Мишуров Н.П., Кузьмина Т.Н. Энергосберегающее оборудование для обеспечения микроклимата в животноводческих комплексах

Подождите немного. Документ загружается.

Рис. 4 Схема приточного дефлектора:

1 - фланец; 2 - диффузор;3 - полоса (пластина); 4 -уголок; 5 - пластина качающаяся; 6 - ось; 7 -

колпак рассекательный; 8 - крепежная лапка

При правильном расчете естественная вентиляция с применением дефлекторов

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.

Новая система естественной вентиляции была установлена в коровнике на 550

голов колхоза им. Горького Ленинского района Московской области. Вытяжные

устройства с минимальным внутренним аэродинамическим сопротивлением

расположены на покрытии здания с расчетом на оптимальное обтекание

дефлекторов воздушным потоком. Воздуховоды-шахты и детали регулировки

расположены на уровне потолка основного здания и светового фонаря.

Атмосферный воздух в животноводческое помещение в зависимости от времени

года поступает через окна, двери, ворота и неотапливаемые приточные камеры.

Последние играют роль буферных помещений между атмосферой и внутренней

частью коровника.

Анализ результатов исследований параметров микроклимата в коровнике (табл. 12)

показал, что температура воздуха в помещении в холодный период года при

температуре атмосферного воздуха -20 и -43°С равнялась соответственно 11 и

9,5°С. Это свидетельствует о том, что в холодный период года при надлежащей

работе системы естественной вентиляции приточный воздух прогревать не надо.

12. Параметры микроклимата в коровнике, оборудованном новой системой

естественной вентиляции

Показатели атмосферного воздуха Микроклимат в помещении

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

температура,

°С

влажность,

скорость

ветра, м/

атмосферное

давление,

мм рт. ст.

уровень

замера

от

пола, м

температура,

ºС

влажность,

содержание

аммиака,

мг/м

содержание

углекислоты,

об. %

объем

воздуха

на 1ц

живой

массы,

/ч

4 12 80 22 0,18

3 10,5 83 16 0,18

1,5 9,5 85 10 0,1

0,5 8,5 87 8 0,08

-43 80 2 747

-0,3 7 90 18 0,09

3,8

4 13,5 80 28 0,24

3 12 85 25 0,23

1,5 11 83 14 0,2

0,5 10 82 10 0,22

-20 78 2,5 725

-0,3 8 93 26 0,18

5,9

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

4 11 83 14 0,2

3 10 89 12 0,17

1,5 8,5 81 13 0,14

0,5 8 87 14 0,1

0 100 1 763

-0,3 7 100 24 0,28

7,2

4 25 70 22 0,23

3 23,5 72 20 0,2

1,5 22,5 74 17 0,18

0,5 21,5 78 15 0,17

+20 69 1,8 748

-0,3 20 82 36 0,35

8,9

4 29 80 9 0,15

3 29 73 13 0,18

1,5 29 63 10 0,2

0,5 27 57 15 0,19

+33 31 3 748

-0,3 25 59 65 0,45

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

Заслуживает внимания и возможность 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, а в летнее - для

охлаждения (т. е. компенсации либо тепла, либо холода). Существует несколько

технологических схем температурно-компенсаторных систем, наиболее

предпочтительной из которых И.И. Тесленко (III) считает использование в качестве

компенсатора объемного подпольного навозохранилища (рис. 5).

Система обеспечения микроклимата такой конструкции работает следующим

образом. Нетрадиционный источник тепла - земля отдает тепло во внутреннее

пространство навозохранилища, где уже имеется навоз. Сразу же после дефекации

навоз имеет температуру тела животного. Попадая в навозную массу, тепло

аккумулируется, так как навозная масса покрыта коркой, которая, кроме того,

предотвращает выделение вредных газов.

