автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:ИССЛЕДОВАНИЕ И ОБЕСПЕЧЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО МИКРОКЛИМАТА В КОРОВНИКАХ ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННОГО - ПРОИЗВОДСТВА МОЛОКА. В УСЛОВИЯХ ЭСТОНСКОЙ ССР

тшшшш ошена та&ового красного знамени

: Г' СЕЛЬСЮХОЗЯЙСШЕННЫЙ ИНСТИТУТ

_ .1.-' ; ; - .. НА. ПМВДХ РУКОПИСИ

КОСТАБИ ХЕЙНО РИХАРДОВШ 4

гйсслеШШ^О^

ОПТИМАЛЬНОГО МИКРОКЛИМАТА В КОРОВНИКАХ ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА МОЛОКА

й вдавищстожм

свльскскозяйс?геенною проиавсйства

. ¡АВТОРЕФЕРАТ.

диссертации на соискание ученой степени кандидегга технических наук ; ' -

ЛЕНИНГтЛ-ПУШКИН 1978

ЛЕНИНГСАДСКИЙ «йенаттшэвого юдаюго знамени ■ СЕДЬСКСМОЗЯЙСШЕННЫЙ ИНСТИТУТ

' г_НА ПРАВАХ РУУОПГУ*^

КОСТАБИ ХЕЙНО РИХАРШВИЧ •

ИССЛЕДОВАНИЕ И ОБЕСПЕЧЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО МИКРОКЛИМАТА В КОРОВНИКАМ ДАЙ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА МОЛОКА. В УСЛОВИЯХ ЭСТОНСКОЙ ССР

йшиальносяъ 05.2йСИ - маанивация сальсккоаяйстееннсго проишсдагаа . ■

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Цгнтр. нцчш бяОДпа..; &!ек. сед, Лант:сеятз.

ащ, ия.-К, д, Тяи,ш»с5а

___

■ ЛБМТОЩ-пушкин -19713 .' •

Работа выполнена в НИПТШІХХ Отделения ВАСДШ по Нечерноземной зоне РСФСР и в Таллинском политехническом институте. Экспериментальное исследование проведено в производственных условиях коровников для проишлеаного производства молока в совхозах "Вериора" в "Иоосте" Пылваского района Эстонской ССР,

Научные руководители: ;

кандидат технических наук, старший научный сотрудник НШШШЭСХ Отделения ВАСЯШ по Нечерноземной зоне РСФСР Курбатов. Л. Г.;

— -.заслулзнный деятель науки Эстонской ССР, член-коррес- : пондевт Академии наук ЭстонскойССР, доктор технических наук, профессор Ю р г е н оонЛ. К.

\ Официальные оппонента - 4

доктор технические наук, профессор Антипин В.Г. кандидат техняческих наук, доцент Ч е б е р к о В.Ф.

Ведущее предприятие; Ордена Трудового Красного Знамени Эстонский научно-исследовательский институт животноводства и ветеринария.

Автореферат разослан" " ...............................1976 г.

Защита состоится " "......................... 1976 г.

на заседании Совета факультетов механизации и электрификации сельскохозяйственного производства Ленинградского ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственного института (ЛСХИ) по адресу: 188620, г. ІенинградЧІуикин, Академический проспект д. 23, ауд. 719.

С диссертацией мохно ознакомиться в библиотеке ЛСХИ.

Ученый секретарь Совета, доктор технических наук, профессор С. В. II е л ь н и к о в.'

-V г , . Л,- ОШЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В решениях Х2У Съезда КПСС сказано, что г десятой пятилетке следует всемерно развивать специализации и концентрации производства продуктов животноводства.я - ■ птицеводста, обеспечить постепенный перевод шх на промьшлея-нуюоснову, значительно улучшить условия содерхания животных.

В девятое пятилетке было в Эстонской ССР создано 246 полочных комплексов для прошв ленного производства иод ока. . ■ В десятой пятилетке строительство комплексов продолжает- , ся, чтобы к концу пятилетки разместить подавл«юнее больаияство молочных коров в комплексы промышленного типа. , . V. .'; •• ( В связк о этим всё больше применяется круглогодичное содержание коров в коровниках* что в свои очередь предъявляет, повышенные требования к окружающей животных среде - к микроклимату.

Академик ВАСХНАД Калашников А*П. отмечает, что соэданже нормального микроклимата ж'утилизация навоза ка крупвых фермах - важнейшие; проблемы промышленного животноводства. ...Большое количество новых коровников для промыжленного | „ производства молока строители сдаст в Эстонской ССР в адсплуа-' тацию в осенне-зимний период* когда относительная влажность; наружного воздуха высокая* а температура его ниже минимально. приемлемой температуры воздуха в коровникеЧ, = 6 °С. В настоящее время отсутствуй данные о количестве потребной тепловой энергии 0ОТ и времени Ь для доведения основных параметров миг-' роклимата до минимально приемлемых величин 6 °С и ^^ 85^.

В промышленных комплексах важяое значение имеет бесперебойная работа систем воздухообмена. Для аварийных случаев следует предусматривать возможность осуществления воздухообмена - ■ еСТеСТВеВНШ! способом. "■4 '

Отмечается отсутствие подробных данных о микроклимате в коровниках проявленного назначения и о влияния технологии . . раздачи кормов и удаления навоза »обильными средствами на па-

, раметры микроклимата.

