Использование приточно-вытяжного теплоутилизатора для улучшения микроклимата на животноводческих фермах

 

5.12 Охрана труда

 

 

 

 

 

 

Использование приточно-вытяжного теплоутилизатора

для улучшения микроклимата на животноводческих фермах

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

1. Объект исследования……………………………………………………3

2. Цель работы……………………………………………………………...3

3. Метод исследования………………………………………………….....3

4. Полученные результаты………………………………………………...6

5. Основные конструктивные  характеристики………………………….18

6. Степень внедрения……………………………………………………..21

7. Экономическая эффективность……………………………………….21

Литература………………………………………………………………...29

 

 

Использование приточно-вытяжного теплоутилизатора

для улучшения микроклимата на животноводческих фермах

 

1. Объект исследования

 

Объектом исследования являются микроклиматические условия в животноводческих помещениях.

 

2. Цель работы

 

Цель работы – разработка технического устройства малой энергоемкости для улучшения микроклимата в животноводческих помещениях.

В ходе исследовательской работы проводилось анкетирование работников ряда предприятий Брянской области по условиям труда, приборный анализ условий труда животноводческих и вспомогательных помещений (молочный и бытовой блок) ферм и комплексов УОХ «Кокино», ОАО «Агрофирма Культура», изучался процесс термогенеза в органическом сырье.

Технические мероприятия направлены на улучшение микроклиматических условий в животноводческих помещениях применением приточно-вытяжного теплоутилизатора.

 

3. Метод исследования

 

В процессе выполнения научной  работы применяли следующие методы исследования:

• анкетирование;
• статистический метод анализа заболеваемости;
• аналого-цифровой;
• приборно-инструментальный;
• экономический метод при определении эффективности внедряемых мероприятий.

В ходе выполнения исследований изучались следующие параметры  воздушной среды: температура, относительная влажность, давление, скорость движения воздуха, а также запыленность, загазованность  воздуха аммиаком, сероводородом, двуокисью углерода. Для инструментального анализа использовались приборы научной лаборатории комплексной оценки и проектирования условий труда, кафедры безопасности жизнедеятельности и инженерной экологии (табл. 1).

 

Таблица 1 - Наименование и марка приборов

 

Метеометр МЭС – 200		Аспиратор ПУ – 4Э
Инфракрасный термометр UT-301		Газоанализатор Колион 1В-06
Насос-пробоотборник НП-ЗМ		рН – метр-милливольтметр рН-150 МА
Универсальный газоанализатор УГ-2		Цифровой термоанемометр ТКА-ПКМ/50

 

Параметры микроклимата измеряли цифровым прибором метеометром  МЭС-200. Для измерения температуры  нагрева воздуховодов и компостируемой массы использовали инфракрасный термометр UT-301 C.

Исследование загазованности животноводческих и вспомогательных помещений проводили прибором насосом-пробоотборником НП-ЗМ. Для уточнения результатов измерений использовали универсальный газоанализатор   УГ-2. Принцип работы приборов основан на протягивании исследуемого воздуха через индикаторную трубочку.

Запыленность  определяли с помощью аспиратора ПУ-4Э, работа которого основана на протягивании загрязненного воздуха через поглотительный элемент.

Для контроля температуры  в компостируемом сырье с целью  предотвращения самовозгорания использовали термодатчики, с которых информация через цифровой многоканальный самописец “Flash-Recorder-2-16RTC-SD”  выводится на монитор компьютера (рис. 1). За результат измерения принималось среднее арифметическое значение.

 

 

1 – цифровой термометр; 2 – приточная труба;

3 – насос; 4 – вытяжная  труба

 

Рисунок 1 – Контроль температуры в компостируемом сырье

 

 

4. Полученные  результаты

 

Микроклимат - это условия  производственной среды помещений, которые оказывают влияние на тепловую стабильность организма человека в процессе труда. К параметрам микроклимата относятся:

• температура воздуха,
• относительная влажность,
• давление,
• скорость движения воздуха,
• тепловое излучение.

Оптимальные микроклиматические условия - это такие условия микроклимата, которые при длительном и систематическом влиянии на человека обеспечивают сохранение теплового состояния организма без активной работы терморегуляции. Они сохраняют обеспечение самочувствие теплового комфорта и создание высокого уровня производительности труда.

Допустимые  микроклиматические условия  при длительном и систематическом влиянии на человека могут вызвать изменения теплового состояния организма  и сопровождаются напряженной работой механизмов терморегуляции в границах физиологической адаптации. При этом не возникает нарушений или ухудшения состояния здоровья, но наблюдается дискомфортное тепловосприятие, ухудшение самочувствия и снижение работоспособности.

Условия микроклимата, выходящие  за допустимые границы, называются критическими (дискомфортными) и ведут, как правило, к серьезным нарушениям в состоянии организма человека.

Оптимальные условия  микроклимата создаются для постоянных рабочих мест.

Человеческий организм имеет возможность при помощи механизма терморегулирования поддерживать постоянную температуру тела. При нормальных условиях внутренняя температура организма поддерживается на уровне 37±0,5^оС.

Механизм регулирования  температуры человеческого организма  разделяют на процессы: химической регуляции, связанные с теплопродукцией, и процессы физической регуляции, связанные с теплоотдачей. Оба механизма управляются нервной системой.

Терморегуляция - это  способность организма регулировать теплообмен с окружающей средой, поддерживая  температуру тела на постоянном уровне(36,6 +-0,5⁰С). Поддержание теплообмена происходит путем увеличения или уменьшения передачи тепла в окружающую среду (физическая терморегуляция) или изменения количества вырабатываемого в организме тепла (химическая терморегуляция).

