автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Система утилизации естественной тепловой энергии с использованием температурных компенсаторов на животноводческих комплексах

РГБ ОД

На правах рукописи ТЕСЛЕНКО Иван Иванович

2 2 СЕН 1ЯЯ7

СИСТЕМА УТИЛИЗАЦИИ ЕСТЕСТВЕННОЙ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕМПЕРАТУРНЫХ КОМПЕНСАТОРОВ НА ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ КОМПЛЕКСАХ

Специальность 05.20.01 - Механизация сельскохозяйственного производства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

МОСКВА 1997

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте электрификации сельского хозяйства /ВИЭСХ/

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

А.В. Дёмин

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Ю.А. Цой

кандидат технических наук, старший научный сотрудник

B.C. Горбачёв

Ведущая организация: Всероссийский научно - исследовательский и проектно • технологический институт механизации животноводств; Россельхозакадемии

Защита диссертации состоится " 1997 г.

в 10 часов на заседании диссертационного совета К 020.15.01 по присуждению учёной степени кандидата технических наук во Всероссийском научно - исследовательском институте электрификации сельского хозяйства по адресу: 109456, Москва, 1-й Веш-няковский проезд, д. 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВИЭСХ. Автореферат разослан " п 1997 г.

Учёный секретарь диссертационного Совета, кандидат технических наук, старший научный сотрудник

Н.Ф. Молоснов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Значительная доля энергопотребления в технологиях производства животноводческой продукции принадлежит системам создания микроклимата в помещениях. Нарушение зоотехнических норм параметров микроклимата приводит к снижению продуктивности сельскохозяйственных животных и увеличению количества поедаемых ими кормов, сокращению срока службы зданий и оборудования и негативным экологическим последствиям.

Топливно - энергетический баланс России всегда был напряженным. В связи с этим снижение энергозатрат на поддержание микроклиматических параметров в заданных зоогигиенических нормах является важной задачей энергоснабжения. Установленная мощность средств микроклиматического обеспечения на комплексах от 800 коров и выше колеблется в пределах от 75 до 200 кВт, а удельный расход энергии на одно скотоместо возрастает до 158 кВт.ч.

Актуальность в плане энергосбережения в системах микроклимата приобретает использование естественных систем вентиляции, теплоутилизаторов, температурного компенсатора и нетрадиционных источников энергии.

Работа выполнена в соответствии с научно - технической программой О.СХ.71/1986- 1990 гг./ "Осуществить поиск и разработку методов и средств рационального использования электроэнергии в сельскохозяйственном производстве и быту сельского населения".

Цель данной работы - дальнейшее развитие научно - технических основ энергосбережения на базе применения температурного компенсатора с целью утилизации естественной тепловой энергии в системе микроклимата при подпольной консервации навозной массы.

Объект исследования. Система микроклимата на базе применения температурного компенсатора, утилизирующего естественную тепловую энергию при подпольной консервации навозной массы.

Методика исследований. Достижение поставленной цели осуществляется на теоретических основах методов теплообмена, с использованием методики многофакторного эксперимента, посредством круглосуточной реметрации и маршрутных съёмок.

Постановка эксперимента базируется прежде всего на осознании объектов исследований. Экспериментальные исследования установили полную картину техноло-

А

гического взаимодействия двух видов низкопотенциальной естественной тепловой энергии в сравнении с показателями типовых технологий. Наряду с графоаналитическим методом оценки экспериментальных данных использованы методы алгебры логики.

Научная новизна . Разработана технология микроклиматического обеспечения животноводческих помещений на основе подачи приточного воздуха "сверху - вниз" через пространство температурного компенсатора и "снизу - вверх" в зону содержания животных без применения искусственных теплоносителей и средств механизации, что подтверждено авторским свидетельством. Создана методика определения теплотворной способности земли. Выполнено алгебралогическое обоснование наукоёмких направлений энергосбережения в отрасли животноводства. Определены параметры технологического взаимодействия естественной тепловой энергии внешней среды и почвы в процессах консервации навозной массы с целью сохранности её органической ценности и предотвращения биохимического разложения. На основании расчёта теплового баланса разработана методика определения эффективности функционирования подпольного температурного компенсатора.

