Энергосберегающее оборудование для обеспечения микроклимата в птицеводческих помещениях

Энергосберегающее оборудование для обеспечения микроклимата в птицеводческих помещенияхЭнергосберегающее оборудование для обеспечения микроклимата в птицеводческих помещениях.

Энергосберегающее оборудование для обеспечения микроклимата в птицеводческих помещениях.

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ.

Федеральное агентство по сельскому хозяйству.

Федеральное государственное научное учреждение «Российский научно-исследовательский институт информации и технико-экономических исследований по инженерно-техническому обеспечению агропромышленного комплекса» (ФГНУ «Росинформагротех.

Н.П. Мишуров, Т.Н. Кузьмина.

Приведены нормативные требования к микроклимату в животноводческих и птицеводческих помещениях. Рассмотрено оборудование, позволяющее экономить энергию при обеспечении микроклимата в помещениях для крупного рогатого скота, свиней и птицы за счет утилизации тепла удаляемого из помещений воздуха, применения автоматизированных систем кондиционирования воздуха, естественной вентиляции, температурно-компенсаторных систем, воздушно-тепловых завес, локального обогрева животных и птицы, автоматизированного контроля режимов работы оборудования, совершенствования объемно-планировочных решений, использования систем вентиляции с избыточным и отрицательным давлением.

Предназначен для специалистов сельского хозяйства.

Микроклимат в помещении — это климат ограниченного пространства, включающий в себя совокупность факторов среды: температура, влажность, скорость движения и охлаждающая способность воздуха, атмосферное давление, уровень шума, содержание взвешенных в воздухе пылевых частиц и микроорганизмов, газовый состав воздуха и др.

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.

Современные технологии содержания животных предъявляют высокие требования к микроклимату в животноводческих помещениях. По мнению ученых, специалистов животноводства и технологов, продуктивность животных на 50-60 % определяется кормами, на 15-20 % — уходом и на 10-30 % — микроклиматом в животноводческом помещении. Отклонение параметров микроклимата от установленных пределов приводит к сокращению удоев молока на 10-20 %, прироста живой массы — на 20-33 %, увеличению отхода молодняка до 5-40 %, уменьшению яйценоскости кур — на 30-35 %, расходу дополнительного количества кормов, сокращению срока службы оборудования, машин и самих зданий, снижению устойчивости животных к заболеваниям.

Ежегодно из помещений животноводческих ферм отрасли требуется удалить 166 млрд м 3 водяных паров, 39 млрд м 3 углекислого газа, 1,8 млрд м аммиака, 700 тыс. м 3 сероводорода, 82 тыс. т пыли, патогенную микрофлору.

Для удаления вредностей, образующихся в животноводческих помещениях, на вентиляцию расходуется около 2 млрд кВт-ч электроэнергии в год, на обогрев помещений дополнительно идет 1,8 млрд кВт-ч, 0,6 млн м природного газа, 1,3 млн т жидкого и 1,7 млн т твердого топлива. Общие затраты энергии на микроклимат составляют до 3 млн т у.т. в год, что равняется 32 % всей энергии, потребляемой в отрасли животноводства. Поэтому в общем комплексе задач по экономии и эффективному использованию топливно-энергетических ресурсов одним из важных направлений является разработка и внедрение энергосберегающего оборудования для создания микроклимата в животноводческих помещениях.

ТРЕБОВАНИЯ К МИКРОКЛИМАТУ В ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ И ПТИЦЕВОДЧЕСКИХ ПОМЕЩЕНИЯХ.

Оптимальный микроклимат в животноводческих и птицеводческих помещениях способствует более полной реализации генетического потенциала животных и птицы, профилактике заболеваний, повышению естественной резистентности, а также удлинению сроков службы построек и установленного в них оборудования. Обеспечение оптимального микроклимата в помещениях достигается за счет соблюдения научно обоснованных значений формирующих его факторов среды (температура, влажность, скорость движения воздуха и др.), которые обобщены и приведены для каждого вида животных в соответствующих нормах технологического проектирования животноводческих и птицеводческих предприятий.

Нормативные значения температуры и влажности внутреннего воздуха в производственных помещениях для содержания птицы.

Вид и возрастная группа птицы.

Оптимальная температура в холодный период года, °С.

*Единица измерения количества воздуха для птицы — м 3 /ч на 1 кг живой массы.

ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ОБЕСПЕЧЕНИИ МИКРОКЛИМАТА В ПТИЦЕВОДЧЕСКИХ ПОМЕЩЕНИЯХ.