Нужна методика инженерного,расчетатаило-влажностного' режима и,диаграммы для рационального регулирования систем воздухообмена в животноводческих помещениях.

Анализ литературы показывает,.что актуальность обеспечения оптимального микроклимата о переходом животноводства на промыпленную основу.возроола. Моделирование микроклимата из . за многочисленных ценящихся факторов,затруднено, поэтому большое практическое значение приобретают исследования микроклимата, проведенные непосредственно в производственных условиях. . ' Многолетние исследования микроклимата в животноводческих' помещениях Эстонской ССР вел,Таллинский политехнический институт. Разработана широко распространенная в республике моношахтная естественная система воздухообмена. С повышением степени механизации животноводческих ферм намечается переход на принудительную систему воздухообмена о'автоматическим управ- . левие и ."- Однако нет сравнительных данных о работе каждой этих двух"систем одновременно. . ;

: Цель и задачи исследования. Целью работы явилось изучение возможностей создания в условиях Эстонское ССР оптимального микроклимата в коровниках промышленного типа о применяемой/ / технологией раздачи кормов и удаления навоза и разработка прак тических рекомендаций по этому вопросу проектировщикам, строителям «эксплуатационникам.

Исходя из вышесказанного, в диссертационной работе поставлены следующие задачи: ^

I. Созданиедля проведения исследования эксперименталь- -ного коровника* снабженного наряду о принудительной* также резервной (естественной) системой,воздухообмена и имеющего ограждения с повышенной теплоизоляцией для обеспечения оптималь-г ного микроклимата указанными системами в разные сезоны года -и разработка методики и аналитических выражений для практического расчета тепло-влажностного режима в коровниках.

. 2. Изучение в'производственны! условиях эксплуатации основных факторов улучшения микроклимата, т. е. устранения чрезмерной влажности путем повышения интенсивности воздухообмена

при строгом соблюдении условий теплового баланса. ;

3. Исследование н* создание приемлемого микроклимата 2 коровнике« вводимой в эксплуатации в холодное время года ■■■■

" (определение потребности в тепловой энергии, необходимой мощности и продолжительности прогрева, разработка эмпирических формул и определение параметров для практического инженерного расчета). V ■ • ■ ■ ■

4. Определение влияния технологии раздачи кормов и уборки навоза мобильными средствами на параметр« микроклимата,

; 5. Исследование и определение рациональных режимов эксплуатации систем воздухообмена.

'■ ; ' ■ Обьект исследования. Экспериментальное исследование проведено в коровнике аа 292 головы (типовой проект 801-254 "Эстпшросвльстрой" 1971 г.), как наиболее характерном из новых коровников для промышленного производства молока в Эстов- ; ОКОЙ ССР. ■

Здание коровника одноэтажное с чердаком, имеет три кормовых н два навозных прохода. Габариты коровника 96x22x7,9 м. Содержание коров привязное, размеры стойл 1,7x1,2 к. Доение -доильной установкой "1ври1ва Р1р«11пе" о магистральным иоло-копроводон. Корма раздают и навоз убирают мобильными средствами. Подстилочным материалом является фрезерный торф. ■

' Воздухообмен осуществлен двумя комплектами оборудовании *Климат-44" (основная система). Для вытяжки применено 14 и для притока - 8 вентиляторов типа ВО-4.

Отопление воздушное,с рециркуляцией воздуха. Общая тепловая мощность электрокалориферов 88 кВт. Работа вентиляторов-, и калориферов автоматизирована. . ■

Борота навозных проходов у торфцевой стены снабжены двухсторонними воздушными завесами. Для завес установлены четыре . вентилятора Ц 4-70 * 4 1,33 кг/с). -

V Резервная (естественная) система воздухообмена имеет для' вытяжки четырехсекцяоннув вытяжную вахту высотой 5,4 н о суммарной площадью сечения » 9,5 м2. Каждая секция снабжена регулирующим поворотным влал&вои. Свежий воздух поступает через специальные щели.над окнами по периметру здания.

Методика-исследования предусматривала; ,

- регистрацию температуры и относительной влажности ваут-.

2

5

ревне го лоздуха на выоотеО,5 я 1,2 и от пола я на 0,5 м ниже перекрытия яо диагонали коровника;

• - регистрацию атмосферного давления, температуры и отво-еитеяьяой вдажностн в метеорологической будке; •

- периодические зайвім скорости я направления ветра, температуры ввухрвявих поверхностей ограждавших конструкций, скорости движение воздуха в коровнике, в вытяжной вахте к в трубе вентиляторов, удельных ТЄІШШ0Т0К0В через перекрытие, загазованности воздуха, интевсиваости шума;

- регистрацию расхода электроэнергии электрокалориферами и вентиляторами;

- определение функциональной связи между факторами в составление эмпирических математических формул.,

Научная новизна работы состоит в теоретической анализе факторов микроклимата я в разработке методики составления диаграмм регулирования тедло-влажностного режима в животноводческих помещениях.

Разработана методика и экспериментально определена зависимое» между расходом тепловой энергия в период прогрева коровника и повняением температури внутреннего воздуха, между температурок внутреннего и наружного воздуха в разные ое-зовы года при работе принудительной я естественной систем воздухообмена, а.также рациональные режимы эксплуатации систем воздухообмена. Полученные результаты способствую усовершенствовании корн технологического проектирования коровников для промышленного производства молока.