Практическая ценность. Разработана и внедрена новая энергосберегающая технология обеспечения параметров микроклимата с подпольным компенсатором, которая применима при проектировании и строительстве животноводческих ферм для крупного рогатого скота с большой концентрацией поголовья.

На защиту выносятся:

- технология микроклиматического обеспечения животноводческих помещений с использованием температурных компенсаторов, утилизирующих естественную тепловую энергию;

- энергосберегающая технология уборки и консервации навозной массы в подпольном температурном компенсаторе, как предпосылка для создания экологически безопасных животноводческих предприятий;

- методика определения эффективности функционирования подпольного температурного компенсатора на основании расчёта теплового баланса;

- алгебралогическое обоснование наукоёмких направлений энергосбережения в отрасли животноводства;

- результаты технологических исследований животноводческих помещений в экспериментальном исполнении с подпольным температурным компенсатором и его технико - экономическая оценка в сравнении с типовыми решениями.

Реализация результатов исследовании . На базе научных, проектных и конструкторских разработок технологии температурного компенсатора при подпольной консервации навозной массы был создан крупный комплекс по выращиванию молодняка крупного рогатого скота на 2730 голов в колхозе имени Ленина Болыиему-рашкинского района Горьковской области.

В сравнении с типовыми проектами комплекс имеет существенные достоинства - удельные затраты энергии сократились в 4,25 раза или в расчёте на центнер привесов на 14,35 кВт.ч. В сравнении с открытым способом хранения навоза технология консервации навозной массы обеспечивает её биохимическую сохранность в пределах 87 - 93% на протяжении 18 месяцев.

Апробация работы. Основы технологических решений и результаты исследований обсуждались на научно - техническом Совете "Горьковколхозпроект" (1985 г.), на областной научно - технической конференции "Теория и практика сельского строительства, реконструкция животноводческих объектов, внедрение ресурсосберегающих технологий" (СевкавНИИПИагропром. г. Ростов-на-Дону, 27 июля 1987 г.), на областной научно - технической конференции "Теория и практика сельского строительства на Северном Кавказе" (СевкавНИИПИагропром", г. Ростов-на-Дону, 28 марта 1989 г.), на заседании научно - технического совета "Пермьагропромстрои" (г. Пермь, 1993г.), на зональном научно - практическом совещании (НТФ "Джурак" Краснодарский край, март 1997 г.).

Публикации . Основные положения диссертации опубликованы в 10 работах, получено три авторских свидетельства № 1333268, № 1341462, № 1445579.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, списка литературы (153 наименования) и приложения. Работа изложена на 138 страницах машинописного текста, включая 52 рисунка и графика. 6 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение диссертация содержит обоснование актуальности темы, постановку цели, научную новизну, изложение практической ценности и основных положений, выносимых на защиту.

В первой главе "Обоснование направлений в наукоёмких технологиях энергосбережения отрасли животноводства" рассматривается структура энергопотребления на фермах крупного рогатого скота молочного направления, как одной из энергоёмких с^стппляющих отрасли животчоводстпа. Так из

165 млрд. кВт. м. электроэнергии, израсходованных в сельском хозяйстве в 1990 году, на долю животноводства приходилось 34%. Вся система АПК неразрывна с научными достижениями и требует широких возможностей быстрого обновления технологических решений, снижения энерго- и ресурсопотребления, поэтому науке принадлежит центральное место в процессе развития аграрного сектора.

Достижение поставленной цели ресурсосбережения базируется в широком смысле на создании новых машин, узлов и агрегатов, на разработке новых технологий и совершенствовании имеющихся, на чёткой, научно - обоснованной организации производства, выражающейся в строгой технологической дисциплине, практике экономной эксплуатации.

