KF. Tepelné ztráty pro ohřev větracího vzduchu jsou tedy: (Q · 0,31) Δ t.
K určení hmotnosti 1 m3 vzduchu použijte přílohu 21.
Při teplotě vzduchu ve stodole 10 °C a průměrném barometrickém tlaku 755 mm. rt. Umění. hmotnost 1 m3 vzduchu bude 1,239 kg. Objem výměny vzduchu za 1 hodinu (podle vlhkosti) je 31 412 m3 (viz výpočet větrání). Hmotnost celkového větracího vzduchu bude tedy rovna 38 919 kg (31 412 · 1,239 1). Pokud je k ohřátí 1 kg vzduchu o 0,31 °C potřeba 12 kcal, pak k ohřátí veškerého vzduchu bude potřeba 065 38 kcal/h (919 0,31 · 5) a 10 15 kcal/h (180 975 · 12) k ohřátí z minus 065 °C (Δ 15 °C na XNUMX °C).
Hodnota součinitele prostupu tepla (K) pro některé stavební uzávěry je uvedena v přílohách 15–18.
Z toho je zřejmé, že množství tepla vynaloženého na ohřev uzavírajících konstrukcí od minus 5 °C do 10 °C (Δ t – 15 °); Σ KF Δ t = 34 586,62 kcal/h (tabulka 40).
Je také nutné vzít v úvahu umístění budovy ve vztahu ke směru převládajících větrů, světových stran a terénu, protože prostory navíc ztrácejí dalších 13% tepla v důsledku foukání tepelnými ztrátami obvodových konstrukcí (zdí, oken a vrat):
(10 509,18 + 5 994 + 8 + 64 + 302,4 1) · 080 = 0,13 2.
Celková spotřeba tepla potřebná k vytápění všech obvodových konstrukcí stodoly tedy bude:
37 024 kcal/h (34 586,62 + 2 437,44)
Tabulka 40 – Stanovení tepelných ztrát obvodovými konstrukcemi
Tepelné ztráty kcal/h
71,5 · 20,5 = 1465,75
71,5 · 20,5 = 1465,75
1,2 · 1,2 · 8 = 11,52
1,8 · 1,2 · 37 = 79,92
2,1 · 2,4 · 2 = 10,08
71,5 · 4,25 · 2 + 20,5 · 4,25 · 2 = 782
(kromě oken, vrat)
782 – (11,52 + 79,92 + 10,08 + 36 + 7,56) = 636,9
Celkové tepelné ztráty
Dále je nutné počítat se ztrátami tepla odpařováním vlhkosti z povrchu podlahy, přivaděčů a obvodových konstrukcí (W зд). Obecně se uznává, že tyto tepelné ztráty tvoří 10 % z celkového množství vlhkosti uvolněné všemi zvířaty. Při výpočtu větrání na základě vlhkosti bylo zjištěno, že tato hodnota je 10 052 g/h.
Pokud vezmeme v úvahu, že na odpaření 1 g vlhkosti se spotřebuje 0,595 kcal tepla, pak W зд bude 5 981 kcal/h (10 052 · 0,595).
Sečteme všechny tepelné ztráty v místnosti: pro ohřev větracího vzduchu 180 975 kcal/h; pro vytápění obvodových konstrukcí 37 024; za odpařování vlhkosti z plotů 5 981; celkem 223 980 kcal/h.
Získaná data dosadíme do vzorce a určíme tepelnou bilanci místnosti. Celkový tepelný příkon je 150 680 kcal/h a jeho spotřeba 223 980 kcal/h,
Z výpočtu vyplývá, že spotřeba tepla převyšuje tepelný příkon o 73 300 kcal/h, což ukazuje na negativní tepelnou bilanci ve stáji.
Je nutné uvést, že jsou povoleny odchylky ± 10 % od vypočtených údajů.
Výpočet Δ t nulové tepelné bilance. Stanovení Δ t nulové tepelné bilance objektu pro hospodářská zvířata je nezbytné pro výpočet maximální nízké venkovní teploty vzduchu, při které je ještě možný nepřetržitý provoz větrání. Δ t nulového zůstatku se vypočítá pomocí vzorce: Δ t =
Dosadíme dříve získaná data do vzorce:
Dostáváme: pro nepřetržitý provoz ventilace by rozdíl mezi teplotou vzduchu uprostřed místnosti a teplotou venkovního vzduchu neměl překročit 10,1 º C. Výpočet nulové tepelné bilance objektu pro hospodářská zvířata ukázal, že aby se teplota vzduchu uvnitř místnosti udržela na 10 °C, neměla by teplota venkovního vzduchu klesnout pod -24 °C. A protože průměrná lednová teplota v námi přijaté zóně je minus 5 °C, tak s vypočteným Δ t teplota vzduchu v místnosti (kravínu) v určitých obdobích klesne na 5,1 °C (10,1 – 5 = 5,1).