Зимой холодный воздух из внешней среды по заборным каналам без побуждения

механизмами поступает вначале в верхнюю часть подпольного навозохранилища, а

затем как более тяжелый опускается в нижнюю часть хранилища. Здесь

происходит теплообмен между теплой навозной массой и холодным воздухом с

образованием конденсата, который выпадает на поверхность навоза. Подогретый

до температуры подполья приточный воздух вытесняется новыми потоками

холодного воздуха в верхнюю часть хранилища и через щелевой пол равномерно

поступает в зону размещения животных. Проходя через наиболее загрязненную

часть помещения (технологические проходы и щелевой пол), чистый воздух

широким фронтом контактирует с остатками навоза, в результате окисляется его

поверхность, что снижает степень разложения и выделений вредных летучих

примесей. Летучая часть этих выделений легко поглощается поступающей массой

воздуха, рассредоточивается в ней, теряет свою удельную степень концентрации и

агрессивность воздействия на животных, обслуживающий персонал, машины,

оборудование и элементы конструкции здания.

Попав в зону содержания животных, приточный воздух, получивший тепло от

земли, аккумулирует биологическое тепло животных, тем самым обеспечивая

положительный тепловой баланс в животноводческом помещении. Поднимаясь в

верхнюю зону внутреннего пространства помещения, уже отработанный воздух

удаляется из здания через вытяжные устройства без применения искусственного

источника побуждения.

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

Рис. 5. Технологическая схема температурно-компенсационной системы

обеспечения микроклимата с подпольным навозохранилищем:

1 - воздухозаборные каналы; 2 - жалюзийные короба; 3 - воздуховоды; 4 - подпольное

навозохранилище; 5 - конденсат; 6 - тепловые потоки от земли; 7 - поверхность навозной массы в

навозохранилище; 8 - поток приточного холодного воздуха; 9 - щелевой пол животноводческого

помещения; 10 - летучая составляющая выделений из остатков навоза на щелевом полу; 11 -

внутреннее пространство животноводческого помещения; 12 - вытяжные устройства; 13 -

воздухораспределители; 14 - отверстия в воздухораспределителях

Предлагаемая система обеспечения микроклимата с использованием

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.

При работе системы микроклимата по поддержанию заданного температурно-

влажностного режима в помещении значительное количество тепловой энергии

расходуется на нагрев инфильтрирующегося воздуха, поступающего в помещение

через щели ворот, дверных и оконных проемов.

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

Однако, кроме этих путей проникновения инфильтрата в помещения

животноводческих ферм, холодный воздух проникает через открытые ворота,

открытие которых обусловливается различными технологическими аспектами

(например, въезд и выезд мобильных кормораздатчиков и т. д.). Такая ежедневная

достаточно длительная по времени операция сопровождается поступлением в

помещение большого количества холодного наружного воздуха, что вызывает

резкое падение температуры внутреннего воздуха, особенно вблизи ворот. Поэтому

технические мероприятия, имеющие целью ограничение количества и нагревание

поступающего через открытые ворота наружного воздуха, являются одним из

перспективных направлений энергосбережения в системах поддержания

микроклимата в животноводческих помещениях. Одно из таких мероприятий -

создание тамбуров и воздушно-тепловых завес в открытом проеме ворот.

Воздушная завеса - результат взаимодействия двух потоков: воздушной струи и

набегающего на нее горизонтального потока воздуха. Воздушная струя, не

препятствуя движению людей и транспорта, как правило, существенно уменьшает

количество проникающего в помещение наружного воздуха.

Воздушные завесы в зависимости от местных условий могут устраиваться с

подачей воздуха через горизонтальную щель, расположенную внизу проема, с

подачей воздуха через горизонтальную щель, расположенную вверху проема, и,

как правило, с боковой подачей воздуха через вертикальные щели по обеим

сторонам проема. При устройстве завесы с боковой подачей воздуха следует

обеспечить усиленную подачу воздуха в нижнюю часть проема (в нижнюю треть

по высоте ворот). С этой целью нижнюю часть щели следует делать шире верхней.

