Научная статья на тему 'СОВРЕМЕННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ОБЕСПЕЧЕНИЯ МИКРОКЛИМАТА НА ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ФЕРМАХ'

СОВРЕМЕННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ОБЕСПЕЧЕНИЯ МИКРОКЛИМАТА НА ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ФЕРМАХ Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
1103
129
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
МИКРОКЛИМАТ / ЖИВОТНОВОДСТВО / ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ФОРМИРОВАНИЯ МИКРОКЛИМАТА / ВЕНТИЛЯЦИОННАЯ УСТАНОВКА / РЕЦИРКУЛЯЦИЯ ВОЗДУХА / КАЛОРИФЕРНАЯ УСТАНОВКА / ОХЛАДИТЕЛЬ ВОЗДУХА / MICROCLIMATE / LIVESTOCK / MICROCLIMATE FORMATION'S TECHNICAL MEANS / VENTILATION SYSTEM / AIR RECIRCULATION / CALORIFIER UNIT / AIR COOLER

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Новиков Н. Н., Кольчик И. Е.

Обобщен опыт функционирования современных технологий по обеспечению микроклимата в животноводческих помещениях. Отмечена актуальность работ по дальнейшему совершенствованию оборудования и технических средств формирования микроклимата, обозначены наиболее рациональные и перспективные направления их развития и проблемы, которые необходимо решить в ближайшей перспективе. Рассмотрен широкий спектр оборудования, получившего применение на фермах, такого как вентиляторы, калориферы, охладители воздуха, облучатели, автоматические системы управления микроклиматом. Представлены специальные технические средства регулирования воздухообмена в помещениях: приточно-вытяжные вентиляционные шахты, форточки, вентиляционные трубы, состоящие из модульных кассет, регулируемые распределители воздуха, системы рециркуляции воздуха. Отмечено, что эффективность применения данного оборудования и специальных технических средств может быть повышена путем комплектной его поставки, что и позволит надежно сохранять параметры воздушной среды помещений по температуре, влажности, газовому составу, скорости движения воздуха, содержанию вредных веществ в пределах, задаваемых зоотехническими нормами. Рассмотрены решения по повышению эффективности энергосберегающих технологий в области обеспечения микроклимата, таких как системы с глубокой рециркуляцией воздуха при условии обеспечения его очистки от вредных примесей, осушки и обеззараживания, системы, обеспечивающие утилизацию теплоты, рассеиваемой ограждениями в холодное время года. Дано обоснование технического уровня средств и оборудования для формирования микроклимата, которые получат распространение на животноводческих фермах в предстоящем периоде.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

THE MODERN EQUIPMENT AND TECHNICAL MEANS OF MICROCLIMATE ON LIVESTOCK FARMS PROVIDING

The experience of modern technologies for microclimate providing in livestock premises is summarized. The relevance of work for equipment and technical means for microclimate further improvement is noted, the most rational and promising directions of their development and problems to be solved in the near future are identified. A wide range of equipment using on farms, such as fans, heaters, air coolers, irradiators, automatic climate control systems, is considered. Special technical means of air exchange in rooms regulating are presented: supply and exhaust ventilation shafts, vents, ventilation pipes consisting of modular cassettes, adjustable air distributors, air recirculation systems. It is noted this equipment and special technical means using effectiveness it can by its complete delivery be increased, that will allow the premises air in terms of temperature, humidity, gas composition, air velocity parameters, and the content of harmful substances within the limits set by zootechnical standards’ maintaining to reliably. The energysaving technologies’ solutions efficiency in the field of a microclimate improving, such as systems with deep air recirculation, providing harmful impurities cleaning, drying and decontaminating, heat dissipating by fences in the cold season by utilization systems ensuring, are considered. The tools and equipment’s technical level justification for the microclimate formation, that will be distributed on livestock farms next period, is given.

