Статьи, публикации

Д.В. Казанский, В.Н. Чувашев ФГБУ «Подольская МИС»

Последнее десятилетие характеризуется интенсивным ростом энерговооруженности животноводства, поступлением в сельское хозяйство более сложных, высокопроизводительных машин. Однако, задача состоит и в умении правильно использовать эти технические средства, особенно на фермах, свинокомплексах и птицефабриках. Сельскохозяйственной наукой доказано, что доля влияния микроклимата на продуктивность животных и птиц составляет около 25-30%.

В трудах инновационного центра ГНУ ГОСНИТИ Россельхозакадемии подчеркивается, что существенное увеличение объемов производства продукции животноводства возможно благодаря качественному выполнению всех агрозоотехнических операций в соответствии с требованиями технологического процесса.

ФГБУ «Подольская МИС» проводит испытания и обследования в эксплуатации всей номенклатуры установок и оборудования микроклиматической техники для села. В результате данной работы установлено, что отличительной особенностью систем управления режимами работы оборудования прошлых лет являлось отсутствие дешевых регуляторов с необходимой степенью точности, невозможность задания алгоритма управления в изменяющихся условиях эксплуатации, а также сложность обеспечения адекватной работы исполнительных механизмов. Кроме того, использование разнотипных нестандартных датчиков не позволяло унифицировать средства измерений различных производителей, не обеспечивало согласование систем управления и, соответственно, стабильность и надежность регулирования. Допуски на соблюдение режима по температуре в зоотехнических требованиях составляли ±3оС, что приводило к перерасходу энергоносителей и снижению экономического эффекта. Это подтверждено испытаниями комплексов типа «Климат», ряда установок типа ПВУ, автономных электрокалориферных установок, паровых котлов и электрических водонагревателей.

В настоящее время наметились тенденции к улучшению качества:

- паровые котлы отечественного производства комплектуются горелками на жидком топливе или газе образцами европейского производства, уже имеющими сертификат соответствия, что предопределяет нормализацию опасных выбросов атмосферу, улучшает дизайн изделия и уменьшает энергоемкость;

- разработаны и внедряются цифровые датчики температуры и влажности с разрешающей способностью 0,1оС, что позволяет на порядок повысить качество регулирования;

- широко применяются компьютерные технологии управления процессами.

С целью ресурсосбережения в сельский энергобаланс вовлекаются местные виды топлива, биомассы и возобновляемые источники энергии. ФГБУ «Подольская МИС» проведены работы по испытанию установок, работающих на древесных отходах (теплогенераторы УТПУ, газогенератор ГГ-100 с паровым котлом) и в этом направлении приобретен определенный опыт.

Следует особо остановиться на эффективности применения паровых котлов. Главными факторами экономической эффективности паровых котлов являются коэффициент полезного действия (КПД) и удельный расход топлива на единицу выработанного пара. В связи с удорожанием энергоносителей и значительной доле топлива в себестоимости пара эти показатели приобретают особо важное значение. На рисунке 1 представлена зависимость показателей котлов от КПД. Оптимальной, с точки зрения капитальных затрат, является величина КПД на уровне 90%. С уменьшением КПД возрастает удельный расход топлива и одновременно увеличиваются потери тепла с дымовыми газами, что приводит к удорожанию производства пара в объеме годовой выработки. Желание повысить КПД до 95% (с точки зрения уменьшения удельного расхода топлива и повышения паропроизводительности) приводит к возрастанию материалоемкости собственно котла и его цены, что может сделать его неконкурентоспособным.

Выпускаемые в настоящее время ОАО «Возовсельмаш» паровые котлы ВКВ-300 являются устаревшими и их КПД не превышает 85%, что неоптимально, однако привлекает относительно невысокая цена на единицу вырабатываемого пара. Новая серия котлов этого предприятия, типа КП-0,12, более высокого технического уровня с КПД до 91%, они имеют улучшенный дизайн и оптимальные удельные показатели.

С положительной точки зрения следует оценить образцы электрических паровых котлов ЭПт и ЭПэ фирмы ООО «Промэнерг», г. Москва, которые по исполнению не уступают европейскому уровню. КПД этих установок достигает 95%.

Для электрических водонагревателей КПД зависит в основном от качества теплоизоляции резервуара, а экономическая эффективность определяется длительностью использования во внепиковые часы по льготному тарифу.

Испытания инновационного электроводонагревателя АЭВН-200 (конструкции ГНУ ВИЭСХ) с цифровым управлением и таймером льготного графика продемонстрировали высокую точность регулирования, экономию электроэнергии и годовой экономический эффект в 2,5 тыс. руб. Установлено, что при эксплуатации водонагревателей с большей емкостью экономический эффект увеличивается (Рисунок 2).

Подмосковное предприятие ООО «Ремтехмаш» (Орехово-Зуево) выпускает типоразмерный ряд электроводонагревателей емкостью в 200, 400 и 800 л, а ГНУ ВИЭСХ разработан и испытан машиноиспытательной станцией водонагреватель емкостью 1600л. В последнем случае для фермы годовая экономия может составлять до 25 тыс. руб. только за счет использования льготного тарифа.

Особое место занимают полно комплектные системы обеспечения микроклимата для содержания животных. Особого подхода к испытаниям требуют комплекты и установки для создания искусственного микроклимата. Совершенно однозначно, что оборудование должно быть четко подобрано к конкретному помещению и поголовью. Особенно это касается системы с утилизацией теплоты вентиляционных выбросов.

В качестве положительного примера можно привести результаты применения компьютерных технологий управления микроклимата на базе свиноводческого комплекса «Фатежский», разработанного ООО «АгроПромИнвест». Отличительной особенностью является управление работой системы микроклимата по показаниям датчиков температуры и влажности, что обеспечивает гибкость системы в зависимости от конкретных условий. Испытания данного комплекса, показали высокую точность соблюдения агрозоотехнических требований процесса выращивания свиней. Кроме того, применение рекуператоров тепла позволяет повысить экономический эффект при эксплуатации комплекса за счет экономии до 50% энергии на отопление.

С точки зрения оптимизации микроклимата и снижения энергозатрат интересны испытания систем лучистого электрообогрева молодняка животных   (УЛЭО-4,5; ЛЭО-0,25; ЛЭО-0,75) разработки ГНУ «ВИЭСХ». Применение таких установок существенно повышает сохранность поголовья.

Таким образом, применение новых образцов и технологий позволяет резко интенсифицировать процесс производства продукции животноводства.

Рисунок 1

Рисунок 2