Используя основы алгебры логики, вышеприведённую базу можно представить в виде

Новые машины, узлы и агрегаты (А) Новые технологии (В)

Совершенствование технологий (С) Технологическая дисциплина (О)

Практика экономной эксплуатации (б) Объединив вышеперечисленные направления энергосбережения в группы соподчинения, обозначения (А)... (е) примут вид

(А)з (А), (В)з (ВО, (С)= (В:), (О)э (Вз), (е)= (е)

"Если А и В| и В2 и Вз и £ то Р

Используя обозначения алгебры логики, получим (А&В1 &В2&Вз&£) -> Р

(1)

преооразуя

(А&В1 &В2&ВЗ&Е)-+Р (А V ... п) -»И

/ А

&

В] &

В:

V

А

V В1

V Вз

V

(2) (3)

(4)

Часть составляющих формулы (2) носит теоретический характер (х), а часть -эмпирический (у), но имеющий в своей основе научно - определяющую базу

А(х)оР. В| <х )=>!-, В.МхЬР.

А(х)ЛВ1(х) ЛВ: (х)эр (5) Вз(у)—е(.у)—>р

В.<(у) Ле(у)->Р (6)

Вз(х.у) Лв(х.у) Р (7)

Таким образом, если в той или иной сфере деятельности, а конкретно, в области молочного животноводства, применяются комплексно или отдельно новые машины, узлы, агрегаты, новые или более усовершенствованные технологии, используется научно - обоснованная организация производства совместно с практикой экономной эксплуатации,то в конечном итоге получается процесс ресурсосбережения в различных его проявлениях.

Суммарные затраты энергии на молочной ферме воспроизводят технологические составляющие, дающие в конечном итоге процесс производства.

(Ш&ХЭ&ХТ& 2Ч&ХБ&ХХ)-> (8)

-НКТГН'Д'Мк' По" О'Ж'Пз) (Ш & ХЭ & ЕТ & 14 & 2Б & ХХ)з ЕЭз (К'П'Н'Д'Мк'По'О'Ж'Пз)^ ПППж

(ХЭз) -» ПППж (9)

Навешивая кванторы всеобщности и существования, получим

V(Эз) Е(ПППж) (10)

Воссоединим выражение (10) с импликационным высказыванием обоснования наукоёмких направлений в ресурсосбережении

Эз ) Л (АДУ В1 ЛУ В2 ЛУ ВЗ ЛУ е) -> Е( ПППж)ЛР (11)

Приведенные выше алгебралогические выражения являются методической основой при постановке задач в области комплексной оценки и исследований энергосберегающих технологий.

Вторая глава "Исследование систем микроклимата базовых технологий содержания животных" посвящена результатам поверочных исследований типовых естественных и принудительных систем создания микроклимата.

а

Вопросам исследований, разработки и внедрения технологий микроклиматического обеспечения животноводческих помещений посвящены груды А.Г. Егиочаро-ва, В.М. Махова, В.М. Валова, P.M. Славина, В.В. Шведова, Д.Н. Мурусидзе, В.Б. Скуратова, E.H. Короткова, В.А. Сырецкого и др.

Обзорный поверочный анализ базируется на опытах, проведенных в здании -модуле колхоза "Победа" Выселковского района и комплексе по дорашиванию молодняка совхоза "Сусатский" Семикаракорского района Ростовской области.

Изучение базовых систем микроклимата, проведенные поверочные исследования подтверждают факторную функцию микроклимата животноводческих помещений, - с одной стороны микроклимат находится под воздействием факторов, с другой - сам является воздействующим фактором. Алгебралогически это выглядит следующим образом

Ф = ДМк) V ( Ф1 ... Фп) эМк

Мк= АГ'ф) V Мк Z) (Ф1 ... Фп) (12)

Не существует универсальных систем для создания микроклимата, каждая из них предназначена для определенных производственных, экономических, экологических условий. Факторная функция микроклимата послужила основой разработки методической схемы для экспресс - обоснования выбора системы создания микроклимата в животноводческом помещении.

Разрешение задачи сокращения прямых и овеществленных затрат на поддержание параметров микроклимата в пределах зоотехнических норм возможно при использовании теплоутилизаторных систем, автоматизации процесса управления системами микроклимата, а также использовании нетрадиционных источников энергии.

