CC BY
385
УДК 636
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА МИКРОКЛИМАТА С УТИЛИЗАЦИЕЙ ТЕПЛОТЫ ВЫТЯЖНОГО ВОЗДУХА
© 2016
Архипцев Александр Валерьевич, кандидат технических наук, доцент кафедры «Автоматизация и механизация животноводства»
Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К. А. Тимирязева, Москва (Россия)
Игнаткин Иван Юрьевич, кандидат технических наук, доцент кафедры «Сопротивление материалов и деталей машин» Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К. А. Тимирязева, Москва (Россия)
Аннотация. В данной статье приведено описание автоматизированной системы микроклимата, обеспечивающей эффективное функционирование при минимальных затратах энергии. Такой эффект достигается благодаря применению уникального алгоритма управления, системы рекуперации теплоты вытяжного воздуха. Изложены полученные в ходе экспериментальных исследований результаты, которые свидетельствуют, что применение данной автоматизированной системы регулирования параметров микроклимата в совокупности с правильно подобранным и инсталлированным отопительно-вентиляционным оборудованием позволяет добиться снижения установленной тепловой мощности отопительного оборудования, лимитов на газоснабжение, капитальных вложений на систему газоснабжения (электроснабжения), присоединительных мощностей теплоснабжения (электроснабжения), пропорционально снижению тепловой мощности системы отопления в два раза; сократить годовое потребление тепловой энергии на обеспечение требуемого микроклимата в свиноводческих помещениях на 80 %; сократить эмиссию углекислого газа и водяных паров от теплогенерирующе-го оборудования и обеспечить нормативную концентрацию СО2 (0,18 % в опытной секции при 0,25 % в контрольной) даже при использовании теплогенераторов открытого горения (с выбросом продуктов горения непосредственно в помещение); обеспечить точность заданных параметров микроклимата равномерно по всей площади помещения, как в летний, так и в зимний период года, в частности в зимний период для помещения 90х24 м температурное поле варьирует в диапазоне 0,6 °С, относительная влажность в пределах 5 %; позволяет использовать рекуператоры в летний период года для охлаждения приточного воздуха на 7,4 °С (с 26,6 °С до 19,2 °С); позволяет сократить количество или производительность приточных систем, за счет реверсирования вытяжного канала и использования рекуператора полностью на приток.
Ключевые слова: автоматизация, вентиляция, животноводство, микроклимат, рекуперация теплоты, свиноводство, система микроклимата, система отопления и вентиляции, утилизация теплоты, энергосбережение.
AUTOMATED SYSTEM MICROCLIMATE WITH HEAT RECOVERY EXHAUST AIR
© 2016
Arkhiptsev Aleksandr Valerievich, the candidate of technical sciences, the associate professor of the chair «Automation and mechanization of animal husbandry»
Russian state agrarian University - MTAA named after K. A. Timiryazev, Moscow (Russia) Ignatkin Ivan Yurievich, the candidate of technical sciences, the associate professor of the chair « Mechanics of materials and machine parts »
Russian state agrarian University - MTAA named after K. A. Timiryazev, Moscow (Russia)
Annotation This article describes an automated climate system ensuring the effective functioning at minimal energy costs. This effect is achieved by using a unique control algorithm, a heat recovery system exhaust air. We set out from experimental findings, which indicate that the use of the automated microclimate control system in conjunction with a properly chosen and installed heating and ventilation equipment allows to reduce the installed thermal capacity of the heating equipment for gas limits, capital investments in the gas supply system (power supply), connecting heating power (electric power) is proportional to the decrease in heat output of the heating system twice; reduce annual heat consumption to ensure the required microclimate in pig-breeding areas by 80 %; to reduce emissions of carbon dioxide and water vapor from the heat generating equipment, and ensure regulatory CO2 concentration (0,18 % in the experimental section at 0,25 % in the control), even when using open-burning heat generators (with the release of combustion products directly into the room); ensure the accuracy of the specified parameters of the microclimate uniformly in Svay floor space, both in the summer and in the winter season, particularly in the winter period for placing
90x24 m temperature field in the range of 0,6 °C, relative humidity between 5 %; allows the use of recuperators in the summer season for cooling supply air by 7,4 °C (26,6 °C to 19,2 °C); reducing the number or capacity of air supply systems, by reversing the exhaust duct and the use of the heat exchanger to fully flush.