, Практическая певносте работы заключаетоя в обоснования режимов работы систем воздухообмена для каждого сезона года ! и в выявлении рациональных способов улучшения микроклимата в коровниках промышленного назначения для условий Эстонской ССР.

Реализация результатов исследований. Результаты исследований явились основой при внесения изменений в систему возду- ; «обмена для коровников вышеуказанного типа и в улучшении теплоизоляции перекрытия, и позволили рекомендовать рациональные приемы регулирования тепло-влажноотного режима в таких зданиях. . - • ' - . .. ■ *-';'■

- Результаты исследования внедряет при строительстве х эксплуатации данного типа коровников в Эстонской ССР (в сов-

хозах "ш. В. С ас с і", "Коетжвере" к в кожхоаах "Сыпрус", "Та&-васкоя", "Ранка* ж др.).

Адробадия работа. Материалы дяссвртации доложены и одобрены на республиканской научной конференции "Заготовка ж хранение кориов. Технология содержавкя можочного скота* в Эстонской сельскохозяйственной академии (г. Тарту, 1973 г.)» на четвэртоа республиканской научной конференция но вопросах сельского строительства (г. Тарту, 1974 г.) к на заседания' секции.Ученого совета НИПТШЭСХ Северо-Запада (г. Пушкин, 1975 г.)

Публикация результатов исследования. По результатам ис-следовавжя опубликовано 7 работ общим объемом 1,60 печатных листа. " ■ . .'■■'.'* ■

Объём диссертации - 157 страниц. 5 сгеи, 2 чертежа, 28 графиков, 13 фотографа!! в 24 таблицы* Цитированной литературы 92 наименования, из них 36 на иностранных языках. Диссертация состоит жз введення, вести глав, выводов, списка.литература > приложений; в приложения приведены вксперименталъные данные и вшшока из акта о внедрении ревомендацжй. Диссертация написана на русовои языке.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В главе I - Аналитический обаор влияние микроклимата,на . животных и их продуктивность. Ияогочисленныхи исследованиями установлен диапазон факторов, при которых жизнедеятельность животных протекает нормально ж.способствует получевип максимальной продуктивности. Для коров этот диапазон температуры воздуха « 4-24 °С, относительной влажности 4V:* 40-853С, охлаждающей интенсивности воздуха ^= 335-461 Вт/и2 (подвижности Vb. воздуха в зависимости от.его температуры.) Зимой Vb = 0,1-0,2 м/о, летом V» • I м/с. Концентрация.вредных га: зов должна быть не вине: углекислого rasa С0г-2Иг«;4500 иг/и? аммиака го мг/м5, сероводорода HjS - ZHjJ «ю иг/м3

и окиси углерода CO-Z^Я) мг/м% жятевсиввость шума не выие $р « 60 дБА, '' ч 'V--1

Основными взаимно свяэаввыкж параметрами микроклимата

- являются температура, относительная влажность и подвижность -воздуха в коровника. Коровы более чувствителны к высоким температурам, чем к визким.

В главе 2 - Назначение систем воздухообмена и отопление пси промышленном содержании животных., . ;

Основными задачами воздухообмена являются: .. - снабжение животных свежим воздухом, богатым кислородом;

- удаление излишней влаги, тепла и газов из помещения;

V - охлаждение животных летом потоками воздуха о опредеа-

; ной скоростью.

;'., Воздухообмен в современных животноводческих помещениях осуществляют специальными сиотёмами,.временное,вынужденное ' отключение которых в коровниках допустимо максимально на два

- часа. Поэтому целесообразно иметь и резервную систему воздухообмена для случая вынужденного отключения основной системы.

V К снотемам.воздухообмена должны предъявляться следующие основные требования: ■ 1

- обеспечение нормируемых параметров микроклимата;

- возможность осуществления регулируемой подачи приточного и удаления ] загрязнённого воздуха в зависимости ох требуемой интенсивности воздухообмена;

; - простота устройства, удобство в эксплуатации, бесперебойность работы и экономичность. , ,

Интенсивностьвоздухообмена летом должна быть в 5-10 раз : вше, чем в наиболее холодное время года. 1 Автором предложена классификация и дана характеристика систем воздухообмена.и отопления, применяемые в коровниках.

. В глава 3 — Обоснование темы, выбор объекта и методика ■ • исследования. . ' ■

Контрольные;замеры освовных параметров микроклимата (температуры и относительной влажности внутреннего воздуха) / в коровниках.прокыпленвого типа Пылваского района Эстонской ССР показала, что не во всех коровниках микроклимат соответствовал требованиям.

Разработана методика экспериментального исследование, предусматривающая определение среднесуточной температуры и относительной влажности внутреннего воздуха по периодам года при работе основной (принудительной) и резервной (еотест- •

венной) систем воздухообменао надежностью 99% и относительной опибкой 0,05 с.'.' Л :■■ Л " . !

В главе 4 - результаты исследования по созданию приемве-мого микроклимата в коровнике. вводимом в эксплуатацию в хо- . лоцнов время года. Количество тепла О^.кВт-ч для прогрева коровника при выключенной системе воздухообмена определяется ..-.:■ . выражением:. -

+ <5в+ / (і)

где , 0.,т* - требуемое общее количество тепла для прогрева в . ' :' . прооушиваяия помецения; - :' 0,6 - количество тепла для прогрева степ;

О-по* - количество тепла для прогрева пола; 1 йМр -.количество тепла для прогрева перекрытия; \ - количество тепла для прогрева оборудования; • й, - количество тема для"прогрева воздуха в коровни- ;

■ ~ количество тепла,.расходуемое на растаивание льда

: независимыми от продолжительности прогрева. Вторая груша: ' Чн*и ^гр - величины, завис нцие от продолжительности нрогре-: ва. Допустим, что сравнительно малая величина и её аначе- ; нвем мохяо пренебречь, тогда:

• - йг*й

. йт - 0 с -ь йпм .-и йл,р + ао5 + й0 + 0.

