Компьютерная симуляция для коровников

1.    Введение

Климатические условия внутри коровника с различным строительством и различными внешними климатическими условиями могут быть симулированы с помощью модели ANIPRO[1]. С помощью модели ANIPRO были сделаны расчеты для коровников с теплоизоляцией и без нее с внешней температурой от +10 C до -28C и с относительной влажностью внешнего воздуха в 83%.

Коровник для содержания 120 коров имеет длину в 73 м. и ширину в 17,5 м. Высота боковых стен равна 2,5 м. и высота конька крыши 7,25 м. Молочные коровы дают производительность в 25,5 кг молока в день и в среднем весят 600 кг.

Два типа построек для содержания коров были протестированы:

TA: Строительство с нулевой теплоизоляцией при термостойкости внешних стен в

0,3 м2К/Ватт и крыши в 0,07 м2К/Ватт

TC: Строительство с высокой теплоизоляцией при термостойкости внешних стен в 2,2 м2К/Ватт и крыши в 2 м2К/Ватт

Термостойкость стен:

Нулевая теплоизоляция: неизолированные панели из обшивочного листа – 0,3 м2К/Ватт

Высокая теплоизоляция: Сэндвич-панели с полистиролом в 0,07 м – 2,2 м2К/Ватт

Термостойкость крыши с высокой теплоизоляцией:

Нулевая теплоизоляция: дисперсно-армированные бетонные плиты без теплоизоляции – 0,07 м2К/Ватт

Высокая теплоизоляция: дисперсно-армированные бетонные плиты с полистиролом в 0,07 м – 2,0 м2К/Ватт

Вентиляция коровников создана с помощью естественной вентиляции с эффектом самотяги (дымохода). Эффект самотяги (дымохода) основывается на разнице высоты входа и выхода воздуха. Коровники имеют открытое отверстие в коньке крыши и закрываемые отверстия (окна) в стенах. Рассчитаны две нормы естественной вентиляции:

Норма 1: Низкая вентиляция с воздухозаборными отверстиями в боковых (внешних) стенах в 0,01 м и отверстием в 0,02 м в открытом коньке.

Норма 2: Высокая естественная вентиляция с воздухозаборными отверстиями в боковых (внешних) стенах в 0,8 м и отверстием в 0,8 в открытом коньке.

В таблице 1 показаны рассчитанные комбинации конструкций и нормы вентиляции.

Таблица 1 Комбинации построек и нормы вентиляции.

Теплоизоляция

Нормы вентиляции

Низкая                                   Высокая

Нулевая

TA1

TA2

Высокая

TC1

TC2

Результаты подсчетов даны в таблицах 2, 3, 4, и 5. при внешних температурах –28, -20, -10, 0 и +10C даются следующие результаты:

2.    Результаты

Внутренняя температура (°C) – Температура воздуха внутри коровника

Относительная Влажность (%)  – Относительная влажность воздуха внутри коровника

Концентрация CO (%) – Концентрация углекислого газа в воздухе внутри коровника

Смена воздуха (/час) – Полная замена воздуха внутри коровника, осуществленная за час

Состояние Крыши – Состояние крыши внутри коровника: Сухо; Конденсация или Обледенение

Таблица 2: Результаты климатических условий внутри коровников без теплоизоляции и с низкой вентиляцией при различной внешней температуре (TA1).

TA1

Внешняя температура (°C)

-28

-20

-10

0

+10

Внутренняя температура (°C)

-13.8

-7.9

0

8.5

1.7

Относительная влажность (%)

100

100

100

100

100

Концентрация CO (%)

0,40

0,40

0,43

0,47

0,57

Смена воздуха (/час)

1,9

1,5

1,1

0,9

0,6

Состояние крыши

лед

лед

лед

Сыро

Сыро

Таблица 3:  Результаты климатических условий внутри коровников без теплоизоляции и с высокой вентиляцией при различной внешней температуре (TA2).

TA2

Внешняя температура (°C)

-28

-20

-10

0

+10

Внутренняя температура (°C)

–*)

-15,1

-5,6

4,2

14

Относительная влажность (%)

–*)

100

78

74

72

Концентрация CO (%)

–*)

0,08

0,08

0,08

0,08

Смена воздуха (/час)

–*)

15,5

11,6

9,3

7,4

Состояние крыши

–*)

лед

лед

Сухо

Сухо

*) выходит за пределы модели

Таблица 4: Результаты климатических условий внутри коровников с теплоизоляцией и низкой вентиляцией при различной внешней температуре (TC1).

TC1

Внешняя температура (°C)

-28

-20

-10

0

+10

Внутренняя температура (°C)

-7,7

-1,2

7,5

16,3

24,1

Относительная влажность (%)

100

75

56

55

60

Концентрация CO (%)

0,23

0,22

0,21

0,21

0,20

Смена воздуха (/час)

4,4

2,5

2,2

2,0

1,6

Состояние крыши

лед

Сухо

Сухо

Сухо

Сухо

Таблица 5: Результаты климатических условий внутри коровников с теплоизоляцией и высокой вентиляцией при различной внешней температуре (TC2).

TC2

Внешняя температура (°C)

-28

-20

-10

0

+10

Внутренняя температура (°C)

–*)

-14,8

-5,2

4,6

14,5

Относительная влажность (%)

–*)

92

72

69

68

Концентрация CO (%)

–*)

0,08

0,07

0,07

0,07

Смена воздуха (/час)

–*)

17,7

13,9

11,6

10,2

Состояние крыши

–*)

Сухо

Сухо

Сухо

Сухо

*) выходит за пределы модели

3.     Выводы

При содержании дойных коров в области экстремально низких внешних температур, строительство зданий с высокой теплоизоляцией и низкой нормой вентиляции приводит к самому лучшему результату. Внутренние температуры возрастут и снизится возможность обледенения таких поверхностей, как стены, крыша или пол.

Декабрь 2005

Если вы желаете узнать больше по этому вопросу, свяжитесь с нами или оставьте свои контактные данные, и мы свяжемся с вами.

Herd Health Consultancy

Herd Health Consultancy is a Dutch consultancy firm that specialises in consultancy for dairy farm owners.

ru_RUРусский