Лекция 11-3 АВТОМАТИЗАЦИЯ УСТАНОВОК МИКРОКЛИМАТА В ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ И ПТИЦЕВОДЧЕСКИХ ПОМЕЩЕНИЯХ

ТЕМА 8

1.ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ ВОЗДУХА

НА ПРОДУКТИВНОСТЬ ЖИВОТНЫХ И ПТИЦЫ

 

Под оптимальными параметрами микроклимата понимаются допустимые значения температуры, влажности и скорости движе­ния воздуха, содержание в нем вредных газов (диоксида углерода — СО2, аммиака — NH3, сероводорода — H2S), микроорганизмов (бактерий), частиц пыли, а также освещение и облучение. Установ­лено, что продуктивность животных и птицы на 50…55 % зависит от рациона кормления, на 20…25 % — от породы и уровня селекцион­но-племенной работы и на 20…30 % — от параметров микроклима­та. При недопустимых параметрах микроклимата не только падает на 20…30 % продуктивность, но и сокращаются сроки племенного и продуктивного использования животных и птицы.

Температура воздуха наиболее существенно влияет на продук­тивность животных и птицы и поедаемость ими корма. При понижени и температуры теплоотдача тела животных увеличивается, что сказывается на росте потребления корма, а при более низких, так на­зываемых критических температу­рах, наступают их переохлаждение и заболевание.

Оптимальной считают такую температуру воздуха, при которой продуктивность животного наи­высшая, а расход кормов и сто­имость технических средств для обеспечения микроклимата минимальные. При температурах ниже критических требуются энергетические установки для дополнительного обогрева помещений.

Длительное действие высокой температуры также отрицательно влияет на продуктивность и со­стояние животных. У животных развивается тепловое перенапря­жение, сопровождающееся понижением аппетита и пищеварения. Это вызывает резкое снижение их продуктивности, увеличение удельного расхода корма на 1 кг прироста массы (рисунок 1) и рас­стройство нервной системы.

Рисунок 1 - Зависимость прироста массы М и удельного потребления

кормов q свиньями от температуры t их содержания

 

В зависимости от породы и возраста животных определены следующие оптимальные значения температур в помещениях: для телят КРС — 8…15 °С, для взрослых особей — 8…18 °С; для кур-не­сушек напольного содержания — 12…14 °С, клеточного содержа­ния — 15…18 °С; для цыплят-бройлеров — 26…32 °С.

Влажность воздуха также существенно влияет на состояние здоро­вья и продуктивность животных и птицы. Влажность в помещениях образуется вследствие жизнедеятельности животных и испарения воды с пола, стен помещения и кормушек. На каждую голову КPC образуется 7…25 кг воды и влаги в сутки, а для свиней — до 20 кг.

Высокая влажность воздуха отрицательно действует на орга­низм животного как при низких, так и высоких температурах воз­духа. Высокие влажность и температура затрудняют теплоотдачу организма, особенно при малой скорости воздуха. Это вызывает его перегревание. При высокой влажности и низкой температуре воздуха животное теряет большое количество теплоты, что вызы­вает его охлаждение и простудные заболевания. При этом ухудша­ется аппетит животных и снижается их продуктивность, а также сокращается срок службы оборудования. Чрезмерно низкая влаж­ность воздуха при повышенной температуре усиливает потерю влаги организмом, что вызывает у животного жажду и потливость. Кроме того, увеличивается запыленность воздуха, что приводит к респираторным заболеваниям животных.

Оптимальная относительная влажность воздуха в животно­водческих помещениях для КPC должна быть 40…85 %, свиней — 40…75, овец — 75, птицы — 60…70%.

Таким образом, в летнее вре­мя в животноводческих помеще­ниях наблюдается избыточное количество теплоты и влаги, а в зимний период года — их недо­статок.

Влагосодержание воздуха (парциальное давление паров Е) тесно связано с его температу­рой и относительной влажнос­тью φ (рисунок 2). Зная величину Е, можно легко определить объемное В0 (г/м3) и массовое ВМ (г/кг) влагосодержание воздуха по формулам: В0 = 1,2Е; ВМ = 0,9Е. Влажностью управляют путем увлажнения или осушения воздуха. Осушение воздуха осуществляется методом «сухого» отопления или конденсации (в зимний период).