Текст научной работы на тему «СОВРЕМЕННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ОБЕСПЕЧЕНИЯ МИКРОКЛИМАТА НА ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ФЕРМАХ»

УДК 628.8:631.22

СОВРЕМЕННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ОБЕСПЕЧЕНИЯ МИКРОКЛИМАТА НА ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ФЕРМАХ

Н.Н. Новиков, кандидат технических наук И.Е. Кольчик, ведущий инженер ИМЖ - филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ E-mail: [email protected]

Аннотация. Обобщен опыт функционирования современных технологий по обеспечению микроклимата в животноводческих помещениях. Отмечена актуальность работ по дальнейшему совершенствованию оборудования и технических средств формирования микроклимата, обозначены наиболее рациональные и перспективные направления их развития и проблемы, которые необходимо решить в ближайшей перспективе. Рассмотрен широкий спектр оборудования, получившего применение на фермах, такого как вентиляторы, калориферы, охладители воздуха, облучатели, автоматические системы управления микроклиматом. Представлены специальные технические средства регулирования воздухообмена в помещениях: приточно-вытяжные вентиляционные шахты, форточки, вентиляционные трубы, состоящие из модульных кассет, регулируемые распределители воздуха, системы рециркуляции воздуха. Отмечено, что эффективность применения данного оборудования и специальных технических средств может быть повышена путем комплектной его поставки, что и позволит надежно сохранять параметры воздушной среды помещений по температуре, влажности, газовому составу, скорости движения воздуха, содержанию вредных веществ в пределах, задаваемых зоотехническими нормами. Рассмотрены решения по повышению эффективности энергосберегающих технологий в области обеспечения микроклимата, таких как системы с глубокой рециркуляцией воздуха при условии обеспечения его очистки от вредных примесей, осушки и обеззараживания, системы, обеспечивающие утилизацию теплоты, рассеиваемой ограждениями в холодное время года. Дано обоснование технического уровня средств и оборудования для формирования микроклимата, которые получат распространение на животноводческих фермах в предстоящем периоде. Ключевые слова: микроклимат, животноводство, технические средства формирования микроклимата, вентиляционная установка, рециркуляция воздуха, калориферная установка, охладитель воздуха.

Введение. Опыт исследований в области Разработка технических средств, в кото-создания и управления микроклиматом в жи- рых данные направления будут приоритет-вотноводческих помещениях показывает, что ными, позволит не только повысить энерго-наиболее актуальными направлениями разви- эффективность производства и уровень его тия технологий и техники в этом направле- автоматизации, но и снизить степень нега-нии являются: снижение энергопотребления, тивного влияния на окружающую среду. в т.ч. и за счет использования биологической Цель исследования - обобщить опыт теплоты животных, энергии вентиляционных функционирования современных технологий выбросов, рассеиваемой ограждениями, и технических средств обеспечения микроэнергии нетрадиционных возобновляемых климата животноводческих помещений, вы-источников; разработка новых и совершен- явить проблемы, которые предстоит решить ствование существующих технологий обес- в ближайшей перспективе, наметить пути их печения микроклимата (динамический мик- решения, используя новейшие достижения роклимат, микроклимат аэрационного типа, отечественной и зарубежной науки и техники при содержании животных на глубокой под- на современном этапе, дать прогноз техниче-стилке и т. д.); защита окружающей среды от ского уровня средств обеспечения микрокли-загрязнения вентиляционными выбросами; мата, которые получат распространение на

- разработка технических средств и сис- отечественных фермах в предстоящем пери-

тем цифрового управления микроклиматом. оде.

Методика исследований. При проведении исследований использовались методы факторного анализа, математического и численного моделирования с использованием ПЭВМ, теории оптимизации.

Результаты исследований. В настоящее время в системах обеспечения микроклимата животноводческих ферм широко применяются отечественные и зарубежные технологии и оборудование. В помещениях молочных ферм применяются в основном системы микроклимата аэрационного типа без обогрева помещений. Обусловлено это тем, что организм крупного рогатого скота способен приспосабливаться к холодным условиям содержания, сохраняя температуру тела в допустимых пределах (нижняя критическая температура: -14°С - для нетелей массой 100 кг; -32°С - для бычков на откорме массой 250 кг; -26°С - для молочных коров массой 500 кг) [1]. Оборудование микроклимата молочных ферм включает:

- вентиляционный конек. Представляет собой сборно-металлическую конструкцию, состоящую из каркаса алюминиевых профилей, ветровых ограждений, с заполнением проемов прозрачными панелями из листов поликарбоната толщиной 10 мм. В комплект конька входят клапаны для регулировки потока воздуха. Тип управления клапанами -ручной либо электропривод;

