Энергосбережение при обеспечении микроклимата в птицеводческих помещениях

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 70 % ее годового потребления. В связи с этим в условиях возрастающего дефицита энергоресурсов важнейшей задачей является разработка оборудования, способного реализовывать 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 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 внутренний поверхности от накопившейся пыли и микрофлоры затруднительны и неэффективны. Дальнейшее совершенствование систем приточно-вытяжной вентиляции идёт 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 позицией энергосбережения, голландские специалисты  отмечают, что в них концепция  вентилирования реализуется с использованием устройств, не требующих ресурс затратных  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 установить режимы вентиляции, отвечающие требованиям конкретной ситуации. В следующей таблице представлены особенности режимов вентиляции отрицательного давления, получивших наибольшее распространение в мировой практике в «мягком» климате (зимняя температура не опускается ниже -2…4 ⁰С).

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» (Голандия, представитель фирма «Peja International B.V.», Россия) и др. Кроме воздуха и удаления его, оборудование для отопления, для охлаждения и увлажнения, исполнительные механизмы и автоматику.

Особенности режимов  вентиляции отрицательного давления ТАБЛИЦА СО СТР, 23

 

Система перекрестной вентиляции в здании для откорма  бройлеров

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 птичника 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).

 ЧЕРТЕЖ ФЕРМЫ

Система вентиляции  отрицательного давления для птичников  с клеточным оборудованием

Также отмечается, что при  температурах ниже -15⁰С поток свежего холодного воздуха не успевает прогреваться, 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 2002г. Полными комплектами оборудования данного предприятия было оснащено 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 электроэнергии.

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. Сравнительная техническая характеристика газовых теплогенераторов отечественного и импортного производства.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Эффективность животноводства в значительной мере зависти от микроклимата, создаваемого в животноводческих помещениях. Так, отклонение параметров микроклимата от установленных пределов приводит к уменьшению удоев молока на 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 коррозийную  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 водных 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 применение 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 ⁰С.

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 энергоклимата 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 0,82млн т у.т.