устройство для вентиляции животноводческого помещения

Формула изобретения

Устройство для вентиляции животноводческого помещения, содержащее теплообменник-осушитель, выполненный в виде воздуховода, расположенного под потолком по всей длине животноводческого помещения в центральной его части, и сообщенный входом через приточный воздуховод с приточным вентилятором, а выходом через соединительный воздуховод - с раздаточным воздуховодом, под нижними ребрами воздуховодов расположены конденсатосборники для сбора и отвода конденсата, отличающееся тем, что воздуховоды выполнены в поперечном сечении в виде четырехугольника, одна из вершин которого направлена вниз в сторону конденсатосборника, ширина последнего не менее длины дуги сектора, образованного углом при верхней вершине воздуховода и поверхностью конденсатосборника.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к вентиляции животноводческих помещений, имеющих большие влаговыделения в виде водяных паров.

Известно устройство для вентиляции животноводческих помещений (авт. св. СССР 1681148, F 24 F 7/06, 3/147). Устройство для вентиляции животноводческого помещения содержит теплообменник-осушитель, выполненный в виде воздуховода, расположенного под потолком по всей длине животноводческого помещения в центральной его части, и сообщенный входом через приточный воздуховод с приточным вентилятором, а выходом через соединительный воздуховод - с раздаточным воздуховодом, при этом теплообменник-осушитель выполнен конусной формы с уменьшением сечения по ходу воздуха, причем конусность теплообменника-осушителя равна 0,5 - 0,6, а приточный соединительный и раздаточный воздуховоды размещены вдоль стен помещения.

Известное устройство обладает рядом недостатков.

Теплообменная поверхность системы расположена непосредственно над животными. При низких температурах наружного воздуха теплообменная поверхность может значительно охладиться вплоть до отрицательных температур на ее поверхности, что вызовет образование льда на ее поверхности. В результате будет происходить радиационное переохлаждение животных, что недопустимо по зоогигиеническим требованиям. Образовавшийся лед может срываться и травмировать как животных, так и обслуживающий персонал. Конденсат, образовавшийся на поверхностях воздуховодов, будет капать вниз и на животных, и на людей, что недопустимо. Наиболее близким аналогом является устройство теплообменной блокирующей вентиляции Турушева для животноводческих помещений (Турушев В.А. , Теплообменная блокирующая вентиляция животноводческих помещений. Рекомендация. Улан-Удэ: Бурят, кн. изд-во, 1985.- 60 с.)

Система вентиляции содержит теплообменник-осушитель, выполненный в виде воздуховода, расположенного под потолком по всей длине животноводческого помещения (в центральной его части) и сообщенного через приточный воздуховод с приточным вентилятором, с одной стороны, а с другой стороны с раздаточным воздуховодом. Воздуховоды системы вентиляции Турушева выполняются из полиэтиленовой пленки с поперечным сечением в виде треугольника, одна из вершин которого направлена вниз, соответственно две грани воздуховодов направлены вниз, а третья располагается под потолком помещения горизонтально. Под нижними ребрами воздуховодов расположены желобки для сбора и отвода конденсата.

В холодный период года система работает следующим образом.

Холодный наружный воздух вентилятором подается в полиэтиленовые воздуховоды, располагаемые внутри помещения и омываемые снаружи теплым влажным воздухом. При соприкосновении теплого влажного воздуха животноводческого помещения с поверхностями воздуховода, охлаждаемого потоком холодного воздуха, на наружных поверхностях воздуховодов происходит тепломассообмен. В результате на поверхностях воздуховодов образуется конденсат, выделяется скрытая теплота парообразования, а вредные газы (аммиак, углекислота), пыль и микрофлора улавливаются конденсатом. Выделившаяся теплота парообразования воспринимается потоком холодного воздуха внутри воздуховодов, который и нагревается. Образовавшийся конденсат вместе с поглощенными газами и пылью по наклонным граням воздуховодов стекает в желобок и удаляется из помещения.

Таким образом, в известной системе происходит трансформация скрытой теплоты парообразования в явную теплоту приточного воздуха, одновременно осуществляется осушка и очистка внутреннего воздуха от газов и пыли.

Однако и эта система обладает некоторыми недостатками.

При низких температурах наружного воздуха на теплообменных поверхностях воздуховодов образуются зоны: конденсатообразования, инея и льдообразования. Образовавшийся на полиэтиленовых поверхностях лед вызывает разрыв пленки, что снижает эффективность работы системы и ее надежность.

