Эффективная система вентиляции Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

УДК 636

А. В. АРХИПЦЕВ, И. Ю. ИГНАТКИН, М. Г КУРЯЧИЙ

ЭФФЕКТИВНАЯ СИСТЕМА ВЕНТИЛЯЦИИ

Ключевые слова: вентилятор, вентиляционная шахта, водоиспарительное охлаждение, микроклимат, микроклимат, свиноводство, система вентиляции, система отопления, система рекуперации, энергоэффективность.

Аннотация. Представлен ряд технико-технологических решений для систем отопления и вентиляции, применяемых в свиноводстве. Представленные решения касаются методов технических средств охлаждения приточного воздуха в теплый период года и системы утилизации тепла вытяжного воздуха для зимнего периода.

Разработана новая эффективная система отопления вентиляции. Данная система реализована и апробирована на новых свиноводческих комплексах:

- ООО «Тамбовский Бекон» - 7 репродукторов на 4 800 свиноматок каждый, 14 площадок откорма с доращиванием, племенная ферма на 1200 свиноматок, станция искусственного осеменения на 120 хряков-производителей;

- ООО «АгроСинергияТамбов» - репродуктор на 5 000 свиноматок и откормочная ферма, совмещенная с доращиванием;

- ООО «Венцы-Заря» - свинокомплекс с законченным производственным циклом на 100 тыс. голов в год, Гулькевичский район Краснодарского края;

- ОАО «Батайское» - здание второго периода супоросности и станция искусственного осеменения.

Описание работы системы

В летний период вытяжка обеспечивается осевыми вентиляторами, расположенными в продольной стене здания.

В противоположной стене смонтированы маты водоиспарительного охлаждения, через которые осуществляется приток. Такое решение обеспечивает равномерное распределение охлажденного приточного воздуха по всей зоне обитания животных, протяженность пути

© Архипцев А. В., Игнаткин И. Ю, Курячий М. Г., 2013

воздуха минимальна, что предотвращает скопление теплоты и вредных выделений в зоне вытяжки.

Данная система способна обеспечить снижение температуры приточного воздуха на 15 °С и более. Результаты контрольных измерений в летний период показали, что при температуре наружного воздуха +29 °С и относительной влажности воздуха 25,5 % параметры микроклимата в помещении с животными составили:

- температура воздуха - (20-22) °С;

- относительная влажность - (56-67)%;

- скорость движения воздуха 0,31-0,64 м/с.

В зимний период вытяжка осуществляется теми же вентиляторами в продольной стене, которые управляются частотными регуляторами.

Приток - шахты с подмешиванием смешивают воздух помещения с приточным, равномерно распределяя его по 15-му радиусу, не оставляя мертвых зон по всей площади здания, что обеспечивает равномерность показателей микроклимата даже при малом воздухообмене зимнего периода [1, с. 23].

Маты водоиспарительного охлаждения закрываются утепленными шторами вручную осенью, а весной - открываются. Результаты замеров в зимний период на участке осеменения и ранней супоросно-сти: при наружной температуре воздуха -15 °С температура и относительная влажность в помещении составили 21-21,4 °С и 60 % соответственно (заданные температура воздуха и относительная влажность в помещении 21 °С и 55% соответственно). Скорость движения воздуха не превышала 0,19-0,3 м/с.

Рисунок 1 - Кассеты водоиспарительного охлаждения, утепленные тентами на зимний период

Перед панелью

Воэддхопоток 20 ООО м3/ч

АО °С 20%

Слиб 0,2 л /мин

Рисунок 2 - Принципиальная схема работы системы водоиспарительного охлаждения с увлажняемыми матами

Была разработана уникальная система регулирования параметров микроклимата. Управление микроклиматом - автоматическое и осуществляется за счет регулирования частоты вращения вытяжных вентиляторов, степени открытия дроссельных заслонок приточных шахт, вентилятора смешивающе-распределительной части шахты, включения теплогенераторов и подачи воды на водоиспарительное охлаждение.

Отличительной особенностью является управление работой системы микроклимата одновременно по показаниям датчиков температуры и влажности, что обеспечивает оптимальный микроклимат, гибкость системы в зависимости от конкретных условий (влажности и температуры наружного воздуха, тепло- и влаговыделений от животных и оборудования) и полную ее автоматизацию.

Преимущества

1. Предлагаемая система исключает строительство пристройки для кассет, при этом экономия на строительство составит для по-луздания на 2 100 голов 5 тыс. евро.