Keywords: automation, ventilation, animal husbandry, climate, heat recovery, pig, climate system, heating and ventilation systems, heat recovery and energy efficiency.
Перевод свиноводства на промышленную основу потребовал более строгого подхода к обеспечению санитарно-гигиенических норм и правил. В этой связи исключительно важную роль отводят созданию и эксплуатированию систем микроклимата [1, с. 30].
Поддержание необходимого микроклимата в свинарниках является необходимым условием обеспечения здоровья и продуктивности животных. В частности, отклонение количественных показателей микроклимата от регламентированных значений может привести к уменьшению привесов на 20-30 %, сокращению продолжительности продуктивного периода жизни у маточного поголовья на 15-20 %, увеличению отхода молодняка до 5-40 %, увеличению затрат корма на производство единицы продукции, уменьшению срока эксплуатации производственных помещений (до 3-х раз), возрастанию расходов на ремонт и обслуживание технологического оборудования, перерасходу энергоносителей [1, с. 30].
Не стоит забывать о том, что микроклимат производственных помещений также является санитарно-гигиенической характеристикой рабочей зоны и значительно влияет на здоровье и производительность труда персонала [2, с. 18].
Рассмотрим влияние некоторых параметров микроклимата на продуктивность свиней.
Промышленное производство свинины предполагает высокую концентрацию поголовья в замкнутом помещении, как результат арсенал средств поддержания оптимальной температуры тела ограничен возможностями системы терморегуляции. Это справедливо как для повышенных, так и для пониженных температур. В частности, современные породы свиней имеют малую жировую прослойку и редкий шерстяной волосяной покров, без подшерстка, что практически не защищает животных от температурных колебаний. В дополнение стоит отметить отсутствие потовых желёз и, как следствие, чувствительность к повышенным температурам.
В оценке влияния температуры на продуктивность свиней Л. И. Брофман получил следующие результаты. Две группы свиней на откорме массой от 25 до 90 кг содержались при температурах плюс 3 °С (опытная группа) и плюс 19 °С (контрольная группа). Последние показали среднесуточный прирост 720 г при конверсии корма в 3,1 кг/кг, в опыт-
ной группе эти показатели составили 580 г и 3,7 кг соответственно [3].
На данный момент селекционеры существенно увеличили постность свинины за счет снижения толщины подкожной клетчатки - естественной теплоизоляции свиней, как результат животные современной генетики более чувствительны к колебаниям температуры и острее реагируют на снижение температуры в свинарнике ниже оптимального значения. Так на рисунке 1 представлены кривые затрат кормов и среднесуточных привесов в зависимости от температуры свинарника [4, с. 41]. [[, к, %
180 160 140 120 100 SO 60 40 20 О -20
N
Ч N
У
ч
5 10 15 —^ Привесы; —
20 25 30 35 — Расход корма.
40 t DC
Рисунок 1 - Влияние температуры свинарника на продуктивность свиней
Результаты свидетельствуют, что максимальные показатели достигаются при температуре в свинарнике 15-20 °С, при этом понижение температуры от 20 до 15 °С характеризуется прямо пропорциональным ростом потребления корма на единицу привеса и при 15 °С достигает 12 %, дальнейшее снижение температуры ведет к стремительному увеличению потребления кормов и сопровождается снижением среднесуточных привесов. Следует отметить, что при температуре 10 °С среднесуточные привесы уменьшаются на 11 %, с одновременным приростом удельного потребления корма на 28 %.
Повышение температуры также негативно сказывается на репродуктивной функции животных, по данным компании TOPIGS, осеменение свиноматок при температуре 36 °С отмечалось снижением многоплодия у свиней крупной белой породы (2-линия) на 30 %, в таких же условиях у свиней породы ланд-
рас (А-линия) - на 15 %, результаты исследований приведены на рисунке 2 [5, с. 17].