На горизонтальных гранях воздуховодов образуется конденсат с уловленной пылью и микрофлорой. В связи с тем, что полиэтиленовая пленка имеет пластичные свойства, горизонтальная грань воздуховодов под воздействием образовавшегося конденсата прогибается. В результате значительная часть конденсата с уловленной пылью задерживается на провисшей грани воздуховода. Через некоторое время на провисшей горизонтальной грани воздуховода образуется желеобразная масса, состоящая из конденсата и пыли и микрофлоры животноводческого помещения. Образовавшаяся масса снижает эффективность процессов тепломассообмена на поверхности этой грани воздуховода, что приводит к снижению эффективности работы системы. Следует отметить также затруднительность очистки от загрязнений и дезинфекции горизонтальной поверхности воздуховодов, находящихся под потолком. Это приводит как к снижению эффективности тепломассобмена и соответственно ухудшению микроклимата помещения, так и к возможности размножения болезнетворных микробов, что нарушает ветеринарное благополучие животноводческого помещения. Конструкция воздуховодов не обеспечивает защиту животных от радиационного переохлаждения их со стороны граней воздуховодов, направленных вниз. Не предусмотрена защита животных от возможного падения льда с граней воздуховодов.

Задача изобретения - улучшение зоогигиенических условий в животноводческом помещении за счет повышения эффективности тепломассообмена, повышения надежности и ветеринарной безопасности системы вентиляции.

Устройство для вентиляции животноводческого помещения, содержащее теплообменник-осушитель, выполненный в виде воздуховода, расположенного под потолком по всей длине животноводческого помещения в центральной его части, и сообщенный входом через приточный воздуховод с приточным вентилятором, а выходом через соединительный воздуховод с раздаточным воздуховодом, под нижними ребрами воздуховодов расположены конденсатосборники для сбора и отвода конденсата, воздуховоды выполнены в поперечном сечении в виде четырехугольника, одна из вершин которого направлена вниз в сторону конденсатосборника; при этом ширина последнего не менее длины дуги сектора, образованного углом при верхней вершине воздуховода и поверхностью конденсатосборника. Новые существенные признаки:

1. Воздуховоды выполнены в поперечном сечении в виде четырехугольника.

2. Одна из вершин воздуховода направлена вниз в сторону конденсатосборника.

3. Ширина конденсатосборника не менее длины дуги сектора, образованного углом при верхней вершине воздуховода и поверхностью конденсатосборника.

Перечисленные новые существенные признаки в совокупности с известными позволяют получить технический результат во всех случаях, на который распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.

В отличие от известных систем все грани воздуховодов, выполняющие функции теплообменных поверхностей, расположены под углом к вертикальной плоскости, потолок сопрягается не с поверхностью воздуховода, а с ребром. Такое решение обеспечивает непрерывный сток конденсата со всех теплообменных поверхностей, а значит и смыв с этих поверхностей образующейся "грязи", и соответственно поддержание теплообменных поверхностей в постоянно чистом состоянии. Это обстоятельство обеспечивает условия стабильного и максимально эффективного тепломассообмена между потоком воздуха внутри воздуховодов и внутренним воздухом помещения, в результате чего обеспечивается максимально высокий теплотехнический эффект.

Сечение воздуховодов в виде четырехугольника, одна из сторон которого направлена в сторону конденсатосборника, обеспечивает удобство мытья и дезинфекционной обработки поверхностей воздуховодов водой и дезинфекционными растворами с безопасного расстояния - струями.

Применение конденсатосборников, ширина которых не менее длины дуги сектора, образованного углом при верхней вершине воздуховода и поверхностью конденсатосборника, позволяет собирать в конденсатосборник не только стекающий конденсат, но и падающий с граней воздуховодов лед. Кроме того, такая ширина конденсатосборника исключает радиационный теплообмен между животными и гранями воздуховодов, что исключает радиационное переохлаждение животных. Изготовление воздуховодов из твердых материалов исключает разрыв воздуховодов при образовании наледи, что повышает надежность работы этих систем.

Конструкция теплообменного воздуховода, выполненного в виде четырехугольника в поперечном сечении, обеспечивает стабильные условия для максимального интенсивного тепломассообмена между потоком наружного воздуха внутри теплообменного воздуховода и внутренним воздухом помещения в течение длительного периода эксплуатации устройства для вентиляции животноводческого помещения, что обусловливает стабильно максимальную степень осушки и очистки внутреннего воздуха животноводческого помещения и нагрев потока наружного воздуха, подаваемого в помещение.

