Электрифицированная система теплового комфорта поросят-сосунов в условиях неотапливаемого свинарника-маточника тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.20.02, кандидат наук Епишков, Егор Николаевич

• Епишков, Егор Николаевич
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Епишков, Егор Николаевич

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Технология выращивания поросят-сосунов и требования

к тепловому режиму

1.2. Классификация средств и систем локального обогрева поросят

1.3. Технические средства для локального обогрева

1.4. Температурный режим внутри современных свинарников-маточников

1.5. Анализ энергобаланса отапливаемых животноводческих помещений. Формирование научной гипотезы

1.6. Задачи исследования

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

РАЦИОНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ТЕПЛОВОГО КОМФОРТА

ДЛЯ ПОРОСЯТ-СОСУНОВ В УСЛОВИЯХ НЕОТАПЛИВАЕМОГО

СВИНАРНИКА-МАТОЧНИКА

2.1. Программа обоснования рациональной СТК

2.2. Обоснование механизма достижения рационального уровня эффективности использования электроэнергии и формирование энергетической задачи СТК

2.3. Обоснование энергоэффективного способа создания теплового комфорта для поросят

2.4. Обоснование функциональной энергетической схемы рациональной СТК

2.5. Структурная схема СТК

2.6. Структурные элементы логова

2.7. Выводы

ГЛАВА 3. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ ТЕПЛОВОГО КОМФОРТА

3.1. Разработка электронагревателя с равномерной плотностью потока теплового излучения

3.2. Обоснование конструктивной схемы лучистого теплогенератора

3.3. Обоснование размеров зоны гарантированного теплового

комфорта в логове

3.4. Обоснование системы регулирования теплового режима в СТК

3.5. Обоснование ожидаемой энергетической эффективности разрабатываемой СТК

3.6. Теоретическая оценка энергетической эффективности СТК

3.7. Выводы

ГЛАВА 4. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

СИСТЕМЫ ТЕПЛОВОГО КОМФОРТА

4.1. Программа и методика экспериментальных исследований

4.2. Приборы и оборудование

4.3. Создание экспериментального образца СТК

4.4. Выводы

ГЛАВА 5. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ СИСТЕМЫ ТЕПЛОВОГО КОМФОРТА

5.1. Лабораторные испытания СТК и её функциональных элементов

5.2. Результаты энерготехнологических испытаний СТК

5.3. Результаты экспериментальных исследований СТК

5.4. Выводы

ГЛАВА 6. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРИМЕНЕНИЯ

СИСТЕМЫ ТЕПЛОВОГО КОМФОРТА ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ

ПОРОСЯТ В ПОДСОСНЫЙ ПЕРИОД

6.1. Основные источники ожидаемого экономического эффекта

от применения СТК

6.2. Выводы

Заключение

Список используемой литературы

Приложения

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Электрифицированная система теплового комфорта поросят-сосунов в условиях неотапливаемого свинарника-маточника»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. За последние 20 лет поголовье свиней в России снизилось с 75 до 9 миллионов голов [72]. Высокие результаты в свиноводстве в 80-е годы XX века были возможными благодаря строгому соблюдению технологий выращивания свиней и особенно молодняка. Считалось аксиомой, что для высокого результата необходимы два первостепенных условия: прочная кормовая база и оптимальный микроклимат, важнейшей компонентой которого является комфортный тепловой режим. Строгое соблюдение этих положений позволило при выращивании молодняка практически исключить простудные заболевания. Разработанные ветеринарно-санитарные требования [17], обязательные для всех сельхозпредприятий и свинокомплексов, предусматривают практически оптимальные тепловые режимы, которые создавались системами отопления свинарников-маточников за счет неограниченного расхода топлива и энергии. В условиях изобилия топливно-энергетических ресурсов и низких тарифов и цен на них в 80-е годы это было допустимо, так как практически не сказывалось на экономических показателях производства свинины.

Многократное увеличение цен на топливо и энергию в 90-е годы в корне изменило ситуацию в экономике. Продолжающийся интенсивный рост цен на топливно-энергетические ресурсы (ТЭР) сделал малоэффективным использование традиционных систем отопления. Возникла необходимость создания малоэнергоемких систем. С целью восстановления производства свинины принята «Федеральная целевая программа развития свиноводства на 2010-2015 гг.». Основой для формирования новых подходов к системам производства должен стать Федеральный закон № 28-ФЗ «Об энергосбережении» [1,2].

Под энергосбережением понимается реализация правовых, организационных, научных, производственных, технических, экономических и иных

мер, направленных на эффективное использование энергетических ресурсов и вовлечение в хозяйственный оборот возобновляемых источников энергии [1, 2]. Из приведенного понятия следует, что энергосбережение - это комплексная проблема, требующая участия разных специалистов, в задачу которых входит поиск эффективных мер, направленных на единую цель - повышение эффективности использования энергоресурсов. Таким образом, вся деятельность по энергосбережению должна оцениваться достигнутым уровнем эффективности использования энергоресурсов.

Эффективность использования энергоресурсов оценивается объемом полезного производства продукции, оборудованием или технологическим процессом, полученным в расчете на единицу энергетических ресурсов, использованных этим оборудованием или технологическим процессом [2].

Как видим, цель энергосбережения состоит в достижении рационального уровня расходования энергетических ресурсов. Под рациональным уровнем использования энергетических ресурсов понимается достижение максимальной эффективности использования энергетических ресурсов при имеющемся уровне развития техники и технологий и одновременном снижении техногенного воздействия на окружающую среду [2]. В существующих ныне и построенных еще в 80-е годы свинарниках-маточниках системы обогрева состояли из двух подсистем - общего и локального обогрева. Подсистема общего обогрева создавала фоновую температуру воздуха в помещении свинарника, ориентированную на взрослых животных, и выполнялась в виде индивидуальной котельной, от которой по трубам теплая вода распределялась по помещениям свинарника. Разводящие трубы укладывались у наружных стен по их периметру.

