Експериментальні дослідження температурних режимів сільськогосподарських приміщень при створенні локального мікроклімату із застосувнням інфрачервоного нагріву
Представлены результаты исследования теплового состояния животноводческих помещений при реализации предложенной энергосберегающей отопительно-вентиляционной системы на основе инфракрасного нагрева. Наведено результати досліджень теплового стану тваринницьких приміщень при реалізації запропонованої е...
Saved in:
| Published in: | Промышленная теплотехника |
|---|---|
| Date: | 2011 |
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Інститут технічної теплофізики НАН України
2011
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/60304 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Експериментальні дослідження температурних режимів сільськогосподарських приміщень при створенні локального мікроклімату із застосувнням інфрачервоного нагріву / В.М. Желих, Н.М. Фіалко // Промышленная теплотехника. — 2011. — Т. 33, № 1. — С. 70-74. — Бібліогр.: 7 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-60304 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Желих, В.М. Фіалко, Н.М. 2014-04-13T20:31:49Z 2014-04-13T20:31:49Z 2011 Експериментальні дослідження температурних режимів сільськогосподарських приміщень при створенні локального мікроклімату із застосувнням інфрачервоного нагріву / В.М. Желих, Н.М. Фіалко // Промышленная теплотехника. — 2011. — Т. 33, № 1. — С. 70-74. — Бібліогр.: 7 назв. — укр. 0204-3602 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/60304 697.92 Представлены результаты исследования теплового состояния животноводческих помещений при реализации предложенной энергосберегающей отопительно-вентиляционной системы на основе инфракрасного нагрева. Наведено результати досліджень теплового стану тваринницьких приміщень при реалізації запропонованої енергоощадної опалювально-вентиляційної системи на базі інфрачервоного нагріву. The heat state of livestock premises as the result of the proposed energy-saving heating and ventilating systems implementation based on infrared heating are presented. uk Інститут технічної теплофізики НАН України Промышленная теплотехника Энергосбережение Експериментальні дослідження температурних режимів сільськогосподарських приміщень при створенні локального мікроклімату із застосувнням інфрачервоного нагріву Experimental researches of temperature conditions of agricultural apartments are at creation of local microclimate with the use of infra-red heating Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Експериментальні дослідження температурних режимів сільськогосподарських приміщень при створенні локального мікроклімату із застосувнням інфрачервоного нагріву |
| spellingShingle |
Експериментальні дослідження температурних режимів сільськогосподарських приміщень при створенні локального мікроклімату із застосувнням інфрачервоного нагріву Желих, В.М. Фіалко, Н.М. Энергосбережение |
| title_short |
Експериментальні дослідження температурних режимів сільськогосподарських приміщень при створенні локального мікроклімату із застосувнням інфрачервоного нагріву |
| title_full |
Експериментальні дослідження температурних режимів сільськогосподарських приміщень при створенні локального мікроклімату із застосувнням інфрачервоного нагріву |
| title_fullStr |
Експериментальні дослідження температурних режимів сільськогосподарських приміщень при створенні локального мікроклімату із застосувнням інфрачервоного нагріву |
| title_full_unstemmed |
Експериментальні дослідження температурних режимів сільськогосподарських приміщень при створенні локального мікроклімату із застосувнням інфрачервоного нагріву |
| title_sort |
експериментальні дослідження температурних режимів сільськогосподарських приміщень при створенні локального мікроклімату із застосувнням інфрачервоного нагріву |
| author |
Желих, В.М. Фіалко, Н.М. |
| author_facet |
Желих, В.М. Фіалко, Н.М. |
| topic |
Энергосбережение |
| topic_facet |
Энергосбережение |
| publishDate |
2011 |
| language |
Ukrainian |
| container_title |
Промышленная теплотехника |
| publisher |
Інститут технічної теплофізики НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Experimental researches of temperature conditions of agricultural apartments are at creation of local microclimate with the use of infra-red heating |
| description |
Представлены результаты исследования теплового состояния животноводческих помещений при реализации предложенной энергосберегающей отопительно-вентиляционной системы на основе инфракрасного нагрева.
Наведено результати досліджень теплового стану тваринницьких приміщень при реалізації запропонованої енергоощадної опалювально-вентиляційної системи на базі інфрачервоного нагріву.
