Оборудование для поддержания оптимального микроклимата в помещениях для содержания свиней

[Введите текст]

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ П.А.СТОЛЫПИНА»

(ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. П.А.Столыпина) ИНСТИТУТ ВЕТЕРИНАРНОЙ МЕДИЦИНЫ И БИОТЕХНОЛОГИИ Факультет зоотехнии, товароведения и стандартизации Кафедра зоотехнии Реферат на тему: «Оборудование для поддержания оптимального микроклимата в помещениях для содержания свиней»

Омск 2015

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 м3 водяных паров, 39 млрд м3углекислого газа, 1,8 млрд м аммиака, 700 тыс. м3сероводорода, 82 тыс. т пыли, патогенную микрофлору.

Для удаления вредностей, образующихся в животноводческих помещениях, на вентиляцию расходуется около 2млрд кВт-ч электроэнергии в год, на обогрев помещений дополнительно идет 1,8млрд 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.

1. Технологические параметры содержания свиней

Содержанию свиней уделяется особое внимание. Для достижения наибольшей эффективности свинокомплексов и предприятий необходимо уделять тщательное внимание каждому этапу производства свинины. Так, для достижения максимальной эффективности нужно обеспечить хорошие условия содержания, хороший уход и применять современные технологии содержания на всех этапах производства. На первый взгляд самое незначительное отклонение в технологии содержания свиней может привести к негативным последствиям.

Температура воздуха. В свиноводстве большое внимание уделяется микроклимату и температуре воздуха в свинокомплексе. Эти два фактора могут значительно повлиять на продуктивность поголовья, рост и развитие. Существует таблица оптимальных температурных диапазонов (таблица 1), которой необходимо придерживаться. Так, при высокой температуре воздуха в помещении, при духоте у свиней может случиться перегрев тела, который может ухудшить аппетит и снизить поедаемость корма, что скажется на среднесуточных привесах. Если в свинарнике холодно, то животные будут тратить больше энергии на самосогревание, что приведет к увеличение поедаемости кормов и увеличит затраты на кормление и снизит окупаемость в виде прироста живого веса. Сквозняки, плохое качество подстилки и высокая влажность приводят к снижению продуктивности и увеличению заболеваемости. 1]

Таблица 1 — Приемлемые диапазоны температур в зависимости от поло-возрастной группы

Влажность воздуха. Для поддержания оптимального микроклимата в свинарнике необходима автоматическая и четкая работа системы вентиляции. В хорошо вентилируемом помещении снижается уровень содержания пыли и бактерий. Необходимо постоянно следить за содержанием аммиака в воздухе. Концентрация аммиака в свинарнике не должна превышать 0,02м/л, сероводорода 0,015мг/л, углекислого газа -0,2%.

Повышенная и высокая влажность воздуха:

высокая влажность усиливает негативное действие низких температур;

организм животного начинает тратить больше энергии на самосогревание;

при переохлаждении возникают простудные заболевания — организм животных задерживает тепло, вызывая вялость, снижает иммунитет, замедляя обмен веществ, и вызывает заболевания ЖКТ;

Снизить влажность воздуха можно при помощи негашеной извести 6−10%. Для снижения повышенной влажности необходимо регулярно чистить станки, регулярно удалять навоз, не переувлажнять пол.

Система вентиляции должна обеспечивать постоянный приток воздуха в помещение, где содержатся животные. При этом скорость движения воздуха в помещении с животными не должна превышать 0,4 м/с летом и 0,15 м/с зимой. В разное время года на 100 кг живой массы приток свежего воздуха должен рассчитываться в таком соотношении:[2]

В зимнее время — 35 м3/ч.

В летнее время — 60 м3/ч.

Весной, осенью — 45 м3/ч.