Локальная подсистема состояла из инфракрасных, контактных (кон-дуктивных) и комбинированных нагревательных установок, расположенных в технологических станках. В задачу этой подсистемы входило доведение теплового режима в месте нахождения поросят до уровня, соответствующего

их возрасту согласно требованиям технологии. В создание общих систем отопления и локальных ИК-установок внесли большой вклад такие организации, как Всероссийский научно-исследовательский институт (ВИЭСХ), ЧГАА (ЧИМЭСХ/ЧГАУ), МИИСП - МГАУ, СибИМЭ, БИМСХ и ряд других организаций. Данной проблеме посвятили свои исследования такие ученые, как С.А. Растимешин, А.К. Лямцов, Д.Н. Быстрицкий, Н.Ф. Кожевникова, В.Н. Расстригин, Е.В. Коряжнов, Л.С. Герасимович, В.Г. Быков, М.А. Быков, Р.Д. Комалов, А.Э. Шкеле и другие ученые. Опыт и результаты этих работ необходимо рассматривать как прочный фундамент по созданию нового поколения систем отопления.

Анализ ранее выполненных работ показывает, что главным их приоритетом являлось достижение заданных технологических результатов и работоспособность систем. Об этом говорят инженерные решения, которые принимались при создании свинарников-маточников. Во-первых, далеки от совершенства те-плофизические характеристики зданий. Низкий уровень теплоизоляции внешних ограждающих конструкций, изобилие окон и неудовлетворительное их состояние, а также некоторые другие причины инженерно-строительного характера явились фактором высокой энергоемкости помещений.

Во-вторых, обращают на себя внимание схемы распределения теплоты по помещению. Так, проложенные вдоль стен трубные регистры и батареи были не в состоянии обеспечить равномерное распределение температуры по помещению. Электрокалориферные системы (первичные источники тепла) выполнялись с воздуховодами, расположенными под потолком свинарника. Это обеспечивало нагрев подпотолочного пространства и слабый нагрев пространства, в котором находятся животные. Необходимость создания заданной температуры в зоне размещения животных приводила к повышенному расходу энергоресурсов.

В-третьих, системы отопления практически не имели средств регулирования и работали с одинаковым энергопотреблением как в холодную,

так и в относительно теплую погоду. Необходимые технологические режимы создавались за счет дополнительного расхода энергоресурсов.

Разработанная нами по результатам исследования энергоэффективная система теплового комфорта для поросят-сосунов (СТК) способствует созданию комфортных тепловых режимов поросятам-сосунам в неотапливаемых свинарниках, т.е. в свинарниках без подсистемы общего отопления, и, соответственно, обеспечивает эффективное использование энергии.

В проведении исследований, создании и внедрении оборудования принимали участие сотрудники кафедры «Теоретическая и общая электротехника»; научно-технический центр по энергосбережению в агропромышленном комплексе (НТЦ «АгроЭСБ») Челябинской государственной агроинженерной академии; научно-исследовательский институт механизации и автоматизации сельскохозяйственного производства (НИИМАСП) Челябинской государственной агроинженерной академии. Мы признательны сотрудникам Уральской государственной академии ветеринарной медицины за помощь в организации технологических испытаний системы теплового комфорта. Исследования проводились в соответствии с программой фундаментальных и прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса Российской Федерации на 2006-2010 гг., задание 09.02 -«разработать новые наукоёмкие электротехнологии и оборудование для эффективного энергетического обеспечения технологий производства сельскохозяйственной продукции и социальной сферы села» по направлению «...энергоэкономные технологии и оборудование для децентрализованного теплообеспечения животноводческих и птицеводческих предприятий и теплиц на базе новых способов и технических средств нагрева, обогрева, облучения (воды, воздуха, растений, животных, почвы и др.)». Цель исследования. Обосновать и разработать электрифицированную систему теплового комфорта, обеспечивающую сохранность поросят сосунов и эффективность их выращивания.

Задачи исследования:

1. Обосновать параметры системы теплового комфорта для поросят сосунов в условиях неотапливаемого свинарника-маточника.

2. Исследовать процесс лучистого обогрева поросят-сосунов в закрытом логове и обосновать параметры источника с равномерной плотностью потока излучения.

3. Обосновать параметры обогреваемого логова.

4. Провести испытания созданной системы теплового комфорта в технологическом цикле выращивания поросят в подсосный период. Оценить энергетическую эффективность системы, её элементов.

Объект исследования, технологический процесс создания теплового комфорта для поросят-сосунов при помощи лучистого обогрева в условиях неотапливаемого свинарника-маточника.

Предмет исследования, закономерности технологического процесса лучистого обогрева для создания теплового комфорта поросят-сосунов в условиях неотапливаемого свинарника-маточника.

Научная новизна основных положений, выносимых на защиту:

1. Обоснованы параметры лучистого обогрева поросят сосунов в закрытом логове при помощи источника с равномерной плотностью потока излучения.

2. Создан первичный источник теплового излучения с равномерной плотностью теплового потока - низкотемпературный плёночный лучистый электронагреватель, новизна которого подтверждена патентами РФ на полезную модель №57070, бюл. №27. 2006 г.; № 76764, бюл.

№27. 2008 г.; патентом РФ на изобретение № 2321188, бюл. №9 2008 г.

