CC BY
14
УДК 631.22:62-52
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОГО МИКРОКЛИМАТА ДЛЯ СВИНАРНИКА
О.А. Герасимова, доктор технических наук С.В. Соловьев, кандидат технических наук С.И. Иванов, аспирант
Великолукская государственная сельскохозяйственная академия E-mail: ivanov7891@mail.ru
Аннотация. Изложена актуальность разработки и использования систем осушения воздуха в животноводческих помещениях. Рассмотрены естественная и принудительная вентиляция помещения. Обеспечение оптимального микроклимата в помещениях достигается за счет соблюдения научно обоснованных значений формирующих его факторов среды, которые обобщены и приведены для каждого вида животных в соответствующих нормах технологического проектирования животноводческих и птицеводческих предприятий. Влажность воздуха, как и температура, оказывает значительное влияние на организм животных. Высокая влажность воздуха усиливает неблагоприятное воздействие на организм как высоких, так и низких температур. Кроме того, при высокой влажности и пониженной температуре увеличивается расход кормов на единицу продукции, у животных ухудшается аппетит, снижаются привесы и продуктивность. Создание и поддержание микроклимата в животноводческих помещениях связаны с решением комплекса инженерно-технических задач и наряду с полноценным кормлением являются определяющим фактором в обеспечении здоровья животных, их воспроизводительной способности и получении от них максимального количества продукции высокого качества. Осушая воздух фермы от влаги путем естественного холода, можно повысить продуктивность животных, а также снизить требуемый воздухообмен. Разработана установка для поддержания оптимальной относительной влажности воздуха. Ключевые слова: влажность, микроклимат, вентиляция, продуктивность, заслонка, воздухоосушитель.
Государственная программа развития сельского хозяйства на 2013-2025 гг. предполагает устойчивое развитие животноводства, в частности, свиноводства. Таким образом, свиноводческая отрасль наращивает объем производства быстрыми темпами. Поголовье свиней с каждым годом увеличивается, т.к. является наиболее скороспелым и многоплодным по сравнению с КРС.
По мнению ученых, специалистов животноводства и технологов [2], продуктивность животных на 50-60% определяется кормами, на 15-20% - уходом и на 10-30% - микроклиматом в животноводческом помещении. Отклонение параметров микроклимата от установленных оптимальных пределов приводит к сокращению удоев молока на 10-20%, прироста живой массы на 20-35%, расходу дополнительного количества кормов, сокращению срока службы оборудования, машин и самих зданий, снижению устойчивости животных к заболеваниям [1]. Создание и под-
держание микроклимата в животноводческих помещениях связано с решением комплекса инженерно-технических задач, и наряду с полноценным кормлением является определяющим фактором в обеспечении здоровья животных, их воспроизводительной способности и получении от них максимального количества продукции высокого качества. Исследования микроклимата животноводческого помещения проводились в Великолукском районе Псковской области в ИП Д.А. Веселов.
В процессе проведения исследований были использованы следующие приборы и оборудование: для измерения температуры воздуха внутри воздухоосушителя - датчики температуры типа DS18S20; для измерения температуры воздуха в помещении и снаружи - датчики температуры типа DS18S20; для измерения относительной влажности воздуха в помещении - датчики влажности типа НЩ-4000-004; для измерения относи-
Ежеквартальный научный журнал
тельной влажности воздуха и температуры в помещении - термогигрометр SmartSensor ЛЯ847; для преобразования аналогового сигнала датчиков в цифровой - аналого-цифровой преобразователь L-CARD Е-14-140М.
На рисунке 1 представлен график изменения относительной влажности воздуха в свинарнике на 100 голов в течение суток. Анализируя полученные данные, можно сделать вывод, что относительная влажность воздуха в помещении выше требуемой на 12%.
100% 80 60 40 20 0
3 6 9 12 15 18 21 24 час. зафиксированные значения относительной
влажности
— — -требуемые значения относительной влажности
Рис. 1. График изменения относительной влажности воздуха в свинарнике на 100 голов в течение суток
На рисунке 2 представлен график изменения относительной влажности воздуха в свинарнике на 100 голов за зимний период. Данные рисунка говорят о том, что полученные значения относительной влажности значительно выше в сравнении с требуемыми. Требуемой является относительная влажность 60-70% [2]. Соответственно, при высокой влажности и пониженной температуре увеличивается расход кормов на единицу продукции, у животных ухудшается аппетит, снижаются привесы и продуктивность. Поэтому для снижения относительной влажности воздуха в животноводческом помещении необходимо использовать рациональные инженерно-технические решения вентиляции [3]. Применение естественной вентиляции дает ряд преимуществ, но ее эффективность в ряде случаев подлежит сомнению. На естественную вентиляцию большое влияние оказывает окружающая среда, в частности, атмосферное давление, температура и влажность воздуха. Этих недостатков лишена принудительная вентиляция [1].
