6.3.1 畜禽舍必要通风量在线视频

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《农业生物环境工程》幕课

大家好

我是中国农业大学的赵淑梅

下面这几次课

将由我带领大家

继续学习

畜禽舍环境调控中

有关通风降温的内容

今天呢

我们首先来学习

畜禽舍必要通风量的确定

我们之前学过

所谓必要通风量

就是根据调控需求所确定的通风量

在蓄禽舍环境中

我们进行通风调控的目的

仍然是

排出余热

调节湿度

以及更新室内空气这三个方面

所以这里

我们也是从这几个方面

来学习如何确定必要通风量

在畜禽舍中

通风换气

是一年四季都需要进行的

最基本的环境调控方式

但是

在不同的季节

调控的目的不同

通风量的大小也不同

所以

一般为了使通风

能够满足全年调控需求

我们通常会将必要通风量

细分为

最大通必要风量和

和最小必要通风量

有时也直接简称为

最大通风量和最小通风量

一年中

通风压力最大的是

夏季调节舍内高温环境

所以最大必要通风量

实际上就是考虑夏季

排除舍内余热所需要的通风量

而最小必要通风量

则是根据

调控舍内湿度环境

或者空气质量需求而确定的通风量

通常调控空气质量的需求更为突出

但是为了学习的系统性

我们这里会将两种方法都介绍给大家

首先我们来看最大必要通风量的确定方法

我们仍然利用这个

畜禽舍热平衡分析时用过的示意图

来进行分析

我们知道

在夏季

导致舍内空气温度升高的因素

就是空气中显热量的增加

这部分主要来自

动物的产热

围护结构的传热

和舍内设备的散热

而导致舍内温度下降的因素

则有

通风

和

舍内湿表面

蒸发的耗热

于是我们就可以得到

这样一个热平衡方程

在前面学习中

我们知道设备散热这部分很小

通常忽略不计

而关于蒸发耗热这部分

主要是由于地

面以及粪污表面的蒸发所导致的

可根据舍内的管理情况进行估算

但是比较难以获得

目前的生产中

基本上都能够做到及时清粪

并且尽可能减少地面大水量的冲洗

所以为了简便

我们也将其忽略

这样呢我们就可以得到

这个简化的平衡方程

即夏季通风需要排出的热量

主要来自动物的产热

和围护结构的传热这两个部分

下面呢

我们就对这两个因素分别做分析

首先我们来看一下动物的产热

动物产热

是一个非常复杂的过程

这里我们不讲其机理

只是给出计算方法

目前国际上最全面

最权威的方法

就是

国际农业与生物系统工程委员会

简称CIGR

他们推荐的方法

这个方法的思路是这样的

首先根据公式

先计算出20摄氏度条件下

动物总产热量

然后通过温度修正系数来修正

获得任意温度条件下的动物总产热量

再计算任意条件下

总产热量中的显热比

最后就可以求出

总产热量中的显热产生量和

潜热产热量了

在20摄氏度的条件下

动物个体24小时的总产热量

我们直接几种典型畜禽的计算方法

从公式中我们可以看出

育肥猪的总产热量

是与动物的体重和日采食频次有关

奶牛呢

它的总产热量

与动物的体重

妊娠天数以及日产奶量有关

肉鸡的总产热量仅与体重有关

而蛋鸡呢

则与体重和日产蛋量有关

总体而言

这组公式比较简单

实用

其中育肥猪呢

我们也给出推荐的日采食频次

以供参考

任意温度条件下的

总产热量的修正系数

有这样一组计算公式

于是

计算出修正系数

再乘以前面计算的

20摄氏度条件的总产热量

就可以得到

任意温度条件下的总产热量了

进一步呢

我们再给出

总产量中

显热产热量所占比值的计算方法

我们看出

这个比值

仅与动物的种类和环境温度有关

这样根据总产热量和显热比

我们就可以得出任意温度条件下

动物个体的显热产热量

和潜热产热量了

第2部分

我们再看一下围护结构的传热

我们知道

围护结构的传热量

与围护结构的面积

传热系数以及室内外温差成正比

夏季条件下

室外热作用

既要考虑空气温度的影响

还要考虑太阳辐射的影响

所以围护结构传热的计算

我们采用

室外综合温度

这也就是前面讲过的

室外综合温度的计算公式

这样

我们就可以得到

夏季围护结构传热量的计算方法了

由于不同围护结构

接受到太阳辐射

和对太阳辐射的吸收系数不同

其室外综合温度也不同

所以各部分应该分别加以计算

把动物的显热产热量

和围护结构传热量

代入平衡方程

就可以得到这个夏季

最大必要通风量的计算公式了

下面我们再来看一下

冬季最小必要通风量的确定方法

首先我们从排湿的角度来分析

同样根据这样一幅大家比较熟悉的一个示意图

我们知道

对环境产生加湿作用的因素

有动物产生的水汽

以及一些

湿表面蒸发所产生的水汽

而对环境产生降湿作用的因素

就是通风了

这样我们就可以写出

这样一个平衡方程了

也就是通风排气所带走的水汽量

等于通风进气所带进来水汽量

加上舍内所产生的水汽量

同样

如果我们忽略舍内

湿表面蒸发产生的水汽的话

那么动物产生的水汽

就是室内水汽的主要来源了

这个水汽量呢

我们可以用

动物的潜热产热量

除以水的蒸发潜热来进行计算

于是我们就可以得到

这样的一个以排湿为目的的

最小通风量的计算方法了

公式中包含有舍内外空气的含湿量

可以根据空气的其他状态参数计算

或者呢通过湿空气焓湿图获得

再来看一下以换气为目的的通风量

我们以二氧化碳作为目标气体来进行分析

二氧化碳不是一个有害气体

但是可以作为

衡量舍内空气质量的一个指标

且动物产生的二氧化碳的量非常大

针对二氧化碳

我们可以直接写出

这样的一个平衡方程

也就是说

通风排气所带走的二氧化碳

等于通风进气所带进来的二氧化碳

加上室内产生二氧化碳

根据冬季二氧化碳平衡方程

求出的通风量

实际上就是最小必要通风量了

在这个公式中

分母是舍内外计算二氧化碳度之差

这个比较容易获得

而分子这部分

是舍内所的产生的二氧化碳的量

那么他该怎么来获得呢

我们知道

舍内的二氧化碳

主要来自于动物呼吸和粪便

如果能够及时清粪

那主要来源就是动物呼吸了

关于动物产生的二氧化碳量

同样我们用

CIGR推荐的方法

在这个方法中

把20摄氏度条件下产生

1000瓦热量的动物的量

称为一个产热单位

基于一个产热单位

对应于总产热量

动物产生二氧化碳的量

是0. 1 85立方每小时

那么通过这个参数

和前面计算的总的产热量

我们就可以求出

动物产生的二氧化碳的量了

那进一步

也就以求出

基于调控二氧化碳需求的

冬季最小必要通风量了

总结一下课程内容

今天呢

我们主要围绕畜禽舍必要通风量

学习了夏季最大必要通风量

和冬季最小必要通风量的概念

及其计算方法

其中

夏季最大必要通风量的确定

要考虑室外太阳辐射的影响

和动物显热产热量的影响

冬季最小必要通风量的确定

我们给出了基于排出过多水汽

和二氧化碳的两种计算方法

这是通风系统设计的基础参数

希望大家理解掌握

好这次课就讲到这里

谢谢大家