Свинарёв И.Ю.
Кандидат сельскохозяйственных наук,
Донской государственный аграрный университет
Создание оптимального микроклимата в промышленном свиноводстве подразумевает создание оптимального микроклимата в помещениях для содержания всех половозрастных групп свиней. Из-за неслаженной работы системы вентиляции и отопления, что зачастую встречается на практике, в холодный период года, возникает масса проблем, как с микроклиматом, так и с нерациональным расходом тепла, газа и электроэнергии.
Система отопления должна компенсировать потери тепла, возникающие вследствие работы системы вентиляции, а также теплопроводности стен и потолка здания.
Современные системы отопления свиноводческих помещений можно разделить на две большие группы, расположенные внутри и вне отапливаемых помещений. Системы первого типа используют, как правило, в качестве источника энергии сгорание какого-либо топлива или электричество. В качестве топлива может использоваться природный или сжиженный газ, а также дизельное топливо.
Такие системы на сегодняшний день считаются наиболее экономичными, хотя обладают рядом недостатков. Основной из них - это попадание продуктов сгорания топлива (в случае с газом это CO2 и вода) непосредственно в производственную зону. Из-за этого приходиться сильнее вентилировать помещение, что снижает эффективность системы.
Газовые теплогенераторы бывают нескольких типов (рис. 1, 2). Газовые пушки открытого типа используются в основном для отопления больших помещений, так как при их работе создаются мощные воздушные потоки, из-за которых в небольших помещениях создаются сквозняки. Теплогенераторы закрытого типа компании GSI (США) с успехом используются даже в маленьких помещениях для содержания поросят на доращивании (рис. 3).
Рисунок 3. Использование газовых теплогенераторов GSI в секторе поросят на доращивании
Эти генераторы усиленного исполнения обеспечивают бесперебойно работающий и экономно расходующий топливо источник тепла для свиноводческих помещений любого типа. Они работают под управлением термостатов с почти 100%-ой эффективностью, потребляя меньше энергии для производства тепла и обеспечивают низкий выход углекислого газа. Имеется две модели: установка C80 с регулируемой выходной тепловой мощностью (от 40000 до 80000 БТЕ/ч) и установка C225 (225000 БТЕ/ч). Обе модели работают на сжиженном или на природном газе и могут устанавливаться как внутри, так и снаружи любого здания свинофермы.
Существуют теплогенераторы оснащенные устройством отвода продуктов сгорания (Рис. 4)
Газовые теплогенераторы RGA поставляются для эксплуатации на жидком топливе и работают по принципу закрытого сгорания. Дымовые и вредные газы не поступают в помещение. Необходимый свежий воздух забирается снаружи, а отвод отработанного воздуха производится через дымовую трубу.
Газовые теплогенераторы нашли широкое применение особенно в зданиях для содержания, холостых, условно-супоросных, супоросных свиноматок и поросят на откорме. На участках содержания подсосных свиноматок и поросят на доращивании в большей степени используют различные типы водяного отопления, кроме тех случаев, где вентиляция работает по принципу поперечного туннеля с общим технологическим коридором (рис. 5).
В этом случае в коридоре устанавливаются обогреватели, с отводом продуктов сгорания топлива, которые позволяют существенно подогреть поступающий с улицы воздух. В каждом боксе устанавливается газовый теплогенератор закрытого типа. Распространение тепла по всему боксу осуществляется не за счет работы вентилятора теплогенератора, а за счет движения воздуха от начала к концу бокса.
Рисунок 5. Типовая схема установки газовых теплогенераторов в зданиях подсосных свиноматок и поросят на доращивании
Для локального обогрева в секторах подсосных свиноматок и поросят на доращивании, а иногда и в других секторах также используют инфракрасные излучатели.
Горение топлива происходит внутри цилиндра. Тепло, выделяемое в процессе горения, при помощи отражателя создает зону локального обогрева.
К существенным недостаткам данного типа обогревателей следует отнести необходимость периодической очистки (примерно 1 раз в 3 недели).
В системах отопления второго типа сжигание топлива происходит вне отапливаемого помещения и в качестве переносчика тепла используется вода. Преимущество таких систем в предотвращении попадания продуктов сгорания топлива в производственную зону. Однако регулирование работы таких систем гораздо сложнее и не позволяет оперативно реагировать на изменение температуры в помещениях. Также системы водяного отопления требуют строительства или выделения отдельного помещения для установки отопительного оборудования и прокладки дополнительных коммуникаций тепловых сетей, что значительно увеличивает стоимость данной системы. В случае значительной протяженности труб при использовании удаленной центральной котельной, такая система является экономически неоправданной, что показала практика работы большинства отечественных свинокомплексов.