3. Разработана электрифицированная система теплового комфорта, обеспечивающая температурный режим в соответствии с технологической картой температуры воздуха при выращивании поросят в подсосный период.

Практическая ценность. В неотапливаемых свинарниках-маточниках при минимальных затратах электроэнергии практически исключён падёж среди поросят, а их средняя масса к 60-му дню жизни достигает 15-16 кг вместо 12-13 кг, предлагаемых по старым технологиям. Поросята, родившиеся физиологически неполноценными (весом менее 1 кг), не отбрасываются, а откармливаются и к 30-му дню догоняют остальных по массогабарит-ным показателям. В результате в конце сосункового периода сохраняется на 2-3 поросёнка больше, чем при содержании животных по старой технологии.

Внедрение результатов работы. Системы теплового комфорта установлены в колхозе «Рассвет» Ирбитского района Свердловской области; в агрофирме «Калининская» Увельского района Челябинской области; на свинокомплексе «Горноуральский» Свердловской области; на кафедре профессионального обучения Уральской государственной академии ветеринарной медицины (г. Троицк, Челябинская область).

Апробация работы. Основное содержание работы доложено, обсуждено и одобрено на ежегодных научно-технических конференциях (г. Челябинск, 2003-2009 гг.), на конференции молодых учёных (г. Тюмень, 2002 г.), на Международной научно-практической конференции «Проблемы развития энергетики в условиях производственных преобразований» (Ижевск, 2003 г.), на 3-й Международной научно-технической конференции «Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве» (г. Москва, 2003 г.). СТК была представлена на 5 международных выставках и получила дипломы 1-3-й

степеней и 4 соответствующие медали. СТК была представлена на ежегодной сельскохозяйственной выставке «Золотая осень» в Москве в 2010 г., где была награждена золотой медалью.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 научных статей, в том числе 2 патента РФ на полезную модель, 1 патент РФ на изобретение, одна статья в издании, рекомендованном ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 186 страницах машинописного текста, содержит 8 таблиц, 60 рисунков и акты внедрения в производство, состоит из введения, 6 глав, выводов и рекомендаций и приложений. Список использованной литературы включает в себя 114 наименований.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Технология выращивания поросят-сосунов и требования к тепловому режиму

Роль технологии выращивания поросят-сосунов в производстве свинины. Процесс производства свинины имеет определённую структуру (рисунок 1.1).

Рисунок 1.1- Структура производства свинины

Цель производственного процесса состоит в получении максимального объема продукции. Эта цель может быть достигнута при получении максимальной эффективности выполнения операций в каждом звене структуры. Эффективность любой операции определяется качеством её выполнения. Главными факторами, обеспечивающими интенсивный набор массы поросенком, являются:

• биологический потенциал продуктивности, который определяется породой;

• соответствие рациона кормления возрасту и физиологическому состоянию;

• микроклимат, в первую очередь температура воздуха, окружающего поросят.

Положительный результат операций первого звена - рождение поросят (до 12 штук) [82] и их физиологическая зрелость, определяемая массой поросят. Достижение этого результата зависит от физиологических свойств свиноматки и условий её содержания в период супоросности. Не последнюю

роль здесь играет микроклимат, в частности оптимальная температура. Кратковременные снижения температуры и недлительное повышение температуры существенно не сказываются на качестве рождённых поросят. Однако значительные отклонения от требуемых условий ведут к увеличению при рождении количества физиологически незрелых поросят (с малой массой, пониженной активностью и естественной резистенцией). Таким образом, для получения хорошего опороса необходимо стремиться к созданию требуемого температурного режима для свиноматок.

Качественный опорос закладывает потенциал для высокого результата на следующей технологической операции - содержание новорожденных поросят в подсосный период. Задача этой операции — формирование здоровья поросят и их массы, близкой к 20 кг [82]. Для выполнения этой задачи необходимо создать все условия для формирования хорошего уровня естественной резистенции, интенсивного роста поросят и необходимых для этого физиологических изменений. Этот период требует строгого соблюдения рационов кормления, а также температурного режима, особенно для поросят в первые 15 дней их жизни. На рисунке 1.2 показано, что при некомфортных температурных условиях поросята располагаются «клубком», причем каждый из них стремится занять место в середине.

Рисунок 1.2 - Поведение поросят без локального обогрева

Отклонение от заданного температурного режима ведет к простудным заболеваниям, которые могут перейти в хроническую стадию или привести к летальным исходам. Таким образом, несоблюдение температурных режимов для поросят сказывается на их привесах. Напротив, удачно проведенный подсосный период обеспечивает высокую вероятность получения хорошего конечного результата по производству свинины.

Результат третьей операции - доращивание поросят-отъемышей - значительно определяется результатом подсосного периода - количеством и физиологическим состоянием поступивших на доращивание поросят. Однако в этой технологической операции есть свои трудности, особенно в начальный период. Здесь поросята испытывают несколько стрессов: стресс от прекращения кормления молоком свиноматки, стресс от существенного изменения рациона.

В данный момент особенно опасен стресс температурный. В настоящее время из-за невозможности полноценно отапливать свинарники-маточники поросята-отъемыши часто оказываются в условиях пониженной температуры. Это приводит к болезням и отходу поросят на этой стадии. Как видим, и в этой операции температурный режим играет весьма существенную роль.

Из сказанного можно сделать следующие выводы:

1. Для получения хорошего результата по производству свинины каждая операция должна быть выполнена на высоком уровне.

2. Во всех операциях, в том числе на откорме, весьма существенную роль играет температурный режим.

3. Выращивание поросят в подсосный период как технологическая операция является определяющей, так как ее успешное проведение обеспечивает высокую вероятность получения хорошего конечного результата. В процессе выращивания поросят соблюдение технологических требований по тепловому режиму особенно важно.