Третья глава "Теоретические основы конвекции естественной тепловой энергии температурного компенсатора" посвящена конгломеративному моделированию исследований, теплотехническому обоснованию процессов температурного компенсатора и определению параметров естественного геотермального энергоисточника на базе расчета теплового баланса.

Утилизация, то есть полезное использование возобновляемых источников в системах микроклимата животноводческих помещений, является процессом энергосбережения. Температурный компенсатор - это теплоутилизаторная система микроклимата, а следовательно, имеет место процесс энергосбережения. Данный силлогизм можно представить в следующем виде

ТУСМ - ЭС ТК-ТУСМ_

=>ТК -ЭС

На языке предикатов алгебры логики силлогизм преобразуется в следующее Всё', что обладает свойством ТУСМ обладает свойством ЭС,

ТК обладает свойством ТУСМ Следовательно, ТК обладает свойством ЭС

Ух (ТУСМ(х) ЭС (х)) ТУСМ(ТК)

ЭС(ТК) (13)

Передача тепла в температурном компенсаторе осуществляется в основном конвективным способом - движущейся воздушной средой. Компенсатор выполняет функцию устранения влияния колебаний параметров внешней среды и выполнен в виде подпольного навозохранилища.

Разработана модель исследований температурного компенсатора, которая является конгломератианой, так как соединяет в себе отдельные направления различных научных знаний - философии, как метода познания, специальных наук, как базы процесса познания, теории планирования эксперимента, как способа осуществления исследований, статистики, программирования, алгебры логики, как способа обработки полученных данных, что дает возможность более широкого взгляда на существующую проблему энергосбережения в системах микроклимата.

При теоретическом описании теплотехнических процессов температурного компенсатора в качестве базовых приняты некоторые законы основ теплотехники (рис.1). Процесс теплообмена в компенсаторе осуществляется тремя способами - теплопроводностью, конвекцией и излучением. Тепло земли, благодаря свойству теплопроводности строительных материалов в подземной части хранилища, передается в его внутренний газовый объём. На боковых стенах тепло излучением распространяется в подпольном компенсаторе. Однако теплопередача через его донную часть затруднена имеющимся слоем накопившегося навоза. Чем больше его слой, тем больше тепловые потери, тем меньше внутренний объём компенсатора, а следовательно, ка

ш

щ

1 5

Рис. 1. Схема теплообменных процессов температурного компенсатора: Тп - теплопроводность: Кн - конвекция: Из - излучение: Рк - рекуперация: См - смешивание: ПкТ - перекрестный ток: ПтТ - противоток.

чсственно ухудшается эффективность объемно - планировочного решения всего животноводческого комплекса.

В главе выполнена методика расчёта теплотехнических показателен температурного компенсатора. Он наполнен газовой смесью, основные составляющие которой - кислород О, углекислый газ СО:, аммиак ЫНз, сероводород Н:5 . На основании закона Дальтона общее давление смеси рассчитывается по формуле

Рем % Ва^ + Рцн3 * Рньь (14)

Массовая доля каждого газа определяется

а =Яз, а = @СОг> , о . = , п =

r"o Gcm Tcoi (Зсы Г 3 G см r»t& в см

s

где

GCM ~ Go + GCÛJ + G NH3 * G

Объемная доля каждого газа определяется

(15)

(16)

Л, ■= J* , п s , Л - Хшз , п - У"1-5 (17)

где

Уем ~ Y0 + + VffH, + ^s <18>

Массовая теплоемкость газовой смеси подпольного компенсатора определяется выражением

С-гк = $0С0 + + ^^ Т СНг5 (19)

Объемная теплоемкость

СтК " По С0+ ПСС1 ССОг + Г>„Нз е„Нз + СНгВ (20)

Энтальпия (теплосодержание) численно равна произведению массовой теплоемкости на абсолютную температуру

/} = СткТ (21)

Энтальпия влажного воздуха температурного компенсатора определяется

НВтк Исог ЬЫНл + с01вп -

- Со г + сс0х Т + СЫМл Т * Т + с1Ьвп (22)

Теплотехническое обоснование температурного компенсатора свидетельствует о сложности теплообменного процесса, осуществляемого тремя способами; движение теллоотдающих и теплопринимающих сред осуществляется перекрестным током и противотоком; имеют место принципы рекуперации и смешивания.

