vetpressАграрная наукаAgrarian science0869-81552686-701XРедакция журнала "Аграрная наука"10.32634/0869-8155-2022-364-11-117-121vetpress-2374Research ArticleАГРОИНЖЕНЕРИЯ И ПИЩЕВЫЕ ТЕХНОЛОГИИAGROENGINEERING AND FOOD TECHNOLOGIESНовый методический подход к расчетам конструкции энергосберегающего устройства для нагрева воды, предназначенной для поения животныхNew methodological approach to calculations for design of energy-saving device for heating water intended for livestock wateringhttps://orcid.org/0000-0001-9428-9930ДулеповаЮ. М.DulepovaYu. M.

 старший преподаватель кафедры «Электрификация и автоматизация»

ул. Октябрьская 22 А, Княгинино, Нижегородская обл., 606340, Российская Федерация

 senior teacher of the chair «Electrification and Automation» 

 Oktyabrskaya 22 A, Knyaginino, Nizhny Novgorod region, 606340, Russian Federation 

makjul92@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1044-1865ДулеповД. Е.DulepovD. E.

 кандидат технических наук, заведующий кафедрой «Электрификация и автоматизация» 

ул. Октябрьская 22 А, Княгинино, Нижегородская обл., 606340, Российская Федерация

 Candidate of Technical Sciences Head of the Department «Electrification and Automation»Nizhny 

Oktyabrskaya 22 A, Knyaginino, Nizhny Novgorod region, 606340, Russian Federation 

dulepov.86@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6982-7071АлександроваА. А.AlexandrovaA. A.

 старший преподаватель кафедры «Электрификация и автоматизация» 

ул. Октябрьская 22 А, Княгинино, Нижегородская обл., 606340, Российская Федерация

 senior teacher of the chair «Electrification and Automation» 

Oktyabrskaya 22 A, Knyaginino, Nizhny Novgorod region, 606340, Russian Federation 

alieksandrova_1990@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4972-8647СамаринГ. Н.SamarinG. N.

доктор технических наук, доцент, главный научный сотрудник 

1-й Институтский проезд, д 5, 109428, г. Москва, Российская Федерация 

 Doctor of technical sciences, associate professor, chief researcher

1st Institutskiy proezd, 5, 109428, Moscow, Russian Federation 

samaringn@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7863-7245МардарьевС. Н.MardaryevS. N.

кандидат технических наук, заведующий кафедрой механизации, электрификации и автоматизации  сельскохозяйственного производства

ул. К. Маркса, 29, г. Чебоксары, 428003, Российская Федерация

Candidate of Technical Sciences Head of the Department of Mechanization, Electrification and Automation of Agricultural Production

st. K. Marx, 29, Cheboksary, 428003, Russian Federation 

s-mard@mail.ruНижегородский государственный инженерно-экономический университетРоссияNizhny Novgorod state engineering-economic universityRussian FederationФедеральное государственное научное учреждение Федеральный Научный Агроинженерный Центр ВИМРоссияFederal Scientific Agroengineer Center VIMRussian FederationЧувашский государственный аграрный университетРоссияChuvash State Agrarian UniversityRussian Federation202215012023111117121Copyright © Дулепова Ю.М., Дулепов Д.Е., Александрова А.А., Самарин Г.Н., Мардарьев С.Н., 20232023Дулепова Ю.М., Дулепов Д.Е., Александрова А.А., Самарин Г.Н., Мардарьев С.Н.Dulepova Y.M., Dulepov D.E., Alexandrova A.A., Samarin G.N., Mardaryev S.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vetpress.ru/jour/article/view/2374

Актуальность. Разработка и использование новых средств и технологий, направленных на энергосбережение в сельском хозяйстве, была и остаётся актуальной задачей. Большую популярность приобрело использование нетрадиционных и возобновляемых источников энергии. Перспективную роль в этом направлении приобретает использование теплоты, которую выделяет крупный рогатый скот.Методы. Предполагается, что за счет свободной теплоты, которая направлена на утилизацию из животноводческого помещения, будет происходить нагрев, для чего разработано новое устройство для нагрева воды. По результатам проведенных расчетов и наблюдений было решено, что устройство, с помощью которого предполагается нагревать воду, будет размещено в месте, где температура воздуха в животноводческом помещении достигает максимальных значений. В связи с этим возникает ряд вопросов, которые требуется решить. Один из них является важной частью проектирования нового устройства для нагрева — это расчет его конструктивных параметров.Результаты. Нужно учесть множество факторов, которые влияют на тепловыделение коров, их питьевой режим, возможность влияния установки теплообменника на вентиляцию в помещении, его нагревательную способность. Расчёт этих пунктов даст возможность оценить в реальных условиях применение устройства для нагрева воды, работающего за счет выделения теплоты у крупного рогатого скота. Его применение позволит снизить потребление электрической энергии, которую используют на нагрев воды, предназначенной для коров.

