УДК 621.359.4

АНАЛИЗ КОНТРОЛЛЕРОВ МИКРОКЛИМАТА ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ПОМЕЩЕНИЙ

Возмилов Александр Григорьевич1, Андреев Леонид Николаевич2, Юркин Владимир Валерьевич3
1Государственный аграрный университет Северного Зауралья, доктор технических наук, профессор кафедры «Энергообеспечения СХ»
2Государственный аграрный университет Северного Зауралья, кандидат технических наук, доцент кафедры «Энергообеспечения СХ»
3Государственный аграрный университет Северного Зауралья, аспирант кафедры «Энергообеспечения СХ»

Аннотация
Данная статья посвящена обзору современных контроллеров микроклимата и датчиков запыленности. Анализ показал, что контроллеры микроклимата разработанные для агропромышленного комплекса не позволяют контролировать концентрации пыли в животноводческих помещениях. В связи с этим стает проблема контроля уровня пыли и микроорганизмов в данных помещениях.

Ключевые слова: датчик запыленности, животноводство, контроллер микроклимата, обеззараживание, предельно допустимая концентрация, рециркуляция


ANALYSIS CONTROLLERS CLIMATE LIVESTOCK BUILDINGS

Vozmilov Alexander Grigoryevich1, Andreyev Leonid Nikolaevich2, Yurkin Vladimir Valerevich3
1State Agrarian University of Northern Zauralye, doctor of technical sciences, professor of energy agriculture
2State Agrarian University of Northern Zauralye, candidate of technical science, assistant professor of energy agriculture
3State Agrarian University of Northern Zauralye, graduate student of energy agriculture

Abstract
This article provides an overview of modern micro-controllers and sensors dusty climate. The analysis showed that climate controllers designed for agriculture do not allow to control the concentration of dust in livestock buildings. In connection with this problem ceases to control the level of dust and microorganisms in these areas.

Keywords: climate controller, decontamination, Livestock, recycling, sensor dust, the maximum allowable concentration


Библиографическая ссылка на статью:
Возмилов А.Г., Андреев Л.Н., Юркин В.В. Анализ контроллеров микроклимата животноводческих помещений // Современная техника и технологии. 2013. № 12 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2013/12/2678 (дата обращения: 02.10.2017).

Современные способы агропромышленного производства, развиваются по пути индустриализации, концентрации и специализации, ведут к резкому увеличению антропогенной нагрузки на биосферу, как в зоне деятельности агропромышленных предприятий, так и на прилегающих к ним территориях.

Для индустриальных методов ведения животноводства характерна высокая концентрация животных и птицы, в результате жизнедеятельности которых в окружающую среду выделяется большое количество вреднодействующих веществ.

Концентрация пыли, микроорганизмов и вреднодействующих газов (аммиак, сероводород, углекислый газ, кишечные газы и др.) в животноводческих помещениях зависит от ряда факторов и, как правило, значительно превышает предельно допустимые концентрации (ПДК) [7].

В результате увеличивается падёж, снижается прирост массы и сохранность животных, возрастает риск распространения аэрогенных инфекций. [6].

В настоящее время снижение уровня вредных примесей в воздухе животноводческих комплексов до рекомендованных значений осуществляется за счет механической принудительной приточно-вытяжной вентиляции. При этом в воздушный бассейн комплексов непрерывно выбрасывается большое количество различных загрязнений и тепловой энергии.

Одним из перспективных наиболее эффективных способов решения данной проблемы – рециркуляция вентиляционного воздуха[1], с системой высокоэффективной его очисткой и обеззараживанием.

В связи с многообразием требований, предъявляемых к воздушным фильтрам, разработано большое количество конструкций фильтров и фильтрующих элементов [3].

Основными показателями воздушных фильтров, являются их эффективность, удельная воздушная нагрузка, сопротивление и пылеёмкость [4].

Сравнение технических характеристик фильтров, показало, что наиболее полно зоотехническим требованиям к установкам очистки и обеззараживания рециркуляционного воздуха на животноводческих комплексах отвечает мокрый электрофильтр [1]

В предыдущих работах [1,2,5] исследовалась очистка рециркуляционного воздуха от пыли, микроорганизмов и вредных газов, однако режимы работы системы микроклиматом не рассматривались. С другой стороны система очистки воздуха, включает в себя довольно энергоемкое оборудование, такое как, электрофильтр, вентилятор, калорифер, газовый отопитель, сервопривод, приточный клапан и др. Поэтому для повышения энергоэффективности встает вопрос о регулировании производительности систем очистки рециркуляционного воздуха с целью экономии электроэнергии, что достигается внедрением системы автоматизации в структуру управления микроклиматом.

Основой системы автоматизации является контроллер микроклимата, который обеспечивает контроль и управление состоянием среды в животноводческих помещениях в режиме реального времени. В рабочем режиме контроллер получает данные о состоянии среды в животноводческом помещении с помощью различных датчиков и управляет исполнительными механизмами в соответствии с написанной программой, поддерживая заданные параметры микроклимата. Благодаря использованию таких программ возможно достижение значительной экономии электроэнергии.