Для определения опытным путем параметров источника естественного энергопотребления - тепла земля, на территории Ростовской области в течение года велись наблюдения за температурным состоянием грунта на различной его глубине - 1,6 м, 2,4 м, 3,2 м, 4,5 м. На основе среднесуточных данных были построены графики (рис. 2). При проведении исследований использовались электротермометры.

Для более полного и объективного исследования рассматриваемых процессов в данной главе рассчитывается функциональная зависимость, выраженная математически.

График температурной характеристики внешней среды (кривая 1) по временному циклу года Т сопоставлен с его влиянием на температурные изменения почвы в функциональной зависимости от степени заглубления /?.

характер изменения внешней среднемесячной температуры (кривая 1) в математическом виде представляется несколькими уравнениями. Поскольку точка экстремума находится выше ветвей графика, то уравнение функции имеет вид

£ -а0 + а,т - агтг <зз)

Подставив в уравнение значения коэффициентов, получим

_/ ПГТ.Ч, - ГТ,* 27 Тг , ъ' П.ЪТ," - (£ £ ±, Г,

г&>= п, £Т,Л 'е.

П, ~ Г1-, -а 2

- П.ИТ," -ТВ, = + 05& Тв< - 0.008 Те>

Уравнение функции, график которой представлен вторым отрезком кривой, имеет вид

+а\т^ + а: (24)

Подставив значения коэффициентов, получим

, _ Пг. 2 Тл* -¿г - ¿Г Тг2- 7 2 Г ¿2. Т2 т

Пг г ТхА _ (2 тг V2 ГТ* ь*

Рис. 2. Графическая характеристика запасов естественной тепловой энергии земли в функциональной зависимости от параметров внешней окружающей соеды, времени года и уровня заглубления: 5 - зона оптимальных микроклиматических параметров; А - зона снижения теплотворной способности земли на глубине 2,4м; В- зона снижения теплотворной способности земли на глубине 3.2м.

у J _ nxZTSta- TTfZi, _ 2

/ ггт.ч- B.0mT..0Jir ,ав

112. £ 2

Объем естественной тепловой энергии внешней среды определяется суммой интегральных выражений

JS „,£57 + /, OSS Тв, - OfiOS Тв *

Q* =/«TS dt-з, ' '

0 О

О

+ fdTf ff£BJd-£B3

15,5 - O,(704 Гв* - OJ2 -0,8

Температурные характеристики грунта на глубине 4,5 м по временному циклу года (кривая 5) представлены уравнением

trs f a,_s Trs - az.s тг>

yt fls £T<?ts - ZT&* Zts -T- £ l = n5 - (ZTsV- 's Tts Тб _

±Г* r?5 ?TS2 r5

ns Z Ts its - ZTs* Zis у д

" nsTTs* - ' ГЬ = s*s>A3 + °-09e Trs

Запас естественной тепловой энергии на глубине 4,5 м определяется

г 228,43 +0,098ТГл ~ 0,63

Qrs-faT Sf(*r,)dia

о о

Формула теплоного баланса температурного компенсатора имеет вид

О, + Q* * Qa + Qn Q* + QM - Qa -- Qn

Qb + Q* ~ Qa - Q„ >0M (25)

При завершении заполнения температурного компенсатора навозном массой его эффективность становится равной нулю

(Кк <• 3/4 f/x } => СОз — О) => => (О + Qw ~ Q ß -Оа)

(К-к Ч< 3/4 fx) => (Gl — о] => => (Qт ~Qa ~ Qn < Он )

(26)

Далее проведено обоснование функционирования температурного компенсатора в различное время года - зима, лето.

