Г.М. Позін, д.т.н.
СПГУТД, Санкт-Петербург,
Н. П. Козлова к.т.н, Н. В. Максимов к.т.н, А.Н. Самсонов к.т.н.
ГНУ СЗНІІМЕСХ Россельхозакадеміі, Санкт-Петербург
Мета систем забезпечення мікроклімату (СОМ) створити середовище проживання тварин, що забезпечує максимальний технологічний ефект при мінімальних енерговитратах. Важливою є задача створення прийнятних умов роботи для обслуговуючого персоналу тваринницьких приміщень і умов експлуатації технологічного обладнання, встановленого в приміщенні. Зростає увага і до проблеми забруднення навколишнього середовища вентиляційними викидами, що містять газоподібні продукти життєдіяльності тварин, багато з яких є токсичними чи дурнопахнущей. Всі ключові питання створення сучасних СОМ як одного з об'єктів в ланцюзі виробництва тваринницької продукції [1] визначаються комплексом вихідних данних.Требованія до СОМ, технологічні схеми обробки повітря, вибір обладнання та режимів його роботи визначаються видом тварин, об'ємно-планувальними рішеннями будівлі і технологією утримання . Проведені СЗНІІМЕСХ численні обстеження показали, що стан середовища перебування тварин в більшості тваринницьких приміщень незадовільно. Однією з причин низької ефективності багатьох рішень по системам забезпечення мікроклімату є необгрунтованість вихідних даних за вимогами до всіх елементів системи. Досвід показує, що створити середовище проживання, яка одночасно забезпечувала максимальну продуктивність і здоров'я тварин, нормальні умови роботи персоналу, технологічного обладнання та будівлі, відповідала санітарним, екологічним та економічним вимогам практично неможливо; мова може йти тільки про створення найкращого варіанту для наявного комплексу вихідних даних.
Розрахункові параметри мікроклімату визначаються видом, віком, масою і продуктивністю тварин.
- нижньої критичної температури (нижня межа термонейтральной зони), більш низька температура навколишнього середовища призводить до гіпотермії, збільшуються вологовиділення, зменшується споживання їжі (для дійних корів -27 ° С, для відгодівельного молодняку ВРХ -35 ° С);
- верхньої критичної температури, температура, вище якої знижується швидкість метаболізму (для дійних корів 22 ° С, для відгодівельного молодняку 27 ° С);
- діапазону температур з номінальними умовами утримання тварин - втрати в ефективності в цьому діапазоні незначні (для дійних корів 5..20 ° С, для відгодівельного молодняку ВРХ -15 ... 25 ° С);
- діапазону температур оптимальної технології - відповідає максимуму приростів, ефективності, репродукції та ін. (Для дійних корів 5..15 ° С, для відгодівельного молодняку ВРХ -8 ... 15 ° С).
Ці дані можуть використовуватися як орієнтовні при визначенні ступеня зниження витрат на мікроклімат при відхиленні розрахункових параметрів від оптимальних.
Рівень теплозахисту будівель і тип приміщення по температурі внутрішнього повітря в холодний період року.
Корівники з поліпшеним мікрокліматом в холодний період року мають внутрішню температуру повітря вище, ніж зовнішню, зазвичай вище 0 ° С. Ці корівники зазвичай мають природну вентиляцію. Забезпечення позитивної внутрішньої температури в екстремально холодних умовах досягається за рахунок теплоізоляції будівлі і закриття припливних і витяжних вентиляційних отворів. Корівники з поліпшеним мікрокліматом мають менше проблем із замерзанням гною, ніж холодні корівники.
У теплих приміщеннях (це в основному це приміщення для утримання телят, доїльні зали) взимку підтримують температуру внутрішнього повітря вище 4..5 ° С за рахунок утеплення будівлі, механічної вентиляції з підігрівом припливного повітря, автоматичного управління вентиляційними системами.