Рисунок 2 – Зависимость парциального давления Е влаги от

температуры t и относительной влажности φ воздуха

 

Сущность метода «сухого» отопления заключается в повыше­нии температуры воздуха при помощи системы отопления, а затем замены его с помощью приточно-вытяжной системы вентиляции на внешний более холодный воздух с малым влагосодержанием (изменение координат Е, t по кривой ABC на рисунке 2).

Метод конденсации заключается в том, что большая часть шта­ги внутреннего рециркуляционного воздуха соприкасается через стенки теплообменника с холодным воздухом, поступающим в по­мещение, и выпадает на стенках в виде конденсата (обратный процесс по кривой СВА, рисунок 2).

Диоксид углеродаобразуется при дыхании животных и фер­ментации навоза и корма. Увеличение количества диоксида уг­лерода в воздухе до 0,5 % вызывает у животных поверхностное учащенное дыхание, а у птицы, наоборот, замедление и даже остановку дыхания. При длительном повышенном (более 1 %) содержании диоксида углерода происходит хроническое отрав­ление животных.

Предельно допустимая концентрация диоксида углерода долж­на быть не более: для телят — 0,15 %; взрослых особей КРС, овец и птицы — 0,25; свиней — 0,2 %.

Аммиакобразуется от гниения органических выделений (моча, кал). Он хорошо растворяется в воде, поэтому адсорбируется влажными оболочками глаз и дыхательных путей, вызывая силь­ное их раздражение. При большой и длительной концентрации аммиака у животных снижается содержание гемоглобина и эрит­роцитов в крови, ухудшается функция пищеварения, а при кон­центрации 1…3 мг/л наступает смерть животных от отека легких.

Допустимо предельная концентрация аммиака в воздухе для те­лят должна быть 0,02 мг/л; взрослых особей КРС, свиней и овец — 0,02 мг/л; птицы — 0,015 мг/л.

Сероводород на фермах образуется в результате гниения белко­вых веществ, содержащих серу в навозоприёмниках. Это очень токсичный бесцветный газ с запахом тухлых яиц. Концентрация его в воздухе свыше 0,015 мг/л затормаживает окислительные про­цессы в организме, вызывает отек и воспаление легких и разруша­ет нервную систему. Предельно допустимое содержание сероводо­рода в воздухе для телят и птицы — 0,005 мг/л, а взрослых КРС, свиней и овец — 0,01 мг/л.

Запыленность и бактериальная загрязненность воздуха отрица­тельно влияют на здоровье и могут вызывать эпидемические забо­левания животных и птиц. Максимально допустимая микробная загрязненность воздуха на фермах должна быть не более: для телят в возрасте до 4 мес — 20…50 тыс. микробных тел в 1 м3, старше 4 мес — 70; для поросят-отъемышей и ягнят 40…50; свиней 50…80тыс, микробных тел в 1 м3.

Скорость движения воздуха на фермах влияет особенно на мо­лодняк. Большая скорость воздуха вызывает простудные заболева­ния, а малая затрудняет очистку помещений от влаги, пыли и вредных микроорганизмов. Поэтому установлены следующие ско­рости движения: зимой 0,2…0,4 м/с, летом 0,5…1,15 м/с.

Производственные шумы выше допустимых норм также отрица­тельно влияют на животных, птицу и обслуживающий персонал. Допустимая интенсивность шума при низких частотах 90 дБ, а при частотах свыше 1 кГц 70…85 дБ.

Световой режим существенно влияет на все функции организма животного и проявляется в форме светового, теплового и хими­ческого воздействия. Солнечный свет оказывает весьма положи­тельные действия на физиологические процессы, в там числе на нервную и половую системы. При «световом» голодании ухудша­ется состояние организма, снижаются продуктивность, естествен­ная резистентность, половая активность и оплодотворяемость. В зимнее время недостаточную солнечную освещенность компенси­руют электрическим светом. Нормы освещенности выражают в люксах (лк). Для КРС, свиноматок, поросят, кур требуется не ме­нее 30 лк при использовании ламп накаливания и 70 лк от газораз­рядных ламп. Кроме освещения применяют также облучательные световые установки, работающие в инфракрасной зоне при длине волны 0,7…2,5 мкм для теплового воздействия и в ультрафиолето­вом диапазоне для эритемного и бактерицидного воздействия на животных и птицу.

