Новый методический подход к расчетам конструкции энергосберегающего устройства для нагрева воды, предназначенной для поения животных

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.

1. Велькин В. И. Методология расчета комплексных систем ВИЭ для использования на автономных объектах: монография. Екатеринбург: УрФУ. 2015. 226 с.

2. 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.

3. 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): 145–148

4. 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): 55–65

5. 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): 34–39

6. 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): 64–68

7. 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; 172–174

8. Мохов Б. П. Использование обменной энергии в формировании теплового состояния организма крупного рогатого скота. Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. 2021; 2(54): 234-242.

9. Свистунов В. М., Пушняков Н. К. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха объектов агропромышленного комплекса и жилищно-коммунального хозяйства. Политехника; 2007: 423 с.

10. 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.

11. 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.

12. Симонов Г. А. Поение коров тёплой водой в зимний период повышает молочную продуктивность. Эффективное животноводство. 2015; 10 (119): 52-53

13. Дулепова Ю. М. Обоснование возможности применения нового энергосберегающего устройства для нагрева воды. Вестник НГИЭИ. 2017; 6(73): 61–68

14. 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.

15. 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.

16. Путан А. А. Установка утилизации тепла с возможностью работы при низких температурах. Вестник НГИЭИ. 2021; 2(117): 27-40

17. 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): 70–79

18. Samarin G.N. Optimization of microclimate parameters inside livestock buildings . Advances in intelligent systems and computing. 2019; 866: 337–345.

19. Агаханова К. М. Расчет аэрации сельскохозяйственного здания молочного производства в холодный период года. Аграрный научный журнал. 2020; 1: 47–49.