Тепловой комфорт для поросят и свиноматок в условиях свинарника-маточника. Нормы по температурным режимам содержания сельскохозяйственных животных прописаны в «Ветеринарно-санитарных требованиях по проектированию, строительству, реконструкции и эксплуатации животноводческих помещений» [17]. В них обобщены основные положения ветеринарно-санитарных правил и зоогигиенических нормативов, а также результаты многолетних научно-исследовательских работ, выполненных ведущими научными учреждениями страны, и передового опыта эксплуатации крупных ферм в области ветеринарной санитарии и зоогигиены.

В соответствии с этими нормами температура воздуха в помещении свинарника-маточника должна поддерживаться на уровне 18-22 °С. При этом для поросят-сосунов применяют локальный обогрев, который должен обеспечить в зоне нахождения поросят температуру в соответствии с зоотехническими требованиями (таблица 1.1). Поросята-сосуны размещены в одном технологическом станке со свиноматками, что обеспечивает им беспрепятственные контакты во время кормления. Необходимость в высоком уровне температуры в свинарнике-маточнике в основном обусловлена требуемым тепловым режимом содержания поросят-сосунов. Создание теплового комфорта для поросят является задачей приоритетной, так как их среднесуточный прирост живой массы П (рисунок 1.3) в значительной степени определяется температурой окружающей среды [8, 43, 74, 83, 82].

Рисунок 1.3- Влияние температуры среды (ton, °С) на среднесуточный прирост П живой массы молодняка раннего возраста (ориентировочные данные) [74]

Из рисунка 1.3 следует, что для получения максимального прироста массы необходимо обеспечить поросенку максимальный тепловой комфорт. Отклонения от теплового комфорта как в сторону снижения, так и увеличения температуры ведут к снижению прироста массы.

Вместе с тем для получения высокого прироста необходимо обеспечивать комфортные условия для свиноматки, которые значительно отличаются от аналогичных условий для поросенка. Согласно исследованиям [68], при температуре в помещении +20 °С и выше состояние свиноматок заметно ухудшается: у них возрастает частота дыхания, они больше лежат и чаще пьют, т.е. испытывают состояние теплового дискомфорта. По другим данным, уже температура воздуха 18 °С оказывает отрицательное влияние на свиноматок. При таких значениях температуры среды у свиноматок снижается аппетит, появляется жажда, увеличивается частота сердечных сокращений и дыхания. Для свиноматок комфортна температура воздуха ^ = 13-14 °С, т.е. на уровне минимальной температуры помещения свинарника для супоросных свиноматок [95].

Большинство исследователей считает, что температура воздуха 13-14 °С положительно воздействует на продуктивность свиноматок, вызывая у них бодрость, повышенный аппетит, хорошую лактацию. Физиологи утверждают, что свиноматке полезнее дышать прохладным воздухом, т.к. при этом облегчаются экзотермические реакции в легких. Кроме того, при пониженной температуре воздуха в животноводческих помещениях медленнее испаряется влага и меньше образуется аммиака, поэтому воздушная среда менее насыщена испарениями и вредными газами [68, 74, 82].

Снижение температуры воздуха в помещении позволяет уменьшить перепад между внутренней и наружной температурой, а следовательно, значительно снизить тепловые потери через ограждающие конструкции здания и с отработанным вентилируемым воздухом [17, 34, 74].

Таким образом, в свинарнике-маточнике целесообразно тепловые условия для свиноматок и поросят-сосунов максимально дифференцировать. Снижение общего температурного фона в свинарнике до температуры, приемлемой для свиноматок, возможно лишь при наличии средств локального обогрева, которые способны обеспечить поросятам комфортные тепловые условия в локализованных зонах отдыха. Создаваемый при этом дифференцированный микроклимат, помимо повышения иммунобиологического статуса организма, позволяет увеличить продуктивность животных, а также свести к минимуму заболеваемость и отход поросят в период локального обогрева и после него.

Создание поросятам локальных зон с требуемыми для них тепловыми условиями позволяет также значительно снизить общий температурный фон в свинарнике, что дает возможность существенно уменьшить энергозатраты на его обогрев. Кроме того, в свинарнике с более низкой температурой улучшаются условия для формирования других составляющих микроклимата: в несколько раз уменьшается микробная загрязненность воздуха, концентрация паров аммиака и др. Это позволяет снизить энергозатраты, связанные с воздухообменом [34]. Изменение уровня фоновой температуры создает возможность использовать организм животных в качестве основного источника теплоты. Это обостряет проблему формирования полнокомплектности животных в свинарнике и размещения в свинарнике взрослых животных: хряков, супоросных и холостых свиноматок, поросят-отъемышей, ремонтного молодняка, а также организацию откормочных площадок.

Создание комфортной тепловой обстановки для поросят и свиноматки является необходимым условием их высокой продуктивности. Технические средства для создания комфорта должны обеспечить молодняку тепловой режим, способствующий сохранности поголовья, повышению естественной резистенции и иммунобиологической активности организма животных, получению максимальной продуктивности.

1.2. Классификация средств и систем локального обогрева поросят

Традиционные технологии производства свинины показали, что правильный выбор систем и средств локального обогрева создает условия для получения высоких результатов. Удачный их выбор - это весьма сложная задача, тем более, что к настоящему времени разработан многочисленный ряд вариантов, каждый из которых дает вполне определенный эффект.

Выбирая варианты локального обогрева, необходимо исходить из конкретных условий: теплофизических свойств свинарника, выбранных вариантов комплектации групп животных разного возраста и некоторых других условий. Основным критерием является уровень энергозатрат, а точнее - эффективность использования потребляемых энергоресурсов.