 

2. СПОСОБЫ И СРЕДСТВА УПРАВЛЕНИЯ МИКРОКЛИМАТОМ

 

СУ микроклиматом на фермах предназначены для поддержания вышеперечислен-ных параметров в оптимальных диапазонах, при ко­торых наблюдается наибольшая продуктивность животных и птицы, наилучшие условия и высокая производительность труда обслужива­ющего персонала, надежная и длительная работа оборудования.

Параметрами микроклимата управляют с помощью энергети­ческих установок и комплекса мероприятий, к которым относятся рациональная планировка самих помеще-ний, использование строительных материалов с соответствующими теплотехнически­ми свойствами, прогрессивные технологии содержания, кормле­ния, поения и удаления навоза и помета, а также системы отопле­ния и вентиляции.

В теплых регионах, где температурный режим в холодный пе­риод обеспечивается за счет тепловыделений самих животных и рабочих машин, требуемые параметры микроклимата помещений обеспечиваются средствами естественного воздухообмена.

В регионах с низкими наружными температурами в зимний пе­риод используют системы воздушного отопления совместно с вен­тиляцией, а в летний период— только вентиляцию, включаемую во время превышения температуры в помещениях выше допусти­мых значений.

В помещениях для выращивания молодняка животных исполь­зуют комбинирован-ные системы отопления — воздушные и водя­ные (паровые). Дополнительно к общему воздушному отоплению в этих помещениях используют локальные источники теплоты в виде ламп или газовых горелок инфракрасного излучения, электрообогреваемых панелей, закрепляемых на стенах и потолках, а также электробрудеров (металлических подве-шен-ных зонтов с электронагревательными элементами. Локальные источники используют для создания более высокой t °-туры в местах скоп­ления молодняка (цыплят, поросят).

В связи с увеличением стоимости энергии созданы упрощен­ные кондиционеры, которые очищают внутренний воздух на фер­мах без выбрасывания его наружу.

Вентиляционные системы бывают естественные (гравитацион­ные) и механические. В гравитационной системе воздухообмен в помещении происходит с помощью приточных и вытяжных кана­лов за счет разности плотностей холодного наружного и теплого внутреннего воздуха, а также под влиянием ветра. В механической системе вентиляция осуществляется принудительно с помощью электровентилятора.

Преимущества гравитационной вентиляции— небольшая сто­имость, простота и надежность устройства и эксплуатации, бес­шумность работы. Однако она хорошо работает только при боль­шом перепаде температур внутреннего и внешнего воздуха.

Принудительная вентиляция дороже, сложнее, создает непри­ятные шумы, однако с помощью ее можно регулировать кратность воздухообмена в широких пределах. Поэтому ее широко применя­ют на крупных фермах промышленного типа.

Системы воздушного отопления делят на местные и централизо­ванные. Основные части систем (рисунок 3): тепловой центр 1, приточный 2 и вытяжной 3 воздуховоды, трубопровод 4 теплоно­сителя, теплообменник-утилизатор 5. Тепловой центр представля­ет собой электрокалорифер или тепловой генератор (бойлер).

В местной (прямоточной) системе (рисунок 3, а) наружный воз­дух с температурой tН подогревается в тепловом центре до требуе­мой температуры и подается в помещение. Такое же количество воздуха с температурой tВ удаляется из помещения по вытяжному воздуховоду 3. Если воздух требуется только подогреть без его за­мены, тогда применяют рециркуляционную систему отопления (рисунок 3, б) без вытяжного воздуховода.

 

Рисунок 3 - Схемы систем воздушного отопления:

а — прямоточной местной; б — рециркуляционной местной;

в — прямоточной нейтрализован­ной; г — рекуперативной централизованной:

1 – тепловой источник; 2 – приточный воздухо­вод; 3 – вытяжной воздуховод;

4 – трубопровод теплоносителя; 5 – теплообменник–утилизатор

 

Централизованные системы имеют большую тепловую мощ­ность, размещаются в отдельном помещении и обогревают несколько помещений. В отличие от местных они имеют приточные воздуховоды 2 и теплообменники 5 (рисунок 3, в, г).