Современные системы водяного отопления с использованием компактных котельных установок расположенных в отапливаемом здании являются очень экономичными в эксплуатации и вполне конкурентоспособны в сравнении с газовыми теплогенераторами особенно при установке в зданиях для содержания подсосных свиноматок и поросят на доращивании.
Использование воды в качестве переносчика тепла полностью устраняет проблему сквозняков, возникающую при работе систем первого типа. В качестве источников тепла в помещениях используют различные виды труб: дельта-трубы, твин-трубы, трубы «бабочка», оребренные и гладкие трубы.
Дельта-трубы и твин-трубы (рис. 6, 7, 8) изготавливаются из алюминия, уровень их теплоотдачи составляет 150-200 Вт на метр трубы. Дельта-трубы располагаются над станками животных в несколько рядов, образуя при этом замкнутый контур в каждой секции. Вода поступает по трубам вдоль всей длины здания и подводится к каждой секции. Однако при подключении к системе центрального отопления, имеющейся на ферме, желательно применять теплообменник с целью создания обособленного контура водообращения, связанного с дельта-трубами с целью предотвращения коррозии.
Рисунок 7, 8. Примеры установки дельта и твин-труб.
Данная система отопления позволяет оперативно реагировать на изменения температуры так, как на 1 метр трубы приходиться всего 1,2 л воды. Твин-трубы имеют меньше горизонтальных поверхностей, что является определенным преимуществом – они меньше загрязняются пылью и требуют меньше времени на очистку. При проектировании системы отопления с использованием данного вида труб обязательно нужно учитывать их длину. При длине более 12 м, достигнуть желаемой теплоотдачи будет невозможно, так как тепло будет полностью теряться в пути.
При всех преимуществах алюминиевых труб они являются очень дорогим технологическим решением. Гораздо более дешевыми являются гладкие металлические трубы. Уровень теплоотдачи таких труб диаметром 2,5 дюйма составляет около 120 Вт/м. Оперативность при регулировании температуры в данной системе значительно ниже, чем в выше описанной, но этот фактор не является принципиальным.
Несмотря на сложность монтажа, такие трубы в отличие от алюминиевых, благодаря их устойчивости можно установить непосредственно в зоне нахождения животных на высоте 20 см от пола. Соответственно тепло будет направляться непосредственно к логову поросят. Бернард Феллер (2007) рассматривает следующие технологические решения при отоплении помещений рисунки 9, 10, 11, 12.
Одним из вариантов отопления с использованием труб являются оребренные трубы рис 13, 14, 15. Они оцинкованы изнутри и снаружи (внутренний диаметр 1 или 1,5 дюйма), внутрь трубы подается горячая вода. На железную трубы сверху в виде спирали приварены оцинкованные «ребра», которые и обеспечивают большую поверхность для максимальной теплоотдачи - 1 м2 на погонный м трубы.
Между ребрами тепло возрастает и возникает поток теплого воздуха. Теплоотдача составляет до 600 Вт/м. Расстояние между ребрами выполняется с таким расчетом, чтобы частички пыли не создавали проблем за счет приклеивания и не загрязняли систему.
Рисунок 14, 15. Установка оребренных труб в секторе доращивания
Ещё одним типом отопления с использованием воды, в качестве теплоносителя являются системы с подогревом пола (рис. 16). Теплые полы используют, как правило, в качестве дополнительных источников тепла особенно в начальной стадии доращивания, когда температура воздуха в зоне нахождения животных должна быть около 32 градусов С.
Рисунок 16. Станок для содержания поросят на доращивании с участком подогреваемого бетонного пола (в центре)
Данная система имеет несколько модификаций, которые различаются площадью и расположением зоны обогреваемого пола, а также наличием либо отсутствием климатического домика. Существуют системы водяного отопления, когда вода подаётся в крышку климатического домика, создавая зону локального обогрева.
Заключение
Выбор той или иной системы отопления при планировании реконструкции или строительстве свиноводческих помещений должен быть сделан в зависимости от вида применяемой системы вентиляции и наличия энергоносителей. Также большое значение имеет размер предприятия, состав помещений и характер размещения в них половозрастных групп свиней. На небольших предприятиях, состоящих из одного-двух корпусов, наиболее рациональным является организация водяного отопления с использованием миникотельной.
Для крупных промышленных свиноводческих комплексов с большим количеством помещений, в которых содержаться однородные группы животных больше подходят локальные системы отопления с использованием газовых теплогенераторов.