Для створення середовища перебування тварин дуже істотний вид підлог і підстилковий або без підстилковий спосіб утримання. Підстилка утеплює зону утримання тварин, покращує загальний санітарний будівлі за рахунок вбирання вологи і неприємних запахів. При утриманні ВРХ на глибокій підстилці Норми знижують вимоги до температури внутрішнього повітря. Тип підлог і підстилки визначає рішення за коштами місцевого обігріву в приміщеннях для утримання молодняку. Відзначимо деякі поширені рішення за технологією і планування приміщень, що негативно впливають на мікроклімат. При реконструкції часто для збільшення корисної площі відмовляються від тамбурів; в результаті чого відбувається охолодження торцевої частини приміщення за рахунок вриванія холодного повітря через ворота, як правило, нещільно закриваються. Коли приймається рішення про застосування світлоаераційних ліхтарів, необхідно враховувати, що світлоаераційні ліхтарі збільшують площу скління і відкритих прорізів і одночасно роблять будинок більш холодним.
Розміщення місць відпочинку тварин безпосередньо біля стін може привести до переохолодження тварин. У системах забезпечення мікроклімату застосовується широка номенклатура як загальнопромислового, так і спеціалізованого сільськогосподарського призначення опалювально-вентиляційного обладнання.
В даний час для СОМ тваринницьких приміщень на території Росії проводяться осьові вентилятори комплектів Клімат - 45, Клімат - 47.Номенклатура спеціалізованого обладнання для СОМ, вироблена за кордоном, включає практично всі елементи підсистем подачі свіжого повітря, видалення забрудненого повітря, розподілу повітря і місцевого обігріву як механічних, так і систем природної вентиляції. У традиційних механічних системах вентиляції, застосовуваних раніше в типових проектах СОМ тваринницьких приміщень, використовуються наступні елементи: припливне агрегат, припливний вентилятор, витяжний вентилятор, теплообмінник, повітроводи, електродвигуни, регулятори швидкості, теплоутилізатори, система управління, датчики, регулюючі органи, виконавчі механізми. У різній комплектації всі ці елементи випускаються західними фірмами. Даних про експлуатаційні показники, ефективності
їх роботи в кліматичних умовах Росії недостатньо. Тенденції розвитку зарубіжних технічних засобів для мікроклімату: вдосконалення конструкції елементів систем, поява на ринку систем очищення повітря, що йде, розвиток систем управління, випуск одного типу обладнання багатьма фірмами.
Системи підігріву і системи вентиляції в тваринницьких приміщеннях як правило розділені. Є широка номенклатура припливних і витяжних пристроїв для установки в стінах або на даху. Розрізняють вентиляційні системи з надлишковим тиском (приплив механічний, витяжка через клапани природної вентиляції); системи з негативним тиском (притока - механічний, витяжка- через пристрої природної вентиляції) і системи рівного тиску (з вентиляторами на притоці і витяжці). У таких системах обігрів приміщення вирішується по-різному; застосовуються водяні системи опалення, автономні нагрівальні установки з рідким або газоподібним паливом, різні системи місцевого обігріву. Говорячи про використання закордонного обладнання, необхідності виробництва нового обладнання, слід звернути увагу на режими роботи устаткування і застосовуваних технічних рішень в холодну пору року, оскільки багато країн з розвиненим тваринництвом мають більш теплий клімат з короткочасним періодом, коли необхідний додаткового вальний нагрів і захист тварин від переохолодження. Практично всі сучасні корівники для утримання дорослого стада мають природну систему вентиляції. Механічна система вентиляції як, правило, передбачається у доїльних залах і в будівлях для молодняка; опалення застосовується тільки в приміщеннях для утримання молодняку ВРХ. У системах природної вентиляції для подачі свіжого повітря використовуються вікна, фрамуги, припливні пристрої в конструкціях; для видалення забрудненого повітря - шахти, щілину в конику перекриття, световентіляціонний ліхтарі.