Следует отметить также и то, что повышенная температура негативно сказывается на качестве семени хряков, и полученный негативный эффект сохраняется во времени. Данные, полученные в США (штат Огай), констатируют снижение оплодотворяющей способности семени хряков на 40 % в случае их содержания при температуре 33,3 °С (экспозиция 72 часа), эффект наблюдался в последующие 45 дней. Свиноматки при той же температуре имели на 13 % больше выкидышей, чем при 26 °С.
Содержание опросных свиноматок, при температуре 36,7 °С, привело к падежу 36,4 % поголовья (8 из 22) [5, с. 18].
Относительная влажность воздуха значительно влияет на возможности системы терморегуляции, ведь главным механизмом борьбы с высокой температурой является процесс водоиспарительного охлаждения с поверхности кожи и слизистых. В условиях 100 % относительной влажности испарения не происходит. Слишком низкая относительная влажность приводит к высыханию слизистых и снижению местного иммунитета, что может привести к развитию респираторных заболеваний у животных. В холодное время года низкая температура в сочета-
нии с повышенной влажностью воздуха интенсифицируют теплообмен между животными и окружающей средой, это вызвано тем, что удельная массовая теплоёмкость влажного воздуха выше сухого, а пониженная температура содержания определяет температурный напор и, как следствие, скорость теплообмена. По этой причине наиболее благоприятный влажностный режим находится вблизи 50 % и составляет 40-70 (75) % в зависимости от половозрастной группы животных [6, с. 86].
Повышенная относительная влажность приводит к увеличению падежа животных, снижению усвояемости кормов [3, 5, 7].
Влияние углекислого газа. Концентрация углекислого газа является определяющим фактором в регуляции дыхания, при этом снижение уровня углекислого газа в воздухе не опасно для свиней, так как он образуется в процессе метаболизма и в альвеолах легких поддерживается требуемое парциальное давление этого газа. В то же время его повышенное содержание в воздухе приводит к повышению нагрузки на органы дыхания и сердечно-сосудистую систему. Зависимость продуктивности свиней от концентрации двуокиси углерода приведена на рисунке 4 [8, 9, 10, с. 293-294].
Рисунок 2 - Зависимость многоплодия свиноматок от температуры свинарника
Рисунок 3 - Влияние относительной влажности на показатели продуктивности свиней
II, % 110
100
90 ЙО 70 60 50 40 30 20 10
N
X
X
X
х
X
0 0,01 0,03 0,04 0,1 0,2 0,5 0,7 1 1,5 2 2,5 3 4 5 6 о о Привесы; СОг, %
Рисунок 4 - Влияние концентрации углекислого газа во внутреннем воздухе на привесы свиней
Согласно графика, представленного на рисунке 4, двуокись углерода оказывает влияние на продуктивность свиней начиная с концентрации 0,1 %, так при концентрации 0,2 % снижение среднесуточных привесов составляет 3 %, при 0,3 % соответственно 7 % [4, с. 48].
По данным эксперимента, проведенного в Японии, высокая концентрация диоксида углерода в свинарниках способствует возникновению респира-
торных заболеваний свиней и обострению энтерови-русных болезней поросят [11].
Влияние аммиака. Аммиак токсичен. Он прекрасно растворяется в воде и поэтому наиболее остро поражаются слизистые оболочки, что обусловлено накопительным эффектом. Отравление аммиаком вызывает поражение и воспаление слизистых. Согласно РД-АПК концентрация аммиака свинарников не должна превышать 20 мг/м3 [6].
Из графика, представленного на рисунке 5, следует, что при повышении концентрации аммиака, привесы свиней снижаются. При превышении ПДК в 1,5 раза - продуктивность снижается на 30 %, при одновременном увеличении расхода кормов [4, с. 52].