Анализ потребности в энергии птицеводческих предприятий в зависимости от вида и возраста птицы, климатических условий, теплотехнических характеристик ограждающих конструкций помещений показал, что на долю обеспечения микроклимата приходится от 40 до 75 % ее годового потребления. В связи с этим в условиях возрастающего дефицита энергоресурсов важнейшей задачей является разработка оборудования, способного реализовать энергосберегающие технологии создания микроклимата.

Наряду с этим практика показала, что искусственно создаваемая среда обитания оказывает существенное влияние на продуктивность птицы. Ее неудовлетворительное состояние приводит к увеличению отходов поголовья, снижению продуктивности при одновременном увеличении расхода кормов на единицу продукции. В связи с этим актуальное значение приобретают вопросы, связанные с обеспечением оптимальных параметров микроклимата.

В мировой практике используют несколько типов систем вентиляции, которые можно разделить по способу их формирования на искусственные и комбинированные. Первая обеспечивает приток свежего воздуха только за счет применения различных устройств подачи и удаления воздуха из помещений, вторая является комбинацией искусственной и гравитационной, в которой воздух перемещается за счет уменьшения давления в помещении.

Искусственный тип вентиляции формируется с помощью вентиляционных установок с принудительным побуждением и условно может быть разделен на системы отрицательного (вытяжная), избыточного (нагнетательная) и равного давления (нагнетательно-вытяжная.

В отечественном птицеводстве наибольшее распространение получила искусственная вентиляция, при которой в помещении создается избыточное давление за счет нагнетания воздуха извне. При этом приток свежего воздуха больше, чем его вытяжка. В соответствии с типовыми проектами в птичниках обычно выполняются две приточные вентиляционные системы, одна из них — вентиляционно-отопительная, другая — вытяжная.

Вентиляционно-отопительная система включает в себя центробежный вентилятор, который подает свежий воздух на калориферы и далее — в приточные воздуховоды. Такую систему выполняют из двух автономных установок равной производительности с целью обеспечения надежности и плавного регулирования подачи воздуха. Используют ее при посадке птицы зимой, в переходные периоды и летом (без отопительной части.

Вытяжная система состоит из осевых низконапорных вентиляторов, устанавливаемых в проемах продольных стен птичника. Для согласования производительности вытяжной и приточной в крыше птичника выполняют приточные шахты с регулируемыми заслонками (вторая приточная вентиляция.

Приточно-вытяжная вентиляция позволяет полностью исключить риск простудных заболеваний птицы. Недостатки ее — высокая энергоемкость процесса, неполное удаление избыточного тепла в жаркий период, сложность управления процессом создания микроклимата. Использование металлических воздуховодов, представляющих собой громоздкие и дорогостоящие сооружения, подверженные коррозии в агрессивной среде, очистка и дезинфекция их внутренней поверхности от накопившейся пыли и микрофлоры затруднительны и неэффективны. Дальнейшее совершенствование систем приточно-вытяжной вентиляции идет в направлении исключения перечисленных недостатков.

В зарубежной практике наибольшее распространение получила система вентиляции отрицательного давления. По мнению зарубежных специалистов, она обеспечивает эффективный температурный контроль и равномерное распределение всего поступающего в помещение воздуха.

Оценивая системы вентиляции отрицательного давления с позиций энергосбережения, голландские специалисты отмечают, что в них концепция вентилирования реализуется с использованием устройств, не требующих ресурсозатратных силовых приводов, применение которых является обязательным в системах избыточного давления. Принцип работы данных систем основан на создании отрицательного давления внутри помещения посредством вентиляторов, в результате чего свежий воздух поступает через управляемые приточные элементы. Совершенство компьютерного управления позволяет устанавливать режимы вентиляции, отвечающие требованиям конкретной ситуации. В табл. 25 представлены особенности режимов вентиляции отрицательного давления, получивших наибольшее распространение в мировой практике в «мягком» климате (зимняя температура не опускается ниже -2. 4°С.

На российском рынке можно выделить несколько зарубежных компаний, предлагающих оборудование для создания и поддержания микроклимата в птичниках: «Big Dutchman» (Германия), «Skov A/S» (Дания, представитель — ПКБ «Неофорс», Республика Беларусь), «VDL Agrotech» (Голландия, представитель — фирма «Peja International B.V.», Россия) и др. Комплекты оборудования, предлагаемые этими фирмами, включают в себя устройства для забора воздуха и удаления его, оборудование для отопления, для охлаждения и увлажнения, исполнительные механизмы и автоматику.

Особенности режимов вентиляции отрицательного давления.

климат-контроля («VDL Agrotech.

и «Micro-fan», Голландия.

При переходе на туннельный режим вентилирования расход электроэнергии сокращается в 5 раз по сравнению с применением отечественной вентиляции в летнее время. Аналогичная ситуация в птицехозяйствах «Ставропольский бройлер» (Ставропольский край), «Северная», «Ломоносовская», «Войсковицы» (Ленинградская область), «Тимашевская» (Краснодарский край), «Рождественская» (Белгородская область), «Золотой петушок» (Липецкая область), «Бройлер-Дон» (Ростовская область) и т. д. где при реконструкции, проводимой по проектам ПКБ «Неофорс», использовались системы вентиляции датской фирмы «Skov». Системы отрицательного давления позволяют решить проблему вентиляции и энергосбережения как в птичниках шириной более 26 м, моноблочных постройках, так и в многоэтажных птичниках, а также при содержании бройлеров в клеточных батареях.

Реконструкцию систем для создания и поддержания микроклимата моноблочных помещений предлагается производить на основе системы вентиляции равного давления (разработка ПКБ «Неофорс») (рис. 13). Данный проект был реализован на предприятиях «Ивановский бройлер» (Ивановская область), «Рязанский бройлер» (Рязанская область), «Волжская птицефабрика» (Костромская область), «Тульский бройлер» (Тульская область). Архитектурные особенности моноблочных построек ограничивают применение современного энергосберегающего оборудования, так как приток воздуха может осуществляться только с потолка или с одной торцевой стены. Эта проблема была решена с помощью вентиляции равного давления: воздух принудительно подается через приточные шахты и также принудительно удаляется через вытяжные шахты. В проекте было использовано оборудование фирмы «Skov»: приточные шахты DA 40 с двумя вентиляторами (основным и подмешивающим) пропускной способностью 8200 м 3 /ч и вытяжные шахты DA 600 пропускной способностью 13850 м 3 /ч. Для обогрева птичников были применены теплогенераторы с дополнительными воздуховодами, работающие на природном газе. Данная система позволила добиться на предприятиях увеличения привесов птицы, сократить затраты труда и энергоресурсов.

Система равного давления для птичников-моноблоков.

При реконструкции птицеводческих помещений шириной более 26 м специалисты ПКБ «Неофорс» предлагают применять перекрестную вентиляцию (рис. 14). Проект был реализован на предприятии «Бройлер-Дон» (Ростовская область), где основными постройками являются четырехэтажные птичники размерами 32?46м.

Учитывая то, что на большинстве бройлерных предприятий России птица содержится в клетках, фирма «Big Dutchman» разработала проект системы вентиляции отрицательного давления при клеточном содержании птицы.

Система перекрестной вентиляции в здании для откорма бройлеров.

А- для многоэтажных зданий.

Б- для зданий шириной более 26 м.

В настоящее время на страницах печати ведутся дискуссии по поводу правомерного применения систем вентиляции отрицательного давления на отечественных птицеводческих предприятиях. Одним из аргументов ее противников является риск перемещения бактериальной флоры. По мнению специалистов ООО «Термотехносервис» (д. Тураково Московской области), эта проблема существует при использовании данных систем в птичниках ремонтного молодняка, родительского стада и промышленного стада кур-несушек. А так как период выращивания бройлеров составляет 50-60 дней, то вероятность заболевания птицы в течение этого времени слишком мала. Для птичников ремонтного молодняка, родительского и промышленного стада кур-несушек исходя из практического опыта и заключений ВНИТИП специалистами ООО «Термотехносервис» предлагаются системы избыточного давления, в которых устанавливаются блоки воздухоподготовки, воздух по птичнику распределяется по системе полиэтиленовых воздуховодов, а вытяжка производится через клапаны избыточного давления или осевые вентиляторы. Воздух нагревается калориферами, теплоноситель в которые поступает от котельной (одна на несколько птичников.

б- летний вариант.

Также отмечается, что при температурах ниже -15°С поток свежего холодного воздуха не успевает прогреться, что приводит к образованию холодных «пятен» в зоне размещения птицы. Для предотвращения данного явления в проектах предусмотрена установка специальных отражателей, замедляющих скорость движения холодного воздуха, в результате чего он равномерно смешивается с внутренним воздухом. Несмотря на это, отдельными предприятиями осваивается выпуск оборудования для систем вентиляции отрицательного давления. Примером является ООО «крАССтех», предлагающий полный комплект современного автоматизированного оборудования для напольного выращивания птицы, в состав которого входит и система вентиляции отрицательного давления. К осени 2002 г. полными комплектами оборудования данного предприятия было оснащено более 50 птичников.