По эффекту действия лучшими являются двусторонние боковые завесы: не

понижается температура воздуха в районе ворот в момент прохождения

транспорта. Предварительные аналитические расчеты, выполненные

специалистами ГНУ ВИЭСХ, показали, что применение воздушно-тепловых завес

уменьшает расход тепловой энергии на поддержание оптимального микроклимата

на 10-15 %. Кроме того, снижается риск возникновения простудных заболеваний у

животных, находящихся вблизи ворот.

Таким образом, в настоящее время разработаны различные энергосберегающие

методы и оборудование, средства для их реализации при обеспечении

оптимального микроклимата на фермах крупного рогатого скота. Часть этого

оборудования требует совершенствования и проверки эффективности

использования в практических условиях. Другое оборудование, которое успешно

прошло проверку в производственных условиях, необходимо активно внедрять на

фермах, наладив его серийное производство.

ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА,

ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ ЭКОНОМИЮ

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

ЭНЕРГИИ ПРИ СОЗДАНИИ

МИКРОКЛИМАТА НА

СВИНОВОДЧЕСКИХ ФЕРМАХ

Для промышленного производства свинины в условиях ферм и комплексов

характерна повышенная концентрация поголовья в производственных помещениях,

в результате этого в воздушной среде резко увеличиваются содержание продуктов

обмена веществ организма животных (вредных газов, водяных паров), пылевая и

бактериальная загрязненность воздуха, что в итоге отрицательно влияет на

физиологическое состояние и продуктивность животных.

Создать оптимальный микроклимат в помещениях для содержания свиней можно

только при условии применения рациональных отопительно-вентиляционных

систем на базе высокоэффективных технических средств. Вместе с тем известно,

что обеспечение требуемого микроклимата является одним из наиболее

энергоемких технологических процессов наряду с приготовлением и раздачей

кормов, уборкой и подготовкой навоза к использованию (табл. 13).

13. Удельный вес технологических процессов в совокупных затратах

топливно-энергетических ресурсов, %

Потребление свинофермами и комплексами

Процессы

электроэнергии топлива

Теплоснабжение и обеспечение микроклимата 40-65 60-90

Приготовление и раздача кормов 12-28 5-35

Уборка и подготовка навоза к использованию 8-15 2-3

В условиях постоянно растущих цен на энергоносители поиск путей

энергосбережения является первоочередной задачей, решение которой позволит

обеспечить максимальную продуктивность животных при минимальных затратах

топливно-энергетических ресурсов.

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

По результатам исследований, проведенных специалистами ВНИИМЖ, расход

энергоресурсов при производстве свинины на фермах и комплексах можно

уменьшить за счет утилизации вентиляционных выбросов, совершенствования

системы микроклимата, улучшения объемно-планировочных решений,

автоматизации контроля режимов работы оборудования и освещения, а также

совершенствования технологий содержания и кормления, при этом объем

экономии составит 0,94 млрд кВт-ч электроэнергии и 0, 82 млн т у.т. (табл. 14).

14. Основные направления и объемы энергосбережения в свиноводстве

Объем экономии энергоресурсов

Основные направления энергосбережения

электроэнергия,

млрд кВт·ч

топливо,

млн т у.т.

Совершенствование технологий содержания и кормления 0,43 0,72

Утилизация биологического тепла животных, вентиляционных

выбросов, совершенствование системы микроклимата 0,23 0,10

Улучшение объемно-планировочных решений 0,18 -

Автоматизация контроля режимов работы оборудования и

освещения 0,1 -

Процесс создания микроклимата предполагает осуществление операций

воздухообмена, нагрева, охлаждения воздуха, УФ-облучения, ИК-обогрева

животных (табл. 15).