Известные способы, системы и теплоисточники локального обогрева представлены в виде классификационной схемы (рисунок 1.4).

Для обеспечения требуемых тепловых режимов в современных свинарниках-маточниках следует рассматривать две базовые системы:

• система с открытой локализацией пространства;

• система с закрытой локализацией пространства.

Система с открытой локализацией пространства предполагает установку средств обогрева в технологическом станке, на площадке для нахождения поросят. Она отделена от свинарника заграждением с лазом для свободного доступа поросят к свиноматке. Средства обогрева подвешиваются над площадкой или организуется подогрев пола. Главным же признаком открытой локализации является отсутствие теплозащитных перегородок, ограждающих место расположения поросят. Теплота, выделяемая средствами локального обогрева, не удерживается в этом пространстве, а рассеивается в пространство свинарника, дополняя его общий энергобаланс. Такая система чаще применяется для отапливаемых свинарников с фоновой температурой воздуха 18-20 °С.

Рисунок 1.4- Системы и способы обогрева поросят

Системы с закрытой локализацией пространства также предусматривают установку средств обогрева на площадке для нахождения поросят. Но они устанавливаются внутри домиков («берложки», логова) с теплоизолированными стенками [22]. При этом теплота, генерируемая средствами обогрева, а также теплота, выделяемая поросятами, удерживается в пространстве между ограждениями, что обеспечивает необходимую для поросят температуру при значительно меньших затратах энергетических ресурсов: электроэнергии, теплого воздуха или теплой воды. Такие системы позволяют снизить температуру воздуха внутри помещения свинарника до 12-14 °С, что существенно уменьшает потребность в энергии для создания фоновой температуры и обеспечивает тепловую обстановку для взрослых животных, близкую к комфортной.

В рассмотренных системах применяют три способа обогрева [111, 74, 76, 77]: инфракрасный обогрев (ИК-обогрев), кондуктивный, комбинированный.

ИК-обогрев (радиационный) осуществляет воздействие на объект обогрева ИК-излучением. Он основан на поглощении ИК-излучения поверхностью тела животного (шерстным покровом, кожей, подкожными тканями). Это вызывает значительный приток крови к поверхностным сосудам, что создает своеобразный тепловой барьер, препятствующий переохлаждению. При этом ИК-излучение не только предохраняет животное от переохлаждения, но и вызывает усиление биологических процессов в организме, способствует повышению тонуса и естественных защитных сил. Под влиянием ИК-излучения в организме животного происходит активизация кроветворных процессов и наблюдаются увеличение в крови эритроцитов и лейкоцитов, содержания гемоглобина, изменения в содержании белковых фракций крови, повышается уровень иммунобиологической реактивности организма, что является показателем устойчивости к различным заболеваниям [74, 82].

ИК-излучение, падающее на обогреваемое животное, частично отражается его поверхностью, частично поглощается шерстным покровом, кожей и подкожными тканями. Степень проникновения ИК-излучения в организм животного и степень отражения его поверхностью зависят, с одной стороны, от спектрального состава излучения, с другой - от физиологических свойств и состояния обогреваемой поверхности (пигментации, степени загрязнения, влажности и т.п.).

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Епишков, Егор Николаевич, 2013 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Закон «Об энергосбережении и повышении эффективности использования топливно-энергетических ресурсов в Челябинской области» // Сборник нормативно-правовых документов. - Челябинск, 1999.-Вып. 1.

2. Закон РФ «Об энергосбережении» // Сборник нормативно-правовых документов. - Челябинск, 1999. - Вып. 1.

3. Федеральная целевая программа развития свиноводства на 20102115 гг.

4. Агенштат Б. А. Метод расчета радиационного и теплового баланса животных // Научные труды САРНИГМИ. - Л. : Гидрометеоиздат, 1974. -Вып. 20. - С. 27-48.

5. Ажаев А. М. Физиолого-гигиенические аспекты действия высоких и низких температур // Проблемы космической биологии. - М. : Наука, 1979.-Т. 38. -264 с.

6. Акатов К. С. Водонагревательный коврик для обогрева новорожденных поросят // Научные труды КАЗ СХП. - Алма-Ата, 1987. - Вып. 19(5). -С. 18-21.

7. Андреев К. П. Значение строительства ветеринарных объектов и профилактики болезней. Проблемы зоогигиены и ветеринарной санитарии. Тезисы и рефераты докладов на пленуме животноводства ВАСХНИЛ. -Омск, 1967.

8. Банхиди Л. Тепловой микроклимат помещений / пер. с венг. — М. : Стройиздат, 1981.-248 с.

9. Баранов Л. А. Электронагреватели в сельском хозяйстве. - Алма-Ата : Кайнар, 1977.-188 с.

10. Баранов Л. А. Новые электронагревательные устройства для сельского хозяйства и быта села : учеб. пособие. - Челябинск : РИО ЧГАУ, 1997. - 68 с.

11. Баранов Л. А. Использование электронагревателей в сельском хозяйстве, жилых домах и коттеджах // Вестник ЧГАУ. - 2005. - Т. 44. - С. 12-14.

12. Баранов JI. А., Захаров В. А. Светотехника и электротехнология : учебник. - М. : Колос, 2006. - 344 с.

13. Баротфи И., Рафаи П. Энергосберегающие технологии и агрегаты на животноводческих фермах / пер. с венг. - М. : Агропромиздат, 1988.

14. Бекчентаев М. В. Связь пигментации кожного покрова с температурой поверхности тела и процессами терморегуляции свиней // Сб. «Совершенствование пород с.-х. животных в Казахстане» : Алма-Атинский ЗВН. Научные труды. - Алма-Ата, 1973. - Т. 26. - С. 117-122.

