Система управления микроклиматом в помещении для откорма телят

В статье рассмотрены возможности стабилизации температуры воздуха в помещении для откорма телят. Температура воздуха в телятнике является одним из важнейших факторов, влияющих на прирост молодняка. Никакой другой фактор внешней среды не оказывает такого влияния на самочувствие животных, как температура, потому что большая часть энергии, вырабатываемой организмом, расходуется на поддержание уровня его тепла. Представлена разработанная институтом АСУ, на базе частотных регуляторов для управления электроприводами вентиляторов и её производственная проверка. Автоматизированная система состоит из четырех датчиков температуры, расположенных в помещении телятника, микропроцессорного программируемого блока управления и силового блока с семью частотными регуляторами для управления электроприводами вентиляторов. При отклонениях значений температур от заданных, автоматизированная система регулирует количество холодного и теплого воздуха, поступающего в помещение. Результаты экспериментальных исследований наглядно проиллюстрировали преимущество внедрения автоматизированной системы стабилизации температуры воздуха в помещении телятника.

Ключевые слова: телятник, температура воздуха, частотный регулятор

Введение. ИАЭП провел энергетическое обследование в 40 хозяйствах Ленинградской области животноводческого направления и разработал для каждого хозяйства мероприятия по энергосбережению и повышению энергетической эффективности [1,2,3]. К основным мероприятиям, рекомендованным хозяйствам, относятся внедрение средств автоматизации и АСУ технологическими процессами.

Материал иметоды. Водном из хозяйств Ленинградской области, специализирующемся на откорме телят, возникла проблема поддержания температуры воздуха в помещении телятника первого периода откорма, в котором содержатся по 400 голов телят в возрасте 3–6 месяцев. Поддержание температурного режима в телятнике обеспечивалось обслуживающим персоналом вручную, управляя системой приточно-вытяжной вентиляции.

Температура воздуха в телятнике является одним из важнейших факторов, влияющих на прирост молодняка. Никакой другой фактор внешней среды не оказывает такого влияния на самочувствие животных, как температура, потому что большая часть энергии, вырабатываемой организмом, расходуется на поддержание уровня его тепла [4].

ИАЭП разработал, изготовил и смонтировал автоматизированную систему стабилизации температуры воздуха в телятнике. Автоматизированная система состоит из четырех датчиков температуры, расположенных в помещении телятника, микропроцессорного программируемого блока управления и силового блока с семью частотными регуляторами для управления электроприводами вентиляторов. Места установки и количество датчиков температуры (рис.1) определены на основании предварительных исследований распределения температурных полей в помещении телятника, при помощи автоматического регистратора «Терем-4» и шестнадцати датчиков температуры, расположенных по площади помещения телятника. Места установки датчиков температуры воздуха выбраны как наиболее информационные.

Рис. 1. Схема установки датчиков и вентиляторов притока и вытяжки в телятнике

Микропроцессорный блок по заданной программе управляет семью частотными регуляторами электроприводов системы приточной вентиляции и работой теплогенераторов. При отклонениях значений температур от заданных, автоматизированная система регулирует количество холодного и теплого воздуха, поступающего в помещение. При этом вытяжная вентиляция работает в нормальном режиме, обеспечивая запроектированный воздухообмен (рис.2). Таким образом поддерживает заданные параметры микроклимата в телятнике.

Усредненная информация с датчиков поступает на контроллер. Причем, программа, заложенная в контроллер, в случае поломки датчиков автоматически управляет специальным устройством, которое исключает их использование при анализе средних значений температур воздуха в телятнике и включает световой сигнал оператору о неисправности в системе.

Микропроцессорное управление с частотным регулированием электроприводами приточной вентиляции и теплогенераторами позволяет экономить до 30 % электроэнергии [5,6,7,8], а главное исключить влияние человеческого фактора на процесс поддержания температуры в помещении. Эксплуатация АСУ показала, что колебание температуры воздуха в помещении составило не более ±1,5Сº при температуре наружного воздуха — 12 °С (рис. 3)

На рисунке 3 представлен фрагмент изменения средних значений температур воздуха в помещении телятника, полученные экспериментальным путем до установки АСУ и после установки. Мониторинг проводился в течение 25 суток (при помощи автоматического регистратора «Терем-4» и шестнадцати датчиков температуры, расположенных по площади помещения телятника), при ручном и автоматическом регулировании.

Рис. 3. Изменения средних значений температур воздуха в телятнике при ручном и автоматическом регулировании при температуре наружного воздуха — 12 °С

Результаты иобсуждение Результаты экспериментальных исследований, представленные на рисунке 3, наглядно проиллюстрировали преимущество внедрения автоматизированной системы стабилизации температуры воздуха в помещении телятника. [7,8,9]

Выводы: внедрение автоматизированных систем стабилизации температуры воздуха в помещении телятника на базе частотных регуляторов электроприводов вентиляторов является перспективным мероприятием по энергосбережению при содержании животных на сельскохозяйственных предприятиях.

Литература:

1. Эрк А. Ф., Судаченко В. Н., РазмукВ.А., Бычкова О. В. Результаты энергетического обследования сельхозпредприятий // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства / ИАЭП. — СПб, 2014. — № 85. — С.100–105.
2. Бровцин В. Н., Эрк А. Ф., Бычкова О. В. Прогноз энергопотребления сельскохозяйственными предприятиями молочного направления. // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2014. № 4. С.24–26.
3. Эрк А. Ф., Максимов С. В. Методика оценки эффективности применения частотных регуляторов в составе оборудования гидросооружений. // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства / ИАЭП. — СПб, 2010. — № 82. — С.87–96
4. Эрк А. Ф., Судаченко В. Н. Методы энергосбережения и повышения энергоэффективности сельскохозяйственного производства / А. Ф. Эрк, В. Н. Судаченко // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства / ИАЭП. — СПб, 2015. — № 87. — С.233–239.
5. Эрк А. Ф., Размук В. А. Автоматизированная система стабилизации температуры воздуха в помещении для откорма телят с применением частотных регуляторов. // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства/ ИАЭП. — СПб, 2015. — № 86. — С.163–169
6. Эрк А. Ф., Максимов С. В., Шаров В. А. Реализация мероприятий по энергосбережению- внедрение автоматизированной системы управления микроклиматом на базе частотных регуляторов// Межд. агропромышленная выставка-ярмарка «Агрорусь». — СПб 2014.Стр. 218–219
7. Эрк А. Ф., Судаченко В.Н, Тимофеев Е. В., Размук В. А. Методы повышения эффективности использования электрической энергии в животноводстве // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства / ИАЭП. — СПб, 2016. — № 89. — С.23–32.
8. Эрк А. Ф., Судаченко В.Н, Тимофеев Е. В., Размук В. А. Выбор типа электроснабжения сельскохозяйственных предприятий с использованием солнечных электростанций // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства / ИАЭП. — СПб, 2016. — № 89. — С.19- 23.
9. Е. В. Тимофеев, системы оперативного контроля работы технических средств при производстве сельскохозяйственной продукции, в сборнике Известия Международной академии аграрного образования. 2016. Т. 31, с. 48–52