Relevance. The development and use of new tools and technologies aimed at energy saving in agriculture has been and remains an urgent task. The use of non-traditional and renewable energy sources has become very popular. An advanced role in this direction is acquired by the use of heat released by cattle.Methods. It is assumed that due to the free heat, which is directed to the disposal of the livestock premises, heating will occur, for which a new device for heating water has been developed. Based on the results of calculations and observations, it was decided that the device for water heating will be placed in the place where the air temperature in the livestock premises reaches maximum values. There are a number of issues that need to be solved. One of them is an important part of the design of a new heating device — this is the calculation of its constructive parameters.Results. It is necessary to take into account many factors that affect the heat generation of cows, their drinking conditions, possibility of the installation of the heat exchanger to affect the ventilation in premises, its heating capacity. The calculation of these parameters will make it possible to evaluate in real conditions of use of water heating device, working due to the release of heat from cattle. Its use will reduce the consumption of electric energy, which is used to heat water intended for cows.

теплотакрупный рогатый скотустройство для нагрева водытеплообменникводаheatcattlewater heating deviceheat exchangerwaterReferencesВелькин В. И. Методология расчета комплексных систем ВИЭ для использования на автономных объектах: монография. Екатеринбург: УрФУ. 2015. 226 с.Velkin V. I. Methodology for calculating complex RES systems for use at autonomous facilities: monograph. Yekaterinburg: UrFU. 2015. 226 p. (In Russian)Коломиец Ю. Г. Исследование эффективности преобразования энергии солнечного излучения в низкопотенциальное тепло в различных климатических условиях: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва: Объединенный институт высоких температур РАН. 2009. 174 с.Kolomiets, Yu. G. Efficiency research of converting solar radiation energy into low-potential heat in various climatic conditions. Dissertation for the degree of candidate of technical sciences, Moscow: Joint Institute of High Temperatures of the Russian Academy of Sciences. 2009. 174 p. (In Russian)Маслова А. А., Жужин М. С. Математическое моделирование работы устройства для нагрева воды за счёт солнечной энергии. Оренбург: Известия Оренбургского государственного аграрного университета, 2019; 2 (76): 145–148Maslova А. А., Zhuzhin М. S. Mathematical modeling of operation of the device for water heating by solar energy. Orenburg: Bulletin of Orenburg State Agrarian University. 2019; 2(76): 145–148 (In Russian)Тихомиров Д. А., Трунов С. С., Ершова И. Г., Уханова В. Ю., Поручиков Д. В. Установка на возобновляемых источниках энергии для поддержания параметров микроклимата сельскохозяйственных объектов. Вестник НГИЭИ. 2019; 8 (99): 55–65Tihomirov D. A., Trunov S. S., Ershova I. G., Ukhanova V. Y., Poruchikov D. V. Installation on renewable energy sources to support microclimate parameters of agricultural objects. Bulletin NGIEI. 2019; 8 (99): 55-65 (In Russian)Игнаткин И. Ю. Оптимизация эффективности утилизации теплоты воздухо-воздушного рекуператора. Вестник Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский Государственный Агроинженерный Университет Имени В.П. Горячкина». 2018; 1 (83): 34–39Ignatkin, I. Yu. Optimizing utilization efficiency of heat developed by air-to-air recuperator. Bulletin of Federal State Educational Institution of Higher Professional Education «Moscow State Agroengineering University named after V.P. Goryachkin». 2018; 1 (83): 34-39 (In Russian)Шацкий В. П., Гулевский В. А., Спирина Н. Г. Применение теплообменников (рекуператоров) для нормализации микроклимата животноводческих помещений. Известия высших учебных заведений. Строительство. 2013; 9 (657): 64–68Shatsky, V.P. Shatsky V.P., Gulevsky V.A., Spirina N.G. Application of heat exchangers (recuperators) for the normalization of cattle shed microclimate. News of higher educational institutions. 2013; 9 (657): 64-68 (In Russian)]Макарова Ю. М., Маслова А. А., Осокин В. Л. Оптимизация потребления электрической энергии сельскохозяйственными предприятиями путем внедрения новых устройств водоподготовки. Устойчивое развитие АПК регионов: ситуация и перспективы. В 2 т. Сборник научных трудов по материалам международной научно-практической конференции 2-4 июня 2015; 172–174Makarova, Yu. M., Maslova A. A., Osokin V. L. Optimization of electric energy consumption by agricultural enterprises through the introduction of new water treatment devices. Sustainable development of agricultural and industrial complexes of the regions: situation and prospects. Tom 2: Collection of scientific works on the materials of international scientific and practical conference June 2-4, 2015. TVGSHA; 172-174 (In Russian)Мохов Б. П. Использование обменной энергии в формировании теплового состояния организма крупного рогатого скота. Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. 2021; 2(54): 234-242.Mokhov B.P. Usage of metabolism energy in formation of body thermal state of the cattle. Bulletin of the Ulyanovsk State Agricultural Academy. 2021; 2(54): 234-242.Свистунов В. М., Пушняков Н. К. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха объектов агропромышленного комплекса и жилищно-коммунального хозяйства. Политехника; 2007: 423 с.Svistunov V. M., Pushnyakov N. K. Heating, ventilation and air conditioning of objects of agricultural and industrial complex and housing and communal services. Textbook for universities. Polytechnic. 2007. 423 p. (In Russian)Нурминский И.Н. Применение подогрева и циркуляции воды в установках для поения скота посредством автопоилок: диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук . Улан-уде, 1975.Nurminsky, I.N. The use of water heating and circulation in installations for livestock drinking by means of automatic watering machines: dissertation for the degree of candidate of technical sciences. Ulan-ude, 1975 (In Russian)Радько В. А., Крашенникова Т. И. Влияние температуры (питьевой) воды на продуктивность животных . Науч.-техн.бюл. по электрификации сел. хоз-ва. 1979; 3: 19-22.Radko, V. A., Krashennikova T. I. Influence of temperature (drinking) water on animal productivity. Scientific and technical bulletin by electrification of agriculture. 1979; 3: 19-22 (In Russian)Симонов Г. А. Поение коров тёплой водой в зимний период повышает молочную продуктивность. Эффективное животноводство. 2015; 10 (119): 52-53Simonov G. A. Drinking cows with warm water in winter increases dairy productivity. Effective animal husbandry. 2015; 10 (119): 52-53 (In Russian)Дулепова Ю. М. Обоснование возможности применения нового энергосберегающего устройства для нагрева воды. Вестник НГИЭИ. 2017; 6(73): 61–68Dulepova Yu. M. Justification of the possibility of application new the energy saving device for water heating. Bulletin of NGIEI. 2017; 6 (73): 61-68 (In Russian)Орищенко И. В. Обоснование параметров и режимов работы групповой автопоилки для крупного рогатого скота. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Зерноград: 2012. 170 с.Orishchenko I.V. Justification of the parameters and modes of operation of group automatic watering machine for cattle. Dissertation for the degree of candidate of technical sciences. Zernograd: 2012. 170 p (In Russian)Музыка А. А., Шейграцова Л. Н., Курак А. С. Оценка температурно-влажностного режима животноводческих помещений различных типовых решений в зимний период. Актуальные проблемы интенсивного развития животноводства. 2020; 23-2: 162-169.Muzyka A. A., Sheygratsova L. N., Kurak A. S. Evaluation of the temperature and humidity regime of livestock buildings of various standard solutions in the winter period. Actual problems of intensive development of animal husbandry. 2020; 23-2:162-169. (In Russian)Путан А. А. Установка утилизации тепла с возможностью работы при низких температурах. Вестник НГИЭИ. 2021; 2(117): 27-40Putan A. A. Heat recuperator with the ability to work at low temperatures. Bulletin of NGIEI. 2021; 2(117): 27-40 (In Russian)Трунов С. С., Тихомиров Д. А., Баклачян Р. А., Добровольский Ю. Н. Влияние воздушных тепловых завес на энергетический баланс животноводческого помещения. Инновации в сельском хозяйстве. 2020; 1(34): 70–79Trunov S. S., Tikhomirov D. A., Baklachyan R. A., Dobrovolsky Yu. N. Influence of air heat curtains on the energy balance of livestock premises . Innovations in agriculture. 2020; 1(34): 70-79 (In Russian)Samarin G.N. Optimization of microclimate parameters inside livestock buildings . Advances in intelligent systems and computing. 2019; 866: 337–345.Samarin G.N. Optimization of microclimate parameters inside livestock build-ings . Advances in intelligent systems and computing. 2019; 866: 337–345.Агаханова К. М. Расчет аэрации сельскохозяйственного здания молочного производства в холодный период года. Аграрный научный журнал. 2020; 1: 47–49.Agakhanova K. M. Calculation of aeration of an agricultural building of dairy production in the cold season. Agrarian scientific journal 2020; 1: 47–49 (In Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.