15. Богословский В. Н. Строительная теплофизика. - М. : Высш. шк.,

1982.

16. Богуславский Л. Д. Экономика, теплоснабжение и вентиляция. - М. : Стройиздат, 1977. - 280 с.

17. Ветеринарно-санитарные требования при проектировании, строительстве, реконструкции животноводческих помещений. - М. : ВО «Агропромиздат», 1988. - 36 с.

18. Высокоэффективная система обеспечения теплового комфорта свинарника-маточника / Е. Н. Епишков [и др.] // БИО. - 2003. - № 7(34). - С. 33-35.

19. Гатуева К. К. Разработка и исследование системы панельно-лучистого локального обогрева молодняка КРС : автореф. дисс. ... канд. техн. наук. - М. : МИСИ, 1977. - 16 с.

20. Герасимович Л. С. Низкотемпературный поверхностно-распределённый электронагреватель в сельском хозяйстве. - Минск : БелНИИТИ, 1980.-48 с.

21. Герасимович Л. С., Хохлов И. И. Сравнительная оценка ИК-обогревателей // Техника в сельском хозяйстве. - 1982. - № 1. - С. 23-24.

22. Гизатуллин В. Домик для поросят // Сельский механизатор. -1985.-№4.-С. 39.

23. Глазырин В. И. Исследование влияния систем вентиляции на микроклимат в животноводческих помещениях и воздействие его на продуктивность животных : автореф. дисс. ... канд. техн. наук. - Дубровицы : ВИЖ, 1979.

24. Голубкова Б. Н. Теплотехническое оборудование и теплоснабжение. -М.: Энергия, 1979.-215 с.

25. Дмитренко JI. П., Олейник П. В. Тиристорный регулятор температуры для управления ИК-лампами // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 1985. - № 5. - С. 23-24.

26. Епишков Е. Н. Принципы создания энергоэффективной системы комфорта для поросят-сосунов // Материалы XLII научно-технической конференции ЧГАУ. - Челябинск, 2003. - Ч. 3. - С. 74-77.

27. Епишков Е. Н., Кабанов И. Д. Энергоэффективная система создания теплового комфорта для поросят-сосунов // Новый взгляд на проблемы АПК : конференция молодых ученых. - Тюмень, 2002. — С. 15-16.

28. Епишков Е. Н. Пути реализации потенциала энергосбережения свинарника-маточника // Тр. 3-й Междунар. науч.-техн. конф. «Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве». - М., 2003. - Ч. 3. - С. 265-268.

29. Епишков Е. Н. Формирование зоны гарантированного комфорта для поросят-сосунов в условиях неотапливаемого свинарника // Науч. тр. по матер. Междунар. науч.-практ. конф. «Электротехнология процессов сельхоз-производства». - Ижевск, 2003. - Т. 1. - С. 200-206.

30. Епишков Е. Н. Система обогрева поросят-сосунов в минимально отапливаемых помещениях // Техника в сельском хозяйстве. — 2007. - № 1. — С. 27-30.

31. Ерошенко Г. П. Эксплуатационные свойства электрооборудования. - Саратов : Изд-во Саратовского ун-та, 1984. - С. 180.

32. Живописцев Е. Н., Косицын О. А. Электротехнология и электрическое освещение. - М. : Агропромиздат, 1990. - С. 303.

33. Жилинский Ю. М., Кумин В. Д. Электрическое освещение и облучение. - М. : Колос, 1982. - С. 272.

34. Захаров А. А. Применение теплоты в сельском хозяйстве : учебник. -М.: Агропромиздат, 1986. - С. 288.

35. Ильясов С. Г., Лямцов А. К., Алексеев Б. В. Оценка ИК-излучателей // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 1974. - № 10. -С. 21-22.

36. Исаченко В. П., Осипова В. А., Сукомел А. С. Теплопередача : учебник для вузов. - 4-изд., перераб. и доп. - М. : Энергоиздат, 1981. - 416 с.

37. Кабатов С. В. Физиологическое состояние поросят в подсосный период в условиях лучистой системы теплового комфорта : автореф. дисс. ... канд. вет. наук. - Троицк : УГАВМ, 2008. - С. 27.

38. Камалов Р. А. Разработка оптимального микроклимата для молодняка животных при промышленном выращивании : автореф. дисс. ... канд. вет. наук. - М.: ВНИИВС, 1980.

39. Караченко В. А. Электрификация тепловых процессов в животноводстве. - Минск : Уроджай, 1976. - С. 160.

40. Кузмичев А. В., Расстригин В. Н., Растимешин С. А. Энергетические параметры средств локального комбинированного электрообогрева поросят // Электропотребеление в сельском хозяйстве : науч. тр. ВИЭСХ. - М. : 1987.-Т. 68.-С. 61-69.

41. Левитин И. Б. Применение инфракрасной техники в народном хозяйстве. - Л. : Энергоиздат, 1981. - С. 264.

42. Лубенец В. А., Степанов Б. А. Опыт применения щелевых полов в сочетании с принудительной вентиляцией // Свиноводство. - 1966. - № 10.

43. Лямцов А. К., Бакшеев П. Д. Тепловые воздействия ИК-ламп на поросят // Механизация и электрификация с.-х. - 1971. - № 5. - С. 24-25.

44. Лямцов А. К., Засыпалов В. В. Технико-экономические предпосылки применения брудеров для обогрева поросят-сосунов // НТБ по электрификации с.-х. - М.: ВИЭСХ, 1986. - Вып. 2(58). - С. 3-6.