The heat state of livestock premises as the result of the proposed energy-saving heating and ventilating systems implementation based on infrared heating are presented.
|
| issn |
0204-3602 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/60304 |
| citation_txt |
Експериментальні дослідження температурних режимів сільськогосподарських приміщень при створенні локального мікроклімату із застосувнням інфрачервоного нагріву / В.М. Желих, Н.М. Фіалко // Промышленная теплотехника. — 2011. — Т. 33, № 1. — С. 70-74. — Бібліогр.: 7 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT želihvm eksperimentalʹnídoslídžennâtemperaturnihrežimívsílʹsʹkogospodarsʹkihprimíŝenʹpristvorennílokalʹnogomíkroklímatuízzastosuvnnâmínfračervonogonagrívu AT fíalkonm eksperimentalʹnídoslídžennâtemperaturnihrežimívsílʹsʹkogospodarsʹkihprimíŝenʹpristvorennílokalʹnogomíkroklímatuízzastosuvnnâmínfračervonogonagrívu AT želihvm experimentalresearchesoftemperatureconditionsofagriculturalapartmentsareatcreationoflocalmicroclimatewiththeuseofinfraredheating AT fíalkonm experimentalresearchesoftemperatureconditionsofagriculturalapartmentsareatcreationoflocalmicroclimatewiththeuseofinfraredheating |
| first_indexed |
2025-11-27T08:15:08Z |
| last_indexed |
2025-11-27T08:15:08Z |
| _version_ |
1850805093738217472 |
| fulltext |
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2011, т. 33, №170
ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ
УДК 697.92
Желих В.М.1, Фіалко Н.М.2
1Національний університет «Львівська політехніка»
2Інститут технічної теплофізики НАН України
ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ТЕМПЕРАТУРНИХ РЕЖИМІВ
СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ ПРИМІЩЕНЬ ПРИ СТВОРЕННІ ЛОКАЛЬНОГО
МІКРОКЛІМАТУ ІЗ ЗАСТОСУВННЯМ ІНФРАЧЕРВОНОГО НАГРІВУ
Наведено результати дослід-
жень теплового стану тварин-
ницьких приміщень при реалізації
запропонованої енергоощадної
опалювально-вентиляційної систе-
ми на базі інфрачервоного нагріву.
Представлены результаты ис-
следования теплового состояния
животноводческих помещений
при реализации предложенной
энергосберегающей отопительно-
вентиляционной системы на основе
инфракрасного нагрева.
The heat state of livestock premises
as the result of the proposed energy-
saving heating and ventilating systems
implementation based on infrared
heating are presented.
Q – потужність інфрачервоного нагрівача, Вт;
t – температура поверхні опромінення, °С;
v – швидкість руху повітря, м/с;
ε – похибка експерименту;
x, y – просторові координати.
Вступ
Річні обсяги використання енергоресурсів
у агропромисловому комплексі України
оцінюються в 12 млн. тон умовного палива,
або близько 4 % від загального їх споживання.
Досить значна частка вказаних енергоресурсів,
близько третини від загальної кількості,
витрачається на створення та підтримання
мікроклімату в тваринницьких комплексах
[1]. З огляду на це актуальним завданням є
підвищення ефективності споживання енергії
в тваринницькій галузі агропромислового ком-
плексу України.
В даній статті розглядаються питання, що
стосуються енергоощадності при створенні
мікроклімату у тваринницьких приміщеннях.
Особлива увага в роботі приділяється об-
ґрунтуванню можливості застосування запро-
понованого високоефективного мікрокліматич-
ного модуля для забезпечення необхідного тем-
пературного режиму таких приміщень. При
цьому, як приклад, розглядається ситуація, що
відповідає умовам вирощування птиці.
Підтримання теплового стану в приміщен-
нях пташників, як відомо, здебільшого ба-
зується на повітряному опаленні [2, 3, 4]. Такі
системи забезпечують необхідні рівні середньої
температури приміщення, але не створюють
потрібного близького до рівномірного просто-
рового розподілу температури через відносно
інтенсивні конвективні течії нагрітого повітря.
Остання обставина є суттєвою, зважаючи на
те, що птиця вельми чутлива до зміни темпера-
тури. Так, зниження температури повітря пташ-
ника на один градус у порівнянні з її необхід-
ним рівнем викликає збільшення об’ємів спо-
живання корму на 2…3 %. Крім того на
фізіологічний стан птиці великий вплив має
швидкість руху повітря в приміщенні. А саме: в
приміщенні не повинно бути протягів та зон із
надмірними швидкостями повітря. Виконання
вказаних вимог при застосуванні повітряного
опалення, очевидно, пов’язано з певними труд-
нощами.
Характеризуючи системи повітряного опа-
лення пташників, слід також звернути увагу
на значні витрати енергії для нагріву приплив-
ного повітря. При цьому більшими є витра-
ти тепла на утримання дорослої птиці (див.
табл.). Це пов’язано із великими затратами на
приготування повітря для асиміляції газових
шкідливостей, що утворюються під час виро-
щування птиці.