ч •" 4 •" ".

(2) О)

<лг

3

9

грева помещения, град;

h - время прогрева помещения, ч. -

Разделив Q.0T на üt^, ih, получаем:

Attp>h üt^p.h ^ ^ ^

где -^SL. _ - средняя общая удельная тепловая МОЩНОСТЬ : t? прогрева, кВт/град; '.-. .'""■*''' ' -

N'p - средняя удельная тепловая мощность прогре-га и просушивания конструкций, кВт/град; Zk-F - тепловая мощность, теряемая через ограждения на - . каждый градус разности температур, кВт/град.

В связи о этим формулу (5) можно представить в виде:

■ ;. NV-bHK.F. ■ (б).,

Для экспериментального определения был прогрет экспериментальный коровник электрокалорифераии со средней тепловой мощностью Nepe кВт. Начальные параметры наружного

и внутреннего воздуха ¿или соответственно tH а -0,5 °С, f* = 96% и. tb » -0,5 84JJ. Прогрев коровника для обеспече-

ния минимально приемлемых параметров микроклимата 6 °С и f, «85^ продолжался в течение .348 чаоов при tjf> -4,39 °С и t? « 4,56 °С. • ■"■■ / V ;"■'■' ■■'■■■ \

-Зависимость между общим расходом тепловой энергии прогрева и повышением внутренней температуры воздуха t, прямолинейная (рис.1) и определяется эмпирически формулой:

■ . Q0T- 16&4+ (999-tt. (?)

При помощи коэффициентов линейной корреляции X определена теснота связи между основными показателями процесса прогрева1 помещения. - .

Самая тесная функциональная связь между Ы^(г = = -0,79) и tb и G,T(r = 0,73). Поэтому они выбраны для описания процесса прогрева. При прогреве было получено, что ~

. » 6,30 кВт/град.Используя результаты замеров, можно составить формулу для расчета тепловой мощности, потребной для прогрева в зависимости от его продолжительности h я средней температуры наружного воздуха VJ за период прогрева (для коровников .изучавшегося типа)

Прогрев коровника биологическим теплом ниже эош термической нейтральности животных ведет к увеличению расхода корнов и уменьшении продуктивности последних. Прогрев коровника электроэнергией вЛ-6 раз дешевле, чем прогрев его биологическим, теплом.

Элементы ограждающих конструкций здания имеют в обеспечении микроклимата решающее значение. В большинстве случаев отопление является вспомогательным средством. - '

Теплотехнический анализом отдельных элементов ограждающих конструкций установлено, что при тоадине слоя опилок' 0,25 и ва перекрытии теплопотерн череа перекрытие составляют 37%, через окна 24%, через пол.18%, через стены 16% и через ворота 5% от всех потерь тепла. С увеличением толщины утепляющего материала на перекрытии (опилки, подстилочный торф) можно без конструктивных изменений существенно уменьшить тепло-потери. Экономически целесообразно увеличить олой опилок на перекрытии в коровниках изучавшегося типа до 0,50 ы. В этом случае срок окупаемости дополнительного слоя опилок не превышает срока окупаемости коровника. С увеличением толщины слоя опилок от 0,25 (модуль теплопотерь 5 » 0,010 1/град до 0,50 м . (С - 0,008 1/град) уменьяактоя теплопотерн через перекрытие на 47%," а общие теплопотерн коровника - на 18%. Уяучяениое утепление перекрытия позволяет при холодной погоде повысить температуру помещения до 2 °С.

Предложена рациональная технология утепления перекрытия. ;

Характер суточного хода теолопотоков через перекрытие при разной толщине слоя опилок различный. При меньшей толци-не слоя (0,10 м) колебания теплопотоков.происходят в ритме изменения температуры наружного воздуха. При толщине слоя 0,25 и 0,50 максимальному пониженню температуры наружного воздуха (повышению ¿Ї) соответствует уменьшение теплопотоков через перекрытие, т.е. колебания теплопотоков по сравнению с колебанием разности температуры ¿1 запаздывают в среднем на половину периода колебаний. Зимой такое явление сказывает на тепловой режим коровника положительное влияние.

: Третье место по. теплопотерям занимает пол. Репапцую роль

.'■*■ к** ■1

в1Д.ю'

«JWO« '».I«*

io,t. m' i

*

► ■ V

° - у / ;;.

/ '

т, ; «"' /

■ • - • ' о % - ' 1'

. ^

■ . ■ и»,- 1»»»-И»Л КИМ , (• - 0,71 'Г'.". \ ]■-_

X■ ■ - t % ■ ■.

о

а«'.

«jo*:

liJOl"

«■«i*

»•w*

t.ia*

140*

-О

t

. 4

I tt*e'

Рис.1. Общий расход"тепловой эвергии ц,т'В зависимости от

повышения температур воздуха Z.K-F = 1.92 кВт/град.

t, в коровнике при

.о.

