Енергоспоживання системами створення мікроклімату в пташниках-бройлерниках

В літературних джерелах наведено математичні моделі процесу управління тепловою потужністю при створенні мікроклімату в пташниках-бройлерниках. Проте неформалізованою є оптимізація процесу створення мікроклімату – критерій оптимальності – мінімум енергозатрат – по просторовому розміщенню технологічного обладнання в об’ємі пташника та режимів його роботи.

Відсутні дані про вплив перебоїв в енергопостачанні птахівничих підприємств на параметри мікроклімату та виробництво продукції бройлерів.

6. Недостатньо висвітлено застосування систем обліку та контролю витрат енергоресурсів при вирощуванні бройлерів. Відсутні дані щодо економічної ефективності застосування АСКОЕ різних видів.

Другий розділ «АНАЛІТИЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ЕНЕРГОСПОЖИВАННЯ СИСТЕМАМИ СТВОРЕННЯ МІКРОКЛІМАТУ» присвячено енергетичному аналізу систем мікроклімату і вирішенню питань мінімізації питомих енергозатрат та оптимізації режимів роботи технологічного обладнання для створення мікроклімату.

Отримано математичну модель, яка характеризує енергоспоживання при створенні мікроклімату і придатна для використання при вирішенні задач оптимізації просторового розміщення вентиляційно-опалювального обладнання в об’ємі пташника та режимів його роботи. Задача мінімізації енерговитрат на створення мікроклімату полягає в раціональному розміщенні ncт активних стоків теплоти таким чином, щоб вираз Q був найменшим, що описує наступна залежність:

 

де q – постійна складова тепловиділень, МДж;

S0 – площа стоку, м2;

rij – радіус-вектор і-го стоку та j-го джерела теплоти;

nдж – кількість джерел теплоти;

nп. с. – кількість пасивних стоків теплоти;

nа. с. – кількість активних стоків теплоти;

γ – безрозмірний коефіцієнт, який враховує ступінь поглинання теплового потоку j-м стоком;

Отриманий вираз є функцією S = nдж. nа. с. змінних rij яка в просторі RS+1 описує поверхню, яку умовно можна назвати еліптичним гіперболоїдом, зміщеним по осі Q. В реальній ситуації кількість як джерел, так і активних стоків є скінченною і досить невеликою. Координати стоку при Qmin для бокових стін приміщення в даному випадку отримуємо шляхом елементарного перебору:

(a, y0, z0) – стінка 2;

(x0, 0, z0) – стінка 3;

(x0, 0, z0) – стінка 4;

(x0, y0, c) – стінка 6.

Отримано вирази для розрахунку координат оптимального розміщення активних стоків в об’ємі пташника для різних варіантів поєднання кількості стоків і джерел теплової енергії.

Отримано вираз для періодичності включення вентиляційних установок з метою видалення надлишку вологи, при чому виконується умова видалення надлишку шкідливих газів:

 

де q – постійна складова тепловиділень, МДж;

α – коефіцієнт;

a, b, c – координати стоків теплоти;

ρ – густина речовини, яка випаровується, кг/м3;

Св – вологість вентиляційного повітря, %

Економія енергоресурсів при створенні мікроклімату в значній мірі залежить від правильного планування енергоспоживання, для чого необхідні зручні методи аналізу енергопотоків у пташнику. Основним інструментом для розрахунку енергетичних потоків є рівняння енергетичного балансу, складене для пташника з даними вихідними умовами. 

На основі удосконаленої методики розрахунку енергоспоживання системами мікроклімату розроблено програму розрахунку енергетичних потоків при створенні мікроклімату в пташниках-бройлерниках, реалізовану в електронних таблицях EXCEL. Розроблена програма вирізняється інтуїтивно зрозумілим інтерфейсом, простотою проведення розрахунків та зручністю сприйняття отриманих даних. Програма дозволяє порівнювати різні варіанти реалізації систем створення мікроклімату з метою вибору раціонального з точки зору енергетичної ефективності.

За останній час технологія виробництва продукції бройлерів змінилася, причому роль електроенергії різко підвищилася. Це ставить підвищені вимоги до забезпечення електропостачання, оскільки при недопустимих значеннях перерви електропостачання за рахунок втрат продукції різко зростають питомі енерговитрати на її виробництво. Це викликало необхідність розробки методичного підходу до визначення впливу перебоїв в електропостачанні на ефективність забезпечення параметрів мікроклімату і, відповідно. на виробництво продукції бройлерів.

Якщо за нормальних умов виробництва випускається кількість продукції Пн, то у випадку перерви електропостачання, яка викликала загибель чи зниження продуктивності птахів, випуск готової продукції за розрахунковий період зменшиться на величину ΔП.

Збитки при зниженні продуктивності будуть рівні:

 

де Цвідп. – відпускна ціна підприємства на вироблену продукцію, грн/кг;

ΔПн – плановий відхід (вибраковка) курчат-бройлерів, %

РΘвн, РКСО2 – відповідно ризик загибелі курчат-бройлерів при зміні внутрішньої температури та збільшенні концентрації СО2, % від поголів’я.

де nпт. пер. – поголів’я курчат-бройлерів, яке зазнало впливу перерви в електропостачанні, гол;

mпт – планова (нормативна) маса курчати, кг/гол;

ΔmΘвн., ΔmСвн., ΔmКСО2 – відповідно зниження продуктивності курчат-бройлерів внаслідок відхилення температури, вологості та загазованості (СО2) внутрішнього повітря від оптимальних значень, кг.

Розрахунок втрат продукції від перерв електропостачання проведений за допомогою розробленої програми розрахунку енергетичних потоків при створенні мікроклімату на основі функціональних залежностей, які описують зміни приросту та ризики зменшення випуску продукції при зміні параметрів мікроклімату.

Для оцінки енергетичної ефективності нових технологій, а також оптимізації режимів роботи технологічного обладнання доцільно застосовувати енергетичний аналіз.

В основу енергетичного аналізу процесу створення мікроклімату поставлено визначення коефіцієнту біоенергетичної ефективності, який являє собою відношення енерговмісту продукції до сумарних витрат енергії на її виробництво. 

 

де Епр – енерговміст продукції бройлерів, МДж/кг;

Еекв іj – енергетичний еквівалент і-го елементу j-го виду витрат, МДж/ (кг, м2, тощо) ;

Такий підхід до аналізу та оцінки