Влияние сероводорода. Сероводород весьма токсичен. Предельно допустимая концентрация в
воздухе свиноводческих помещений 10 мг/м3 (РД-АПК 1.10.02.04-12 Методические рекомендации по технологическому проектированию свиноводческих ферм и комплексов). Влияние концентрации сероводорода в воздухе свинарника на привесы свиней представлены на рисунке 6 [4, с. 55].
Рисунок 5 - Влияние аммиака на продуктивность свиней
Рисунок 6 - Влияние сероводорода на продуктивность свиней
Отмечено привыкание к запаху, то есть вредные концентрации могут быть неразличимы органами чувств. Заболевания конъюнктивы и роговицы отмечаются даже при 20 мг/м . Концентрация ниже 5,5 мг/м3 не вызывает отмеченных изменений [5].
Из описанного выше следует, что поддержание в свинарниках заданного микроклимата в значительной степени влияет на продуктивность животных и, следовательно, рентабельность свиноводческих предприятий.
Одним из важных направлений обеспечения требуемого микроклимата в производственных помещениях, при условии экономного использования ресурсов, является применение эффективных технических средств и компьютеризированных систем автоматизации, работающих по законам рациональных алгоритмов управления. Такая концепция позволяет полнее реализовать генетический потенциал животных, увеличить выход продукции при условии меньшего удельного энергопотребления, улучшить условия эксплуатации оборудования, зданий и сооружений, а как результат - повысить их безотказность и долговечность [13, с. 7; 14, с. 107; 15, с. 3].
Поэтому крайне важной задачей является разработка систем автоматического управления, обеспечивающих оптимальный микроклимат с минимальным энергопотреблением 24 часа в сутки 365 дней в году [16, с. 10].
Чрезвычайно важной особенностью работы систем микроклимата в свинарниках является то обстоятельство, что фактором, определяющим требуемый воздухообмен, в тёплый период года являются избытки тепла, а в холодный - избытки влаги и вредных газов. Эта специфика предъявляет к системам управления параметрами микроклимата в свиноводческих предприятиях повышенные требования, которые сводятся к точному регулированию параметров микроклимата в соответствии с потребностями животных.
Нами разработан алгоритм, основывающийся на синхронном контроле, анализе и корректировании параметров микроклимата в соответствии с нормативными требованиями для данной половозрастной группы животных в данный момент времени. Его блок-схема приведена на рисунке 7.
Система работает следующим образом: изначально задаются целевые параметры микроклимата для выделенной комнаты с конкретной половозрастной группой животных в соответствии с расчётными данными раздела отопления и вентиляции по данному проекту - эти параметры принимаются за норму, и система к ним стремится. Лимитирующими параметрами микроклимата являются температура и относительная влажность воздуха. Мероприятия по обеспечению заданных параметров микроклимата в холодное время года направлены преимущественно
на борьбу с избытками влаги и недостатками теплоты. В теплое время года наоборот, система вентиляции направлена на борьбу с избытками теплоты [17, с. 10]. Существует множество устройств позволяющих использовать избытки тепловой энергии для водоподготовки в технологическом процессе. С одним из них можно ознакомится в работе, представленной в списке литературы [23].
Для осуществления поставленных задач животноводческие помещения оборудуются вытяжными и приточными системами, теплогенерирующими устройствами, рекуператорами тепла и системой во-доиспарительного охлаждения [18, с. 18].
В теплый период года устанавливается минимальное значение воздухоподачи с целью эффективного удаления избытков вредных газов. Величина принятого воздухообмена зависит от живой массы свиней в комнате. В случае превышения значения температуры в помещении относительно оптимального, увеличивается частота вращения вентиляторов пропорционально росту температуры. Если достигнута максимальная воздухоподача, а температура продолжает расти - включается система водоиспа-рительного охлаждения. Расчёт воздухоподачи и параметров системы водоиспарительного охлаждения выполняется из условий баланса удаления излишнего тепла и влаги. При условии максимально допустимой относительной влажности воздуха в помещении в соответствии с РД-АПК 1.10.02.04-12 Методические рекомендации по технологическому проектированию свиноводческих ферм и комплексов. Такая система позволяет обеспечить поддержание температуры в помещениях на требуемом уровне при значительном отклонении температуры наружного воздуха от требуемых для животных показателей [6, с. 86; 19, с. 107; 20, с. 6].