Z poskytnutých výpočtů vyplývá, že teplota vzduchu ve stáji v zimě klesne pod přijatou úroveň (10 °C), v určitých obdobích (při výraznějším chladu) i níže. Takové snížení teploty vzduchu v místnosti bude mít za následek zvýšení relativní vlhkosti vzduchu. To potvrzuje následující výpočet.
Maximální napětí vodní páry při teplotě 5,1 °C je 6,6 mm Hg. Umění. Pokud předpokládáme, že při poklesu teploty vzduchu v místnosti zůstává jeho absolutní vlhkost na stejné úrovni (6,54 mm Hg), pak se relativní vlhkost vzduchu ve stáji při stejném objemu větrání a při teplotě snížené na 5,1 °C zvýší na (6,54 · 100) : 6,6 = 99 %.
Pokud se za účelem snížení relativní vlhkosti zvýší výměna vzduchu v místnosti, pak při nedostatečném množství tepla nebude možné v ní udržet normální režim teploty a vlhkosti. Zvyšující se výměna vzduchu totiž zvýší i spotřebu tepla na jeho vytápění. Zároveň se ještě více sníží teplota vzduchu a zvýší se jeho relativní vlhkost. Udržování normálních teplotních a vlhkostních podmínek v místnosti je proto možné pomocí:
a) zajištění spolehlivého provozu kanalizačního systému umožňujícího nepřetržité odvádění přebytečné vlhkosti;
6) systematické používání látek absorbujících vlhkost (suchá podestýlka, vápno, hašené vápno);
c) zajištění snížení celkových tepelných ztrát vnějšími obestavbami (nízký součinitel K celkového prostupu tepla materiálů a konstrukcí).
Pokud je vzhledem k převažujícím okolnostem nemožné nebo ekonomicky nerentabilní tyto požadavky splnit (např. zvětšení tloušťky stěn apod.), pak je jediným řešením ohřev přiváděného větracího vzduchu. To vyžaduje instalaci ventilačního a topného zařízení doporučeného pro systémy mikroklimatu v budovách pro hospodářská zvířata (viz příloha 14).
1. Za jakým účelem se počítá tepelná bilance objektů pro hospodářská zvířata?
2. Napište vzorec pro tepelnou bilanci místnosti.
3. Jak určit tepelný příkon do místnosti?
4. Jak zjistit spotřebu tepla v místnosti?
5. Vzorec nulové tepelné bilance.
Použití odvlhčovačů umožňuje snížit vlhkost v budovách hospodářských zvířat v zimě a udržovat parametry mikroklimatu (teplota a relativní vlhkost) na optimální úrovni pro krávy.
Klíčová slova: odvlhčovače v budovách hospodářských zvířat, výpočet výměny vzduchu podle ukazatelů „vlhkost vzduchu“ a „koncentrace oxidu uhličitého ve vzduchu“, AgroProjectInvest LLC
Použití odvlhčovačů vzduchu umožňuje v zimním období snížit vlhkost v prostorách hospodářských zvířat a udržovat parametry mikroklimatu (teplota a relativní vlhkost) na optimální úrovni pro krávy.
Klíčová slova: odvlhčovače vzduchu v prostorách hospodářských zvířat výpočet výměny vzduchu pro ukazatele „vlhkost vzduchu“ a „koncentrace oxidu uhličitého ve vzduchu“ AgroProjectInvest LLC
Igor ILYIN, generální ředitel
Alexey PUTAN, obchodní ředitel
Alexander ARKHIPTSEV, konstruktér
AgroProjectInvest LLC
Skot se chová v různých regionech země. Zvířata dobře snášejí chlad a rychle se přizpůsobují chovu v náročných klimatických podmínkách. V zimě však často nastávají problémy s chovem hospodářských zvířat uvnitř.
Při nízkých teplotách a vysoké vlhkosti vzduchu se ve stáji tvoří mlha a led a na stavebních konstrukcích se hromadí velké množství kondenzátu. Z tohoto důvodu se u krav rozvíjejí respirační onemocnění, je narušena celistvost kůže (objevují se rány) a zvyšuje se riziko zranění při pohybu na kluzkém povrchu nebo v důsledku přimrzání ocasů k podlaze.