Качество, доступность воды При массовом откорме свиней в промышленных масштабах необходимо позаботиться об автоматической системе поения свиней. В зависимости от возраста в свиноводстве используются чашечные и сосковые поилки. Доступ к воде у свиней должен быть круглосуточным, а вода должна быть чистой, без примесей, и запаха. При нехватке воды у свиней снижается аппетит, а соответственно снижается поедаемость кормов и их усвояемость. Оптимальная температура воды должна быть 12 — 15 °C. В летнее время необходимо увеличить норму поения на 25%. В таблице 2 приведено количество необходимой воды в сутки для поения, в том числе и для приготовления жидких кормов. 3]

Таблица 2 — Нормы поения свиней в сутки

Нормы площади на 1 голову. Приводим таблицу 3 для определения оптимальной нормы площади для содержания свиней разных поло-возрастных групп. Нормы площади на 1 голову основаны на том, чтобы у животного было достаточно места для отдыха, кормления, дефикации. 3]

Таблица 3 — Нормы площади на 1 голову

2. Технические средства, обеспечивающие экономию 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 (таблица 4). 4]

Таблица 4 — Удельный вес технологических процессов в совокупных затратах топливно-энергетических ресурсов, %

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.

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. (таблица 5). 5]

Таблица 5 — Основные направления и объемы энергосбережения в свиноводстве

3. ПВУ?4

Установки типа ПВУ в количестве, соответствующем согласно расчету тому или иному комплекту (таблица 6), монтируются по оси свинарника в кровле. Каждая из них создает в помещении направленные воздушные потоки, схематически показанные на рис. 1. В реконструируемых свинарниках монтаж таких установок имеет определенные преимущества, в том числе и то, что в них в одном агрегате объединены приточные и вытяжные вентиляторы, а также подогрев приточного воздуха.

Нижняя часть установки выполнена в виде приемно-раздаточной камеры. При работе вентилятора воздух из помещения через защитную решетку всасывается в приемную часть камеры и по внутренней трубе выбрасывается в атмосферу. Одновременно по кольцевому зазору между внутренней и наружной трубами поступает и при необходимости подогревается электронагревателями свежий воздух. Он выходит горизонтальными струями (веером)через сопла в помещение со скоростью 5−6 м/с и сообщает движение окружающему воздуху, смешивается со свежим и опускается вниз, теряя скорость, которая в зоне, занимаемой животными, уже не превышает зоотехническую норму.

Таблица 6 — Техническая характеристика модернизированных комплектов приточно-вытяжных установок типа ПВУ

Рис. 1 — Схема работы установки ПВУ-4 в свинарнике: 1 — козырек-отражатель; 2 — наружная труба; 3 — внутренняя труба; 4 — смесительная заслонка; 5 — приточно-вытяжной вентилятор; 6 — трубчатый электронагреватель; 7 — сопло; 8 — приемно-раздаточная камера Приточно-вытяжной, осевой с двумя рядами лопаток вентилятор работает с постоянной воздухопроизводительностью на притоке и на вытяжке. Поэтому обеспечивается постоянство общего расхода воздуха. Пропорциональное отношение в воздухообъеме свежего и внутреннего воздуха может меняться автоматически благодаря разному положению, занимаемому заслонками. По мере похолодания заслонки прикрываются, это уменьшает поступление свежего воздуха и к нему при постоянстве общего воздухорасхода подмешивается часть выбрасываемого воздуха, т. е. система начинает работать в режиме частичной рециркуляции. Перекрытие воздухопотока заслонками и рециркуляция возрастают, если электронагреватели не успевают прогревать наружный воздух, т. е. его поступление автоматически ограничивается. Наоборот, при высокой температуре наружного воздуха заслонки открываются полностью, и подача в помещение свежего воздуха составляет 100%. Если вентилятор остановлен, установка работает в режиме вытяжной шахты естественной вентиляции.

На стадии принятия конструктивного решения по выбору технических средств для создания микроклимата учитывают, что приточно-вытяжные установки ПВУ по сравнению с другими системами вентиляции имеют следующие основные преимущества: исключают необходимость устройства в помещении воздуховодов, так как обеспечивается равномерное распределение воздушного потока в радиальном направлении; позволяют избежать невентилируемых зон благодаря хорошему перемешиванию воздушных потоков; лучше удаляют избытки влаги вследствие постоянно создаваемой интенсивности потока воздуха в помещении; хорошо перемешивают внутренний воздух с поступающим в верхнюю зону помещения наружным, что способствует максимальному использованию выделяемой животными теплоты; исключают необходимость делать в стенках и крыше здания специальные приточные или вытяжные отверстия, так как в одной камере совмещают приток и вытяжку. 6]

4. Стенные и потолочные клапаны для равномерного притока воздуха CL 1200, CL 1211 F и CL 1200 B/F. Приточные клапаны для монтажа в стену

Стенные клапаны наиболее оптимальны для применения в корпусах свинофермы. Клапан CL 1200 при этом монтируется в кирпичную стену здания, CL 1211 F и CL 1200 B/F являются фланцевыми клапанами и особенно хорошо подходят для применения в животноводческих помещениях с тонкими стенами.

