ОСОБЕННОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦИИ И ИХ ВЫБОРА ДЛЯ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ФЕРМ И КОМПЛЕК-СОВ

Создание и поддержание создание оптимальных микроклиматических условий в животноводческих помещениях является важнейшим фактором эффективного развития животноводства. Данное условие выполняется только при правильно организованной вентиляции, представляющей собой регулярный воздухообмен, т.е. полный процесс удаления воздушных масс и замены их на свежие с целью создания оптимального температурно-влажностного режима и химического состава воздуха.

Невыполнение параметров микроклимата в коровниках от установленных норм будет являться причиной снижения производственных показателей [1-6], таких как потери удоев на 10-20%, дополнительный расход кормов, повышенный уровень заболеваемости животных. В итоге животные подвергаются тепловому стрессу (табл. 1).

Таблица 1 – Зоны теплового комфорта и тепловой стресс и коров

Следствием теплового стресса являются: повышение слюнообразования; повышение частоты дыхания и сердцебиения; повышение температуры тела; повышенное потребление воды.

Производственными последствиями действия теплового стресса являются: снижение потребления кормов; повышение количества соматических клеток в молоке; снижение количества молока и процентного содержания жира и белка; снижение интенсивности половой охоты.

Для создания и поддержания параметров микроклимата в оптимальных пределах существуют системы естественной или принудительной вентиляции.

Естественная вентиляция выделяется простотой и надежностью при отсутствии больших затрат электроэнергии и шума при ее эксплуатации, но в то же время не позволяет поддерживать параметры микроклимата при изменении условий внешней среды по временам года, а летом такая вентиляция практически не работает.

Животноводческие помещения, использующие современные системы естественной вентиляции, предусматривают использование широких боковых проемов закрытых легкими пологами или тентами, представленными в виде штор. Такие проемы выполнены по всей высоте и длине боковых стен помещения [1-6], обеспечивая кратность воздухообмена от 4…100 раз в час в зависимости от периода года. Варианты закрытия приточных боковых вентиляционных проемов представлены на рисунке 1.

В настоящее время используются различные системы штор [1-6]: складывающиеся и скручивающиеся и ролл-шторы. Регулирование и поддержание температуры на должном уровне осуществляется подниманием или опусканием данных штор, являясь при этом наиболее экологически чистым и экономически выгодным методом организации воздухообмена. Характеристики приточных боковых вентиляционных проемов представлены в таблице 2.

Таблица 2 – Характеристики боковых вентиляционных проемов

Система принудительной вентиляции предусматривает использование вентиляторов [1-6], осуществляющих удаление загрязненного воздуха из помещения. На окнах зданий, где используется данная система, с целью осуществления притока свежего воздуха установлены жалюзийные решетки. Обеспечение требуемого воздухообмена при любой температуре наружного воздуха является основным преимуществом принудительной системы вентиляции. Потенциал охлаждения с помощью применения вентиляторов представлен в таблице 3. Вместе с этим скорости потоков более 0,5 м/с приводят к переохлаждению животных. Следовательно, метод рекомендуется применять в регионах с экстремальной летней жарой в самые сухие и жаркие периоды года, а в зимнее время требуется подогревать поступающий в коровник воздух. Работа вентиляторов приводит к повышению энергозатрат и шума, и как следствие – к увеличению себестоимости молока.

Таблица 3 – Потенциал охлаждения вентиляторами

В настоящее время на рынке оборудования представлены два типа вентиляторов [1-6], отличающиеся местом размещения, габаритными размерами, производительностью и, соответственно, принципом организации движения воздуха (рис. 2. и 3).

Осевые разгонные вентиляторы имеют следующие характеристики: размеры 0,8×0,8 – 2,0×2,0 м; производительность – 13 – 65 м³/ч; ступенчатые регуляторы частоты вращения; автоматический запуск от датчика температуры в корпусе; возможность установки на любом этапе работы комплекса; идеальны для комбинирования с системами образования тумана.

Рис. 2. Принцип организации движения воздуха посредством осевой вентиляции

Рис. 3. Принцип организации движения воздуха посредством потолочной вентиляции

Потолочные вентиляторы имеют следующие характеристики: размеры 4 – 8 м; производительность – 200 – 600 м³/ч; низкооборотные вентиляторы с большой зоной активного действия; многоступенчатые регуляторы частоты вращения; автоматический запуск от датчика температуры в корпусе; возможность установки на любом этапе работы комплекса; идеальны для установки над кормовым столом.