в интенсивности охлажденияживотных, когда они лежат, играет , верхний слой пола толщиной 20-30 ни. Позтому Оетоиные полы, которые имеют в нижних сдояхтецлоизоляцнонныематериалы, не снособвы без подстилки в достаточной мере защитить животных от интенсивного охлаждения. По предложению диссертанта в совхозе "Вериора" на базе универсального тракторного придела I-DTJ-AiO был изготовлен экспериментальный разбрасыватель подстилочного торфа в стойла, который позволил повысить производительность труда в 5-6 раз и улучшить качество работы. Производительность разбрасывателя 4-5 кг/с. -' - ...

.В главе 5 — Результаты исследования темпенаттряо-влаж- ; яостного режима в коровнике при работе основной (принудительною и резервной fестественной) систем воздухообмена. В per зультате изучения предложены формулы для расчета тепло-влах-/

ноотного режима в коровнике в системе СИ: формула для опре- • деления интенсивности воздухообмена ^.кт/с по тепловой модности, необходимой на воздухообмен; 7; . ■. ■

-Л'.'; '^-тш-.0'99^^*/^* \ <9> •

где тепловая мощность' на воздухообмен, кВт; - :

а - удельная теплоемкость воздуха, (а » 1,0048

. --/С; > ■ V - г-Г'"''.': ярио,<!0); ' ■■•■'т

С - разность температур, град. .';.;■/ .

, Формула определения интенсивности воздухообмена I- по удалению избыточной влаги из помещения:

где 6 -- интенсивность влаговыделений в коровнике, г/с;'

и - абсолютное влагосодержаиие внутреннего и наруж-; ного воздуха, г/кг. ■ ■ ' 1 ■ V*>'.-. - ' , В отапливаемом помещении ; 'V;'; ~

- - - н-аип); • . (II)

в неотапливаемом N » о* . :.;. - : ; где 0.ж интенсивность.свободных тепловыделений животными,: V *В*І .. Д''/"^' / ■ -V .

От " тепловая мощность, теряемая на испарение вяаги о

мокрих поверхностей в коровнике, кВт. Каядый'грамм испаренной влаги в секунду в коровнике снижает необходимую для воздухообмена тепловую мощность на 2,45 кВт. <■■/.; : *. г: .'■''.-:■■ \

Температуру Л, и" относительную влажность воздуха в коровнике можно определить из условий:. =■,""'■'■''

^ • Л' ^ - У^'Ч*-^-*-') : ■ " (12)

» ; 100.Ь.о.. . м ♦ ; , і ; V.

где и <і" - абсолютное влагосодержание насыщенного внут-

■ - реннего и наружного воздуха, г/кг. ■ / ■ Из формул (12) и (13) следует, что температура і, и относительная влажность % внутреннего воздуха' зависят от: ;' • , ' - тепловой мощности „которую можем использовать на . ■■ воздухообмен; ' .. ■■* '„ .-■'.■■'' ' .

' ..'.'■■',-'. із " -'V:..-

- интенсивности влаговыделений G впомещении;

- температуры tH я относительной влажности <f„ наружного воздуха. ■■

Для расчета G& использованы норны НТП-СІ 1-72, а для б . - данные Таллинского политехнического института.

На основе приведенных выше данных и формул составлены графики регулирования тепло-влажностного режіша в экспериментальном коровнике для каждого периода года, с учётом температуры tt внутреннего воздуха, по которой регулируется интенсивность l воздухообмена. График рис. 2 составлен для случая, когда система отопления выключена. Для неот&пшваемого коров- : вика в,формулах (13) и (14) величины Q&> G, t„. и % ве поддамся пряной регулировке. Пеняя интенсивность L воздухообмена, одновременно с этим изменяем и количество іепда, которое выводим воздухообменом из помещения. Рис. 2 показывает, что регулированием интенсивности L воздухообмена невозможно одновременно поддержать постоянными температуру ts и относительную влажность <ft воздуха в неотапливаемом коровнике. Если добиться поддержать ^-consi (кривая 1-І), то следует L регулировать по кривой І*-І*. В этом случае t4— vor. Поддержание t,»consi предпочтительнее, потому что їешература является определящей в процессе обеспечения нормального физиологического состояния животных.^Такое регулирование интенсивности L воздухообмена осуществляется вентиляционным комплектом "Климат-*". . ' .'•'•■>•

Нами экспериментально определены регулировочные характеристики вентилятора ВО-4 (производительность LB вентилятора в зависимости от напряжения питания и ) и вытяжной шахты (производительность вахты в зависимости от живой площади сечевияКщ кахтн для зимнего периода).

С цель» максимальной длительности работы всех групп вытяжных вентиляторов ВО—4 следует напряжение питания дня 2-ой и 1*-ой скорости'выбирать в диапазоне U « 120-70 вольт.

'Основная система воздухообмена работала в период исследования попеременно о резервной. Система отопления была выключена. Для сравнения работы двух систем были выбраны более-характерные дни зимнего периода 1973/1974 г. г. для каждой

Рис. 2. Диаграмма тепло-влажностного режима воздуха зимой в экспериментальном коровника "Дезви" совхоза "Вериора" Эстонской ССР на 292 коровы. :

системы. Результаты измерений представлены на рис.:2.

На тепло-влажностный режим в коровнике влиял бесконтрольный воздухообмен через открытые Борота во время удаления на- *' воза.' ■ ■■.,./..' . - .