Снижение энергоемкости процесса создания и поддержания микроклимата возможно за счет экономии тепловой энергии на отопление путем перехода на децентрализованные системы отопления, применения локального обогрева, систем утилизации тепла, а также автоматизации тепловентиляционного оборудования, оптимизации управления тепловой мощностью и подачей воздуха.

Подогрев воздуха для создания оптимального микроклимата в помещениях является технологическим процессом, на который приходится основная доля затрат энергии.

Наметившаяся в последнее время тенденция сокращения использования систем централизованного отопления птичников и замены его автономными объясняется преимуществами последних: более низкая себестоимость получения единицы тепла (в отдельных случаях разница достигает 30-40 %); резкое сокращение потерь тепла в связи с ликвидацией имеющихся внутри предприятия многокилометровых теплотрасс, идущих от котельной; появление возможности отключения источников тепла в зимний период во время технологических перерывов.

В настоящее время обогрев птичников осуществляется двумя способами: с помощью воздуховодов с воздухораспределительной системой, в которые подогретый воздух подается комплектами оборудования «Климат» от теплогенераторов, калориферов или котельных, и с помощью устанавливаемых непосредственно в зале птичника газовых теплогенераторов отечественного и импортного производства, в которых получается смесь продуктов сгорания топлива и воздуха.

Газовые теплогенераторы, работающие на природном газе, уменьшают запыленность воздуха на 60 %, расходы на отопление — в 3 раза по сравнению с использованием котельных. Внедрение газовых теплогенераторов «Jet Master» в агропромышленном объединении «Назарьево» Московской области обеспечило сокращение топливных и финансовых ресурсов до 45 %. Они успешно эксплуатируются на «Кировоградской» и «Среднеуральской» птицефабриках Свердловской области (на сжиженном газе), в АОЗТ «Птицефабрика «Сибирская» Омской области, АК «Константинове» Московской области.

При отоплении птичников посредством газогенераторов в помещение не поступает экологически чистый воздух, так как он смешивается с продуктами сгорания топлива, некоторые из которых являются сильными канцерогенами. С целью уменьшения влияния вредных примесей газовые теплогенераторы оборудуются дополнительными воздуховодами, через которые подается воздух в камеру сгорания и таким образом в помещении не происходит выгорания кислорода и обеспечиваются нормативные объем окиси углерода и содержание оксидов азота.

Альтернативой газовым теплогенераторам служат конвективные воздухонагреватели. В них воздух нагревается от горячей воды, подаваемой от котла с газовым или мазутным топливом. Системы отопления, основанные на использовании воздухонагревателей, применяются в Германии в птичниках для выращивания и откорма бройлеров и индеек на глубокой подстилке. Фирма «Big Dutchman» (Германия) предлагает использовать их как при напольном выращивании птицы, так и в корпусах с клеточным оборудованием. Однако данный вид оборудования самый дорогой из всей номенклатуры отопительного оборудования, предлагаемого фирмой.

Одним из приемов, обеспечивающим сокращение энергопотребления, является применение локального обогрева птицы в первые дни жизни. Наиболее остро этот вопрос стоит в бройлерном производстве при напольном выращивании цыплят.

В качестве основного оборудования локального обогрева в подавляющем большинстве случаев используются электрические брудеры БП-1А, принципиальная конструктивная схема которых заимствована еще из фермерской практики США 30-х годов XX века. Это оборудование при всех своих испытанных временем положительных технологических качествах отличается большой энергоемкостью, материалоемкостью, инерционностью, дороговизной и т.п. В условиях роста цен на электроэнергию остро встал вопрос о замене его современными малоэнергоемкими автоматизированными техническими средствами.

Во многих регионах нашей страны наиболее дешевым топливом оказался газ. В связи с этим проводятся работы по созданию горелочных устройств, работающих на сжатом или природном газе. ГНУ ВИЭСХ разработало такое устройство (газовая инфракрасная горелка ГИГ-ТВ), однако серийное производство его до сих пор не освоено. За рубежом выпуском таких устройств занимается ряд фирм. В конце 80-х годов одной из первых разработок был газовый брудер фирмы «Gasolec BV Marconistraat» (Нидерланды). Филиалы этой фирмы, в том числе в США и Канаде, выпускают популярные у птицеводов брудеры типа М8 (для молодняка) и S (для взрослой птицы), работающие на сжатом газе. Процесс регулирования температуры полностью автоматизирован, система включает в себя также электронный термостат типаTD-16 и газовый редуктор типа HLT-114. Они легко монтируются в птичнике, удобны в обслуживании, пожаро- и взрывобезопасны. Аналогичные брудеры выпускают другие голландские фирмы — «Alke B.V.», «Van De Glind B.V.