С точки зрения энергосбережения наиболее предпочтительна система с рекуперацией энергии в теплообменнике (рисунок 3, г). В нем энергия удаляемого из помещения воздуха частично подогре­вает наружный воздух перед подачей в тепловой центр 1.

 

3. АВТОМАТИЗАЦИЯ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ УСТАНОВОК

 

Комплект оборудования типа «Климат». Управление вентиляци­онными установками осуществляется по температуре воздуха в помещениях путем его замены. Это одновременно обеспечивает нормативные значения других параметров. Для вытяжной венти­ляции используют оборудование типа «Климат», состоящее из регулируемых по подаче воздуха осевых вентиляторов (ОВ) и стан­ции управления. ОВ укомплектованы специальными трехфазны­ми асинхронными электродвигателями с повышенным скольже­нием, у которых при нагрузке в широких пределах изменяется частота вращения в зависимости от подаваемого на статор элект­рического напряжения (от 70 до 380 В).

Функциональная зависимость подачи вентиляторов от напря­жения практически нелинейная и устанавливалась в процессе опытов. Подача воздуха максимально соответствовала номиналь­ной частоте вращения.

В комплект оборудования «Климат» входит от 8 до 24 вентиля­торов. Тип и число осевых вентиляторов, устанавливаемых в од­ном помещении, определяют в процессе расчета воздухообмена для летнего периода.

Оборудование типа «Климат» комплектуют устройствами авто­матического регулирования напряжения на зажимах электродви­гателей вентиляторов:

- контактной станцией управления типа ШАП, или

- бесконтактной тиристорной типа МК–ВАУЗ.

Контактная станция ШАП дополнительно требует специаль­ный АТ, переключе-нием ответвлений которого меняется U-ие на группе электродвигателей вентиляторов.

Более надежная в работе тиристорная схема регулирования на­пряжения, подаваемого к статорной обмотке электровентилятора (рисунок 4).

Рисунок 4 – Блок-схема станции управления МК–ВАУЗ

 

Бесконтактная станция управления типа МК–ВАУЗ плавно ре­гулирует частоту вращения вентиляторов как в ручном, так и в ав­томатическом режимах в функции температуры воздуха в помеще­нии.

Сигнал отдатчика температуры в помещении RК поступает на мост сравнения МС, в одном из плеч которого включен резис­тор — ручной задатчик температуры ЗдТ. Затем через усилитель-демодулятор УД сигнал подается на узел сравнения УС, который имеет резистор-задатчик базового напряжения ЗБН, задатчик дифференциала на допустимое снижение температуры ЗД, а также задатчик минимального напряжения ЗМН, которые требуется по­давать на статор электродвигателя данного типа. Далее сигнал от блока питания БП передается через систему импульсно-фазового управления СИФУ к блокам тиристоров БТ1…БТ3.

Приточно-вытяжную установку типа ИВУ и тепловентиляторы широко используют на животноводческих фермах промышленно­го типа.

Они совмещают в одной конструкции систему подачи и удале­ния воздуха. Их устанавливают на крыше помещения. Внутрен­ний воздух с температурой tВ засасывается вентилятором 2 и выб­расывается в атмосферу с температурой t < tВ. Наружный воздух с температурой tН << tВ засасывается тем же вентилятором, нагрева­ется элементами 3 до температуры tГ >> tВ и поступает через возду­хораспределительные заслонки 1 в помещение. Нагрев приточно­го воздуха обеспечивается теплообменом через гофрированную стенку 5 (рисунок 5), разделяющую каналы, и за счет включения элементов 3.

Рисунок 5 – Приточно-вытяжная установка типа ПВУ:

1 – заслонки секции воздухораспределения; 2 - вентилятор; 3 – нагревательные

элементы (ТЭНы); 4 – заслонки рециркуляции; 5 – разделяющая стенка

 

На комплект из шести установок типа ПВУ поставляется одна приводная станция, управляющая через систему тросовых связей заслонками 1 секции воздухораспределения и каналов (заслонки) рециркуляции 4. При недопустимом понижении температуры воздуха в помещении трехпозиционный регулятор последовательно включает три секции и открывает клапан рециркуляции. В этом случае внешний воздух не поступает, а внутренний подогревается. При остановке вентилятора флажковый датчик потока воздуха отключает нагре­вательные элементы.

 

Тепловентилятор типа ТВ объединяет в себе водяной калорифер 2 (рисунок 6) и радиальный вентилятор 4.

Рисунок 6 – Функциональная схема автоматизации тепловентилятора:

1 – жалюзи; 2 – калорифер; 3 – об­водной канал;

4 - вентилятор; 5 - электродвигатель вентилятора

 

На два вентилятора типа ТВ постав­ляется одно устройство управления «Приток-1». В теплый период года (вода в калориферы не подается) температура в помещении поддерживается за счет изменения частоты вращения вентиляторов и поворота жалюзи 1 по команде двухпозиционного регулятора температуры (ТС) с импульсным прерывателем.

В холодный период года вентилятор работает на 50%-й частоте вращения и температура в помещении поддерживается за счет по­ворота жалюзи. При повышении влажности воздуха в помещении частота вращения вентиляторов увеличивается до минимальной регулятором влажности (MС).

Устройство управления «Приток-1» защищает калориферы от замораживания и электродвигатель вентилятора от перегрузки.

Существенный недостаток типа ПВУ — большой расход энер­гии на нагрев воздуха и электропривод вентиляторов.

Система кондиционирования воздуха промышленного типа до последнего времени не использовалась из-за сложности, дорого­визны и низкой надежности в условиях животноводческих ферм.

С целью сокращения расхода энергии и упрощения конструк­ции разработана система аэрогидродинамического кондициони­рования воздуха на фермах молодняка (рисунок 7). Рециркуляци­онный воздух QР направляется вентилятором 1 через отверстия в шлангах 7 и барботируется в воде 8 со слаборастворимой известью. В воде легко растворяется аммиак и задерживаются пыль и бакте­рии, известь поглощает диоксид углерода. От влажного воздуха QВ отделяется влага в механическом сепараторе 3. Затем при необхо­димости воздух подогревается (Q0) в электрокалорифере 4 и на­правляется в помещение. Электрокалорифер работает только в хо­лодное время года. В жаркое время влажный воздух QВ снижает температуру воздуха помещений. Такой кондиционер доводит все параметры климата до требуемых кондиций, устраняет запахи животноводческих помещений, экономит 40 % и более электроэнер­гии.

Рисунок 7 – Технологическая схема аэрогидродинами­ческого кондиционера:

1 – вентилятор; 2 – камера очистки; 3 – сепараторы вла­ги;

4 – электрокалорифер; 5 – кондиционер; 6 – соедини­тельные

воздушные каналы; 7 – воздушные шланги; 8 – вода

 

 

4. АВТОМАТИЗАЦИЯ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК

 

Для нагрева воздуха и отопления помещений на фермах ис­пользуют теплогенераторы, электрокалориферы, а также устрой­ства местного обогрева молодняка животных и цыплят.

Теплогенератор типа ТГ представляет собой газовоздушный теп­лообменник, работающий на жидком топливе (рисунок 8). Для рас­пыления и сжигания жидкого топлива применяют форсунку 4, к которой топливо подается топливным шестеренным насосом 7 из емкости 8, а воздух — радиальным вентилятором 3.

Рис. 8 - Технологическая (а) и прин­ципиальная электрическая (б) СУ теплогенератором:

1 – жалюзи; 2, 3 - вентиляторы; 4 - фор­сунка; 5 - камера сгорания;

6 - регулирую­щий клапан; 7 - насос; 8 - топливный бак;

9 – редукционный клапан; 10 – выпускная труба

 

Теплопроизводительность горелки определяется настройкой редукционного клапана 9, поддерживающего давление топлива перед форсункой в диапазоне 0,6…1,2 МПа. Подачу воздуха уста­навливают, поворачивая специальное кольцо, перекрывающее се­чение всасывающего патрубка вентилятора горелки. Оптималь­ный режим горения подбирают по цвету газов, выходящих из тру­бы 10. Факел горелки воспламеняется искрой от трансформатора зажигания и контролируется специальным датчиком. Продукты сгорания нагревают вентиляционный воздух, подаваемый основ­ным вентилятором 2 в количестве, зависящем от положения жа­люзи 1.

