2.4.9. Средства локального обогрева в сельскохозяйственных помещениях

Установки общего отопления не обеспечивают одинаково комфортные условия для животных во всех зонах помещения, тем более если там находится молодняк животных или птиц.

Например, для новорожденного ягненка в первый час необхо­дима температура 39 "С, а для взрослой овцы 5...15 °С. В зоне на­хождения телят, поросят, ягнят или цыплят необходимо иметь повышенную температуру воздуха и пониженную его влажность, сниженную концентрацию вредных газов, должны быть исключе­ны сквозняки.

В результате использования установок локального (местного) обогрева при одном и том же уровне кормления в 3...4 раза можно повысить сохранность молодняка, на 10... 15 % увеличить продук­тивность животных. Повышаются привесы, до 25 % уменьшается себестоимость продукции. В случае крайней необходимости мож­но снизить расход кормов и существенно уменьшить расход элек­трической энергии. Чтобы добиться указанного эффекта, необхо­димо правильно рассчитать и разместить средства общего и ло­кального обогрева.

237

К средствам локального обогрева относят: электрообогревае-мые полы, панели, электроковрики, электрогрелки, обогреваемые манежи, инфракрасные облучатели и брудеры, установки совме­щенного инфракрасного и ультрафиолетового облучения, комби­нированные установки и др.

По способу передачи теплоты средства локального обогрева разделяют на средства лучистого (инфракрасного), контактного (кондуктивного), конвективного и комбинированного обогрева.

Средства лучистого обогрева. В них используют светлые и тем­ные инфракрасные излучатели — электрические лампы и нагрева­тельные элементы. Особенности применения средств локального обогрева со светлыми источниками инфракрасного излучения рассмотрены в разделе «Светотехника».

Температура темных инфракрасных излучателей более низкая по сравнению со светлыми — 400...500 °С. При этом большая часть теплоты отводится от них конвективно с потоком нагретого возду­ха. Для таких излучателей характерны повышенная надежность и механическая прочность. Они менее чувствительны к колебаниям напряжения. В качестве темных источников наиболее распростра­нены ТЭНы и керамические излучатели.

Брудеры — устройства лучистого обогрева молодняка животных и птиц, имеющие конструкцию корпуса в виде зонта, внутри ко­торого размещены источники инфракрасного излучения. Для обо­грева цыплят применяют брудеры БП-1А, БПН-1, БН-500. В бру­дере БП-1А источниками теплоты служат четыре ТЭНа мощнос­тью 250 Вт каждый. Имеется также электрическая лампа мощнос­тью 25 Вт. Для поддержания требуемого температурного режима 22...35°С в брудере использован двухпозиционный тиристорный регулятор температуры.

Оборудование ООП-50 состоит из 50 брудеров БТ-0,3, оно пред­назначено для обогрева поросят. Брудер БТ-0,3 также выполнен в виде зонта, содержит ТЭН мощностью 900 Вт и обогревает пло­щадь 0,7 м².

Обогреватель ОКБ-1376, используемый для обогрева молодняка животных и птиц, имеет три ТЭНа общей мощностью 1,2 кВт. Мощность его изменяется ступенчато при помощи выключателей.

Инфракрасный электрообогреватель ЭИС-0,25И1 предназначен для локального обогрева животных. Он состоит из металлическо­го корпуса, снабженного теплоизоляцией и винтовым цоколем, позволяющим использовать его с облучателями ССП 01-250, «Аст­ра» и др. Внутри корпуса смонтирован нагреватель в виде кера­мической плитки, в которой находится нагревательный эле­мент — проволочная спираль. Мощность электрического нагре­вателя 250 Вт при напряжении 220 В. Среднее превышение тем­пературы над температурой окружающей среды на уровне пола в зоне площадью 0,7 м² составляет не менее 8 °С (при высоте под­веса 0,6 м).