Отличительной особенностью газовых брудеров, выпускаемых фирмами «Space Ray Brooder», «Div. of GFP, Inc.», «Shenandoach Manufactoring Co, Inc.» (США), «Maywick Gas Brooders» (Великобритания) является наличие полусферического отражателя, позволяющего сократить расход топлива на 30.

Наибольший интерес для российских птицеводов представляют брудеры фирмы «Big Dutchman International GmbH» (Германия) — Globe Master u Jet Master. Они работают на природном или сжатом газе, не требуют соединения с дымоходом и поэтому могут устанавливаться там, где имеется наибольшая потребность в тепле. Управляются термостатом и имеют электрическую защиту.

Эффективным технологическим решением задачи снижения энергоемкости процесса создания микроклимата, по мнению специалистов ряда институтов и предприятий (ВНИТИП, Московского государственного аграрного университета им. Горячкина, «Уфасельмаш», «ГСКБ по микроклимату» (г. Брест, Республика Беларусь) и других, является утилизация теплоты удаляемого из помещений воздуха. Исследования показали, что применение различных теплоутилизационных устройств обеспечивает коэффициент утилизации теплоты 0,3-0,5. Однако разработанные ранее утилизационные устройства имеют ряд недостатков, снижающих эффективность их работы.

В снижении энергопотребления важнейшее значение приобретают автоматизация тепловентиляционного оборудования, оптимизация управления тепловой мощностью и подачей воздуха (требования к точности их регулирования значительно возросли.

На многих птицефабриках применяются морально и физически устаревшие блоки управления вентиляцией («Климат-47 и другие тиристорные регуляторы). Это сложные в обслуживании и ремонте изделия выполнены на элементах, которые в большинстве своем сняты с производства, глубина регулирования скорости вращения вентиляторов невелика. На пониженных оборотах двигатели переходят в пусковой режим, начинают греться, потребляемый при этом ток растет, а срок службы электродвигателей сокращается. Двигатели с «мягкой» характеристикой регулируются тиристорами чуть лучше, но в настоящее время в России не производятся, а импортные обходятся в 3-4 раза дороже обычных асинхронных. Приобретение «мягких» двигателей зачастую не оправдано, поскольку они также греются и выходят из строя, а после перемотки не регулируются.

Предлагаемое импортное оборудование может доставить и дополнительные проблемы: сложность с квалифицированным и своевременным обслуживанием и ремонтом, нестабильность работы из-за низкого качества отечественных энергосетей. К тому же, на рынке импортного оборудования нет недорогих средств автоматизации, способных повышать эффективность производства без комплексного переоборудования всего птичника.

Данной проблемой на протяжении ряда лет занимаются научно-промышленные фирмы «Прогресс», «Резерв»(г. Тула), «Севекс» (Москва.

Последней разработкой фирмы «Прогресс» является система автоматического управления микроклиматом (САУМ) — «Микроклимат-МП», в которую входят система автоматического управления вентиляцией (САУВ), устройство регулирования освещенности (УРО-МП), система автоматического аэрозольного увлажнения (САУ-А) и автоматизированный комплекс по обеспечению теплом (КОТ-А.

НПФ «Резерв» предлагает современную систему управления микроклиматом в птичниках с использованием частотных регуляторов «Климат-2000». В ее состав входят изделия, которые могут работать как самостоятельно, так и группироваться в комплекс, обеспечивая при этом более полное и качественное поддержание микроклимата.

Базовыми устройствами системы являются шкаф управления со встроенным климат-контроллером и частотный преобразователь, плавно регулирующий скорость вращения вентиляторов. Шкаф управления позволяет осуществить всю коммутацию, режимы ручного управления, функции защиты оборудования автоматическими выключателями, в то время как климат-контроллер, являясь сердцем системы, производит все измерения, расчеты, фиксирует события и выдает сигналы управления на исполнительные механизмы: вентиляторы, нагреватели, увлажнители, сервоприводы заслонок. Система позволяет плавно или дискретно управлять и приборами освещения.