В холодное время года лимитирующим фактором среди параметров микроклимата является относительная влажность воздуха и концентрация вредных газов (СО2, И28, КИ3, меркаптаны). Согласно расчетов, подтверждённых экспериментальными данными, при обеспечении относительной влажности не выше 65 %, концентрации СО2, И28, КИ3, меркаптанов будут в пределах нормы. В этой связи крайне важно реализовывать регулирование воздухообмена по показаниям датчика относительной влажности воздуха. Исключением является система отопления и вентиляции с применением теплогенераторов открытого горения (когда продукты горения направляются в помещение), в таком случае на каждый 1 м3 сожженного природного газа (основным компонентом которого является метан СН4) выделяется 1 м3 двуокиси углерода и 2 м3 водяных паров. В таких условиях в период наиболее холодной пятидневки концентрация углекислого газа может быть стабилизирована на уровне 0,3 % (при норме 0,2 %).
Выходы из положения - применение теплогенери-рующего оборудования с удалением продуктов горения за пределы обслуживаемого помещения, система водяного отопления (источник выбросов - котельная, находится за пределами помещения), электрическое отопление. Описанные способы достижения нормативной концентрации СО2 имеют ряд характеристик, одной из которых является сравнительно высокие капитальные и эксплуатационные затраты. Альтернативой может послужить применение системы рекуперации теплоты вытяжного воздуха. Эта система может быть использована в комбинации с любой системой отопления и позволяет добиться снижения установленной тепловой мощности отопительного оборудования, лимитов на газоснабжение, капитальных вложений на систему газоснабжения (электроснабжения), присоединительных мощностей теплоснабжения (электроснабжения), пропорционально снижению тепловой мощности
системы отопления в два раза (зависит от коэффициента эффективности утилизации теплоты в примере 0,5) и сократить затраты тепловой энергии в течение отопительного периода на 80 % (зависит от климатической зоны, ограждающих конструкций, параметров микроклимата). Наиболее бюджетным решением будет использование в качестве системы отопления теплогенераторов открытого горения в совокупности с системой рекуперации теплоты вытяжного воздуха. Благодаря рекуперации теплоты требуемая тепловая мощность системы отопления снижается, а следовательно, сокращается продолжительность включения (или мощность) теплогенераторов, что приводит к снижению эмиссии СО2 и Н20, таким образом, даже в наиболее холодные периоды года система способна поддерживать нормативные параметры микроклимата в помещении.
Рисунок 7 - Блок-схема алгоритма работы системы отопления и вентиляции с утилизацией теплоты и охлаждением воздуха 1 температура °С, ф - относительная влажность, %; W - воздухообмен, м3/ч
11
Для обеспечения нормативного значения относительной влажности воздуха в заданном помещении необходимо поддерживать определенный воздухообмен, его величина определятся из условия тепловлажностного баланса. Изменение воздухообмена происходит по показаниям датчика относительной влажности, за счёт увеличения количества одновременно работающих рекуператоров (или их производительности), а также за счет изменения производительности параллельной системы вентиляции.
Температура наружного воздуха в течение отопительного периода значительно ниже нормативных значений для животноводческих. Обеспечивая требуемую воздухоподачу, даже с учетом рекуперации тепла, воздух в свинарниках охлаждается. Для компенсации теплопотерь помещения оборудуются теплогенерирующими устройствами.
Теплогенераторы подключены к контроллерам и работают в режиме «включено-выключено». Они включаются при падении температуры в помещении ниже допустимого значения ^обогр), которое задается при настройке, а выключаются при превышении температуры в помещении выше заданного значения. Теплогенераторы размещаются по площади помещения из условия равномерного распределения тепловой энергии.