15. Условия применения и технологические требования к технологическим

операциям процесса создания микроклимата

Операция Условия применения Технологические требования

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

Воздухообмен В помещениях для содержания

различных половозрастных групп

свиней в течение полного

технологического цикла

Обеспечение активного вентилирования в

зонах размещения животных со скоростью

движения воздуха от 0,15 до 1 м/с

Нагрев

воздуха

В холодный период года для

различных половозрастных групп

свиней

Поддержание нормированного

температурного режима в зоне размещения

животных в зависимости от возраста:

для взрослого поголовья свиней до 10°С;

для молодняка свиней до 20°С

Охлаждение

воздуха

В помещениях для содержания

молодняка свиней

Поддержание нормированного

температурного режима в жаркий период

года в зоне размещения поросят-отъемышей

и ремонтного молодняка 22°С

УФ-

облучение

В помещениях для содержания

различных половозрастных групп

свиней в течение полного цикла

Компенсация УФ-недостаточности,

обеспечивающая биологическую активность

животных

ИК-обогрев . В помещениях для содержания

молодняка

Поддержание нормированного

температурного режима в зоне

размещения молодняка:

для поросят до 30 суток

23°С;

для поросят до 60 суток

21°С

В условиях свиноводческих предприятий в помещениях для содержания животных

применяется естественная или принудительная вентиляция.

Принцип естественной вентиляции заключается в том, что воздух подается в

помещение и удаляется из него по специально устроенным каналам за счет

разницы давлений снаружи и внутри здания. С точки зрения энергозатратности

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

данная вентиляция является самой экономной, однако ее эффективность зависит от

разности температур внутри и вне помещения, которая должна быть не менее

8-10°С. При меньшей разнице температур движение воздуха резко сокращается и

даже прекращается. Поэтому естественная вентиляция малоэффективна при

высоких внешних температурах воздуха в переходные и летние периоды года, при

ней температура и влажность воздуха в помещении находятся в прямой

зависимости от состояния внешней среды.

Наибольшее распространение получили системы принудительной вентиляции,

которые не зависят от метеорологических условий и позволяют автоматизировать

процесс создания микроклимата в помещении. Системы принудительной

вентиляции делятся на вытяжные или отрицательного давления, приточные

(нагнетательные) или положительного давления и комбинированные. Технически

они реализуются в установках трех типов: приточно-вытяжных, приточно-

отопительных и вытяжных для удаления воздуха из навозных каналов.

Приточно-вытяжные установки с механическим побуждением имеют осевой

вентилятор в вытяжной шахте, которая представляет собой теплоизоляционную

металлическую трубу, защищенную сверху колпаком и утепленным клапаном с

механическим приводом. Как правило, они используются в сочетании с приточно-

отопительными установками, в которых воздух подогревается с помощью

калориферов, теплогенераторов и других аналогичных по назначению устройств.

Приточно-отопительные установки в зависимости от исполнения имеют один или

два центробежных вентилятора. В последнем варианте один из вентиляторов

устанавливается параллельно калориферу.

Применяемый способ удаления навоза из свинарников оказывает влияние на их

микроклимат. При использовании щелевых полов устраивают принудительную

вентиляцию из навозосборных каналов. Установка для удаления воздуха из

навозных каналов состоит из всасывающего воздуховода с насадками и

регулировочными шайбами, нагнетательного воздуховода и электровентилятора.

В системах вентиляции используются как отдельные технические средства, так и

специальные комплекты оборудования. К отдельным техническим средствам

относятся теплогенераторы, вентиляторы и тепловентиляторы, электрокалориферы,

газовые горелки. В системах микроклимата свинарников могут использоваться

комплекты оборудования типа «Климат».

В сложившихся экономических условиях произошло резкое сокращение

номенклатуры выпускаемого оборудования (часть предприятий-изготовителей

осталась за пределами России), Вместе с тем выпускаемое оборудование по

номенклатуре и качественным параметрам не удовлетворяет возросшие требования

по созданию оптимального микроклимата, особенно в части автоматизации

регулирования, экономного использования энергоресурсов и охраны окружающей

среды.

База нормативной документации: www.complexdoc.ru