- вентиляционные шторы. Система штор регулируется в зависимости от температуры и силы ветра. Шторы изготавливаются из прозрачного полотна (армированная пленка ПВХ, полиэстер либо поликарбонат). Тип управления - ручной либо электропривод. В теплое время года шторы полностью открыты, а зимой - закрыты, но с зазором не менее 300 мм для проветривания;

- система надувных штор Isocell. Представляет собой двойную, а для регионов с жесткими климатическими условиями четы-рехкамерную надувную мембрану, обладающую повышенной прочностью и теплоизоляцией. Мембрана устанавливается в боковых проемах коровников;

- вентиляторы разгонные (вертикальные EOR и горизонтальные SP, EMS). Вертикаль-

ные разгонные вентиляторы направляют поток воздуха вертикально вниз, непосредственно на кормовой стол, стойла. Их производительность от 102 до 438 тыс. м3/ч смешиваемого воздуха. Горизонтальные вентиляторы для оптимальной циркуляции воздуха в помещении устанавливаются на высоте минимум 2,7 м под углом 10-12° к вертикали. Диаметр вентилятора составляет 1,3 м, производительность - до 51,2 тыс. м3/ч. Шаг установки вентиляторов - 12-14 м;

- приточно-вытяжные вентиляционные шахты ПВШ, ACRI. Корпус шахты состоит из пластика, который препятствует механическим повреждениям и негативному воздействию агрессивной среды и ультрафиолетовых лучей. Слой теплоизоляции изготовлен из пенополиуретана, который препятствует образованию конденсата и обмерзанию поверхности шахты. Рассекатель воздуха -двухстворчатый или типа «корона», обеспечивает равномерное распределение поступающего воздуха и исключает прямое попадание холодного воздуха в зону содержания. Для регулировки поступления свежего воздуха имеется клапан, который может быть с ручным или электрическим приводом [2].

В помещениях свиноводческих ферм и комплексов применяются системы микроклимата с механическим побуждением воздухообмена. Для этого используются вентиляторы различных типов: вентиляторы осевые ВО-6,3, канальные ВК5-4-2, крышные ВКР-4, центробежные ВЦ 4-70, большой производительности - Oberon, K4D130Q, Multifan. Для удаления отработанного воздуха из помещений применяются также вытяжные вентиляционные шахты VBV, ACRE. В зависимости от их размера и применяемого электродвигателя производительность шахты по воздуху может быть от 8720 до 21700 м3/ч. Регулирование воздухообмена в помещениях производится с помощью приточных форточек (клапанов) REVENTA, ZWN, WI-150/СПК, приточного камина с вентилятором серии CORONA и др. Вентиляционные клапаны используются и для смешения воздуха в помещении. Они изготавливаются из пластика или полиуретана. Для плавной регули-

ровки заслонок нескольких клапанов, установленных в одном помещении, может быть использован сервопривод. Угол открытия створок приточных форточек изменяется при помощи натяжения троса или специальной металлической штанги. Комплект вытяжной вентиляции «Климат-47М» для свиноферм обеспечивает требуемый воздухообмен и его автоматическое регулирование путем изменения частоты вращения привода вентиляторов в зависимости от температуры воздуха вентилируемого помещения.

Подача свежего воздуха в помещения свиноферм производится и через приточные шахты, такие как CFI. В зависимости от применяемой схемы вентиляции приточная шахта комплектуется различными системами подачи и распределения воздуха. Для систем с равным давлением в шахтах устанавливается вентилятор с рассекателем "корона" или секция подмешивания. Для систем с отрицательным давлением шахта комплектуется регулируемыми распределителями воздуха UNI, ZLV. Распределитель воздуха осуществляет подмешивание в поток входящего в помещение воздуха незначительного количества воздуха, уже находящегося в помещении. В процессе перемешивания потоков входящий воздух нагревается, приобретая требуемую комфортную для животных температуру Имеется возможность выбирать режимы работы - как в ручном режиме, так и в автоматическом. Использование теплоты отработавшего воздуха производится с помощью теплообменника Heat-X Rotate. Блок управления теплообменником регулирует объем входящего и температуру выходящего воздуха. Вентиляционные трубы REVENTA имеют начинку из модульных кассет. В состав входят модульный клапанный затвор MVSK, вентиляционная кассета, трубный глушитель, световая спираль, водосборный поддон. Материал исполнения внутри - пенополиуретан, снаружи - стеклопластик. Диаметр модельного ряда - от 370 до 1270 мм [3].