В четвертой главе "Экспериментальные исследования параметров микроклимата с применением температурных компенсаторов при подпольном навозохране-нии" приведены общая характеристика объектов исследований, методика планирования и проведения эксперимента, зависимости параметров микроклимата, энергосберегающая технология уборки и консервации навозной массы на комплексах с крупной концентрацией поголовья.

Объект исследования - животноводческие комплексы колхоза имени Ленина, совхоза "Кудьма" Горьковской области. Цель работы - снижение энергоматериалоемкости систем вентиляции, повышение их теплотехнической эффективности и производительности труда, упрощение эксплуатации и обеспечение защиты окружающей среды от загрязнения продуктами разложения'навозной массы.

Способ обеспечения параметров микроклимата животноводческих помещений с применением температурных компенсаторов использован на комплексах колхоза им. Ленина Горьковской области. Заключается он в подаче приточного воздуха естественным побуждением по воздуховодам, расположенным под строительными перекрытиями второго уровня в подпольное навозохранилище. За счет разности температур здесь выпадает конденсат, затем происходит теплообмен - тепло земли передается приточной воздушной массе (эффект температурного компенсатора), которая подогревшись, поднимается вверх, проходит сквозь решетчатые полы второго уровня и попадает в зону содержания животных. Проходя через наиболее загрязненную часть помещения - щелевой пол, чистый воздух широким фронтом контактирует с остатка-

ми навоза, в результате чего происходит окисление его поверхности, что снижает степень разложения и выделений верхних летучих примесей. Летучая часть этих выделений легко поглощается поступающей массой воздуха, рассредоточивается в ней. теряет свою удельную степень концентрации и первичную агрессивность на окружающие конструкции, животных и обслуживающий персонал. Это подтверждают результаты обследования газовой обстановки, на основании которых была построена

гистограмма (рис. 3).

На гистограмме представлены результаты опытных данных по трем видам газа - сероводород, окись углерода, аммиак (вертикальные оси). По полю гистограммы проведены три горизонтальные линии, обозначающие допустимую концентрацию сероводорода для коров и молодняка старше 4 месяцев (10 мг/м'), допустимую концентрацию окиси углерода для этих же групп животных (15 мг/м-Ч и допустимую концентрацию аммиака (20 мг/м3).

Построенная гистограмма газовой обстановки показывает, что на протяжении более чем полугодового периода времени в животноводческих помещениях, имеющих температурный компенсатор, газовая обстановка находилась в пределах допустимой концентрации. Более того, окисъ углерода вовсе не была обнаружена, а сероводород имел очень мизерные значения - не более чем единица, что в десять раз меньше установленной границы допустимой концентрации.

ГИСТОГРАММА ГАЗОВОЙ ОБСТАНОВКИ

Ряс, 3. Графические результаты наблюдений за газовой обстановкой та комплктюя-* кплипгчя им.Ленина Глпт.*п1чп1гп& лПгг

Исследования проводились ио все сезоны года с тем. чтобы получить наиболее точную картину процессов формирования микроклимата в животноводческих помещениях моноблочной застройки с подпольным навозохранилищем.

В состав экспериментальных исследований микроклимата входили следующие аспекты: температурно-влахностной режим помещения: движение воздушных потоков; газовоздушная среда помещений; принцип работы температурного компенсатора; состояние навозной массы в подпольном навозохранилище.

Для получения опытных данных использовались как маршрутные съемки, производимые несколько раз в течение суток, так и круглосуточные реметрации температуры и влажности воздуха.

Исследования по изучению процессов, происходящих в температурных компенсаторах, проводились на протяжении нескольких лет. В ходе исследований получено более пяти тысяч цифровых данных, снято более трехсот диаграмм с приборов непрерывного действия.

Для выявления зависимостей параметров микроклимата из всего множества полученных данных выбраны фрагменты, наиболее ярко характеризующие процессы, происходящие в температурных компнеаторах (рис. 4).

Из графика на рисунке 4, а маршрутных съемок в зимнее время видно, что чем ближе зона замеров к температурному компенсатору, тем меньше влияние внешней среды, уменьшается амплитуда изменения температур: при диапазоне внешней среды 27.5 делений зона содержания животных имеет 11 делений, а компенсатора всего 6.