45. Лямцов А. К. Исследование и разработка системы обогрева поросят-сосунов РЖ-излучателями : автореф. дисс. ... канд. техн. наук. - М. : ВИЭСХ, 1972.-С. 26.

46. Математическое моделирование локальных обогревателей / Р. М. Славин [и др.] // Моделирование-85 : Теория, средства, применение. - Киев, 1988. -Ч. 4.-С. 98-99.

47. Мачкаши А., Банхиди Л. Лучистое отопление / пер. с венг. - М. : Стройиздат, 1985. - С. 464.

48. Методические рекомендации по определению технико-экономических показателей использования топлива и энергии в животноводстве. - М. : ВИЭСХ, 1980.-С. 40.

49. Методические рекомендации по расчету и устройству электрообог-реваемых полов в свинарниках. - М. : ВИЭСХ, 1974. - С. 31.

50. Мурзин В. К. Локальный обогрев поросят-сосунов : автореф. дисс. ... докт. техн. наук. - Челябинск : ЧИМЭСХ, 1988. - 48 с.

51. Низкотемпературный электронагреватель / А. П. Альтгаузен [и др.] ; под. ред. А. Д. Свечанского. М. : Энергия, 1978. - 208 с.

52. Низкотемпературные электронагреватели в сельском хозяйстве / Л. С. Герасимович [и др.]. - Минск : Ураджай, 1984. - 118 с.

53. Нормативные материалы по проектированию, реконструкции и строительству животноводческих объектов. - М. : Россельхозиздат, 1978. - 57 с.

54. Обогреваемые гнезда / Э. А. Каиров [и др.] // Кролиководство и пушное звероводство. - 1987. - № 2. - С. 9-10.

55. Общесоюзные нормы технологического проектирования предприятий крупного рогатого скота ОНТП1 - 77. - М. : МСХ ССР, 1977. - 138 с.

56. Одноглазов Б. Я. Использование электроэнергии для теплоснабжения АПК. - М.: АгроНИИТЭИИТО, 1990. - 39 с.

57. Определение эффективности электрификации тепловых процессов / П. Я. Пирхавка [и др.] // Механиз. и электриф. соц. с.-х. - 1975. - № 9. -С. 26-29.

58. Осипова В. А. Теория подобия и размерностей, моделирование и аналогии в тепловых процессах. - М. : Изд-во МЭИ, 1962. - 115 с.

59. Осипова В. А. Экспериментальное исследование процессов теплообмена. - М. : Энергия, 1979. - 320 с.

60. Основы теплопередачи / под. ред. М. А. Михеева. - М. : Госэнерго-издат, 1956.-322 с.

61. Осовцев В. А. Исследования и разработка эффективной системы вентиляции в помещениях для промышленного выращивания и откорма свиней : автореф. дисс. ... канд. техн. наук. - Ростов н/Дону : РИСИ, 1980. - 24 с.

62. Отопление и вентиляция / В. Н. Богословский [и др.]. - М. : Строй-издат, 1977.-280 с.

63. Отопление и вентиляция / В. Н. Боголовский [и др.]. - М. : Строй-издат., 1976. - Ч. 2 : Вентиляция. - 439 с.

64. Пантелеев П. А. Биоэнергетика мелких млекопитающих. - М. : Наука, 1983.-272 с.

65. Передовой научно-производственный опыт в инженерно-техническом обеспечении АПК, рекомендованный для внедрения // Электриф. и теплоор. с.-х. пр-ва. - М.: АгроНИИТЭИИТО, 1989. - Вып. 1. - С. 24-29.

66. Поведение поросят-сосунов при различных источниках ИК-обогрева / А. Ф. Кузнецов [и др.] // Организационно-технологические проблемы управления поведением с.-х. животных. - Л. : ВНИИРГЖ, 1983. - Т. 1. - С. 127-130.

67. Поединок жизни и холод. Обзор зарубежной литературы // Наука и жизнь. - 1982. - № 8. - С. 28-30.

68. Поряжнов Е. В. Разведение свиней в хозяйствах промышленного типа. - М. : Колос, 1977. - 252 с.

69. Применение темных ИК-излучателей и панелей с углеграфитовым нагревателем при комбинированном обогреве поросят-сосунов / К. Е. Ле-щенко [и др.] // НТБ по электрификации сельского хозяйства. - М. : ВИЭСХ, 1982.-Вып. 1(45).-С. 16-17.

70. Применение электрической энергии в сельскохозяйственном производства. Справочник / под ред. П. Н. Листова. - М. : Колос, 1974. - 623 с.

71. Прищеп Л. Г. Эффективная электрификация защищенного грунта. -М.: Колос, 1980.-208 с.

72. Проблемы производства свинины в России // Российская газета. -2004. - № 69.

73. Проектирование комплексной электрификации / Л. В. Прищеп [и др.] ; под ред. Л. В. Прищепа. -М. : Колос, 1983. - 271 с.

74. Растимешин С. А. Локальный обогрев молодняка животных. - М. : Агропромиздат, 1991.

75. Растимешин С. А., Кузмичев А. В. Автоматизированная установка для локального обогрева молодняка кроликов // Достижения науки и техники в АПК. - 1989.-№ 4.-С. 43-45.

76. Расстригин В. Н. Основы электрификации тепловых процессов в сельскохозяйственном производстве. -М. : Колос, 1988. -255 с.

77. Расстригин В. Н. Системы технических средств применения электрической энергии в тепловых процессах сельскохозяйственного производства : автореф. дисс. ... докт. техн. наук. - Челябинск : ЧИМЭСХ. - 1990. - 45 с.

78. Рекомендации по применению электротепловых установок в сельскохозяйственном производстве. - М. : Колос, 1981. - 30 с.