Эффективной является энергосберегающая система микроклимата с применением перфорированного потолка. Вытяжка воздуха при этом осуществляется вентиляторами

принудительно через вытяжные шахты. Поступление свежего воздуха предусмотрено через равномерную перфорацию потолка. Минимальная высота перфорированного потолка должна составлять 2,5 м. Данная система обеспечивает утилизацию теплоты, рассеиваемой ограждениями помещений в холодное время года [4].

Энергетический баланс воздушной среды в животноводческом помещении характеризуется взаимодействием тепловых выделений от организмов животных, находящихся в этом помещении, тепло- и влагообменных процессов на конструктивных элементах (окна, пол, стены, покрытия), энергетических процессов отопительно-вентиляционных установок и другого технологического оборудования. Отопление животноводческих помещений применяется в случае, когда теплоты, выделяемой животными, недостаточно для компенсации ее потерь через ограничительные конструкции, для нагрева свежего воздуха, поступающего в помещение, и испарения влаги с открытых водных поверхностей, навозных каналов и глубокой подстилки. Отопление предусматривают в случаях, когда дальнейшее увеличение термического сопротивления ограждений экономически нецелесообразно по сравнению с системой искусственного обогрева. Теплоту на дополнительный обогрев помещения можно получить различными способами: с помощью тепловых приборов локального обогрева; через систему общего назначения, подогревая воздух, попадающий в помещение при вентиляции; комбинированным сочетанием локального обогрева и подогрева свежего воздуха. Среди современного калориферного оборудования в животноводческих помещениях широко применяются следующие:

- электрокалориферные установки серии СФОЦ;

- воздушно-отопительный агрегат с водяным калорифером ВТУ-5-9-01;

- газовые теплогенераторы ВНС-90, ЕGK, РНОЕ^ШОО, GP;

- газовые воздухонагреватели ННВ;

- обогреватели АВ. Обогреватели серии АВ, в зависимости от модели, развивают

тепловую мощность от 17,6 до 73,3 кВт, при этом в качестве топлива может применяться сжиженный или природный газ;

- универсальные обогреватели «ОНИКС», УЛЭО-4,5;

- инфракрасные обогреватели ОД;

- инфракрасный излучатель FIRE-45. Он представляет собой закрытую горелку с максимальной тепловой мощностью 42,7 кВт. При этом расход топлива составляет 3,6 л/ч. Уровень шума на расстоянии 1 м - 72 дБ.

В последние годы значительно усовершенствовано тепловое оборудование сельскохозяйственного назначения. Разработаны и поставлены на производство котлы повышенной производительности, работающие на природном газе - КГ-1500; Е-1,6-09; КСВа-0,25; КП; ДКВР-М и на твердом топливе -КТ-500, КТ-1000. На базе водогрейных котлов типа КСВа начат выпуск автоматизированных водогрейных котельных теплопроиз-водительностью от 0,25 до 12,6 МВт. Котельные установки предназначены для выработки горячей воды на отопление и горячее водоснабжение. Их можно устанавливать на легком основании возле потребителей теплоты. Котельные установки модульного типа БМЭКУ представляют собой отапливаемый металлический контейнер со смонтированными в нем котлами, теплообменниками, насосами, системами автоматики и водоподго-товки. Достоинством таких блочно-модуль-ных котельных является экономичность, а также быстрота проектирования, строительства, монтажа и ввода в эксплуатацию [5].