V zimě v mlékárnách zamrzá voda v napáječkách a hnůj v uličkách, často dochází k poruchám zařízení, například prasknou řetězy škrabek a vyhoří elektromotory. Na farmách, kde parametry mikroklimatu neodpovídají normě, je obtížné používat high-tech stroje, jako jsou roboty pro odklízení hnoje v chladném počasí.
V chladném období je třeba ve stodolách udržovat teplotu 5–10 °C. S tím jsou samozřejmě spojeny dodatečné náklady na vytápění, ale většina zemědělských výrobců chápe, že vytápění stájí je mnohem levnější než nákup vysoce produktivního dobytka na opravu stáda.
Úroveň výměny vzduchu ve stodole v zimě se vypočítá na základě takového parametru, jako je odvod vlhkosti. Po zajištění výměny vzduchu s ohledem na tento indikátor je výměna vzduchu automaticky zajištěna podle parametru „odstranění oxidu uhličitého“. Pokud se podcení požadovaná výměna vzduchu z hlediska „odvodu vlhkosti“, začne vlhkost ve stáji stoupat a tvoří se mlha.
Problém tvorby mlhy lze vyřešit sušením vzduchu pomocí přídavného zařízení – odvlhčovače. Pokud je vzduch vysušen, to znamená, že se sníží jeho vlhkost, lze úroveň větrání v místnosti vypočítat pomocí dalšího parametru, a to koncentrace oxidu uhličitého. Při použití odvlhčovače se objem přiváděného vzduchu sníží o 21 %, respektive o 1/5, čímž se snižují náklady na vytvoření běžného mikroklimatu ve stáji a udržení teploty v ní na optimální úrovni.
Odvlhčovač se skládá z výměníku vzduch-vzduch, který odvlhčuje vzduch na studené stěně výměníku a přivádí vzduch zvenčí. Proces sušení vzduchem probíhá bez směšovacích proudů (obrázek).
Vzduch z ulice vstupuje do místnosti a ochlazuje stěnu výměníku tepla. Vzduch z místnosti prochází výměníkem, přichází do kontaktu s jeho studenou stěnou a ochlazuje se na rosný bod, což vede ke kondenzaci vodní páry na povrchu stěny výměníku a ke snížení koncentrace vlhkosti ve vzduchu. . V tomto případě se přiváděný vzduch ohřívá v důsledku tepla vnitřního vzduchu a tepla uvolněného během procesu kondenzace vlhkosti. Vzduch v místnosti se ochlazuje a kondenzát ze studené stěny výměníku tepla proudí do kanálu na hnůj.
Je známo, že jedna březí kráva vydává asi 500 W tepla za hodinu a díky kondenzaci vlhkosti lze získat asi 220 W tepla na hlavu. Teplo při kondenzaci vlhkosti vzniká při přechodu vody z jednoho stavu agregace do druhého (latentní energie vypařování). Teplo z kondenzace vlhkosti zůstává v místnosti a využívá se k ohřevu přiváděného vzduchu, čímž se udržuje optimální teplota v místnosti. Tato technologická technika umožňuje kompenzovat tepelné ztráty stěnami, podlahami nebo střechami.
Odvlhčovače jsou instalovány přímo ve stodole. V závislosti na provedení je zařízení namontováno na podlaze nebo zavěšeno. Proud vzduchu je regulován změnou rychlosti otáčení přívodních ventilátorů. Systém je řízen pomocí automatizace. Regulátor přijímá signály ze dvou teplotních senzorů: první je umístěn uvnitř (v prostoru, kde jsou chována zvířata), druhý je venku.
Při použití odvlhčovače v chladném období je přesně takové množství vzduchu přiváděného do stáje nutné k udržení parametrů mikroklimatu na optimální úrovni (teplota vzduchu – 10 ° C, relativní vlhkost – ne více než 75%), což je velmi důležité pro zdraví zvířat. Se stoupající venkovní teplotou se v důsledku zvýšené výměny vzduchu sníží relativní vlhkost v místnosti.
Příklad výpočtu potřeby tepelné energie k vytvoření běžného mikroklimatu na farmě pro 200 krav při venkovní teplotě minus 27 °C, teplotě vnitřního vzduchu 10 °C a relativní vlhkosti 70 % (ukazatele v zimě v moskevská oblast) je uvedena v tabulce.
Použitím odvlhčovače v chladném období a přiváděním ohřátého vzduchu v důsledku kondenzace vlhkosti tak můžete snížit vlhkost ve stáji a tím udržet parametry mikroklimatu na optimální úrovni pro krávy. Předejdete tak rozvoji respiračních onemocnění a vyhnete se problémům, jako je poškození kůže zvířat a jejich poranění.
Kontaktujte nás a my Vám nabídneme optimální řešení.