Особливість утримання молодняка птиці
полягає у необхідності поступового зменшення
температури повітря з ростом птиці. Це мож-
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2011, т. 33, №1 71
ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ
Табл. Споживання тепла в птахівництві [3]
№
п/п Сфера споживання теплової енергії Теплове навантаження, кВт
1. Пташники дорослої птиці 47 на 1 птицю
2. Курчатники для утримання птиці від 30 до 60 денного віку 8 на 1 курча
ливо здійснити при використанні опалюваль-
них систем здатних створювати динамічний
мікроклімат. З цією метою, як свідчить світо-
вий досвід, доцільно застосовувати інфрачер-
воні випромінювачі. Слід також відзначити,
що останні дозволяють крім того забезпечува-
ти локальний мікроклімат на визначеному міс-
ці [4, 5].
Мета досліджень
Робота спрямована на встановлення
закономірностей зміни температурного ре-
жиму зони перебування молодняка птиці при
застосуванні мікрокліматичного модуля на
основі інфрачервоного нагріву та обґрунтуван-
ня на цій основі запропонованих технологій
опалення та вентиляції для підтримання ком-
форту у вказаній зоні.
Методика досліджень
Дослідження проводились на експеримен-
тальній установці (рис. 1, а), що складалась із
повітророзподільника (3) циліндричної форми
висотою 2,0 м, виконаного у вигляді коло-
ни в металевому сітковому каркасі з каме-
рою статичного тиску для забезпечення
рівномірного повітряного потоку по її висоті.
Повітророзподільник з’єднувався з вентиля-
тором (1) через повітропровід (2). У верхній
частині повітророзподільника встановлював-
ся електричний інфрачервоний нагрівач (4)
із змінною тепловою потужністю в діапазоні
від 400 до 1200 Вт. Для зручності проведення
замірів штатив (6) облаштовувався координат-
ником (8) із мірною сіткою.
На першому етапі досліджень темпера-
турного режиму встановлювалась мінімальна
потужність інфрачервоного випромінювання,
що становила 400 Вт, і через 15…20 хвилин за-
безпечувався стаціонарний режим його робо-
ти. За допомогою пірометра (10) вимірювалась
температура на поверхні опромінення у харак-
терних точках, положення яких визначалось
координатною сіткою. Для вимірювання темпе-
ратури повітря в зоні опромінення застосовував-
ся термоанемометр АТТ004 (9). Дослідження
проводились також для інших потужностей
випромінювача, зокрема – 800 та 1200 Вт.
На наступному етапі проводились експе-
рименти з рухомим повітряним потоком в зоні
опромінення. Шляхом дроселювання вентиля-
тора за допомогою шибера (7) встановлюва-
лась швидкість повітряного потоку, що до-
рівнювала 0,2 м/с. Дослідження виконувались
для потужностей випромінювача від 400 до
1200 Вт. Експерименти проводились також для
швидкості повітряного потоку 0,35 м/с. Вказа-
ні значення швидкості повітряного потоку виз-
начались з міркувань підтримання оптимальної
рухомості повітря для приміщень вирощування
птиці. Основні результати виконаних експери-
ментальних досліджень наведено на рис. 2 та 3.
Оцінка похибок вимірювання результатів
експериментальних досліджень виконувалась
на основі теорії ймовірності та теорії похибок
[6]. Відносна похибка результатів вимірювання
знаходилась в інтервалі 10…15%.
Обговорення результатів досліджень
На рис. 2 наведено результати дослідження
зміни температури поверхні опромінення в
залежності від теплової потужності нагрівача
та швидкості руху повітря в зоні опромінення.
Як видно з рисунку, температура поверхні
опромінення суттєво залежить від швидкості
руху повітря v і збільшується з її ростом.
Щодо залежності температури поверхні від
потужності випромінювача, то вона тим
суттєвіша, чим нижче значення швидкості руху
повітря.
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2011, т. 33, №172
ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ
а) б)
Рис. 1. Схема експериментальної установки (а) і фото експериментального стенду (б).
1 – вентилятор; 2 – повітропровід; 3 – повітророзподільник;
4 – інфрачервоний нагрівач; 5 – поверхня нагріву; 6 – штатив; 7 – шибер;
8 – координатник; 9 – термоанемометр; 10 – пірометр.
Наведені на рис. 2 результати експеримен-
тальних досліджень можуть бути апроксимовані
такою аналітичною залежністю:
t = c ∙ v b, (1)
де с і b – коефіцієнти, що залежать від швид-
кості руху повітря. Так, для швидкості v = 0 м/с:
Рис. 2. Залежність температури поверхні опромінення (t) від потужності
випромінювача (Q) при різних значеннях швидкості руху повітря (v).
(1) – v = 0,35 м/с; (2) – v = 0,2 м/с; (3) – v = 0 м/с.