Все стенные клапаны данной серии изготовлены из пригодной для вторичной переработки, ударопрочной, сохраняющей форму и устойчивой к ультрафиолетовому излучению пластмассы. Беспрепятственная чистка аппаратами под высоким давлением. Изолированная заслонка клапана герметично закрывается и удерживается в закрытой позиции с помощью пружин из нержавеющей стали. Заслонка открывается вниз тяговым усилием. Это позволяет осуществлять точное управление открытием клапанов в любое время года. Холодный свежий воздух поднимается в верхнюю часть помещения, где он смешивается с теплыми воздушными массами, прежде чем поступит на участки с животными.

Прилагаемый регулировочный комплект позволяет производить одновременное или дифференцированное открытие клапанов.

Запатентованная система мультидифференцирования позволяет одним движением руки настроить каждый клапан, определив, какие клапаны открываются в первую очередь, какие? позже. За счет сокращения количества приточных отверстий оставшиеся клапаны могут быть открыты в большей степени, что особенно удобно для холодного или отапливаемого сезонов, т.к. позволяет достичь стабильности воздушного потока. 7]

Практичные комплектующие для стенных клапанов CL 1200, CL1211 °F и CL 1200 В/F (рис. 2.) [8]:

Самонесущая сетка. Клапаны CL 1200 используются вкупе с пластмассовой сеткой, которая крепится к клапану с наружной стороны, предотвращая проникновение птиц и прочих мелких зверьков через клапан в помещение;

Пластина направления воздушного потока. Пластина направления воздуха монтируется на верхнюю кромку клапана, позволяя оптимизировать подачу воздуха, прежде всего, в холодную погоду. Направление воздушной струи регулируется индивидуально для каждого помещения, путем изменения угла между пластиной направления воздушного потока и стеной;

Дистанционный уголок. Дистанционный уголок используется в том случае, если натяжная штанга должна огибать опоры у стен помещения. Максимальный отступ от стены составляет 24 см (один уголок на клапан);

Рис. 2 — Практичные комплектующие для стенных клапанов CL 1200, CL1211 °F и CL 1200 В/F: 1? самонесущая сетка; 2? пластина направления воздушного потока; 3? дистанционный уголок Рис. 3 — CL 1200

Рис. 4 — CL 1211 F

Рис. 5 — CL 1200B/F

Таблица 7 — Производительность по воздуху (в м3 /ч) стенных и потолочных клапанов при максимальной степени открытия

5. Приточный камин для равномерной подачи воздуха через крышу ? FAC

Приточный камин FAC (Fresh Air Chimney) подает приточный воздух через чердачное помещение.

Надежная система труб снаружи и изнутри покрыта стеклопластиком и оснащена качественной изоляцией из 30 мм-го полиуретана — долгий срок службы и легкая чистка. Вытяжной камин FAC поставляется четырех диаметров (650, 730, 820, 920 мм).

Распределитель приточного воздуха имеет восьми веерную структуру, что позволяет достичь стабильности воздушного потока даже при минимальной вентиляции. В зимнее время года отдельные веера могут закрываться с помощью заслонок (опционально).

Управление камином FAC может осуществляться централизованно и децентрализованно. При децентрализованном управлении сервомотор монтируется прямо в камин, централизованное управление осуществляется одним сервомотором при помощи троса и натяжных штанг.

Если вытяжной камин FAC оборудован вентилятором (опционально), установленным внутри камина, то он может использоваться и для вентиляции на основе равного и повышенного давления. Вентилятор подает засасываемый воздух в помещение через распределитель приточного воздуха.