100 80 60 40 20 0
9 9 9 9 9
2 2 2 2 2
*ч*ч*ч*чгмгмгмгмго ооооооооо
1 2 2 1 1 2 1 2 измеренные значения относительной влажности
— — требуемые значения относительной влажности
Рис. 2. График изменения относительной влажности воздуха в свинарнике на 100 голов за зимний период
Для поддержания оптимальной относительной влажности внутри фермы в ФГБОУ ВО Великолукской ГСХА была разработана и сконструирована экспериментальная установка, основной эффект которой заключается в возможности использования естественного холода для осушения влажного воздуха в помещении. Воздухоосушитель содержит вентилятор и воздуховод, смонтированные под потолком животноводческого помещения и соединенные со смесительной камерой, при этом воздуховод имеет круглую форму сечения, поддон дугообразной формы, две жалюзийные заслонки, установленные с возможностью работы в автоматическом режиме от датчиков температуры, установленных в смесительной камере, оборудованной ТЭНом, вентилятором, при этом датчики влажности воздуха расположены в животноводческом помещении [3]. Технологический процесс работы воздухоосушителя (рис. 3) протекает следующим образом. За счет центробежного вентилятора 5 внутренний и наружный воздух поступает в смесительную камеру 7, где он смешивается. Количество внутреннего воздуха зависит от температуры наружного воздуха и регулируется заслонкой 2. Смесь внутреннего и наружного воздуха поступает в трубу воздухо-осушителя. За счет разности температур смеси воздуха, проходящей по трубе воздухо-осушителя 3, и внутреннего воздуха на по -верхности трубы будут образовываться капли влаги. Влага стекает со стенок воздухо-осушителя в поддон 6, далее в канализацию.
42
Техника и технологии в животноводстве №2(38)-2020
В зимнем режиме внутренняя поверхность стенки воздухоосушителя сухая, а конденсация пара происходит из внутреннего воздуха на внешней поверхности стенки воздухоосушителя.
123 i 56 78 91011
На рис. 4 представлена поверхность отклика зависимости производительности установки G, г/с от площади поверхности воздухоосушителя S, м2 и разности температур воздуха в воздухоосушителе и помещении Д^ °С. По данным зависимости выявлено, что для увеличения производительности разработанного воздухо-осушителя разность температур должна составлять 19,3-20,8°С при
L-CARD ПК
E-U-UOM
В канализацию
В бозЗухараспределительнуо систему
площади поверхности 13,5-14,3 м2.
—- Наружный воэЗух
—- Внутренний воздух
----- Смесь наружного и внутреннего воздуха
Рис. 3. Принципиальная схема воздухоосушителя:
1 - ТЭН; 2 - заслонка; 3 - воздуховод; 4 - датчик
влажности; 5 - вентилятор; 6 - поддон; 7 - смесительная камера; 8 - датчик температуры
Рис. 4. Зависимость производительности установки G от площади поверхности воздухоосушителя S и разности температур At
Литература:
1. Влажность как определяющий фактор формирования оптимального микроклимата в животноводстве / Г.Н. Самарин и др. // Достижения молодых ученых. Великие Луки, 2011. С. 169-171.
2. Энергосберегающее оборудование для обеспечения микроклимата в животноводческих помещениях / Ми-шуров Н.П. и др. М., 2004. 96 с.
3. ЗИ 2018140283/04 РФ. Устройство для осушения воздуха в животноводческих помещениях / Морозов В.В. и др. Заяв. 14.11.2018.
Literatura:
1. Vlazhnost' kak opredelyayushchij faktor formirovaniya optimal'nogo mikroklimata v zhivotnovodstve / G.N. Sa-marin i dr. // Dostizheniya molodyh uchenyh. Velikie Lu-ki, 2011. S. 169-171.
2. Energosberegayushchee oborudovanie dlya obespeche-niya mikroklimata v zhivotnovodcheskih pomeshcheniyah / Mishurov N.P. i dr. M., 2004. 96 s.
3. ZI 2018140283/04 RF. Ustrojstvo dlya osusheniya voz-duha v zhivotnovodcheskih pomeshcheniyah / Morozov V.V. i dr. Zayav. 14.11.2018.
AUTOMATED SYSTEM OF OPTIMAL MICROCLIMATE FOR PIGSTY PROVIDING O.A. Gerasimova, doctor of technical sciences S.V. Solov'yov, candidate of technical sciences S.I. Ivanov, post-graduate student Velikiye Luki state agricultural academy
Abstract. The relevance of livestock premises air dehumidification systems using development is given. The room's natural and forced ventilation are considered. An optimal microclimate in the premises ensuring by the scientifically justified environmental factors that it forming, generalizing for each type of animal in the livestock and poultry enterprises' relevant standards of technological design is achieved. Humidity, as well as temperature, a significant effect on the animals' body giving. High humidity as well as high- and lowtemperatures the adverse effects on the body increasing. In addition, at high humidity and low temperature, feed consumption per unit of production is increased, animals' appetite, weight gain and productivity are decreased. The livestock premises' microclimate creating and maintaining with a complex of engineering and technical tasks solving and, along with full-fledged feeding, determining factor that animals health ensuring, their reproductive ability and from them the maximum amount of high-quality products' obtaining is associated. By farm's air draining from moisture through natural cold, it can the animals production increasing, as well as the required air exchange reducing. An installation for optimal relative humidity's maintaining has been developed.
Keywords: humidity, microclimate, ventilation, production, damper, air dryer.