Бурное развитие микроэлектроники в последние десятилетия стало катализатором проникновения компьютерных систем в птицеводство. Сегодня микропроцессоры на основе сигналов десятков датчиков управляют работой вентиляционных, отопительных и других систем, систем безопасности, защиты имущества и т.п. Следующий этап технологической революции — развитие систем подвижной беспроводной связи также не обошел птицеводство. Это направление стало определяющим в разработках НПФ «Севекс» (Москва.

Последней разработкой специалистов фирмы является система диспетчеризации птицефабрики на основе беспроводной технологии передачи данных. Разработанное оборудование состоит из трех узлов: традиционного компьютера, расположенного в диспетчерской, микропроцессорного блока, устанавливаемого в птичниках, и датчиков, размещенных в птичнике.

Важнейшее отличие представленного оборудования от аналогов — отсутствие проводов и кабельных коммуникаций, соединяющих диспетчерскую и птичники. Вся информация передается и принимается без использования проводов. Не требуется разрешения на использование радиочастот. Оборудование работает в разрешенном диапазоне (433 Мгц, 10 мВт) и обеспечивает передачу данных на расстояния до 1 км в обычном режиме и до 5 км — на прямой видимости с использованием направленных антенн. Причем диспетчерская может располагаться весьма далеко, так как каждый блок, установленный в птичнике, имеет возможность транзитно передавать информацию дальше, что резко сокращает затраты на монтаж и обслуживание оборудования.

В самом птичнике сбор и передача данных со всех датчиков осуществляются по единой цифровой трехпроводной линии, это повышает точность и надежность системы, при этом монтаж, настройка и обслуживание просты и не требуют высокой квалификации электриков или связистов.

В каждом птичнике устанавливается комплект оборудования, причем состав контролируемых параметров выбирает заказчик для каждого случая индивидуально. Управление контроллером может осуществляться с помощью либо клавиш на самом контроллере, либо дистанционного инфракрасного пульта управления.

Ориентировочная цена затрат на однозальный птичник составляет 30 тыс. руб. на двухзальный — 38 тыс.

Микропроцессорные блоки серии УМК позволяют управлять (по каждому залу отдельно) приточной вентиляцией, вытяжной вентиляцией, освещением с функцией рассвет-закат, кормораздачей, пометоудалением, увлажнением, обогревом. Диспетчерский пункт оснащается компьютером, звуковыми колонками, радиомодемом и антенной. Программное обеспечение дает возможность контролировать до 50 птичников и инкубаторий до 150 камер (с использованием беспроводной версии распространенной программы SCKJ). Оно построено по голосовому принципу информирования диспетчера, сообщения озвучиваются компьютером в помещении диспетчерской или технической службы, а также могут передаваться на небольшое приемное устройство дежурному электрику голосом.

Кроме того, компьютер документирует все события и формирует сводки за сутки, за период или по определенным признакам (температуре, охране или др.). На экране отображаются графики температуры, влажности, потребления электроэнергии и др.

Один из приемов удаления избыточного тепла — повышение относительной влажности воздуха, подаваемого в птичник, для этого в состав комплектов «Климат-2,-3» был включен увлажнительный узел. Однако увеличение относительной влажности приточного воздуха составляло 10-15 %, при этом полезно использовалось менее 50 % подаваемой на увлажнение воды. Применяемые в южных районах испарительные кассеты и кондиционеры на их основе не решали проблемы, так как могли работать только в летний период, не позволяли осуществлять регулируемый режим увлажнения воздуха и отличались низкой эксплуатационной надежностью. Но основным недостатком данных систем являлась необходимость подачи всего объема приточного воздуха через каналы, в которых происходит процесс его влагонасыщения. Поэтому энергозатраты в системе вентиляции возрастали на 0,15-0,25 кВт на 1000 м 3 приточного воздуха.

В 80-е годы специалистами ГСКБ по коплексу оборудования для микроклимата (г. Брест, Республика Беларусь) проводились работы по созданию эффективной системы увлажнения. Проведенный ими анализ показал, что наиболее перспективным является использование децентрализованных систем на основе отдельно устанавливаемых увлажнителей, объединенных общей системой энерговодоснабжения и управления. Применение децентрализованных систем не требует реконструкции вентиляции и не зависит от наличия свободных монтажных площадей, их можно использовать практически в любых помещениях. Энергоэкономность этих систем выше, так как исключаются энергетические затраты в системе вентиляции на подачу приточного воздуха через ограниченную зону его распыления и увлажнения, как это присуще централизованным системам увлажнения.