Температура в отапливаемом помещении контролируется двухпозиционным регулятором. При ее понижении включается венти­лятор горелки и после 24...30 с вентиляции в камеру сгорания 5 подается топливо и включается зажигание. Вентилятор 2 включа­ется при прогреве камеры сгорания выше 38...40°С. При повыше­нии температуры в отапливаемом помещении горелка отключает­ся, а основной вентилятор продолжает работать, пока температура камеры сгорания не понизится до 38...40°С. При погасании факе­ла и перегреве камеры сгорания подача топлива прекращается специальной защитой.

Принципиальная электрическая схема управления теплогене­ратором показана на рисунке 9.

Режим управления выбирают с помощью переключателя SA1, имеющего четыре положения: 1 — продувка, пуск, ручной режим; 2 — ручное отопление; 3 — автоматическое отопление; 4 — отклю­чено.

Рисунок 9 - Принципиальная электрическая схема управления теплогенератором

 

В режиме «Ручное отопление» теплогенератор включают в рабо­ту, поворачивая переключатель SA1 в положение 1. При этом че­рез три пары контактов переключателя SA1 и размыкающий кон­такт SK3 проходит ток. Включается магнитный пускатель КМ2 электродвигателя М2 вентилятора форсунки и начинается продув­ка камеры сгорания.

Через 20...30 с оператор нажатием кнопки SB подает напряже­ние на первичную обмотку высоковольтного трансформатора Т и одновременно на электромагнитный клапан Y подачи топлива. Воспламенение топливовоздушной смеси фиксируется реле конт­роля пламени, выполненным на двух фоторезисторах: ВL1 и BL2. Контакты включившихся реле К2:2 и К2:3 разрывают цепь транс­форматора зажигания и блокируют кнопку SB цепи питания пус­кателя КМ2 вентилятора горелки и электромагнитного клапана Y. Затем переключатель SA1 переводят в положение 2.

Прогрев камеры сгорания контролируется термореле SK2 в цепи реле К1. Последнее при пуске блокирует контактами K1:1 включение магнитного пускателя КМ1. После прогрева камеры сгорания и размыкания SK2 тумблером SA2 включают магнитный пускатель КМ1 электродвигателя M1 основного вентилятора, по­дающего в помещение свежий подогретый воздух.

Чтобы отключить теплогенератор, переводят переключатель SA1 в положение 4 «Отключено». При этом закрывается клапан Y, прекращается подача топлива, гаснет факел и останавливается вентилятор горелки. После остывания камеры сгорания тумблером SA2 останавливают основной вентилятор.

В режиме управления «Автоматическое отопление» переключа­тель SA1 поворачивают в положение 3, что вызывает включение реле К1, размыкающие контакты которого в цепи КМ1 блокируют включение главного вентилятора и подачу в помещение холодного воздуха. Одновременно подается напряжение питания на трехпозиционный терморегулятор A1. Если температура воздуха в отап­ливаемом помещении ниже нормы, замыкаются контакты термо­регулятора А1 и включается реле времени КТ, отрабатывающее программу пуска теплогенератора.

Прежде всего через 6 с по цепи замыкающие контакты КТ1 — размыкающие контакты КТ3 включается пускатель КМ2 двигателя вентилятора горелки и начинается продувка камеры сгорания. Спустя 18…20 с замыкается следующая пара контактов КТ2. На­пряжение подается на катушку электромагнитного клапана Y и трансформатора Т зажигания, в результате чего подаваемое в ка­меру сгорания топливо воспламеняется.

При появлении факела в горелке сопротивление фоторезисто­ров ВL1 и BL2 уменьшается, срабатывают реле контроля факела К3 и К2. Второе из этих реле контактами К2:2 и К2:6 отключает реле времени и трансформатор Т зажигания, а контактами К2:5 и К2:4 блокирует контакты КТ1 и КТ2 реле времени, сохраняя таким образом цепи питания магнитного пускателя КМ2 двигателя М2, вентилятора горелки и электромагнитного клапана подачи топли­ва.