В зимний период года плотность приточного воздуха выше чем у воздуха помещения приблизительно на 20% (зависит от температуры), попадая в помещение он стремится вниз под действием силы тяжести. Во избежание «падения» холодного воздуха непосредственно на животных предусмотрено пропорциональное воздухоподаче изменение пропускного сечения приточных систем. Заслонки приточных систем имеют электрический привод и изменяют свой раствор таким образом, чтобы скорость поступающего воздуха составляла приблизительно 3-4 м/с, а основное направление струи было горизонтально или направлено вверх под углом до 45°. Таким образом задается направление вектора движения струи приточного воздуха и обеспечивается интенсивное перемешивание приточного свежего воздуха с наиболее теплым воздухом помещения, расположенным в его верхней части. Следовательно, в зону обитания животных поступает подогретый воздух приточный [20, с. 6; 21, с. 6].
При проектировании и эксплуатации описываемых систем на территории России следует учесть всю её обширную географию, а соответственно, сильно варьирующиеся климатические параметры. Для предотвращения замерзания рекуператоров теп-
ла предусмотрено их поочерёдное переключение из режима «рекуперация» в режим «оттаивание».
После прохождения любого цикла контроллер ожидает в течение заданного времени результатов своих действий (изменение температуры и относительной влажности в связи с изменением величины воздухоподачи, обогрева или охлаждения).
Описанная система микроклимата с утилизацией теплоты вытяжного воздуха была испытана в секции откорма свиноводческого комплекса площадка «Дубовская» ООО «Тамбовский бекон» в течение 2012-2015 годов. Корпус представляет собой типовую рамно-связевую конструкции, обшитую утепленными сэндвич-панелями. Количество ското-мест - 2300, размеры помещения в плане 90 х 24 м. Измерения проводились в соответствии с СТО АИСТ 31.2-2007, в каждом боксе для содержания животных на высоте 600 мм от уровня пола. В качестве измерительных приборов использовали газоанализатор ПГА-200 и термоанемометр с функцией влагомера TESTO 425 sn: 02037713. [20, с. 4; 22, С.40-42]
Ввиду экономии денежных средств опытная секция откорма была укомплектована 4-мя отечественными рекуператорами УТ-11000, производства фирмы ООО «АгроПроектИнвест», с коэффициентом утилизации теплоты 0,5, расчетной производительностью 11 000 м3/ч каждый. Суммарная расчетная производительность составила 44 000 м3/ч, что с учетом цикла «рекуперация/оттаивание» составляет половину от необходимого по расчету воздухообмена в период наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92.
Согласно полученных результатов отмечена высокая равномерность показателей микроклимата по всей площади помещения.
Результаты замеров в летний период показали, что при температуре наружного воздуха плюс 29 °С и относительной влажности воздуха 25,5 % параметры микроклимата в помещении с животными составили: температура воздуха 20-22 °С, относительная влажность 56-67 %, при целевых 21 °С и 65 %.
Результаты замеров в зимний период показали, что при температуре наружного воздуха минус 15 °С и относительной влажности воздуха 87% параметры микроклимата в помещении с животными составили: температура воздуха 21,0-21,6 °С, при целевых 21,5 °С, относительная влажность воздуха 63-68 %, при целевых 65 %.
В течение указанного периода целевые параметры микроклимата многократно изменялись, ввиду естественного изменения массы животных, управленческих решений руководства предприятия,
при этом система стабильно и точно отрабатывала заданные установки.
Для оценки эффективности рекуперации теплоты две соседние секции откорма (с рекуперацией тепла и без) были оборудованы газовыми счетчиками, в настройки контроллеров введены одинаковые целевые параметры микроклимата, помещения были заполнены равновозрастными животными.
В период с 12.02.2014 по 20.02.2014 секция откорма, оборудованная системой рекуператорами тепла, потребили 12,6 м3 газа на отопление, контрольная секция 166,8 м3 газа, что составляет 92 % экономии. Температура наружного воздуха в указанный период колебалась в пределах от -2,7 до 4,5 °С. При этом средняя концентрация углекислого газа в секции с рекуперацией тепла составила 0,18 %, в контрольной секции этот параметр составил 0,25 %. Более подробные данные о испытаниях рекуператоров теплоты вытяжного воздуха типа «УТ» можно прочитать в работах [14, 18], представленных в списке литературы.