Однако указанные преимущества децентрализованной системы увлажнения проявляются при эффективной конструкции увлажнителей. Опыты по реализации децентрализованной системы увлажнения на основе использования пневматических форсунок тонкого распыла выявили высокую энергоемкость данной процесса (для птичника на 40 тыс бройлеров требовался компрессор мощностью около 120 кВт), которая в сочетании с низкой эксплуатационной надежностью форсунок тонкого распыла сводит на нет все преимущества данной системы.

Для сокращения энергозатрат в данных системах были разработаны дисковые увлажнители. На их основе заводом «Павлоградсельмаш» (Украина) было начато производство комплектов К-П-6 в трех модификациях и комплекса автоматизированного тепловентиляционного оборудования «Климат-ЗМУ». В настоящее время комплекты К-П-6 производит ГУП «Агромаш» (г. Уфа.

За рубежом для понижения температуры в птичнике до оптимального значения производителями птицеводческого оборудования предлагаются два вида систем децентрализованного увлажнения — системы Pad cooling и Fogging cooling. Системы Pad cooling могут применяться только летом. Наибольшее распространение получили системы Fogging cooling. Фирмами «SKOV» (Дания), «VDL Agrotech» (Голландия), «Big Dutchman» (Германия) и другими они успешно применяются в комплектах поддержания микроклимата.

Системы охлаждения Fogging cooling являются туманообразующими, они включают в себя распылитель, насос, вентиляторы (вытяжная вентиляция) и систему управления. Сравнение систем охлаждения Fogging cooling (фирма «Lubing», Германия) с комплектами К-П-6 показало, что удельный расход энергии на распыление 1 л воды за 1 час в 1,8 раза больше у последнего и составляет 0,0175 кВт ч/л против 0,0095 кВт ч/л. Возможность управления форсунками посредством термостата, датчика влажности, таймера или компьютера обеспечивает стабильную экономию энергоресурсов.

Данная система позволяет достаточно быстро понижать температуру на 5-7°С, поддерживать на постоянном уровне влажность в птичнике, предотвращать пылеобразование, распределять дезинфицирующие и ароматические вещества (при наличии инжектора), она может быть использована для предварительного замачивания поверхностей перед дезинфекционной обработкой в период профилактических перерывов. По мнению специалистов фирмы «Big Dutchman» (Германия), ее достоинством является также возможность использования в условиях систем микроклимата, применяемых на российских предприятиях (форсунки устанавливаются вдоль приточных каналов.

Эффективность животноводства в значительной мере зависит от микроклимата, создаваемого в животноводческих помещениях. Так, отклонение параметров микроклимата от установленных пределов приводит к уменьшению удоев молока на 10-20 %, прироста живой массы — на 20-33 %, увеличению отхода молодняка до 5-40 %, снижению яйценоскости кур на 30-35 % и устойчивости животных к заболеваниям, расходу дополнительного количества кормов, сокращению срока службы оборудования, машин и самих зданий.

С другой стороны, общие затраты энергии на создание и поддержание оптимального микроклимата в животноводческих помещениях составляют до 3 млн т у. т. в год, что равняется 32 % всей энергии, потребляемой в отрасли. Поэтому в отрасли животноводства в общем комплексе задач по экономии и эффективному использованию топливно-энергетических ресурсов одним из важных направлений является разработка и внедрение энергосберегающего оборудования для создания оптимального микроклимата.

Одно из важных направлений экономии энергоресурсов в животноводстве — утилизация тепла, содержащегося в воздухе животноводческих помещений. Отечественными специалистами разработано достаточное количество рекуперативных теплоутилизаторов для животноводческих помещений, в которых теплообмен между удаляемым теплым воздухом и холодным приточным происходит без их непосредственного контакта, через разделительную стенку или с использованием промежуточного теплоносителя. Независимо от конструктивных особенностей рекуперативные теплоутилизаторы обеспечивают поддержание требуемой температуры и влажности воздуха в коровниках, при этом экономия электрической энергии, по сравнению с использованием установок без утилизации тепла может достигать 75.

Однако изготовление рекуператоров из металлических сплавов и сопутствующие этому недостатки (большая металлоемкость, подверженность активной коррозии и загрязнение поверхностей теплообмена при работе в агрессивных средах животноводческих помещений) значительно снижают эффективность от их использования. Разработаны теплообменники из полимерных материалов, к достоинствам которых можно отнести высокую коррозионную стойкость к агрессивным средам животноводческих помещений, низкие материалоемкость и стоимость. При этом в качестве полимерных материалов целесообразно использовать полимерные сотовые пластины с высокими прочностными характеристиками.