Исследование показало, что воздушные завесы имевшейся конструкции должным образен не защищают от проникновения холод-, ного воздуха в помещение через открытые ворота, вследствие чего резко снижается температура в навозных проходах во время удаления навоза.

Исследованием установлено, что потребность в тепловой

мощности для выведения влаги воздухообменом минимальна, когда загрязнённый■.■". воздух удаляется из верхней зовы коровника. Экономия тепловой мощности при этой составляет 5-8%, Определена оптимальная температура внутреннего воздуха (t6 » 10 °С) при которой потребность в тепловой мощности на воздухообмен для выведения влаги в холодный период минимальна. Поэтому в коровниках при температуре Ч» « Ю °С зимой отмечается пониженная относительная влажность воздуха, что влияет благопрхят но на здоровье животных и на предотвращение образования конденсата на внутренних поверхностях ограждений. /'

Тепло-влажностный режим в коровнике весной и летом определяют те же зависимости, что изимоя, но днем дополнительно влияет солнечная радиация, тепловая мощность которой в коровнике доходила в оредвем весной до.9 кВт и.летом до ZOO кВт Летом нужно стремиться к такой интенсивности воздухообмена, которая обеспечит выведение избыточного тепла;Q(. Ііивкмальная

интенсивность воздухообмена в теплый период должна составлять

' ' ^ . <»>

. ;Чтобы летомповысить интенсивность воздухообмена и создать оптимальную подвижность воздуха в коровнике, необходимо открывать окна и ворота служебных проходов. -... Осенью относительная влажность наружного воздуха повы-иаетоя, что влияет на влажностный режим в коровнике. Нормхруе мую относительную влажность внутреннего воздуха ( s 70%) -осенью без системы отопления обеспечить невозможно.

' Нами составлены диаграммы'тепло-влажностного режима для зимнего,1 весеннего, летнего и осеннего периодов и получены зкспериментальные данные о работе основной,и резервной систем воздухообмена для этих периодов. ' '

: Существенной разницы в параметрах микроклимата при работе 'основной и резервной систем воздухообмена не установле-

Основная система воздухообмена работала в период эксперимента при автоматическом управлении. Зимой терморегуляторы были настроены - РТ-Г на'1 температуру 12 и" РТ-2 - на 10 °С, весной и летом соответственно PT-I - на 18 м'РТ-2 - на 14 °С, ооенью на 15 и 12 °С. 1 ' ' : ' '

Резервная'система энной была открыта от 1/4 сечения (Гц, * 0,6 и2) до полного открытия а 2,4 и2) одной секции вытяжной вахты. Регулировку клапаном производили один раз в -сутки. Осенью одна секция (Гш е 2,4 м2), весной две секции (Fu, » 4,7 м2), датой -.все четыре секции ( Гш = 9,5 и2) и дополнительно 28 окон и ворота служебных проходов были открыты. Дополнительно резервную систему воздухообмена в период замеров весной, детом и осенью не регулировали.

В главе 6 - Результаты исследования подвижности, газово-* го состава воздуха, шума и экономики эксплуатация систем воздухообмена в коровнике промыдлеяного назначения. Зимой при работе основной системы воздухообмена скорость передвижения воздуха в среднем была = 0,18 и летом V, = 0,20 м/с (при от-' крытых воротах Vs = 0,82 u/o), а при работе резервной системы зимой V» s 0,19 м/с, летом (при дополнительно открытых 28 окнах) - V, з 0,26 и при дополнительно открытых 28 окнах и 10-ти воротах - V, »1.02 м/с. Под работающими на максимальном режиме вытяжными вентиляторами В0-4 (nt = 25 об/с) и под вытяжной секционной шахтой (открыта одна секция, Ги = 2,4 м2) в холодное время повышенной подвижности воздуха в зоне размещения животных не было зарегистрировано.-

Результаты исследований содержания углекислого газа С02 и аммиака NHj в воздухе экспериментального коровника приведены в табл. I и 2.

■ ■ .■ ' ■ " Таблица I '

Содержание углекислого газа COg в различных местах коровника "Леэви" совхоза•"Вериора" Эстонской ССР в осенне-зимний период - •. . . 1973 г.

Работают сис-. темы воздухообмена Содержание C0¿ в воздухе, мг/м3

В крайних. кормовых проходах В среднем кормовом . проходе В.навоз- Под нервных про- крытнем ходах

Основная 1330 1550 1360 1350

Резервная 1280 . 1530 1280 1610

. „■ j? Таблица 2 ■.

- Содержание аммиака NHj в воздухе коровника "Леэви" совхоза "Веряора" Эстонской ССР, мг/м3

_Работает основная система воздухообмена Работает резервная система воздухообмена

Периода ^ и S i м 3 I

Huu 5* 'S н., . а Ы as«« in

111 III jl Ш Ч Ч 1 P 81s U ill 4 i| s

я 23 $23 32 и- >o, о, м Boo ф oo и о SET 3, Я

&S.S irfiR 2Я sss as-js s &як a* ®«>s он .ir я

Ий-Й *S ЙЯ 35 5!. ^Й'Я °S-S ио мой, м« «я В

Я E? —.ЭЙ" _ В" _ 5S Д® ял сц „Oft OA a И ® to ® яо . & сдав pqkb me woo а а я а и я «р пкв пв понаа я я

Зимний 3,37 3,W 3.» 3,37 5,50 1,03 3,4ВГ ^2,25 2,75 2,75 2,83 3,75 1,25 2,« Весеншй 3,92 4,75, 4,55 4,41 7,44 2,48 4,41 4,55 4,75 4,55 5,30 6,82 3,10 4,96 ЛешнЙ 10,64 13,85 14,88 12,54 24,60 5,58 12,83 , 8,26 8,47 9,30 8;61 13,64 4,56 8,68 г

•с

га

15

н

10

. 5

-Ю -5 0 +5 +(0 +15 ■ -Л*С" ■'

Рис. 3. Среднесуточная температура воздуха и в коровнике "Леэви" совхоза "Верисра" Эстонской ССР в зависимости ох наружной температуры г„ при работе основной (вентиляция) и резервной (аэрация) систем воздухообмена в равные периоды года (с осени 1973 г. до осени 1974 г.)