В настоящее время осваивается производство оборудования для первичной обработки и охлаждения молока на фермах, работающего с регенерацией теплоты по схеме теплового насоса, значительно расширяется производство нового электротеплового оборудования. Анализ объемов и структуры теплоснабжения в животноводстве показал, что сравнительно высокая тепловая мощность систем теплоснабжения, равная 0,5 МВт и выше, показательна для крупных животноводческих комплексов, межхозяйственных предприятий, агрохолдингов и т. п. Для мелких ферм и крестьянского подворья харак-

терна мощность систем теплоснабжения 0,25 МВт и ниже. Необходимо подчеркнуть, что такая характеристика является не только количественной, но и качественной, т. к. для нее характерны специфические особенности как самой системы теплоснабжения, так и ее связи с технологическими объектами. Несмотря на малую единичную мощность каждой системы теплоснабжения, большое число таких потребителей (около 17,8 млн) предопределяет важное значение вопросов экономии при потреблении энергоресурсов, создание автономных теплогенерирующих установок, разработку систем автоматического регулирования тепловых процессов, исключающих пережог топлива и обеспечивающих рациональное использование теплоты.

Все большую актуальность в животноводстве приобретают автономные системы теплоснабжения, которые базируются на местном дешевом топливе. В ближайшей перспективе автономные децентрализованные системы теплоснабжения и микроклимата малых и средних ферм, фермерских хозяйств должны быть рассчитаны на работу на твердом топливе и внепиковой электроэнергии низкого напряжения. Перспективные централизованные системы теплоснабжения животноводческих комплексов, агрохолдин-гов и межхозяйственных предприятий будут создаваться для работы в первую очередь на газообразном топливе. В связи с наблюдающимся ростом цен на жидкие энергоносители в рыночной экономике важным научным направлением являются определение конъюнктуры отечественного и мирового рынка основного оборудования для теплоснабжения и микроклимата. Для локального обогрева молодняка животных применяются:

- установки комбинированного электрообогрева ЭИС-11-И1 «Комби», УЭП-30;

- излучательные обогреватели 1п&асошс, «Мираж». Площадь, отапливаемая одним излучателем, в зависимости от модели составляет от 20 до 40 м . Используемое топливо -природный газ;

- установка ИКУФ-1М. Установка предназначена для инфракрасного обогрева и ультрафиолетового облучения. Состоит из шка-

фа управления и 40 облучателей. В облучателе устанавливаются две инфракрасные лампы ИКЗК-220 (ИКЗК-250) и одна ультрафиолетовая лампа ЛЭ-15;

- облучатель ЭО1-30М. Облучатель предназначен для одновременного освещения помещений и ультрафиолетового облучения сельскохозяйственных животных. Облучатели подвешивают на высоте 1,8-2,0 м от пола;

- облучатель настенный бактерицидный ОБН-75. Предназначен для обеззараживания воздуха УФ бактерицидным излучением длиной волны 253,7 нм, рекомендуется комплектовать бактерицидной лампой LUV 30W ECO;

- нагревательная плита НП-15, кабельные системы локального обогрева (теплый пол). Плита предназначена для локального обогрева поросят в секциях опороса и доращивания и изготовлена из термопласткомпозитов. Внутри плиты размещен нагревательный кабель с повышенной устойчивостью к перегреву. В отличие от лучевого обогрева животные обогреваются «контактным теплом» [6].

Среди систем управления микроклиматом и отдельных ее элементов можно выделить следующие:

- универсальный контроллер управления для систем вентиляции OPTIMUS 911. Предназначен для управления приточной и/или приточно-вытяжной системой вентиляции с водяным или электрическим нагревателем и водяным или фреоновым охладителем, с возможностью управления регулятором скорости вентилятора. Оптимальная конфигурация системы настраивается из встроенного меню;

- система управления микроклиматом на свинокомплексах на базе блока управления БУМ^таЛ.КБТ. К БУМsmart.NET можно подключить три датчика температуры. Рекомендуется использовать датчики температуры ОВЕН ДТС125Л-100М.В3.60 и два активных датчика с сигналом 4-20 мА, например: датчик влажности, перепада давления, аммиака, сероводорода, углекислого газа;

- система автоматического управления микроклиматом САУМ-У «Климат-Т-МП-10». Она предназначена для регулирования подачи свежего воздуха, скорости потоков в

вентиляционной сети, регулирования температуры в автоматическом режиме. Имеется конструктивная возможность комплектовать систему также специальным блоком регулирования влажности.

