CC BY
47
УДК 619:614.94
СОСТОЯНИЕ И РАЗВИТИЕ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ СОЗДАНИЯ МИКРОКЛИМАТА ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ФЕРМ И КОМПЛЕКСОВ
Д.В. Казанский, главный инженер В.Н. Чувашев, зав. отделом ФГБУ «Подольская МИС» E-mail: [email protected]
Аннотация. Рассмотрены вопросы формирования принципов управления микроклиматом животноводческих помещений на основе современных информационных технологий с использованием цифровых регуляторов температуры и влажности воздуха с разрешающей способностью 0,1°С. Показано влияние способов утилизации теплоты выбросного вентиляционного воздуха на поддержание оптимального теплового баланса помещений, что в итоге приводит к существенному снижению годовых эксплуатационных затрат на энергоресурсы в условиях современных свиноводческих комплексов с полным производственным циклом. Констатируется, что применение IT-технологий обеспечивает нормативный микроклимат помещений, способствует обеспечению сохранности поголовья и увеличению выхода продукции. Кроме того, централизация управления микроклиматом комплекса на основе автоматизации процессов регулирования параметров обеспечивает оптимальные условия работы обслуживающего персонала. Ключевые слова: энергоресурсы, регулирование,утилизация, теплота, температура, микроклимат.
Сельскохозяйственной наукой доказано, что доля влияния микроклимата на продуктивность животных и птиц составляет около 25-30%. В концепции энергетического обеспечения сельскохозяйственного производства Россельхозакадемии подчеркивается, что существенное увеличение объемов производства продукции животноводства возможно благодаря качественному выполнению всех агрозоотехнических операций в соответствии с требованиями технологического процесса на основе современных методов применения энергосберегающих технологий [1]. В предшествующих публикациях подчеркивалось, что ФГБУ «Подольская МИС» проводит испытания и обследования в эксплуатации всей номенклатуры установок и оборудования микроклиматической техники для села на основе отраслевого стандарта СТО АИСТ 31.2-2010, разработанного «Ассоциацией испытателей сельскохозяйственной техники» [2]. Выбор конструкции и принципиальной схемы вентиляционной установки определяют с учетом типа здания, технологии содержания и размещения в нем животных [3].
В воздухе помещения для животных постоянно накапливаются вредные газы и водяные пары, для удаления которых оборудуется вентиляция. У животных, длительное время содержащихся в плохо и недостаточно вентилируемых зданиях, нарушается нормальный обмен веществ, снижается сопротивляемость к заболеваниям, уменьшается продуктивность. В последнее время все шире применяется теплообменная вентиляция, в которой утилизируется биологическая теплота, выделяемая животными. При этом снижаются затраты теплоты на подогрев приточного воздуха. Предложены различные конструкции теплообменников, однако большинству из них присущи существенные недостатки. Расчеты при проектировании и оборудовании вентиляционных сооружений производятся на основании учета количества теплоты, выделенной всеми животными за 1 ч, потерь теплоты через ограждающие конструкции и разницы температуры наружного и внутреннего воздуха [4].
Расход теплоты складывается из:
1. теплоты, которая теряется через ограждающие конструкции в наружную атмосферу;
Механизация, автоматизация и машинные технологии в животноводстве
2. теплоты, идущей на нагрев вентиляционного воздуха и испарение влаги с поверхности пола и других ограждений.
Тепловой баланс помещения вычисляют по формуле:
Qот = @вент + Qогр + Шисп - Qж , (1)
где Qот - количество теплоты отопления; @вент - количество теплоты для нагрева вентиляционного воздуха; Qогр - потери теплоты ограждающими конструкциями; Жисп - расход теплоты на испарение влаги с поверхности пола и других ограждений; Qж - количество теплоты, которую выделяют животные, находящиеся в данном помещении.
В большинстве климатических зон в холодное время года для обеспечения требуемого воздухообмена и поддержания при этом нормативной температуры в помещении необходима дополнительная теплота с помощью специальных устройств.
Дефицит теплоты существенно уменьшается при использовании устройств для утилизации теплоты выбросного воздуха. В этом случае формула приобретает вид:
Qот (1-Кут) = Qвент + Qогр + ^исп — Qж , (2)
где Кут - коэффициент утилизации теплоты.
Величина коэффициента утилизации теплоты варьируется в диапазоне от 0,3 до 0,8 в зависимости от применяемых устройств, климатических условий местности, расчетной заселенности помещений животными. Годовая экономия энергоресурсов в среднем составляет от 50 до 80%.
Наряду с западноевропейскими компаниями Дании, Голландии и Германии в Российской Федерации признанным лидером по проектированию, комплектации и возведению свиноводческих комплексов под ключ является компания «АгроПроектИнвест» (АПИ). В настоящее время построены и функционируют комплексы на 110 тыс. голов в различных регионах России: Красноярск, Томск, Ростов-на-Дону, Курск, Тамбов и др. (рис. 1). В составе полнокомплектного оборудования для содержания свиней от осеменения свиноматок, опороса, доращива-ния и откорма особое место занимает оборудование микроклимата.