А".

А Вентиляция • 1,-0,51^,+ Ц,А1*С

в Агония • ц-о/лънзлг'с ъ-»-58* Ч»"66-*1*. р-°'9г

С Расчетной ^¿''М.'С V

В кормовых к навозных проходах пробы воздуха брали на высоте I и от пола н.ниже перекрытия на 0,5 м.

Суцественной разницы в загазованности воздуха при работе основной и резервной систем воздухообмена,за исклшением летнего периода, не установлено. Летом концентрация аммиака 2ЫН1 в середине коровника при работе основной системы воздухообмена при закрытых окнах к воротах в утренние часы (перед доением) превышала максимально допустимую концентрации и составляла 2мн)= 24,80 ыг/м3. Поступление сероводорода Н,5 в воздух коровника было зарегистрировано только летом во время удаления навоза: 2и,а * 3,15 при работе основной системы воздухообмена и 4,41 мг/м3 при работе резервной системы воздухообмена. Когда подстилочный торф в коровнике начали подсыпать два раза в сутки (по 5 кг на корову утром и вечером), выделение сероводорода уменьшилось (2И^» 1,26 мг/и*). . До и .после удаления навоза содержания сероводорода в воздухе коровника не было обнаружено. ■

Работящий трактор в коровнике локально загрязняет воздух окисью углерода СО. Б трех метрах от мотора содержание СО было 2И - 20 мг/м3.

Основным источником длительного аука в коровнике являются работающие электровентиляторы типа ВО-4,повышая шум о 56 до 74 ДЕЛ, что маоаот следить за работой доильных аппаратов..

Приведенные затраты при работе основной системы воздухообмена составили 1164 и резервной 197 рублей в год.

; Срок окупаемости резервной (естественной) системы воздухообмена только аа счет экономии в электроэнергии составляет Т з 7-8 лет, что меньше срока окупаемости коровника.

' Представленная диаграмма (рис. 3) и дисперсионный анализ подтверждают, что при необходимости можно о успехом использовать резервную систему воздухообмена для обеспечения оптимального микроклимата в коровнике, адля расчета тепло-влажноот-ного режима - приведенную методику расчета.

:■"■"" '.- - ■. ■ выводи; -г .

* * •, ''.•'' '

X. Повышенная влажность воздуха в новых коровниках для производства молока на промышленной основе объясняется тем, что помещения перед их заселенней животными в осенне-зимний период не прогревают" в не высушивают. В начальный период эксплуатации наблюдается острый дефицит тепла,' что не позволяет воздухообменом удалять вою избыточную влагу. Вследствие этого влагосоде ржание в воздухе и в ограждающих конструкциях повышается. Минимально приемлемыми в коровнике к началу, эксплуатации должны быть б °С и ^е«85%. Для создания такого режима следует использовать электрокалориферы, системы отопления или теплогенераторы, а не биологическое тепло животных.

Необходимую тепловую мощность и продолжительность прогрева целесообразно определять по-предложенным в результате ; исследования формулам. Удельная общая тепловая мощность на прогрев и просушивание коровника на 292 головы в условиях-Эстонской ССР составляет в среднем кВт/град.

' 2. Зимой температуру и относительную влажность воздуха в коровнике определяет тепловая мощность навоздухообмен и экономное её использование. Более низкая относительная влажность воздуха ¿'коровнике поздней осенью и.зимой создаётся при температуре воздуха ^ = 10 °С. Для обеспечения нормативной относительной влажности внутреннего воздуха <{>,«70% в осенне-зимний период в районах с.влажным климатом, как Эстонская ССР, требуется отопление. " ■

С целью экономии тепла на удаление влаги путём воздухообмена следует загрязнённый воздух выводить из верхней зо- ч. вы помещения. При этом экономия тепловой анергии составляет 5-8%, по сравнению с расходом тепла при удалении загрязнённого воздуха из нижней зоны.' • .

3. В коровниках без регулируемой системы отопления невозможно поддерживать постоянными одновременно температуру и относительную влажность воздуха. Целесообразно сохранять в неотапливаемом коровнике постоянной только температуру воздуха. . . .