В период с 24.05.2013 по 25.05.2013 в секции откорма площадки «Дубовская» «Тамбовского бекона» были проведены испытания системы рекуперации в режиме охладителя. Штатная система автоматической промывки рекуператора орошала поверхность теплообменника. При запуске вытяжных вентиляторов системы рекуперации в режиме реверса (с подачей уличного воздуха через вытяжной канал) и одновременной подачей воды в системы промывки, приточный воздух охлаждался в среднем на 7,4 °С (с 26,6 до 19,2 °С). Параметры наружного воздуха в период испытаний составили 26,6 °С, относительная влажность воздуха 38 %.
Полученные результаты не являются окончательными, при повышении уличной температуры до 40 °С при относительной влажности 20 %, предполагаемый эффект составляет 25 °С при относительной влажности 80 %, что соответствует физическому потенциалу водоиспарительного охлаждения.
В летний период года система вентиляции работает под разрежением порядка 20-30 Па, что послужило в пользу увеличения производительности рекуператора и каждый канал вместо 11 000 м3/час, нарастил производительность до 15 000 м3/час, благодаря реверсированию вытяжного канала каждый рекуператор дополнительно подавал в помещение около 30 000 м3/час приточного охлажденного воздуха.
Зарегистрированный эффект обладает большой практической ценностью и может быть использован на производстве, замещая или дополняя имеющиеся системы охлаждения и летней вентиляции.
Срок окупаемости системы рекуперации теплоты вытяжного воздуха сокращается, ведь при использовании рекуператоров в летний период в качестве системы охлаждения повышается интенсивность использования оборудования, снижая общую стоимость систем отопления, вентиляции и охлаждения воздуха на стоимость вытесненной системы охлаждения.
Выводы. Полученные результаты свидетельствуют, что применение данной автоматизированной системы регулирования параметров микроклимата в совокупности с правильно подобранным и инсталлированным отопительно-вентиляционным оборудованием позволяет:
- добиться снижения установленной тепловой м о щности отопительного оборудования, лимитов на газоснабжение, капитальных вложений на систему газоснабжения (электроснабжения), присоединительных мощностей теплоснабжения (электроснабжения), пропорционально снижению тепловой мощности системы отопления в два раза;
- сократить годовое потребление тепловой энергии на обеспечение требуемого микроклимата в свиноводческих помещениях на 80 %;
- сократить эмиссию углекислого газа и водяных паров от теплогенерирующего оборудования и обеспечить нормативную концентрацию СО2 (0,18 % в опытной секции при 0,25 % в контрольной) даже при использовании теплогенераторов открытого горения;
- обеспечить точность заданных параметров микроклимата равномерно по всей площади помещения, как в летний, так и в зимний период года, в частности в зимний период для помещения 90х24 м температурное поле варьирует в диапазоне 0,6 °С, относительная влажность в пределах 5 %;
- позволяет использовать рекуператоры в летний период года для охлаждения приточного воздуха на 7,4 °С (с 26,6 до 19,2 °С), физический потенциал системы 15 °С при 79 % (с 40 °С и 20 %), требуются дальнейшие исследования;
- позволяет сократить количество или производительность приточных систем за счет реверсирования вытяжного канала и использования рекуператора полностью на приток.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ильин И. В., Игнаткин И. Ю., Курячий М. Г. Влияние параметров микроклимата на продуктивность свиней. // Эффективное животноводство. Свиноводство. 2011. № 05/67. С. 30-31.
2. Иванов Ю. Г., Понизовкин Д. А. Влияние параметров воздушной среды коровника на физио-
логические показатели // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2015. № 4 С. 18-21.
3. Брофман Л. И. Микроклимат помещений в промышленном животноводстве и птицеводстве. Кишинев : Штиинца, 1984. 208 с.
4. Самарин Г. Н. Энергосберегающая технология формирования микроклимата в животноводческих помещениях : дис. ... д-ра техн. наук. Московский гос. агроинженерный университет им. В. П. Горячкина, Москва, 2009.