Камин FAC оптимален для вентиляции свиноводческих помещений, прежде всего, если:

приток свежего воздуха через боковые стены или промежуточный потолок нежелателен либо невозможен по строительным причинам (моноблок);

помещение очень широкое и в то же время очень низкое, в связи с чем невозможно достичь охвата помещения воздушным потоком через стенные клапаны;

необходимо использовать вентиляцию на основе равного или повышенного давления, например, по причине негерметичности здания.

Так как свиньи очень чувствительны к сквознякам, камин FAC обычно оснащается вентилятором для подмешивания воздуха с целью более равномерного распределения поступающего в помещение холодного воздуха, прежде всего, в зимнее время года.

Вентилятор для подмешивания воздуха создает несущую волну теплого воздуха, подхватывающую поступающий с улицы холодный воздух. С помощью температурного датчика, встроенного в приточный камин, вентиляторы для подмешивания воздуха приводятся в действие при достижении установленного температурного значения. 9]

Таблица 8 — Производительность воздуха (м3 /ч) при максимальной степени открытия Рис. 6 — Камин FAC с вентилятором Рис. 7 — Вентилятор свинья содержание микроклимат ферма Рис. 8 — Камин FAC

6. Перфорированный потолок DiffAir

Перфорированный потолок DiffAir состоит из трапециевидных профилей, изготовленных из стеклопластика (дополнительно предлагаются алюминиевые несгораемые профили), и применяется в помещениях с высотой потолка от 2,40 до 3 м.

DiffAir служат как диффузной cиcтемой притока, так и экономичным вариантом изоляции потолка, состоящей из прошедшей специальную обработку минваты, и укладываемой в два воздухопроницаемых слоя.

Дополнительный слой флиса, размещаемый между слоем минваты и пластиной DiffAir, обладает водонепроницаемыми свойствами.

Приток воздуха осуществляется равномерно по всей площади потолка помещения, обеспечивая однородное распределение приточного воздуха при соблюдении максимально допустимой скорости воздушного потока на участках с животными. 10]

Таблица 9 — Технические характеристики Рис. 9 — Профиль DiffAir из алюминия Рис. 10 — Строение потолка DiffAir

Рис. 11 — DiffAir в сочетании с вытяжным камином CL 600

Заключение

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 0,82млн т у.т.

Библиографический список

1. Фурсенко, С. Н. Автоматизация технологических процессов: учеб. пособие / С. Н. Фурсенко, Е. С. Якубовская, Е. С. Волкова.? Минск: «БГАТУ», 2007. — 592 с.

2. Кузнецова, А. Ф. Свиньи: содержание, кормление и болезни: Учебное пособие / Под ред. А. Ф. Кузнецова. — СПб.: Издательство «Лань», 2007.? 544 с.

3. Бекенев, В. А. Технология разведения и содержание свиней / В. А. Бекенев.? СПб.: «Лань», 2012. — 416 с.

4. Гавриленко, В. М. Технические средства, обеспечивающие экономию энергии при создании микроклимата на свиноводческих фермах: учебник / В. М. Гавриленко.? СПб.: Ладан, 2012.? 192 с.

5. Шулятьев, А. Н. Энергосберегающие технологии в свиноводстве и стационарной энергетике [Электронный ресурс]: учебник / А. Н. Шулятьев.? М.: ГНУ ВИЭСХ, 2013.? 371 с.

6. Иванова, Л. С. Содержание свиней / Л. С. Иванова.? М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2004. — 253 с.

7. Гросскройтц, И.С. Kiihlsystem fur optimale Temperaturen in jedem Stall / И. С. Гросскройтц.? Берлин: «BigDutchman», 2015,? 455 с.

8. Красноухова, В. М. Компания «BigDutchman» / В. М. Красноухова.? М.: «МГИИЯ», 2014.? 318 с.

9. Писарев, Ю. Н. Система микроклимата от фирмы «BigDutchman» [Электронный ресурс]: учебник / Ю. Н. Писарев.? М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2011.? 548 с.

10. Агадский, Е.В. «BigDutchman» / Е. В. Агадский (перевод И.С. Гросскройтц).? М.: «АСТ», 2015.? 485 с.