79. Рой Д. Выращивание телят / пер. с англ. - М. : Колос, 1982. - 470 с.

80. Саркисян С. А., Ахундов В. М., Минаев Э. С. Большие технические системы. - М. : Наука, 1977. - 350 с.

81. Свиноводство / Е. В. Ладан [и др.]. - М., 1978. - С. 264.

82. Свиноводство / сост. А. Т. Мысик, А. И. Нетеса. - М. : Колос, 1987.- 140 с.

83. Северина А. И. Повышение эффективности локального обогрева поросят-сосунов : автореф. дисс. ... канд. техн. наук. - М. : ВИЭСХ, 1987.-23 с.

84. Сельскохозяйственный энциклопедический словарь. - М. : Советская энциклопедия, 1989. - С. 478-490.

85. Система автоматического управления локальным обогревом поросят / В. Н. Расстригин [и др.] // Автоматиз. произв. процессов в с.-х. : тез. докл. Всес. науч.-техн. конф. - М. : Госагропром СССР, 1989. - С. 136-137.

86. Система машин для комплексной механизации сельскохозяйственного производства на 1986-1995 гг. - М. : Госагропром СССР, 1988. - Ч. II : Животноводство. - 518 с.

87. Славин Р. М. Экономические основы автоматизации производства в животноводстве и птицеводстве. - М. : Колос, 1974. - 462 с.

88. Славин Р. М. Автоматизация на животноводческих фермах. - М. : Сельхозиздат, 1963. - 343 с.

89. Славин Р. М. Научные основы автоматизации производства в животноводстве и птицеводстве. - М. : Колос, 1974. - 466 с.

90. Смоленский Г. Б. Теплообмен и терморегуляция. - Петрозаводск : ПГУ, 1975.-224 с.

91. Соловьев Ф. А. Гигиена сельскохозяйственных животных. - Л. : Лениздат, 1969.- 182 с.

92. Справочная книга по светотехнике / под ред. Ю. Б. Айзенберга. -М. : Энергоатомиздат, 1995.

93. Степанцов В. П. Исследование и разработка саморегулируемых электрообогревателей клеточных батарей птичников : автореф. дисс. ... канд. техн. наук. - М. : ВИЭСХ, 1981. - 24 с.

94. Теория прогнозирования и принятие решений / под. ред. С. А. Саркисяна. - М. : Высш. шк., 1977. - 350 с.

95. Технология производства свинины в хозяйствах Челябинской области (рекомендации). - Челябинск : Областной промышленный комитет. -1986.-28 с.

96. Успехи теплопередачи. - М. : Мир, 1971. — 576 с.

97. Фабрикант Н. Я. Теплопередача и тепловое моделирование. — М. : Наука, 1964.-214 с.

98. Фомичев В. Т. Исследование режимов работы и обоснование параметров автоматизированных установок комбинированного местного обогрева в свинарниках-маточниках : автореф. дисс. ... канд. техн. наук. - Л. : ЛСХИ, 1978.- 19 с.

99. Хабибулов М. А. Гигиена молодняка в промышленном свиноводстве. -М. : Росагропромиздат, 1989. - 176 с.

100. Хинце И. О. Теплоэнергетика. - М. : Физматгиз, 1963. - 252 с.

101. Цегойцэ К. Применение теории систем к проблемам управления. -М. :Мир, 1981.- 180 с.

102. Чиркин В. С. Теплофизические свойства веществ. - М. : Физматгиз, 1959.-356 с.

103. Чистяков В. В. Исследование и разработка автоматической системы электрообогрева поросят в свинарниках-маточниках : автореф. дисс. ... канд. тех. наук. - Киев : УСХА, 1976. - 24 с.

104. Чиркин В. С. Теплофизические свойства веществ. - М. : Физматгиз, 1959.-356 с.

105. Чукур А. С. Исследование применения средств ИК-обогрева поросят-сосунов и обоснование параметров облучателей : автореф. дисс. ... канд. техн. наук. - Елгава : Латв. СХА, 1982. - 17 с.

106. Шкеле А. Э. Повышение эффективности электрических систем обогрева поросят : автореф. дисс. ... канд. техн. наук. - Челябинск : ЧИ-МЭСХ, 1988.-36 с.

107. Шмидт-Ниелсен К. Физиология животных. Кн. 1 : Приспособление и среда / пер. с англ. - М. : Мир, 1982. - 416 с.

108. Шувалов А. М. Исследование средств электротеплоснабжения на репродукторных свиноводческих фермах // Энергетика животноводческих ферм : науч. тр. ВИЭСХ. - М., 1982. - С. 64-68.

109. Шувалов А. М. Исследование и разработка систем энергообеспечения микроклимата с местным комбинированным электрообогревом в свинарниках-маточниках : автореф. дисс. ... канд. тех. наук. - М. : ВИЭСХ, 1976. - 22 с.

110. Электрические установки инфракрасного излучения в животноводстве / Д. Н. Быстрицкий [и др.]. - М. : Энергоиздат, 1982. - 150 с.

111. Электротехнология / А. М. Басов, В. Г. Быков, А. В. Лаптев, В. Б. Файн. - М.: Агропромиздат, 1985. - 255 с.

112. Энергетические характеристики облучателей для молодняка сельскохозяйственных животных / В. И. Филиппов [и др.] // Электротехника. -1980,-№9.-С. 27-30.

113. Электрические установки ИК-излучения в животноводстве / Д. Н. Быстрицкий [и др.]. - Энергоиздат, 1981. - 152 с.

114. Юрков В. М. Влияние света на продуктивность животных. - М. : Россельхозиздат, 1980. - 125 с.