Рис. 1. Общий вид одного из зданий комплекса
Принята схема вентиляции «сверху-вниз»: приток воздуха через пассивные приточные шахты в перекрытии, вытяжка воздуха вентиляторами в стенах (рис. 2); подогрев воздуха в зимний период теплогенераторами подвесного типа (рис. 3) мощностью от 11 до 100 кВт для разных помещений. В качестве утилизаторов теплоты используются рекуператоры компании АПИ шахтного типа или приточно-вытяжные установки завода «Зенит» (Орехово-Зуево) типа «УТФ-12». ГНУ ВИЭСХ разработана и прошла испытания опытно-экспериментальная вентиляционно-отопительная установка с утилизацией теплоты ВОУ-1500 [5].
Рис. 2. Внутренний вид секции доращивания
Применение современных 1Т-технологий цифрового управления микроклиматом помещений на всех стадиях выращивания по периодам производственного цикла позволяют регулировать состояние тепловлажно-стной среды обитания животных. Вентиляторы с управлением от частотных преобразователей позволяют обеспечить гибкое регулирование воздухообмена с обратной связью по температуре и влажности воздуха. Блоки управления микроклиматом включают в себя модули сбора информации с накоплением данных за прошедшие 100 дней работы.
Лоигпа! оГ УШТ^Н №4(28)-2017
159
Рис. 3. Теплогенератор «Мунтерс»
На случай экстренных ситуаций предусмотрены источники бесперебойного питания для открытия заслонок вентиляционных шахт. Для обогрева молодняка в холодный период применяют локальные обогреватели (рис. 4), например, ЛЭО-0,25 и ЛЭО-0,75 конструкции «ВИЭСХ», производства фирмы «ОНИКС», г. Ярославль.
Рис. 4. Локальный обогреватель для молодняка
Испытания систем на комплексе «Фатеж-ский» (Курская область), проведенные ФГБУ «Подольская МИС», показали стабильность работы оборудования и оптимальный микроклимат в помещениях для животных. Так, в секциях доращивания при нормативной тем-
пературе 21°С скорость движения воздуха в зоне животных находилась в рекомендованном диапазоне от 0,2 до 0,6 м/с, содержание вредных газов (СО2, NH4) не превышало нормативы, установленные ВНТП-96, а следов сероводорода не обнаружено.
В заключение можно констатировать, что в свиноводстве имеется тенденция создания крупных комплексов с полным производственным циклом, начиная от осеменения, содержания маточного поголовья, выращивания откормочного поголовья и реализации продукции. При этом учитываются научные достижения в части организации производства, используются новейшие информационные технологии регулирования технологических процессов, что позволяет обеспечить не только сохранность поголовья, но и увеличить выпуск конечной продукции.
Литература:
1. Концепция энергетического обеспечения производства в условиях многоукладной экономики. М., 1995.
2. ОСТ СТО АИСТ 31.2-2010.
3. Установки для создания микроклимата на животноводческих фермах / Мурусидзе Д.Н. и др. М., 1979.
4. Энергетический баланс животноводческих помещений // Механизация и электрификация с.х. 1987. №10.
5. Вентиляционно-отопительная установка с утилизацией теплоты ВОУ-1500. Климовск, 2016.
Literatura:
1. Koncepciya ehnergeticheskogo obespecheniya proizvo-dstva v usloviyah mnogoukladnoj ehkonomiki. M., 1995.
2. OST STO AIST 31.2-2010.
3. Ustanovki dlya sozdaniya mikroklimata na zhivotno-vodcheskih fermah / Murusidze D.N. i dr. M., 1979.
4. EHnergeticheskij balans zhivotnovodcheskih pomesh-chenij // Mekhanizaciya i ehlektrifikaciya s.h. 1987. №10.
5. Ventilyacionno-otopitel'naya ustanovka s utilizaciej te-ploty V0U-1500. Klimovsk, 2016.
THE STATUS AND DEVELOPMENT OF LIVESTOCK FARMS AND COMPLEXES' CLIMATE EQUIPMENT D.V. Kazansky, main engineer V.N. Chuvashov, department head FGBY "Podol'sky MIS"
Abstract. The questions of livestock premises climate control principles formation, based on modern information technologies with the temperature and humidity digital regulation with 0,1°C resolution's using are discussed. The influence of warm utilization methods of released ventilation air to maintain optimum premises heat balance, that eventually leads to a significant annual operational energy costs reduction in the modern pig-breeding complexes conditions with a full production cycle is shown. It is stated that the IT-technologies using provides regulatory microclimate of premises, contributes to livestock preservation and increases the products' output. In addition, the climate control system centralization on the base of the parameters' control automation provides staff conditions' optimal working.
Keywords: energy recourses, regulation, utilization, heating, temperature, microclimate.