Однією з проблем приміщень з природною вентиляцією, актуальних для російських умов, є подача свіжого повітря в холодний період року. Відомі рішення (на рівні експериментальних досліджень і патентування), спрямовані на збільшення температури припливного повітря без застосування зовнішніх джерел тепла. Одним з можливих способів є застосування припливних пристроїв, що забезпечують часткову утилізацію і осушення внутрішнього повітря, разрабативаемихв СЗНІІМЕСХ [5,6]. У СЗНІІМЕСХ прийняття рішень при розробці систем забезпечення мікроклімату тваринницького приміщення проводиться за допомогою програми оптимізації режимів роботи опалювально-вентиляційних систем, що дозволяє визначити мінімально-необхідні витрати тепла і повітря для підтримки заданих параметрів внутрішнього повітря при зміні параметрів зовнішнього повітря [7]. Як приклад в таблиці наведені результати розрахунку режимів роботи СОМ неопалюваного корівника, що дозволяє визначити діапазон зміни повітрообміну і вимоги до регулювання площі припливних та витяжних пристроїв для холодного і теплого періоду року для кліматичних умов Ленінградської області.
Розрахунки показують, що в утеплених корівниках з природною вентиляцією без застосування обігріву або спеціальних засобів (утилізація теплоти тварин, осушення повітря) оптимальні параметри внутрішнього повітря без обігріву можна забезпечити тільки при температурі зовнішнього повітря вище - 70С. Для підтримки в даному приміщенні хоча б позитивних температурвнутреннего повітря при зовнішній температурі нижче -23ОС необхідно знизити повітрообмін нижче мінімально необхідного з розрахунку видалення вуглекислого газу, або збільшити щільність утримання тварин; відносна вологість при цьому складе близько 100%. Цей режим для низки районів, де ймовірна тривалість стояння такої температури невелика (наприклад, в Ленінградській області близько 30 годин на рік), можна розглядати як екстремальний. Якщо в приміщенні потрібно створити оптимальні значення температури внутрішнього повітря в приміщенні ВРХ при найнижчих температурах зовнішнього повітря, повинен передбачатися додатковий підігрів, хоча б у варіанті пересувного теплогенератора.
Відповідно до Норм технологічного проектування [2] в корівниках для прив'язного і безприв'язного утримання і будівлях для молодняка в холодний період року допустима швидкість руху повітря в приміщенні - 0,5 м / с, а в теплий період це значення підвищено до1м / с; в пологових відділеннях відповідно 0,3 і 0,5 м / с. Ці вимоги повинні використовуватися при прийнятті технічних рішень по річної системи забезпечення мікроклімату приміщень для утримання ВРХ. Велика частина зарубіжних досліджень по мікроклімату корівників присвячена проблемі зняття теплових стресів; використовуються системи випарного охолодження, різні способи підвищення рухливості повітря в зоні знаходження тварин. Ефект робіт по реконструкції систем забезпечення мікроклімату в корівниках може бути досягнутий тільки за умови комплексного, системного підходу на всіх етапах створення і подальшої експлуатації системи.
Спосіб поліпшити вентиляцію корівника.
Світловий коник - на даний момент найбільш поширений спосіб поліпшити систему вентиляції корівника. Його популярність останнім часом дуже зросла з наступних причин:
1. Висока ефективність. Дуже часто одного світлового коника досить, що б вирішити проблему поганої вентиляції корівника.
1. Простота експлуатації. Не потребує кваліфікованого персоналу на обслуговування і налаштування.
2. Не вимагає витрат ресурсів (електроенергії і палива) на функціонування. Працює завдяки виникає при вітрі різниці тиску.
3. Тривалий термін експлуатації. Матеріали, використовувані в світловому конику, завдяки його конструкції практично не піддаються зносу.
4. Функція освітлення. Завдяки своїй конструкції дозволяє додатково економити електроенергію, оскільки в денний час доби забезпечує необхідну освітленість.