Применяемые в настоящее время системы и технические средства обеспечения микроклимата в животноводческих помещениях не позволяют регулировать подачу воздуха в зависимости от изменения наружной температуры, влажности, загазованности и температуры внутри помещений, в них недостаточно используется биологическая теплота животных из-за ограниченного применения тепло-утилизаторов, не регулируются такие параметры воздушной среды, как влажность и концентрация токсичных газов и пыли, отсутствуют средства очистки и обеззараживания воздуха, что приводит к загрязнению воздушного бассейна в зоне ферм, не применяется кондиционирование. Недостатками большинства существующих систем с утилизацией теплоты для животноводческих помещений с высокой влажностью внутреннего воздуха являются обмерзание теплообмен-ной поверхности и потеря работоспособности при наружных температурах ниже -10°С, т.е. при перепаде температур больше чем 20-25°С и при соотношении воздушных потоков 1:1. Поэтому для эффективной работы упомянутых утилизаторов необходимо определять в каждом конкретном случае нижний порог внешней температуры и разницу температур удаляемого и приточного воздуха.

Одной из причин неудовлетворительного обеспечения ферм техническими средствами для теплоснабжения и микроклимата является производство и поставка их не в виде комплектов, а разрозненно. Выпускаемое оборудование не отвечает современным требованиям экономии энергозатрат и защиты окружающей среды. В Российской Федерации отсутствуют специализированные заводы по производству современного тепловентиляци-онного оборудования с утилизацией теплоты вентиляционных выбросов и использованием других принципов и достижений научно-технического прогресса. Нет оборудования для очистки воздуха. Отсутствие автоматических

систем контроля и управления, учитывающих показатели влажности, загазованности, температуры в помещении т. д., приводит к увеличению энергозатрат в процессе регулирования микроклимата.

Технико-экономические показатели выпускаемых тепловентиляторов, комплектов «Климат», воздушно-тепловых установок, воздушных электроотопительных агрегатов, электрокалориферных установок и другого оборудования не в полной мере отвечают требованиям современных интенсивных технологий производства продукции животноводства - они имеют низкий КПД, большую металлоемкость, малый ресурс работы, мягкие характеристики Q-H вентиляторов, низкое качество и несовершенство применяемых средств автоматики. В большинстве хозяйств система микроклимата эксплуатируется в ручном режиме без применения средств автоматики, что приводит к значительному перерасходу электроэнергии и топлива.

Большинство выпускаемого оборудования может производить, как правило, один вид обработки воздуха, в то время как в животноводстве важно иметь автоматизированные установки для комплексной обработки воздуха: подогрев, подсушивание, обработка инфракрасными, ультрафиолетовыми лучами, охлаждение, дезодорация, очистка от загрязнений, обеззараживание и т.п. КПД при-точно-вытяжных вентиляторов типа ВО, ВР, ВКРМ составляет ниже 70%, в то время как за рубежом разработаны осевые вентиляторы, КПД которых превышает 85%. Поэтому необходимо провести совершенствование существующих вентиляторов, улучшение их характеристик Q-H.

В перспективе получат широкое применение новые технические средства для оперативного контроля и нормализации газового состава, для подсушки воздуха, оборудование очистки и обеззараживания удаляемого воздуха, эффективное оборудование для охлаждения воздуха в жаркое время, для бактерицидной обработки, дезодорации, ионизации и санации воздуха, в том числе:

- аэрационные системы, функционирующие на базе биологической теплоты живот-

ных (молочные фермы, фермы по откорму КРС и некоторые другие);

- технические средства высокой энергоэффективности, обеспечивающие регулируемый воздухообмен, рекуперацию теплоты вентиляционных выбросов и теплоты, рассеиваемой ограждениями, осуществляющие кондиционирование воздуха, а также включающие элементы очистки, дезодорации, санации воздуха;

- цифровые системы управления микроклиматом по двум, трем параметрам с использованием интеллектуальных датчиков, средств микропроцессорной техники;

- экологически чистые системы, обеспечивающие защиту окружающей среды от загрязнения вентиляционными выбросами животноводческих ферм.