Зависимость 4. б круглосуточных реметрации в летнее время наглядно представляет синусоидальную кривую температуры подпольного компенсатора с амплитудой изменений 2,5-3 градуса, при наружной температуре, меняющейся в пределах +10.5-+26.5 градуса.

Опытным путем была установлена зависимость между теплотворной способностью температурного компенсатора и степенью заполнения подпольного хранилища. При достижении отметки 3/4 объема хранилища, температурный компенсатор начинает утрачивать свои теплотворные свойства, что наглядно представлено на рисунках 4, в, г. Утратив свои свойства, компенсатор полностью копирует температуру внешней среды, а в зоне содержания животных относительная влажность колеблется в пределах 90-98° о.

Исследования технологии подпольного навозоудаления при температурном компенсаторе показали следующее. Компенсатор способствует созданию в основном помещении, где содержатся животные, благоприятной газовой обстановки. Навозная

масса, находясь и хранилище, разделяется па слон, а сверху' покрывается коркой, которая предотвращает выделение газов. Относительно низкая и стабильная температура компенсатора препятствует процессу биохимического разложения навоза.

В пятой главе "Технико-экономические показатели экспериментально го моноблока с температурным компенсатором на 2730 голов телят" представлена оценка эффективности функционирования предложенной в работе системы обеспечения параметров микроклимата.

Все расчеты приведены в соответствие с ценами 1985 года. Стоимость одного скотоместа типовой фермы с открытым навозохранилищем -315,4 руб., на экспериментальном моноблоке - 259,3 руб.

Общая энергоемкость производства центнера привеса при типовой технологии составляет 520,66 МДж/ч, экспериментального моноблока - 52,42 МД/ч. Себестоимость тонны вносимой навозной массы при типовом варианте - 8,5 руб., экспериментальном - 3,2 руб.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Возможным решением проблемы энергосбережения отрасли животноводства является использование в технологических процессах нетрадиционных источников энергии. Одним из способов решения проблемы обеспечения параметров микроклимата животноводческого помещения с подпольным навозоудолением является разработка и внедрение температурного компенсатора.

2. Базовая технология подачи приточного воздуха в помещение по принципу "сверху-вниз" обеспечивает активную смену воздуха только над зоной обитания животных, а конденсатные осадки увеличивают влажность до 95% и концентрацию аммиачных паров в воздушном пространстве помещения до 22 мг/м3.

3. Метод алгебры логики является одним из способов планирования эксперимента, он использован при обработке экспериментальных данных для определения теплотворной способности температурного компенсатора на основании расчета теплового баланса (формулы 25, 26).

4. Пространства животноводческих помещений в двух уровнях - подпольном и надпольном при определенных условиях функционируют как температурные компенсаторы в процессах собственного теплоэнергетического обеспечения. Технология этих процессов основана на принципах утилизации естественной тепловой энергии

почвы и биологического тепла животных. Определяющим теплообмеиныч способом температурного компенсатора является конвекция.

5. Технологическое равновесие процессов первой стадии микроклиматического обеспечения животных в двухуровневых помещениях формируется тепловой энергией почвы в пространстве подпольного компенсатора при условии, что заглубление его по отношению к нулевой отметке составляет не менее 4 м, а степень допустимого заполнения навозной массой не превышает 3/4 объема, что установлено экспериментальным путем и подтверждено расчетом теплового баланса.

6. Технологический принцип температурного компенсатора заключается в подаче приточного воздуха естественным побуждением "сверху-вниз" в подпольное хранилище, где зимой тепловая энергия земли используется для подогрева приточного воздуха, а летом - для его охлаждения, далее через решетчатые полы воздух попадает в надпольное пространство, где его основная масса в комплексе с биологическим теплом животных обеспечивает заключительный процесс создания микроклиматического режима в зоне содержания животных.