5. Игнаткин И. Ю. Курячий М. Г. Системы вентиляции и влияние параметров микроклимата на продуктивность свиней // Вестник НГИЭИ. 2012. № 10 (17). С. 16-34.
6. РД-АПК 1.10.02.04-12 Методические рекомендации по технологическому проектированию свиноводческих ферм и комплексов. М. : Минсель-хоз РФ. 2012. 144 с.
7. Портал промышленного свиноводства. URL: http: //www .piginfo.ru.
8. Иванов Ю. Г., Понизовкин Д. А. Система принудительной вентиляции коровника для теплого времени года. // Сельский механизатор. 2015. № 8. С.26-27.
9. Скороходько А. К. Гигиена сельскохозяйственных животных [Текст] / М. : Сельхозгиз, 1936. С. 3-136.
10. Арзуманян Е. А., Бегучев А. П., Георгиевский В. И. Животноводство. 4-е изд., перераб. и доп. М. : Агропромиздат, 1991. 512 с.
11. Баланин В. И. Зоогигиенический контроль микроклимата в животноводческих и птицеводческих помещениях. 2-е изд., перераб. и доп. Л. : Агропромиздат. Ленингр. отд-ние, 1988.144 с.
12. Георгиевский В. И. Физиология сельскохозяйственных животных [Текст] : учебное пособие. М. : Агропромиздат, 1990. 511 с.
13. Тихомиров Д. А. Энергосберегающие электрические системы и технические средства тепло-обеспечения основных технологических процессов в животноводстве: дис. ... д-ра техн. наук. М., 2015.
14. Игнаткин И. Ю. Анализ эффективности применения рекуператоров теплоты УТ-6000С, УТ-3000 в системе микроклимата секции откорма на 300 голов свинокомплекса «Фирма Мортадель» // Вестник ВНИИМЖ. 2015. № 1 (17). С. 107-111.
15. Мишуров Н. П., Кузьмина Т. Н. Энергосберегающее оборудвоание для обеспечения микроклимата в животноводческих помещениях : Ан. Обзор. М. : ФГНУ «Росинформагротех», 2004. 96 с.
16. Игнаткин И. Ю., Архипцев А. В., Курячий М. Г. Эффективная система вентиляции // Вестник НГИЭИ. 2013. № 8 (27). С. 10-15.
17. Рекомендации по расчету и проектированию систем обеспечения микроклимата животноводческих помещений с утилизацией теплоты выбросного воздуха. М. : ГИПРОНИСЕЛЬХОЗ. 1987.
18. Игнаткин И. Ю. Оценка эффективности р екуперации теплоты в свинарнике-откормочнике ООО «Фирма Мортадель» // Вестник Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет имени В. П. Горячкина» 2016. № 1(71). С. 14-20.
19. Мотэс Э. Микроклимат животноводческих помещений. Пер. с нем. И предисл. В. Н. Базонова. М., «Колос», 1976. 192 с.
20. СТО АИСТ 31.2-2007 Стандарт организации. Испытания сельскохозяйственной техники. Комплексы оборудования для создания микроклимата в животноводческих и птицеводческих помещениях. Методы оценки функциональных показателей. М. : ФГУ «Подольская МИС», ФГНУ «Рос-НИИТиМ». 2008.
21. Рекомендации по выбору и расчету систем воздухораспределения животноводческих зданий. М. : ГИПРОНИСЕЛЬХОЗ. 1983 (6)
22. Ильин И. В., Игнаткин И. Ю., Курячий М. Г. Опыт проектирования систем отопления и вентиляции на свиноводческих фермах и комплексах. // Эффективное животноводство. 2011. № 6/68. С. 40-42.
23. Осокин В. Л., Макарова Ю. М. Теплообменник комбинированного типа - как энергосберегающее устройство. // Вестник НГИЭИ. 2014. № 12 (43). С. 64-69.
24. Оболенский Н. В., Осокин В. Л. Практикум по теплотехнике. Учебное пособие для студентов высших учебных заведений. Княгинино : НГИЭИ, 2010. 237 с.