Обобщенное сравнение основных параметров работы представленных выше типов вентиляторов систематизировано в таблице 4.

Таблица 4 – Сравнение систем активной вентиляции

Для поддержания в жаркие периоды года оптимальных для коров температур применяется так же испарительное охлаждение системами, создающими туман, или каплями воды. Данная система позволяет физически охладить воздух за счет испарения на величину в среднем до 5 – 6 ºС, но эффективность данной системы будем максимальной только при низкой влажности воздуха. Кроме того, система чувствительна к качеству воды на комплексе. Альтернативным вариантом затуманивания воздуха является установка системы опрыскивания коров с использованием форсунок-распылителей.

Альтернативой естественной вентиляции является также 100% искусственная круглогодичная вентиляция. Искусственная вентиляция особенно эффективна в регионах РФ с резко континентальным климатом, где температурные экстремумы достигают максимальных значений. Основной идеей применения искусственной вентиляции является поддержание равномерного климата в животноводческих корпусах в любое время года и как следствие и повышение экономической эффективности молочной фермы за счет более компактной площади застройки, невысоким конструктивным решениям и равномерной продуктивности коров. Но как показывает практика [1-5, 7] на территории РФ такая система не получила широкое распространение, так как требует значительных производственных затрат на этапе строительства.

Таким образом, вентиляционные мероприятия должны быть направлены на то, чтобы организовать необходимый для коров воздухообмен в разные периоды года и обеспечить содержание животных в интервале термального комфорта. Поэтому для достижения необходимой кратности воздухообмена необходимо по итогам рассмотрения систем вентиляции придерживаться следующих правил:

– ориентировка оси здания поперек главному направлению ветра; это позволит поддерживать коньковую тягу даже в те периоды года, когда разницы в температурах воздуха снаружи и внутри корпуса не позволяют организовывать естественную вытяжку;

– утепленная по всей длине здания крышка; изоляция крыши уменьшит конвекцию (в дневные часы – от нагретого перекрытия) и позволит считать нормой воздухообмена 500 м³/ч/корову, а не 1000 – 1200 м³/ч/корову, как при неутепленных крышах. В зимний период утепленная кровля уменьшит потери тепла в коровнике.

– площадь открытых приточных проемов, закрываемых шторами, – от 0,6 до 1,5 м² на 1 корову;

– площадь вытяжных коньковых проемов – от 0,15 до 0,6 м² на 1 корову;

– для поддержания комфортной для коров температуры в летний период необходимо активно пользоваться процессами испарения, применяя как вентиляторы, так и системы охлаждения коров туманом или просто водой;

– если в регионе зимний период длительный и с температурами ниже –20 ºС, то корпус необходимо строить полностью утепленным, в качестве закрытия приточных боковых проемов использовать надувные вентиляционные шторы, а для вытяжки применять шахты.

Список использованных источников

1. Кулашкин С. В., Фатьянов С. О. Анализ существующих систем вентиляции в животноводческих помещениях // Вестник совета молодых ученых Рязанского государственного агротехнологического университета имени П. А. Костычева. 2017. №1 (4). С. 62–27.
2. Галактионов Е. А. Системы вентиляции животноводческих помещений // Актуальные проблемы энергетики АПК: материалы IХ межд. науч.-практ. конф. Саратов : ООО «Центр социальных агроинноваций СГАУ», 2018. С. 32–34.
3. Бодров В. И., Мовчанюк О. В. Энергоэффективность животноводческих зданий с естественной вентиляцией // Сантехника, отопление, кондиционирование. 2006. №11 (59). С. 86–87.
4. Микроклимат коровника. [Электронный ресурс]: сайт. – URL: https://www.gea.com/ru/productgroups/farm-equipment/barn-climate/index.jsp (дата обращения: 12.07.2019).
5. Андрианов Е. А., Андрианов А. М., Андрианов А. А. Организация вентиляции животноводческих помещений с использованием ресурсосберегающих технологий // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. 2014. №4 (43). С. 91–97.
6. Борисов В. С., Борисов В. И. Организация естественной вентиляции в современных животноводческих фермах // Энергоэффективные и ресурсосберегающие технологии и системы: межвуз. сборник научных трудов, посвященный 100-летию со дня рождения первого декана факультета механизации сельского хозяйства МГУ им. Н. П. Огарева доцента Д. С. Пилипко (1913 – 1989 гг.). Саранск : НИ МГУ им. Н.П. Огарёва, 2013. С. 104–108.