Снижение энергозатрат на обеспечение микроклимата будет осуществляться за счет реализации следующих инженерно-технических и технологических решений: оптимизации теплотехнических характеристик ограждающих конструкций зданий; обоснования систем микроклимата и применения экономически и технологически целесообразных нормативов и режимов воздухообмена; автоматизации управления систем обеспечения микроклимата с учетом минимально необходимого воздухообмена для отдельных групп животных, сезонов, климатических зон; оптимизации технических характеристик оборудования с учетом изменения теп-ловлажностной нагрузки и наружных климатических условий; применения средств очистки, осушки и утилизации теплоты внутреннего воздуха.

Повышение технического уровня оборудования микроклимата будет достигнуто за счет широкого применения полимерных материалов для изготовления лопастей и других узлов оборудования, улучшения рабочих характеристик Q-H вентиляторов, применения систем плавного изменения воздухопо-дачи, а также регулирования микроклимата по двум, трем параметрам (температуре, влажности, газовому составу), применения систем микроклимата модульного исполнения, которыми можно оборудовать помеще-

ния всех типоразмеров ферм и комплексов, использования для сельскохозяйственных вентиляторов электродвигателей с внешним ротором. При разработке новых высокоэффективных вентиляторов предполагается широкое применение пластмасс, что повысит ресурс их работы в химически активной среде и снизит уровень шума. Вентиляционное оборудование будет разрабатываться в комплекте с регулируемым приводом, позволяющим автоматически и вручную изменять частоту вращения вала вентилятора.

С целью снижения энергозатрат на поддержание оптимального температурного режима воздушной среды в помещениях будут разработаны эффективные системы использования нетрадиционных источников энергии, а также рекуперативные и регенеративные теплоуловительные вентиляционные установки. Будут также разработаны типораз-мерные ряды более совершенных рекуперативных теплоутилизаторов и лучистых обогревателей сельскохозяйственного назначения. К высокоэффективным энергосберегающим технологиям обеспечения микроклимата животноводческих помещений будущего следует отнести системы микроклимата с повышенной рециркуляцией воздуха помещений при условии обеспечения его очистки от вредных примесей, осушки и обеззараживания. Повышенная рециркуляция, обеспечивающая значительную экономию тепловой энергии, достигается применением селективных мембран, пропускающих кислород и азот воздуха и задерживающих вредности.

Для оптимизации температурно-влажно-стных параметров, сокращения теплопотерь, повышения быстродействия будут созданы автоматические системы контроля и регулирования параметров микроклимата централизованного типа. Переход на централизованный контроль и регулирование позволит снизить на 20% трудоемкость ремонта и технического обслуживания вентиляционно-отопительных систем, на 25-30% - стоимость средств автоматики и повысить оперативность управления. Важное значение имеют ионизация воздуха, ультрафиолетовое и инфракрасное облучение животных. Выпус-

каемое для этих целей промышленностью оборудование имеет только одно узкоспециализированное назначение. В излучательной технике нового поколения необходима разработка облучательного оборудования, включающего источники ультрафиолетового, бактерицидного, инфракрасного и видимого излучения. В хозяйствах с высоким уровнем интенсивности производства получит применение эффективное оборудование для кондиционирования воздуха. Проблема «высоких температур» на фермах за рубежом и на некоторых отечественных фермах стала решаться применением систем охлаждения, использующих водоиспарительное охлаждение воздуха [4]. На сегодняшний день основными системами водоиспарительного охлаждения животноводческих помещений являются: форсунки высокого и низкого давления, водоиспарительные кассеты, центробежные и модульные кассетные охладители.

Исследования показывают, что наибольшая глубина охлаждения воздуха, требующаяся на фермах в жаркое время, составляет 15°С. Предусматривается применение систем водоиспарительного охлаждения, начиная с южных зон РФ. На некоторых животноводческих фермах в зонах с высокими температурами воздуха летом в настоящее время начали применять различные типы охладителей воздуха:

- охладители воздуха испарительного типа ZL, "Breezair"-TBA 550, Соо1-Х. Принцип работы данного класса охладителей основан на свойстве воды поглощать теплоту при испарении. Теплый наружный воздух, поступая в устройство, отрывает молекулы воды с поверхности рабочих пластин, тем самым охлаждая их. Расход воды достигает 30 л/ч.