Стабильность осушки и очистки внутреннего воздуха позволяет снизить объем подачи вентиляционного воздуха в животноводческое помещение на величину, пропорциональную количеству осушенной влаги.

Одновременно снижается расход теплоты на нагрев вентиляционного воздуха, равный количеству скрытой теплоты парообразования образовавшегося конденсата и утилизированной потоком приточного воздуха.

На фиг. 1 изображено устройство для вентиляции животноводческого помещения в плане, а на фиг.2 - в поперечном сечении.

Устройство для вентиляции животноводческого помещения 1 со стенами 2, потолком 3, животными 4 содержит приточный вентилятор 5, соединенный через нагнетательный воздуховод 6 с теплообменным воздуховодом 7, последний соединен с воздухораспределительным воздуховодом 8 через соединительный воздуховод 9, под теплообменным воздуховодом 7, выполненным в поперечном сечении в виде четырехугольника, установлен конденсатосборник 10. Ширина конденсатосборника не менее длины дуги сектора, образованного углом при верхней вершине воздуховода и поверхностью конденсатосборника.

В холодный период устройство для вентиляции животноводческого помещения работает следующим образом.

Холодный воздух из наружной атмосферы вентилятором 5 через нагнетательный воздуховод 6 подается в теплообменный воздуховод 7, поперечное сечение которого имеет вид четырехугольника, верхнее ребро которого сопрягается с потолком помещения 3, а нижнее ребро направлено в сторону конденсатосборника 10. Теплый и влажный воздух животноводческого помещения 1 под воздействием естественной конвекции, образующейся тепловлаговыделениями животных 4, омывает наружные поверхности теплообменного воздуховода 7. Между потоком холодного воздуха внутри теплообменного воздуховода 7 и внутренним воздухом помещения 1 осуществляется процесс тепломассообмена. При этом поток внутреннего воздуха, омывающего наружные стенки теплообменного воздуховода 7, охлаждается ниже точки росы и из него выпадает конденсат на наружные поверхности воздуховода. Одновременно с выпадением конденсата на наружных поверхностях теплообменного воздуховода выделяется теплота в количестве скрытой теплоты парообразования выделившегося конденсата, эта теплота воспринимается потоком холодного воздуха внутри воздуховода, т.е. происходит нагрев приточного воздуха. Подогретый воздух через соединительный воздуховод 9 поступает в воздухораспределительный воздуховод 8, где происходит его догрев и впуск в животноводческое помещение.

Конденсат, образовавшийся на наружных поверхностях воздуховодов, поглощает из внутреннего воздуха вредные газы (аммиак, углекислый газ), микрофлору, пыль и по наклонным граням воздуховода 7 стекает в конденсатосборник 10. Лед, образовавшийся на участке льдообразования теплообменного воздуховода 7, при отрыве от стенок воздуховода, попадает в конденсатосборник, что не представляет опасности для животных и обслуживающего персонала.

В связи с тем, что все грани теплообменного воздуховода 7 имеют наклон в вертикальной плоскости, то происходит интенсивный сток конденсата со всех граней воздуховода, при этом застоя конденсата нигде не происходит. Интенсивный сток конденсата с граней теплообменного воздуховода обеспечивает полный смыв образовавшейся "грязи", что обеспечивает стабильные условия для максимального тепломассообмена между потоком холодного наружного воздуха в теплообменном воздуховоде и внутренним воздухом помещения.

Поскольку ширина конденсатосборника 10 не менее длины дуги сектора, образованного углом при верхней вершине воздуховода и поверхностью конденсатосборника, то лучистый теплообмен холодных поверхностей теплообменного воздуховода 7 может осуществляться только с потолком 3 и поверхностью конденсатосборника 10, что не вызывает опасности радиационного переохлаждения животных 4.

Таким образом, в животноводческом помещении, оборудованном устройством для вентиляции животноводческого помещения, обеспечивается непрерывный процесс осушки внутреннего воздуха и его очистки от вредных газов, пыли и микрофлоры. Поток наружного воздуха, подаваемого в помещение, нагревается за счет утилизации скрытой составляющей теплоты внутреннего воздуха, т.е. происходит процесс перевода скрытой теплоты паров воды в явную теплоту приточного воздуха.