Прогрев камеры сгорания контролируется термореле SK2, ко­торое в момент подъема температуры до 40 °С отключает реле К1 и контактами К1:1 включает пускатель KM1. В результате этого в ра­боту включается двигатель основного вентилятора и теплый воз­дух подается в обогреваемое помещение. Постепенно температура в помещении увеличивается и при достижении уровня, соответ­ствующего настройке регулятора А1, контакты последнего размы­каются, разрывая цепи питания пускателя горелки КМ2, электро­магнитного клапана Y и реле времени КT. Факел в камере сгора­ния гаснет, реле времени возвращается в исходное положение. Основной вентилятор теплогенератора продолжает работать и от­ключается только после того, как температура камеры сгорания понизится до минимальной и снова замкнутся контакты SK2. Процесс включения теплогенератора повторится.

Лампы HL1…HL3 сигнализируют соответственно о наличии питающего напряжения, работе основного вентилятора и сраба­тывании терморегулятора А1.

Схема управления предусматривает защиту оборудования при некоторых нарушениях в его работе. Если при пуске теплогенера­тора факел сразу не появился, попытка его розжига продолжается до момента размыкания контактов КТ2 и КТ4 реле времени. Пер­вая пара контактов отключает подачу топлива, питание трансфор­матора зажигания и электромагнитного клапана, а вторая — вклю­чает сигнальную лампу HL4 и сирену НА.

После обнаружения и устранения неисправности повторный пуск теплогенератора выполняют вручную с последующим пере­водом переключателя SA1 в положение «Автоматическое отопле­ние».

Если факел погас во время работы теплогенератора, то катушки реле К3 и К2 обесточиваются; при этом реле К2 вновь включает трансформатор зажигания и реле времени. Если повторная по­пытка розжига не удалась и факел не воспламенился, то теплоге­нератор отключается с подачей светозвукового сигнала.

Если во время работы теплогенератора случится перегрев теп­лообменника (например, из-за остановки основного вентилято­ра), то термореле SK3 обесточивает пускатель КМ2, который от­ключает вентилятор горелки и электромагнитный клапан подачи воздуха. Факел гаснет, и реле времени включает сигнал «Авария». Повторный пуск теплогенератора производит обслуживающий персонал.

Электрокалориферная установка типа СФОЦ объединяет в себе электрический калорифер и радиальный вентилятор. В зависимо­сти от типоразмера установки мощность ее находится в диапазоне 23,6…97,5 кВт, а подача воздуха составляет 2,5…5,0 тыс. м3/ч.

Все ТЭНы (мощность каждого 2,5 кВт) разбиты на три секции, первая и вторая из которых управляются позиционным регулято­ром А1, а третья – регулятором А2 (рисунок 10).

Рисунок 10 - Принципиальная электрическая схема управления

электрокалориферной установкой типа СФОЦ: I, II, III - секции электрокалорифера

 

Схема автоматического управления калориферной установкой позволяет управлять температурой воздуха в помещении как вруч­ную, так и автоматически. Режим работы электрокалорифера и его теплопроизводительность задают с помощью переключателя SA на 1/3, 2/3 и полную установленную мощность Р.

Если температура в помещении ниже нормы, то при переклю­чении SA в положение А термореле SK включает магнитный пус­катель КМ4 электродвигателя М вентилятора и через контакты термореле напряжение подается в схему управления. При этом через замкнутые контакты терморегулятора А1 включается секция I электронагревателей. Если температура теплоносителя (подогре­ваемого воздуха) не достигает заданного значения, то терморегу­ляторы А1 и А2 поочередно включают магнитными пускателями КМ2 и КМ3 секций II и III.

Установки для обогрева молодняка животных и птицы обеспечи­вают нормативные параметры микроклимата за счет использова­ния разного рода электронагревательных установок, иногда в ком­бинации с устройствами инфракрасного обогрева. Особо эффек­тивно использование таких установок в зоне размещения поросят-сосунов.

Установка ЭИС-11И1 «Комби» состоит из 30 электрообогрева­тельных устройств, каждое из которых включает в себя электро­обогревательную панель (мощностью 0,25 кВт) напольного обо­грева и инфракрасный обогреватель типа «Ирис» (мощностью 0,12 кВт) для обогрева поросят сверху.

Режим работы установки (Р — ручной, А — автоматический) задают тумблерами SA1 и SA2 (рисунок 11).