7. Консервация и изоляция навозной массы в подпольном температурном компенсаторе обеспечивает:

- ее сохранность по содержанию полезных веществ в качестве органических удобрений до 95% от исходных показателей;

- защиту окружающей среды от летучих продуктов разложения, а грунтовые воды от навозных стоков;

- температурный режим консервации, исключающий условия для размножения и жизнидеятельности насекомых - мух как в зоне хранилища, так и в зоне содержания животных.

8. Экономическая эффективность новых технологий на примере разработки и эксплуатации моноблока на 2730 скотомест по выращиванию ремонтного поголовья в сравнении с типовыми технологиями обозначена несколькими составляющими:

- удельный расход на устройство одного скотоместа экспериментального комплекса не превышает сопоставимых показателей ферм и комплексов в одном уровне с открытыми навозохранилищами и базовыми технологиями содержания;

- коэффициент энергетической эффективности нового комплекса возрастает в 9.9 раз;

- затраты труда на центнер привесов сокращаются до 1.99 чел. час, а сменная нагрузка на одного занятого возрастает до 900 голов;

- отсутствие средств механизации по уборке навоза и вентиляции моноблока упраздняет все затраты на их устройство и эксплуатацию.

Zi

ОСНОВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДИССЕРТАЦИИ ИЗЛОЖЕНЫ ВСЛЕДУЮЩИХ

ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТАХ

1. Тесленко И.И., Тесленко И.И. Технико-экономические особенности новых промышленных технологий. Экономика сельского хозяйства, 1982, - № 9, - с. 77-79.

2. Теслепко И.И., Тесленко И.И. О поточно-конвейерных линиях кормления коров. Механизация и электрификация сельского хозяйства, 1982, - № б, - с. 54.

3. Тесленко И.И., Тесленко ИМ. Новые формы промышленных технологий в молочном скотоводстве. Сельское хозяйство Нечерноземья, 1983, -№2,-с. 8-10.

4. Тесленко И.И., Киташева В.Ф., Тесленко И.Pi. Основы расчета технологического программирования производства молока. Научные труды ВИЭСХ, т. 58. - М.: 1983,-с. 29-37.

5. Тенсленко И.И., Игнатенко Л.И., Краснов B.C., Осипов K.M., Тесленко И.И. Рекомендации по экономико-технологическому программированию кормопроизводства в зоне Северного Кавказа. СевкавНИПИагропром. Ростов-на-Дону; 1986. - 38 с.

6. Тесленко И.И., Игнатенко Л.И., Тесленко И.И., Кийко Ю.И. некоторые аспекты реконструкции животноводческих предприятий. СевкавНИПИагропром. Ростов-на-Дону. 1987, - с. 19-22.

7. Тесленко И.И., Игнатенко Л.И., Тесленко И.И. Послойный способ уборки навоза из открытых и подпольных хранилищ. СевкавНИПИагропром. Ростов-на-Дону, 1989,-с. 155-157.

8. Тесленко И.И., Игнатенко Л.И., Краснов B.C., Тесленко И.И., Самарцев А.И. Рекомендации по научно-техническим основам проектирования, изготовления, монтажа и эксплуатации роторно-конвейерных доильных установок. СевкавНИПИагропром. Ростов-на-Дону, 1988. -52 с.

9. Игнатенко Л.И., Тесленко И.И., Тесленко И.И. Технологическое программирование в процессах содержания коров. СевкавНИПИагропром. Ростов-на-Дону, 1987, - с. 34-37.

10. Тесленко И.И., Игнатенко Л.И., Тесленко И.И. Основные способы и средства организации доения. СевкавНИПИагропром. Ростов-на-Дону, 1987, - с. 47-50.

11. A.c. 1445579 СССР. Устройство для хранения навоза. /И.И.Тесленко, Л.И.Игнатенко, И.И.Тесленко, И.Н.Тесленко.

12. A.c. 1333268 СССР. Доильная установка/. И.Н.Тесленко. Л.П.Тесленко, И.И.Тесленко, И.Н.Тесленко.

13. A.c. 1341462 СССР. Способ вентиляции животноводческого ломеше-ния./И.И.Тесленко, Л.И.Тесленко, И.Н.Тесленко, И.И Тесленко