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2011, т. 33, №1 73
ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ
с = 5,71 і b = 0,185, для швидкості v = 0,2 м/с:
с = 9,89 і b = 0,113 та для швидкості v = 0,35 м/с:
с = 13,36 і b = 0,079.
Рис. 3 ілюструє характер зміни температу-
ри повітря по висоті приміщення в площині
АА`-ВВ` (див. рис. 1, а). З рисунку видно, що в
зоні перебування птиці підтримується потріб-
ний рівень температури, який знаходиться в
межах 20…22 °С. Стрімкий ріст температу-
ри повітря спостерігається в безпосередній
близькості від нагрівача, що пояснюється, го-
ловним чином, конвективним нагрівом повіт-
ря від поверхні випромінювача. Очевидно,
тепло, яке передається повітрю в без-
посередній близькості від нагрівача, корис-
но не використовується і для підвищення
ефективності роботи випромінювача вка-
зане конвективне нагрівання повітря слід
мінімізувати або застосовувати методи його
вловлювання та утилізації.
На основі результатів проведених дослід-
жень було запропоновано мікрокліматичний
пристрій (рис. 4.), що забезпечує необхідні
режими утримання і вирощування молодняка
птиці шляхом підтримання певних темпера-
турних параметрів безпосередньо в зоні його
перебування [7]. Мікрокліматичний пристрій
базується на використанні інфрачервоних
випромінювачів, виконаних у формі зрізаного
конуса, що розташовані під круглими реф-
лекторами із внутрішньою дзеркальною
поверхнею. Під час роботи пристроїв здій-
снюється кругове опромінення поверхні
підлоги з курчатами. При цьому птиця має
можливість самостійно здійснювати власну
терморегуляцію, розташовуючись ближче, чи
далі від мікрокліматичного пристрою, оскіль-
ки інтенсивність випромінювання зменшуєть-
ся на поверхні опромінення по мірі віддален-
ня від пристрою.
Локальний повітрообмін у зоні перебу-
вання птиці забезпечується таким чином.
Повітророзподільник циліндричної форми з
підтримуючою сіткою, до якої прикріплений
фільтруючий матеріал, розташовується на
підлозі, що дає можливість здійснювати при-
плив попередньо підготовленого або забір за-
брудненого газовими шкідливостями повітря
безпосередньо із зони перебування птиці.
Видалене забруднене повітря в подальшо-
Рис. 3. Розподіл температури повітря в зоні опромінення інфрачервоним нагрівачем
для практично нерухомого повітря при потужності нагрівача Q = 1200 Вт.
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2011, т. 33, №174
ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ
му проходить крізь канал, влаштований у
випромінювачі, та витяжним повітропроводом
скеровується до теплоутилізатора, де відібране
тепло використовується на підігрів зовнішнього
припливного повітря.
Висновки
Отримані результати досліджень темпе-
ратурних режимів, що створюються запропо-
нованим мікрокліматичним модулем на базі
інфрачервоних випромінювачів, можуть бути
використані при розрахунках і проектуванні
систем теплозабезпечення тваринницьких
комплексів різного призначення.
ЛІТЕРАТУРА
1. Гладка А.Б. Технології як основа підви-
щення ефективності сільськогосподарського
виробництва // Міжвід. темат. наук. зб. Пта-
хівництво – Харків: ІП УААН, 2008. – Вип. 62.
– 425 с.
2. Економне використання енергоресурсів
у сільськогосподарському виробництві / В.Г.
Бебко, С.Я. Меженний, В.Г. Стафійчук, В.Ф.
Юрчук. – К.: Україна, 1991. – 144 с.
3. Онегов А.П., Храбустовский И.Ф., Чер-
ных В.И. Гигиена сельскохозяйственных жи-
вотных / Под ред. А.П. Онегова. – М.: Колос,
1977. – 400 с.
4. Захаров А.А. Применение тепла в сель-
ском хозяйстве. – М.: Колос, 1980. – 312 с.
5. Семерин А.М., Семерина С.Д., Левченко
А.А. Моделирование тепловых процессов в по-
мещении, обогреваемом газовыми трубчатыми
нагревателями // Пром. теплотехника. – 2004. –
Том 26, №6. – С. 76-80.
6. Зайдель А.Н. Элементарные оценки оши-
бок измерений.– Л: Наука, 1967. – 155 с.
7. Патент Укр. на корисну модель №47887
кл. F24D 10/00 «Пристрій мікрокліматичний
для пташників». Бюл. №4 від 25.02.2010. Же-
лих В.М., Фіалко Н.М.
Получено 09.11.2010 р.
Рис. 4. Мікрокліматичний пристрій
для пташників. 1 – інфрачервоний
випромінювач; 2 – рефлектор із дзеркальною
поверхнею; 3 – повітророзподільний або
витяжний пристрій; 4 – повітропровід.
|