2. Отсутствие мертвых зон и равномерность параметров микроклимата в помещении за счет работы приточных шахт с подмешива-

После панели

Увлажнение 2А л/мин

2%,8 Г 75%

ПотреВление воды 2,6 л/мин

нием. Нет необходимости закрывания вентиляторов в зимний период. Исключена возможность обмерзания приточных элементов.

3. Приток с подмешиванием в верхнюю зону помещения сокращает разницу между наружной и внутренней температурами в зоне кровли, снижая тепловые потери. Такое решение обеспечивает экономию затрат на топливно-энергетические ресурсы около 3-6 % в год. Также идет разработка энергосберегающих технологий в системах отопления и вентиляции свиноводческих ферм и комплексов. Система рекуперации (утилизации) тепла обеспечивает:

- экономию до 80 % топливно-энергетических ресурсов;

- снижение установленной мощности отопительного оборудования в 2 раза, а следовательно и всего газового хозяйства;

- низкую себестоимость за счет замещения теплогенерирующих устройств;

- срок ее окупаемости системы - 1,5-2 года.

Подвесные охладители

Так же разработан подвесной шахтный охладитель, который позволяет реализовать кассетную систему водоиспарительного охлаждения, как на новых, так и на реконструируемых предприятиях.

Преимуществами данной системы являются:

- наиболее эффективная система по охлаждению воздуха в животноводческих и птицеводческих помещениях в летний период;

- удобство и простота в эксплуатации;

- энергоэффективность (затраты энергии направлены лишь на подачу воды в зону испарения, а охлаждение осуществляется за счет естественного процесса поглощения теплоты парообразования при испарении влаги);

- выгодные капитальные вложения, позволяющие повысить продуктивность животных;

- возможность внедрения в имеющиеся системы вентиляции;

- все оборудование монтируется в помещении, не нарушает ограждающие конструкции и не требует заделки на зимний период.

Воздух из приточных шахт за счет разряжения, создаваемого вытяжными вентиляторами, подается в охладитель. Днище охладителя выполнено в виде углового рассекателя, при этом воздушный поток с минимальным сопротивлением делится на две равные части и подается в охлаждающие кассеты. Маты изготовлены из специально обработанной целлюлозы, имеют строение, подобное пчелиным сотам, что обес-

печивает максимальную площадь испарения воды при низком сопротивлении движению воздуха.

Эффективность работы данной системы во многом зависит от параметров наружного воздуха, таких как относительная влажность и температура.

Результаты контрольных замеров показали высокую эффективность данной системы.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ильин И. В., Игнаткин И. Ю., Курячий М. Г. Влияние параметров микроклимата на продуктивность свиней // Перспективное свиноводство: теория и практика. № 3, 2011 г. С. 21-25.

EFFICIENT VENTILATION SYSTEM

Keywords: energy efficiency, heating system, micro-climate, pig-breeding, system of recuperation, ventilation shaft, ventilation, system, ventilator, water evaporating cooling.

Annotation. Article presents a number of technical and technological resolutions for the heating and ventilation systems used in pig-breeding. Also submitted decisions concerning the methods of technical means of cooling supply air in warm season and the System of exhaust air heat recovery in winter.

АРХИПЦЕВ АЛЕКСАНДР ВАЛЕРЬЕВИЧ - доцент кафедры автоматизации и механизации животноводства, Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К. А. Тимирязева, Россия, Москва, (a.v.arkhiptsev@yandex.ru).

ARHIPTSEV ALEXANDER VALERYEVICH - docent of the chair of automation and mechanization of farming, Russian state Agricultural University — Moscow Agricultural Academy named after K. A. Timiryazev, Russia, Moscow, (avarkhiptsev@yandex.ru).

ИГНАТКИН ИВАН ЮРЬЕВИЧ - доцент кафедры сопротивления материалов и деталей машин, Московский государственный агроинженерный университет имени В. П. Горячкина, Россия, Москва, (ignatkinivan@gmail.com).

IGNATKIN IVAN YURIEVICH - docent of the chair of the strength of materials and machine parts, Moscow State AgroEngineering University named after V. P. Goryachkin, Russia, Moscow, (ignatkinivan@gmail.com).

КУРЯЧИЙ МАКСИМ ГЕННАДЬЕВИЧ - доцент кафедры технологии и механизации животноводства, Московский государственный агроинженерный университет имени В. П. Горячкина, Россия, Москва, (kmg-79@mail.ru).

KURYACHY MAXIM GENNADYEVICH - docent of the chair of technology and mechanization of farming, State Agro-Engineering University named after V. P. Goryachkin, Russia, Moscow, (kmg-79@mail.ru)._____________________________________________________