Рисунок 11 - Принципиальная электрическая схема управления

для обогрева молодняка животных

 

В ручном режиме обо­греватели включают кнопками SB3 и SB5 через магнитные пуска­тели КМ1 и КМ2. В автоматическом режиме эти же пускатели включаются (отключаются) по команде позиционных терморегу­ляторов A1 и А2, которые контролируют температуру на поверхно­сти панели (А1) и воспринимают тепловой поток ИК-облучателя (А2). При этом оба нагревателя работают независимо один от другого. Токовое реле К1 отключает установку контактами К1 при на­рушении изоляции.

Электробрудеры используют для местного обогрева птицы и поросят. Температурный режим (22…38 °С) под брудером (рисунок 12) на площади 2,2 м2 создается четырьмя электронагревателями мощностью по 0,25 кВт каждый. Управление температурой обогрева пола, на котором располагаются цыплята, происходит вруч­ную за счет изменения высоты подвеса брудера или автоматически с помощью термодатчика ТЕ и терморегулятора ТС.

Рисунок 12 – Функциональная схема управления брудером

 

5. АВТОМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ОСВЕЩЕНИЕМ ПТИЧНИКОВ

 

На продуктивность несушек всех видов режим освещения (воз­растающий или убывающий день) оказывает заметное стимулиру­ющее влияние. Режимы освещения птичников по специальным программам, корректирующим долготу светового дня, существен­но повышают яйценоскость птицы. С целью реализации этих про­грамм птичники строят безоконными и оборудуют искусственным электрическим освещением. Для управления освещением приме­няют различные автоматические программные устройства.

Программные устройства ПРУС, УПУС позволяют управлять длительностью светового дня от 6 до 24 ч, имитировать «рассвет» и «закат» естественной освещенности в течение 2…8 мин в соответ­ствии с естественной долготой. Такое устройство состоит из токопроводящего барабана 2, который с помощью редуктора 1 и электродвигателя М делает один оборот в сутки (рисунок 13). На барабан наклеена изоляционная белая трапециевидная полоса. Микропереключатели 3 с помощью роликов замыкают и размыкают цепи управления освещением и, одновременно перемещаясь вдоль барабана, имитируют начало и конец светового дня с ежед­невной коррекцией его долготы.

Рисунок 13 – Схема устройства для автоматического изменения дли­тельности светового дня в птичнике: 1 - редуктор; 2 - барабан; 3 – микропереключатели

 

Для этой же цели разработано программное устройство «Каш­тан» на базе микропроцессорных элементов, рассчитанное на уп­равление световым режимом в 50 птичниках. Контроллер устрой­ства реализует две программы: контроль светового режима и уп­равление им. Обе программы хранятся в постоянном запоминаю­щем устройстве (ПЗУ).

Оператор с клавиатуры дисплея вводит в соответствующий сек­тор оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) начальную информацию по каждому птичнику: номер стандартного возраст­ного интервала в технологическом цикле, число суток и величину начального приращения (убывания) светового дня в пределах стандартного возрастного интервала. Вся остальная информация для основной породы цыплят хранится в ПЗУ, для других пород может быть введена в ОЗУ. В соответствующие моменты времени микропроцессорная система через коммутатор параллельного ин­терфейса выдает номер контролируемого объекта, коды команды управления. По этим сигналам в модулях устройств связи с объек­том вырабатываются команды включения-отключения систем освещения в птичниках.

 

 

Контрольные вопросы и задания

 

1. Перечислите параметры микроклимата на ферме, которые влияют на продуктивность животных.

2. Назовите оптимальные значения температуры, влажно­сти и предельно допустимые значения концентрации аммиака, диоксида углерода и сероводорода для КPC и птицы.

3. Какие способы и средства управления микро­климатом используют на фермах?

4. Как работает блок-схема станции управления МК-ВАУЗ?

5. Объясните принцип действия приточно-вытяжной системы венти­ляции типа ПВУ.

6. Расскажите о принципе действия аэрогидродинамического кондиционирования воздуха.

7. Объясните работу технологической и принципи­альной схем управления теплогенератором типа ТГ.

8. Как управляют электрока­лориферной установкой типа СФОЦ?

9. Какие установки используют для местно­го обогрева животных и птицы?

10. Для чего предназначены и как работают уста­новки для управления освещением птичников?