Проблемы и пути энергосбережения и повышения эффективности прогрессивных машинных технологий на молочных фермах

Проблемы и пути энергосбережения и повышения эффективности прогрессивных машинных технологий на молочных фермах



Д-р техн. наук Ю.А. Цой (ГНУ ВИЭСХ)

Опыт реконструкции и внедрения прогрессивной беспривязной технологии на действующих молочных фермах в различных регионах страны, выявил целый ряд проблем существенно снижающих эффективность технологических новаций.

Прежде всего, это связано с тем, что большая часть типовых зданий для содержания коров по своим объемно-планировочным решениям не позволяет полностью реализовать все преимущества новых технологий, особенно в части создания комфортной среды обитания для животных. Здесь имеется в виду температурно-влажностный режим, воздухообмен, освещенность и теплозащитные характеристики ограждающих конструкций. Так, в частности удельный объем здания в расчете на 1 голову в типовом коровнике стоечно-балочной конструкции на 200 голов составил примерно 17 м3 тогда как в зоогигиене рекомендуется не менее 30 м3. Это в свою очередь потребует дополнительной подачи 2500 м свежего воздуха в коровник и соответствен но затрат энергии на его подогрев. Известно также, что теплопотери через ограждающие конструкции существующих типовых коровников с бетонными или кирпичными стенами могут достигать зимой 40%. /1/. На практике в зимний период очень часто, в целях сохранения тепла, ограничивают или совсем закрывают приточные и вытяжные шахты, что ведет к резкому увеличению влажности воздуха в помещении и соответственно к появлению конденсата на ограждающих конструкциях. Естественная освещенность в средней части типовых помещений шириной 18-21 м снижается в 10-40 раз, что обуславливает необходимость почти круглосуточного искусственного освещения. Перечисленные выше факторы в конечном счете для обеспечения комфортных условий требуют дополнительных затрат ресурсов и энергии. К этому следует также добавить трудность обеспечения, без капитальной перестройки зданий и строительных конструкций, оптимальных технологических зон для животных, имеется в виду ширина кормовых и навозных проходов, параметров кормового стола и доильного зала.

В этой связи в ряде регионах страны очень остро стал вопрос о новом строительстве. Ситуация обострилась еще и тем, что за годы перестройки практически полностью прекратилось производство сборных железобетонных конструкций и зданий на специализированных сельских строительных комбинатах. Кроме того, за прошедшие 15-20 лет, были созданы и освоены ряд технологических новаций, что требуют существенной корректировки типовых проектов, а иногда и разработки новых. В этом плане представляет большой практический интерес новая концепция построения быстровозводимых зданий для к.р.с., получившая широкое распространение в западных странах. Если раньше исходным показателем для выбора теплозащитных характеристик, ограждающих конструкций зданий для к.р.с. была самая низкая расчетная температура, то теперь теплозащитные характеристики, могут меняться за счет применения оригинальных легкотрансформируемых ограждений, изготовленных на основе современных материалов и технологий. В настоящее время ряд западных фирм, такие как Arntjen (Германия), Fouquet (Франция), Vervaeke (Бельгия), Cow House (Канада) специализируются на выпуске быстротрансформируемых ограждений и комплектующих для таких зданий. В настоящее время ряд ферм с такими зданиями построены и работают в Московской, Тульской, Владимирской Ярославской и других областях России.

Применение таких зданий для беспривязного содержания скота позволяет кардинально решить в комплексе ряд проблемных вопросов энергосбережения и обеспечения комфортных условий для животных, а именно:

- обеспечить, как показали предварительные расчеты, требуемый температурно-влажностный режим и воздухообмен при сезонных климатических изменениях за счет трансформации ограждающих конструкции без дополнительных затрат энергии;

- максимально использовать естественное освещение до полного отказа от прямых затрат электроэнергии из сети за счет использования для освещения фотоэлектрических преобразователей и светодиодных светильников;

- - существенно сократить сроки строительства и максимально учесть технологические требования к объемно-планировочным решениям;

Изучение зарубежного опыта показывает принципиальную возможность создания коровников, в котором нет потребителей электроэнергии. Для успешной реализации таких проектов применительно к климатическим условиям России с учетом региональных особенностей необходима тщательная научно-инженерная проработка вопросов, в частности определения теплофизических требований к трансформируемым ограждающим конструкциям и рекомендации по подбору соответствующих материалов. Судя по публикациям, при эксплуатации таких коровников в прибалтийских странах наибольшую остроту приобретают вопросы обеспечения при низких температурах нормальной работы доильных залов /2, 3/.

Отдельного рассмотрения требуют вопросы энергоресурсосбережения, достигаемые за счет новаций в объемно-планировочных решениях. Так, например, весьма эффективным приемом оказалось придание небольшого уклона преддоильной площадке, позволившее, как показали наблюдения, существенно снизить затраты труда на чистку доильных станков, так как до 80% коров в этом случае калятся при перемещении по преддоильной площадке. Такой же прием оказался весьма эффективным и при устройстве боксов.

Отметим проблематичность применения таких облегченных коровников для привязного содержания. Это связано с невозможностью работы оборудования для доения, удаления навоза и поения даже при отрицательных кратковременных температурах в коровнике. В связи с ростом тарифов на электроэнергию и энергоносители доля последних в общей структуре себестоимости молока существенно увеличилась и в отдельных регионах достигает 20 - 30%. На отдельных фермах в лесных зонах для тепловых нужд начали использовать печное отопление и водогрейные устройства. С точки зрения эффективности и КПД применяемые устройства местного изготовления не идут в никакое сравнение с аналогами зарубежного производства. В этих условиях актуальна задача разработки и создания подобных устройств для современных условий. Кроме того, важным резервом энергосбережения может стать интенсификация работ по использованию на фермах возобновляемых источников энергии: солнечной энергии естественного холода, ветра и тепла земли. Опыты, проведенные сотрудниками института в Горьковской области и Узбекистане, показали эффективность использования грунта как для подогрева воздуха зимой, так и для его охлаждения в летний период.

Литература

1. Юрков В.М.. Микроклимат животноводческих ферм и комплексов. -М.: Россельхозиздат, 1985 -223 с.

2. Леола А.К., Реппо Б.А. Направления развития технологий на молочных фермах Эстонии. // Материалы 12 Международного (1 Украинского) симпозиума по машинному доению коров. - Глеваха, 2005.

3. Зуйс В., Прискулис Ю. Использование теплоизолирующего покрытия в доильных установках с молоко проводом. // Материалы конференции “Проблемы интенсификации производства продуктов животноводства”. - Варшава, 2005.

agroportal.su