При комфортных условиях количество вырабатываемого тепла в единицу времени равняется количеству тепла, отдаваемого в окружающую среду, т.е. наступает равновесие - тепловой баланс организма.

Физическая  терморегуляция. В условиях, когда температура окружающей среды значительно ниже 30⁰С и влажность меньше 75%, действуют все виды теплообмена: Если температура окружающей среды выше температуры кожного покрова, то происходит поглощение тепла организмом. При этом теплоотдача осуществляется лишь путем испарения влаги с поверхности тела и верхних дыхательных путей при условии, что воздух еще не насыщен водяными парами. При высокой температуре окружающей среды механизм теплоотдачи связан с понижением теплопроводности, усилением потоотделения.

При температуре воздуха 30⁰С и значительном тепловом излучении от нагретых поверхностей оборудования наступает перегрев организма, наблюдается нарастающая слабость, головная боль, шум в ушах, искажение цветового восприятия, возможен тепловой удар. Сосуды кожи резко расширяются, кожа розовеет за счет увеличения притока крови. В дальнейшем усиливается рефлекторная работа потовых желез, и влага выделяется из организма. При испарении 1 литра воды выделяется 2,3·10⁶ Дж тепловой энергии. При высоких температурах окружающего воздуха у человека происходит бурное профузное потоотделение. В таких условиях он за смену может потерять до 5 кг своей массы за счет влаги. Вместе с потом организм выделяет большое количество солей, главным образом, хлористого натрия (до20-50г за сутки), а также калий, кальций, витамины. Чтобы предотвратить нарушение водно-солевого обмена при выполнении тяжелой физической работы в зоне повышенной температуры, необходимо проводить редегидротацию организма, например, работники должны пить подсоленную воду (0,5%-ный раствор с витаминами).

При высоких температурах происходит большая нагрузка на сердечнососудистую систему. При перегреве увеличивается, а затем уменьшается выделение желудочного сока, поэтому возможны заболевания желудочно-кишечного тракта. Обильное выделение пота снижает кислотный барьер кожи, от чего возникают гнойничковые заболевания. Высокая температура внешней среды усиливает степень отравлений при работе с химическими веществами.

Химическая  терморегуляция. Химическая терморегуляция происходит в тех случаях, когда физическая терморегуляция не обеспечивает тепловой баланс. Химическая терморегуляция заключается в изменении скорости протекания окислительно-восстановительных реакций в организме: скорости сжигания питательных веществ и, соответственно, выделяемой энергии. При невысокой температуре окружающей среды происходит увеличение теплообразования, а при повышенной - уменьшение. Переохлаждение может иметь место при низкой температуре, особенно в сочетаниях с высокой влажностью и подвижностью воздуха. Повышение влажности и подвижности воздуха понижает термическое сопротивление воздушной прослойки между кожным покровом и одеждой. Охлаждение же организма (гипотермия) является причиной миозитов, невритов, радикулитов, а также простудных заболеваний. В особо тяжелых случаях воздействие низких температур приводит к обмораживанию, и даже к смерти (рис. 2).

 

Рисунок 2 - Факторы дискомфортного микроклимата

 

Определение влияния  условий труда в животноводстве на заболеваемость работников выполнено  по методике анкетного опроса специалистов и самих работников [9].

В анкете были предложены варианты оценки условий труда на рабочем месте: «очень хорошие»; «довольно хорошие»; «не совсем хорошие»; «плохие».

Кроме этого, приведен перечень факторов производственной среды, из которых  необходимо было выбрать те, которые оказывают влияние на работника постоянно, около 75% рабочего времени, около 50% рабочего времени, около 25% рабочего времени и факторы, не влияющие на человека.

Анкетирование проводилось  на различных предприятиях Брянской области, после чего анкеты обрабатывались по общепринятой методике.

Оценка согласованности  мнений специалистов проводилась по коэффициенту конкордации, значимость которого устанавливается с помощью критерия Пирсона [9].

Коэффициент конкордации (согласованности) определялся по формуле

 

     (1)

 

где S – сумма квадратов отклонений

 

     (2)

 

где m – число опрашиваемых специалистов;

n – число факторов;

а_ij – ранг i – го фактора у j – го специалиста;

L – среднее значение Σ рангов по каждому фактору

 

      (3)

 

где T_i – величина, учитывающая наличие связанных рангов

 

     (4)

 

Критерий χ² (распределение Пирсона) определялся по формуле

 

    (5)

 

Если расчетное значение критерия Пирсона больше табличного для 5% уровня и числа степеней свободы f = n-1, можно утверждать о согласованности мнений участвующих в анкетном опросе [9].

Получение и обработка  анкетных данных методом ранговой корреляции проводилось в несколько этапов.

Первый этап − сбор мнений работников путем анкетного  опроса. Для оценки влияния неблагоприятных  факторов, снижающих работоспособность  и наносящих вред здоровью работников выбраны дискомфортные температура  Х₁, влажность Х₂, давление Х₄, повышенные уровни шума и вибрации Х₃, недостаточная освещенность Х₅.

Оценка значимости данных параметров модели проводится  методом  ранговой корреляции. Каждый фактор имеет ряд градаций (рангов): если он наиболее значим - ему присваивается ранг 1, менее значимый – ранг 5.

Второй этап − составление  сводной матрицы рангов на основе данных анкетного опроса.

Так как в матрице  имеются связанные ранги, необходимо произвести их переформирование.

Учитывая значения переформированных  рангов, составляем новую матрицу рангов.