В целом надежная работа теплоутилизаторов в животноводческих помещениях обеспечивается правильным выбором их конструктивных параметров, объемом подачи теплоносителей, принятием мер по предотвращению замерзания сконденсировавшихся водяных паров на поверхности теплообмена. Основное же условие для получения экономии электроэнергии в системах микроклимата — правильный выбор теплоутилизатора для конкретного животноводческого помещения.

Одним из наиболее перспективных направлений энергосбережения является создание требуемого микроклимата непосредственно в зоне расположения животных с полной регенерацией воздуха животноводческого помещения, реализуемое с помощью автоматизированной системы кондиционирования воздуха (АСКВ.

Использование автоматизированной системы кондиционирования воздуха позволяет перейти на замкнутый энергетический цикл вторичного использования теплоты животноводческого помещения с экономией до 80-90 % энергии низкопотенциального энергоносителя, выбрасываемого загрязненным воздухом и на 80-90 % сократить потребление энергии в животноводческих помещениях на создание нормативного микроклимата.

Создана и другая система кондиционирования воздуха животноводческих помещений на основе аэрогидродинамического кондиционера и работающего на принципе барботации загрязненного воздуха, обеспечивающая сокращение энергозатрат, связанных с обработкой воздуха в камере орошения, на 26 % по сравнению с предыдущей. Кроме того, аэрогидродинамический кондиционер имеет на 21 % меньшую стоимость, а при выполнении технологического процесса его надежность выше при простоте конструкции, что упрощает ремонт и техническое обслуживание.

На фермах, которые представляют собой помещения сравнительно небольшого объема, может быть успешно применена естественная вентиляция, не требующая на обеспечение и поддержание микроклимата в помещении затрат энергоресурсов. При правильном расчете естественная вентиляция с применением дефлекторов, предложенных В. В. Шведовым, обеспечивает без затрат электроэнергии нормальный воздухообмен и во все периоды года создает хороший микроклимат даже при малых скоростях ветра. Она надежна, дешева, бесшумна и не требует высокой квалификации обслуживающего персонала.

Заслуживает внимания и опыт использования температурно-компенсаторных систем для обеспечения требуемого микроклимата в животноводческих помещениях, работа которых основана на использовании тепла земли для подогрева в зимнее время приточного воздуха. Так, применение температурного компенсатора в виде подпольного навозохранилища обеспечивает без затрат энергоресурсов поддержание стабильной температуры воздуха в холодное время года в зоне размещения коров от +5 до +12°С.

Одно из перспективных направлений энергосбережения в системах поддержания микроклимата — ограничение количества и нагрев поступающего через открытые ворота наружного воздуха за счет воздушно-тепловых завес, применение которых сокращает расход тепловой энергии на поддержание оптимального микроклимата на 10-15.

В свиноводстве предлагается несколько путей для уменьшения затрат энергии на обеспечение микроклимата: сокращение расходов на отопление за счет отказа от централизованного отопления свиноводческих помещений, применение теплоутилизаторов и оборудования для локального обогрева молодняка животных, автоматизация контроля режимов работы оборудования, совершенствование объемно-планировочных решений. В комплексе с совершенствованием технологий содержания и кормления объем экономии топливно-энергетических ресурсов составит 0,94 млрд кВт ч электроэнергии и 0,82 млн т у.т.

Практика показала, что существующие в птицеводстве системы вентиляции неэффективны и энергоемки. Перспективными энергосберегающими системами создания микроклимата могут быть признаны те, которые обеспечивают оптимальный климатический режим в сочетании с рациональным расходом электрической и тепловой энергии.

Уменьшение энергопотребления на создание микроклимата предлагается производить за счет сокращения затрат на отопление, этому способствуют переход на децентрализованные системы отопления, применение локального обогрева и систем утилизации тепла, а также автоматизация тепловентиляционного оборудования, оптимизация управления тепловой мощностью и подачей воздуха.

Параллельно с совершенствованием существующих вентиляционных систем избыточного давления ведутся работы по изучению систем вентиляции отрицательного давления, широко применяемых за рубежом. Отечественных разработок таких систем нет, но есть много примеров реконструкции птичников на основе зарубежного оборудования. Также появились примеры производства аналогичного оборудования для систем отрицательного давления на отечественных предприятиях. Недостатки, выявленные при эксплуатации систем вентиляции отрицательного давления, не позволяют рекомендовать их к повсеместному использованию. Следует создать модельные хозяйства в различных климатических зонах и на их базе провести испытания данных систем.

Добавить комментарий.