Рассмотрены ряд серийных контроллеров SKOV (Дания), модели DOL 234 F и DOL 534; Big Dutchman (Германия), модели Viper и Viper Touch; DeLaval (Шведция), модели DF1300, FL250F, которого представлена на рис. 1.


а)                                                б)                                             в)


Рис

г)                                                  д)                                              е)

Рисунок 1 – Современные контроллеры микроклимата

а – SKOV DOL 234 F, б – SKOV DOL 534, в – Big Dutchman Viper, г – Big Dutchman Viper Touch д – DeLaval DF1300, е – DeLaval FL250F.

Анализ технических характеристик контроллеров микроклимата показал все они имеют общие функциональных характеристик, такие как:

  • управление освещением;
  • измерение температуры в помещении;
  • управление отоплением;
  • управление приточно-вытяжными вентиляторами;
  • управление системами охлаждения и увлажнения;
  • peгулирование минимальной вентиляции в зависимости от уровня содержания CO2 и или NH3 в воздухе;
  • определение скорости движения воздуха;
  • управление по paзpежению, т. е. регулирование подачи воздуха в зависимости от показаний датчиков, измеряющих aтмосфернoe давление снаружи и внутри помещения.

    В свою очередь из литературы известно [7], что в животноводческих помещениях выделяется значительное количество пыли и микроорганизмов, концентрации которых вышеперечисленные аппараты не контролируют. В связи с этим стает проблема контроля уровня пыли и микроорганизмов в данных помещениях.

    Известны датчики запыленности FW 100, ООО Экополис-Вест (Украина); ДЗВ-500 ЗАО Комтек (Россия); Brahme CCME (Бразилия); DT450G Yokogawa (Япония) которые позволяют произвести замеры пылевых частиц размером от 0,3 мкм, диапазоном измерений от 0,1 мг/м3 до 1 кг/м3. (рис. 2).


    а)                                                        б)


    в)

    Рисунок 2 – Датчики запыленности

    а – DT450G, б – ДЗВ-500, в – Brahme CCME.

Представленные датчики запыленности не предназначены для использования на предприятиях агропромышленного комплекса (АПК) и не имеют возможности подключения к вышеуказанным контроллерам микроклимата (Рис. 1). Таким образом встает задача в разработке инженерного решения позволяющего контролировать концентрацию пылевых частиц в животноводческих помещениях с необходимой точностью в режиме реального времени.

В свою очередь известна связь между концентрацией пыли и концентрацией колониеобразующих частиц (КОЕ) (рис. 3) [1].

Рисунок 3 – Связь микробной загрязненности воздуха и числа аэрозольных частиц

Зависимость представленная на рисунке 3 с достаточной точностью описывается выражением [1]:

,                    (1)

где -  число пылевых частиц с предельным размером 0,5 мкм и более.

Из формулы (1) видно, что зная   можно определить в воздушной среде животноводческого помещения. Таким образом имея возможность контролировать концентрацию пыли, возможно осуществлять контроль концентрации КОЕ.

Вывод: Современные контроллеры микроклимата разработанные для АПК не позволяют контролировать концентрации пыли и КОЕ в животноводческих помещениях. Таким образом, целью дальнейших исследований является разработка мероприятий и технических решений данной проблемы.

Для повышения эффективности работы системы очистки рециркуляционного воздуха необходимо разработать вариант управления микроклимата с учетом прямоточной и рециркуляционной вентиляции.


Библиографический список
  1. Андреев Л. Н. Разработка и исследование мокрого однозонного электрофильтра для очистки рециркуляционного воздуха животноводческих помещений: Дис. канд. техн. наук.- 05.20.02 / ЧГАА.- Челябинск, 2010
  2. Возмилов А.Г. Электроочистка и электрообеззараживание воздуха в промышленном животноводстве и птицеводстве: Дис. …д-ра техн. на-ук: 05.20.02 / ЧИМЭСХ.- Челябинск, 1993.- 337 с.
  3. Вестник УКЦ АПИК № 53 Воздушные фильтры и их классификация.
  4. ГОСТ 30528-97. Системы вентиляционные. Фильтры воздушные. Типы и основные параметры. Дата введения 2002—01—01.
  5. Звездакова О.В. Совершенствование двухзонного электрофильтра для очистки воздуха от пыли в сельскохозяйственных помещениях с повышенными требованиями к чистоте воздушной среды: Дис. канд. техн. наук.- 05.20.02 / ЧГАУ. – Челябинск, 2009. – 164с.
  6. Зоогигиенические нормативы для животноводческих объектов. Справоч-ник. Г.К.Волков, В.М.Репин, В.И. Большаков и др./ Под ред. Г.К.Волкова.- М.: Агропромиздат, 1986.- 303 с.
  7. Селянский В.М. Микроклимат в птичниках. – М.: Колос, 1975.- 304 с.


Все статьи автора «Жеребцов Борис Викторович»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: