CC BY
18
УДК 631.16:631.22.01:628.8
АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ НА ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ФЕРМАХ ТЕХНИКИ ДЛЯ МИКРОКЛИМАТА
В.Н. Чувашев, заведующий отделом испытаний ФГБУ «Подольская МИС» Е-mail: [email protected]
Аннотация. Статья посвящена анализу эффективности применения на животноводческих фермах всей номенклатуры тепловой техники, выпускаемой отечественной промышленностью для теплотехнических процессов содержания животных. В статье рассматриваются вопросы внедрения современных унифицированных цифровых регуляторов для повышения качества регулирования теплотехнического процесса с разрешающей способностью 0,1°С применительно к котлам-парообразователям, электрическим водонагревателям, а также климатическим установкам и локальным обогревателям для молодняка животных и птицы. Показано влияние коэффициента полезного действия тепловых установок на эффективность их использования, возможность получения дополнительного экономического эффекта при работе электрического оборудования в ночные часы за счет льготного тарифа на электроэнергию. Ключевые слова: техника, микроклимат, коэффициент полезного действия, эффективность, тариф.
Последнее десятилетие характеризуется интенсивным ростом энерговооруженности животноводства, поступлением в сельское хозяйство более сложных, высокопроизводительных машин. Однако задача состоит и в умении правильно использовать эти технические средства. Сельскохозяйственной наукой доказано, что доля влияния микроклимата на продуктивность животных составляет около 25-30%.
В трудах инновационного центра ФГБНУ ГОСНИТИ подчеркивается, что существенное увеличение объемов производства продукции животноводства возможно благодаря качественному выполнению всех агрозоотехнических операций в соответствии с требованиями технологического процесса.
ФГБУ «Подольская МИС» проводит испытания и обследования в эксплуатации всей номенклатуры установок и оборудования микроклиматической техники для села. Отличительной особенностью систем управления режимами работы оборудования прошлых лет являлось отсутствие дешевых регуляторов с необходимой степенью точности, невозможность задания алгоритма управления в изменяющихся условиях эксплуатации, а также сложность обеспечения
адекватной работы исполнительных механизмов.
Кроме того, использование разнотипных нестандартных датчиков не позволяло унифицировать средства измерений различных производителей, не обеспечивало согласование систем управления и, соответственно, стабильность и надежность регулирования. Допуски на соблюдение режима по температуре в зоотехнических требованиях составляли ±3°С, что приводило к перерасходу энергоносителей и снижению экономического эффекта.
Это подтверждено испытаниями комплексов типа «Климат», ряда установок типа ПВУ, автономных электрокалориферных установок, паровых котлов и электрических водонагревателей.
Наметились тенденции к улучшению качества:
- паровые котлы отечественного производства комплектуются горелками на жидком топливе или газе европейского производства, уже имеющими сертификат соответствия Госстандарта РФ, что предопределяет нормализацию опасных выбросов в атмосферу, улучшает дизайн изделия и уменьшает энергоемкость;
Механизация, автоматизация и машинные технологии в животноводстве
- разработаны и внедряются цифровые датчики температуры и влажности с разрешающей способностью 0,1°С, что позволяет на порядок повысить качество регулирования;
- широко применяются компьютерные технологии управления процессами.
В последнее время наметилась тенденция вовлечения в сельский энергобаланс местных видов топлива, биомассы и возобновляемых источников энергии. ФГБУ «Подольская МИС» проведены работы по испытанию установок, работающих на древесных отходах (теплогенераторы УТПУ, газогенератор ГГ-100 с паровым котлом), и в этом направлении приобретен определенный опыт.
Следует особо остановиться на эффективности применения паровых котлов. Главными факторами экономической эффективности паровых котлов являются коэффициент полезного действия (КПД) и удельный расход топлива на единицу выработанного пара. В связи с удорожанием энергоносителей и значительной доле топлива в себестоимости пара эти показатели приобретают особо важное значение.
На рисунке 1 представлена зависимость показателей котлов от КПД. Оптимальной, с точки зрения капитальных затрат, является величина КПД на уровне 90%.
КПД котла
Рис. 1. Зависимость показателей котлов от КПД
С уменьшением КПД возрастает удельный расход топлива и одновременно увеличиваются потери теплоты с дымовыми газами, что приводит к виртуальному удорожанию производства пара в объеме годовой выработки. Желание повысить КПД до 95% (с точки зрения уменьшения удельного расхода топлива и повышения паропроизводи-тельности) приводит к возрастанию материалоемкости собственно котла и его цены, что может отпугнуть потребителя.
Выпускаемые в настоящее время ОАО «Возовсельмаш» паровые котлы ВКВ-300 являются устаревшими, и их КПД не превышает 85%, что неоптимально, однако привлекает относительно невысокая цена на единицу вырабатываемого пара. Новая серия котлов этого предприятия, типа КП-0,12, более высокого технического уровня с КПД до 91% имеет улучшенный дизайн и улучшенные удельные показатели.
С положительной точки зрения следует оценить образцы электрических паровых котлов ЭПт и ЭПэ фирмы ООО «Пром-энерг», г. Москва, которые по исполнению не уступают европейскому уровню. КПД этих установок достигает 95%.
Для электрических водонагревателей КПД зависит в основном от качества теплоизоляции резервуара, а экономическая эффективность определяется длительностью использования во внепиковые часы по льготному тарифу. Испытания инновационного электроводонагревателя АЭВН-200 (конструкции ФГБНУ ВИЭСХ) с цифровым управлением и таймером льготного графика продемонстрировали высокую точность регулирования, экономию электроэнергии и годовой экономический эффект 2,5 тыс. руб. Установлено, что при эксплуатации водонагревателей с большей емкостью экономический эффект увеличивается (рис. 2).
Производительность
КПД
— Потери тепла
-*- Уд. расход топлива
Капиталовложения
Лоигпа! оГ УШТ^Н №4(20)-2015
231
Типоразмер
Рис. 2. Зависимость эффекта по льготному тарифу для водонагревателей
Подмосковное предприятие ООО «Рем-техмаш» (Орехово-Зуево) выпускает типо-размерный ряд 200, 400 и 800 л, а ФГБНУ ВИЭСХ разработан и машиноиспытательной станцией испытан водонагреватель емкостью 1600 л. В последнем случае для фермы годовая экономия может составлять до 25 тыс. руб. только за счет использования льготного тарифа.
Особое место занимают полнокомплектные системы обеспечения микроклимата для содержания животных. Особого подхода к испытаниям требуют комплексы и установки для создания искусственного микроклимата. Совершенно однозначно, что оборудование должно быть четко подобрано к конкретному помещению и поголовью. Особенно это касается системы с утилизацией теплоты вентиляционных выбросов. Принимать на испытания такой объект целесообразно в конкретном помещении по окончании специализированного монтажа с участием разработчиков и операторов. В прошлом при испытаниях подобных систем не удалось из-
бежать ошибок при привязке оборудования, в результате чего тепловой баланс помеще-
-.-Длит. режима, ч/сут I ний (объектов) не был -■-Типоразмер, 1*100 оптимальным. --Годовой эффект, т. р. В качестве положительного примера можно привести результаты применения компьютерных технологий управления микроклиматом на базе свиноводческого комплекса «Фатежский», разработанных ООО «Агро-ПромИнвест». Отличительной особенностью является управление работой системы микроклимата по показаниям датчиков температуры и влажности, что обеспечивает гибкость системы в зависимости от конкретных условий. Испытания комплекса, проведенные ФГБУ Подольская МИС, показали высокую точность соблюдения агрозоотехнических требований процесса выращивания свиней. Кроме того, применение рекуператоров позволяет повысить экономический эффект при эксплуатации за счет экономии до 50% энергии на отопление.
С точки зрения оптимизации микроклимата и снижения энергозатрат интересны испытания локальных систем лучистого электрообогрева молодняка животных (УЛЭО-4,5; ЛЭО-0,25; ЛЭО-0,75) разработки ФГБ-НУ ВИЭСХ. Применение таких установок существенно повышает сохранность поголовья. Таким образом, внедрение новых образцов и технологий позволяет резко интенсифицировать процесс производства продукции животноводства.
Главная задача инженеров сферы испытаний оборудования - обеспечить информирование и профессиональное консультирование сельских товаропроизводителей.
THE ANALYSIS OF MICROCLIMATE EQUIPMENT APPLICATION'S EFFICIENCY ON LIVESTOCK FARMS V.N. Chuvashev, testing department head FGBY "Podolskya MIS"
Abstract. The article is devoted to the analysis of application of livestock farms' entire range efficiency of thermal equipment's, produced by the domestic industry for the thermal processes at animals' maintenance. The article considers the questions of modern unified digital regulators' introduction to improve the control of thermal process quality with 0,1 Celsius degree's resolution in relation to boilers-generators, electric water heaters, and climatic installations and local heaters for young farm animals and poultry as well. It is shown the thermal plants' valuable coefficient's influence on their using's efficiency, the possibility of obtaining additional economic effect when electrical equipment at night operating due to the preferential electricity's tariff. Keywords: technology, climate, efficiency, effectiveness, rate.
