Оборудование для поддержания оптимального микроклимата в помещениях для содержания свиней

метки: Свинья, Помещение, Оборудование, Воздух, Содержание, Установка, Животноводческий, Откорм

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.

Особенности ведения действий по тушению пожаров в сельских населенных ...

... др. Различают следующие основные виды зданий животноводческих комплексов: коровники, телятники, здания для молодняка крупного рогатого скота, свинарники, птицефермы, и др. Животноводческие постройки представляют собой преимущественно одноэтажные здания, в которых расположены помещения для

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

Поло-возрастная группа свиней	Оптимальный температурный диапазон, °С	Верхняя критическая точка, °С	Нижняя критическая точка, °С
Ремонтные свинки	15 — 17	30	4
Хряки	13 — 18	26	10
Свиноматки супоросные подсосные	13-18 18-22	26	6
Новорожденные поросята	30 — 31	35	21
Поросята-отъемыши	18 — 20	34	14
Свиньи на откорме, от 25 до 45 кг	17 — 19	32	8
Свиньи на откорме, от 45 до 80 кг	15 — 17	31	5

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 100кг 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°С. 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

Хряки-производители	25 литров в сутки
Холостые, супоросные свиноматки	25 литров в сутки
Подсосные свиноматки
Поросята-отъемыши	5 литров 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

Поло-возрастная группа	Вес	S на 1 голову в м²
Поросята	до 10кг	0,15м²
Поросята-отъемыши	10-20кг	0,20м²
Поросята-отъемыши	20-30кг	0,30м²
Поросята на доращивании	30-50кг	0,40м²
Свиньи на откорме	50-85кг	0,55м²
Свиньи на откорме	85-110кг	0,65м²
Свиньи на откорме	от 110кг	1м²
Свиноматки холостые, супоросные при групповом содержании		1,5м² без зоны кормления
Свиноматки холостые, супоросные прииндивидуальном содержании		2,1*0,6м² станок без кормушки
Супоросные свиноматки		2,4*0,85м² станок
Хряки		6м²
Клетка для случки		10м²

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, %

Процессы	Потребление свинофермами и комплексами
	электроэнергии	топлива
Теплоснабжение и обеспечение микроклимата	40-65	60-90
Приготовление и раздача кормов	12-28	5-35
Уборка и подготовка навоза к использованию	8-15	2-3

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

Основные направления энергосбережения	Объем экономии энергоресурсов
	электроэнергия, млрд кВт·ч	топливо, млн т у.т.
Совершенствование технологий содержания и кормления	0,43	0,72
Утилизация биологического тепла животных, вентиляционных выбросов, совершенствование системы микроклимата	0,23	0,10
Улучшение объемно-планировочных решений	0,18
Автоматизация контроля режимов работы оборудования и освещения	0,1	—

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

Показатели	ПВУ-4М	ПВУ-6М		ПВУ-9М
		с рециркуляцией	без рециркуляции	с рециркуляцией	без рециркуляции
Число установок в комплекте	6	6	6	6	6
Максимальная подача свежего воздуха, м3/ч:
одной установкой:
приток	5600	7500	7500	10500	10500
вытяжка	4500	6500	6650	9400	9400
комплектом:
приток	33600	45000	45000	63000	63000
вытяжка	27000	39000	40000	56400	56400
Подача свежего воздуха одной установкой в зимнем режиме (минимальная), м /ч	2800	2000	2500	2800	2800
Подача рециркуляционного воздуха одной установкой, м3/ч	0-2800	0-1500	Отсутствует	0-2200	Отсутствует
Установленная мощность одной установки, кВт	16,3	17,5	17,5	22	22
Тепловая мощность электронагревательной установки, м3/ч-кВт	15	15	15	19,2
Число ступеней регулировки тепловой мощности	2	3	3	3	3
Отклонения от заданной температуры в зоне активного вентилирования, °С	±2	±2	±2	±2	±2
Масса одной установки, кг	225	330	330	500	500

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]

. 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 одно- временное 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 боль- шей степени, что особенно удобно для холодного или отапливаемого сезонов, т.к. позволяет достичь стабильности воздушного потока.[7]

Практичные комплектующие для стенных клапанов CL 1200, CL1211F 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, CL1211F 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.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 по- толка помещения, обеспечивая однородное распределение при- точного воздуха при соблюдении максимально допустимой скорости воздушного потока на участках с животными.[10]

Таблица 9 — Технические характеристики

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

[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/referat/oborudovanie-dlya-sviney/

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

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

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

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

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

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

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

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

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

. Агадский, Е.В. «BigDutchman» / Е.В. Агадский (перевод И.С. Гросскройтц).

‒ М.: «АСТ», 2015. ‒ 485 с.