- комплект туманообразования НВД 700. Данный комплект позволяет создавать мелкодисперсный аэрозоль, увлажняющий помещения. Одновременно с увлажнением происходит охлаждение воздуха. В охладителе очищенная вода проходит через насосный блок высокого давления, который образует струи аэрозоля, распыляемые специальными форсунками. Производительность системы зависит от объема помещения, требуемой

влажности, температуры воздуха и пропускной возможности насосного блока.

Средства автоматизации для систем обеспечения микроклимата рекомендуется разрабатывать как самостоятельные устройства и использовать в сельскохозяйственном производстве, включать в проекты животноводческих комплексов и применять как комплектующие изделия в схемах автоматизации технологических машин, оборудования и поточных линий. Особенность настоящего этапа развития автоматизации - применение цифровых систем управления. Они позволят автоматизировать процессы сбора и обработки индивидуальной информации о животных, распознавания номеров дойных коров, обработки зооветеринарной информации и расчета сбалансированных рационов кормления, поддержки параметров микроклимата.

Выводы.

1. Особенность современного этапа развития научно-технического прогресса в животноводстве состоит в том, что повышаются требования к качеству микроклимата в помещениях, где содержатся животные. Это обусловлено необходимостью достижения высоких показателей продуктивности, ценностью пород и стоимостью самих животных, насыщенностью помещений техникой высокого уровня (роботы, электронные цифровые системы), возросшими требованиями

к условиям труда персонала и к экологической безопасности производства.

2. В настоящее время имеется возможность использовать накопленный опыт для совершенствования систем обеспечения микроклимата до уровня, отвечающего современным требованиям в части повышения качества среды пребывания животных, энергоэффективности, универсальности (обогрева и, когда требуется, охлаждения), надежности, ремонтопригодности, стоимости.

Литература:

1. Мишуров Н.П. Энергосберегающее оборудование для обеспечения микроклимата в животноводческих помещениях. М., 2004. 96 с.

2. URL: http://www.agroclime.ru/

3. URL: https ://www. reventa. de/

4. Новиков Н.Н. Энергоэффективные системы микроклимата в помещениях для содержания животных // Вестник ВНИИМЖ. 2018. № 4(32). С. 159-167.

5. URL: http://www.ecomodus.ru/

6. URL: http://ncomfort.by/

Literatura:

1. Mishurov N.P. Energosberegayushchee oborudovanie dlya obespecheniya mikroklimata v zhivotnovodcheskih pomeshcheniyah. M., 2004. 96 s.

2. URL: http://www.agroclime.ru/

3. URL: https://www.reventa.de/

4. Novikov N.N. Energoeffektivnye sistemy mikroklimata v pomeshcheniyah dlya soderzhaniya zhivotnyh // Vest-nik VNIIMZH. 2018. № 4(32). S. 159-167.

5. URL: http://www.ecomodus.ru/

6. URL: http://ncomfort.by/

THE MODERN EQUIPMENT AND TECHNICAL MEANS OF MICROCLIMATE ON LIVESTOCK FARMS

PROVIDING

N.N. Novikov, candidate of technical sciences I.E. Kolchik, leading engineer IMJ- filial of FGBNY FNAC VIM

Abstract. The experience of modern technologies for microclimate providing in livestock premises is summarized. The relevance of work for equipment and technical means for microclimate further improvement is noted, the most rational and promising directions of their development and problems to be solved in the near future are identified. A wide range of equipment using on farms, such as fans, heaters, air coolers, irradiators, automatic climate control systems, is considered. Special technical means of air exchange in rooms regulating are presented: supply and exhaust ventilation shafts, vents, ventilation pipes consisting of modular cassettes, adjustable air distributors, air recirculation systems. It is noted this equipment and special technical means using effectiveness it can by its complete delivery be increased, that will allow the premises air in terms of temperature, humidity, gas composition, air velocity parameters, and the content of harmful substances within the limits set by zootechnical standards' maintaining to reliably. The energy-saving technologies' solutions efficiency in the field of a microclimate improving, such as systems with deep air recirculation, providing harmful impurities cleaning, drying and decontaminating, heat dissipa ting by fences in the cold season by utilization systems ensuring, are considered. The tools and equipment's technical level justification for the microclimate formation, that will be distributed on livestock farms next period, is given. Keywords: microclimate, livestock, microclimate formation's technical means, ventilation system, air recirculation, calorifier unit, air cooler.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.