Разработанная автором методика расчета позволяет оптимизировать тепло-влажностный режим в коровнике для каждого

■ ">'■;'. и ; - 21; " ■/■ ■

сезона года я получать исходные данные для рационального регулирования систем воздухообмена. 4

4. Зимой в коровниках о технологией раздачи кормов к удаления навоза мобильными средствами резко понижается температура в навозных проходах во время удаления навоза при открытых воротах. Воздуяные завесы примененной конструкции надежно не защищают, от проникновения холодного воздуха в коровник, требуется усовершенствовать воздушныезавесы.*

5.С целы» улучшения микроклимата в коровниках промышленного назначения, следует особое внимание уделять утеплению перекрытия. Слой опилок или подстилочного торфа на пере- -' крытии для коровников изучавшегося типа целесообразно довести до 0,50 м, что позволяет в холодную погоду поддерживать теше-ратуру помещения примерно на 2 °С выше, чем при толщине слоя опилок 0,25 м и за весь холодный период сэкономить до 30 тыс. кВт. ч тепловой энергии. При этом срок окупаемости дополнительного утепления.не превышает срока'окупаемости самого здания.- .' '/"У. .'"■...'.' " ■ ■4'. \ ,' -. ■ : ■ ■

- 6. Существенной разницы в основши параметрах микроклимата при работе основной (принудительной) или при'реэервной (естественной) системе,воздухообмена в течение года (с осени 1973.г. до осени 1974- г.) не наблюдалось.• Вытяжная четырех- -секционная шахта высотой Нщ*= 5,4 м в осенне-зимний период . должна иметь живое сечение 0,01 м2 на каждый кВт тепловой мощности общих тепловыделений животных, в переходные периоды..' 0,02-0,03 и летом 0,05 м2. При этом летом дополнительно долж-^ны быть открыты окна, а при необходимости и ворота служебных проходов. Из этого следует, что резервной системой примеяен-* ной конструкции возможно обеспечить требуемый микроклимат.

7.' Самая высокая концентрация аммиака zHH} в воздухе коровника была зарегистрирована летом.

При работе основной системы воздухообмена летом при закрытых окнах и воротах концентрация аммиака в воздухе в середине коровника превышала максимально допустимую величину и составила ZHHi » 24,80 мг/м3. Во время"удаления навоза в воз. дух коровника летом выделялся сероводород Z„l4 = 3,15-4,41 мг/м3. Дополнительное применение подстилки из Фрезерного тор-

. фа уменьшало концентрацию,сероводорода в 4 pasa.

: Трактор T-40AU в зоне работы загрязняет, воздух в коровнике окисью углерода СО (2И= 20 мг/м3.)

8* Одним хз значительных источников постоянного туна в .коровнике являются работающие электровентиляторы типа ВО-4. Они повышают интенсивность пума с 56 до 74 дБА. Шуи особенно беспокоит рабочих во время доения, не позволяя нормально следить за работой доильных аппаратов. Чтобы не превышать максимально допустимой интенсивности шума в коровнике отработаю-щих электровентиляторов (70 дБА), следует электровентиляторы питать током о напряжением яе более 100 В. . ■ -*■'■.■

9.С целы) рационального использования дефицитного я дорогостоящего оборудования, каким являются вентиляционные комплекты типа яКдимат-4п, и снижения интенсивности пума, целесообразно весной, леток, осень» и частично зимой (при t„ до -10 °С) применять только резервную систему воздухообмена.

Срок окупаемости резервной (естественной) системы воздухообмена только за счет экономии в электроэнергии составляет 7-8 лет, что меньше срока окупаемости коровника. Поэтому целесообразно коровники изучавшегося типа оборудовать резервной (естественной) системой воздухообмена.

ОСНОВНЫЕ ПОЯСНЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ . . В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

1. Крупные фермы и микроклимат. "Социалиотлик пыллуиаяндуо", . 1973, 24 (на эстонском языке).

2. Микроклимат в крупных фермах в осенний период при работе ; различных систем воздухообмена. Сборник научных трудов'

- Эстонской сельскохозяйственной академии. Тарту, № 94, 1974, (соавтор Иёлдре Э., на эстонской языке).

3. Хорошо утепленный потолок скотного двора улучшает внутрен-' ний климат; "Социалиотлик пылдумаяндус", 1974, 14 (на эстонском языке). '„''-.'■■

4. К исследование параметров микроклимата в коровниках промышленного назначения. Научные труды НЙПТШЭСХ Северо-Запада. Вып. 16. Л. 1974.

■'■■'.„''",.■ 5. Проветривать фермы электровентиаяторами или через вевти-*'- ляционные трубы, "Социалистлик пыллуиаяндуСу 1975, I,* (на' эстонском языке). - - " ■/'

б. Неполностью ревенные вопросы препятствуют получить желае- . V ■ : мый эффект. Газета'"Рахва Хяэль", II февраля 1975 г.' (на - , эстонском языке). "

Иетодика изучения параметров микроклимата в коровниках промышленного назначения. Научные труда НШТШ1ЭСХ Северо-■ ,. Запада.-Вып. 1?. Л. 1975.

Лвшшградсвий ордена Трудового Красного Заамева овяьскохоыЗствевшШ ивстатут . Леаннград-Дувкиа, Акахивчеекий проспект, д. 23 Коотаб* ХеЯво Рихардович ИСЩЦОВМОД И СШЖЧЭШЕ СИТШМЩСГО МИКРО- '

. кшшта в коровники д® шхшшшаго

ПРОИЗВОДСТВА НОЛОМ В УСЛОВИЯХ ЭСТОНСКОЙ ССР ч Не русском яэихе

Подшсаяо к печати 12/3 1976. Шмвга 60x84/16. -Яеч. л. 1,5, Уч.-вто. д. 1,4. Тч.-вэя. 1,36, . Тира« 300, ИЗ 00798. Заказ »«82. Яатапрм* ЭСХА, ЭССР, г. Гарту, уд. Рида, 12 ■. Бвсшютв»