238

Чтобы выбрать средства инфракрасного обогрева, определяют температуру, ощущаемую животными как комфортную в зоне их расположения в помещении, °С:

Т_пи = тТ_р + (1-т)Т_ъ, (2.116)

где т — опытный коэффициент (для коровников т = 0,3; свинарников — 0,42); Г_р — радиационная температура поверхности ограждения, °С; Т_в — температура воздуха в помещении, °С.

Затем определяют необходимую инфракрасную облученность, Вт/м²:

Еяк = (Т_01П-Т_пм)/К_и (2.117)

где Г_опт — оптимальная температура в зоне расположения животных, определяе­мая зоотехническими нормами °С; К_{ — коэффициент, связывающий значение Е_ик с температурой, К_{ = 0,04 (м² • °С)/Вт.

Зная облученность Е^ и размеры площадки ^ для обогрева, выбирают мощность Р, высоту подвеса И и число облучателей N. Единичная мощность облучателя, Вт,

(2.118) где V/ — удельная мощность общего равномерного облучения, Вт/м², ю= Е_щ.

Средства контактного обогрева. К ним относят электрообогрева-емые полы, панели, ковры и грелки.

Электрообогреваемые полы. При устройстве электрообогревае-мого пола на глубине 230...260 мм уплотняют грунт, для выравни­вания на него насыпают слой песка толщиной 15...20 мм, а затем укладывают гидроизоляцию в виде листов толя или полиэтилено­вой пленки в один-два слоя. Поверх гидроизоляции насыпают слой песка, на котором размещают тепловую изоляцию из котель­ного шлака или керамзита толщиной 80... 150 мм. Изоляцию уп­лотняют и присыпают песком, после чего укладывают бетон. В слое бетона на глубине 40...60 мм прокладывают нагревательные элементы из специальных нагревательных проводов или кабелей. При питании сетевым напряжением над проводами на глубине около 20 мм от поверхности закладывают стальную сетку, соеди­ненную с нулевым проводом питающей сети. Сетка защищает на­гревательный провод от повреждений в случае разрушения бетон­ного покрытия, а также служит для выравнивания потенциалов, защищая животных от шагового напряжения.

При использовании нагревательных элементов из стальной не­изолированной проволоки диаметром 4...6 мм применяют пони­женное (до 60 В) напряжение питания, что обеспечивает безопас­ность животных и людей без защитной сетки. Применение напря­жения до 60 В связано с дополнительными затратами на понижа­ющие трансформаторы (типов ТМОА-50, ТМОБ-63, ТПК-25 и др.).

239

Выполнение нагревательных элементов в полах определяется назначением помещения. В свинарниках-маточниках обогревае­мый пол выполняют в виде сплошной полосы шириной 1,2...1,7м, проходящей под станками одного ряда со стороны, противоположной кормушкам. Все станки делят на секции с са­мостоятельным управлением температурного режима в зависи­мости от возраста поросят, и пол в этих секциях подогревают отдельными нагревательными элементами. Нагревательный провод укладывают зигзагообразно по длине полос. Необходи­мая температура поверхности пола для поросят составляет 25...30 °С, а для свиноматок — 18...20 °С, поэтому в местах рас­положения поросят шаг укладки проводов меньше, чем в зоне нахождения свиноматки.

В коровниках электрообогреваемые полы занимают всю пло­щадь стойл или полосу шириной до 0,6 м в каждом ряду.

При выращивании бройлеров электрообогреваемые полы мон­тируют по всей площади помещения или сооружают обогревае­мую полосу вдоль помещения по его центру.

Для автоматического управления температурными режимами электрообогреваемого пола и его участков применяют двухпози-ционные регуляторы, датчики которых встраивают в массив пола между нагревательными проводами.

Электрообогреваемые полы характеризуются хорошей теплоак-кумулирующей способностью, что делает возможным их работу в часы минимальной загрузки систем электроснабжения. Это обес­печивает также бесподстилочное содержание животных.

Нагревательные провода и кабели, которые применяют для устройства обогреваемого пола, можно использо­вать для разогрева почвы и воздуха в парниках и теплицах, а также в других местах при обеспечении процессов сельскохозяйственно­го производства.

В сельском хозяйстве наиболее распространены нагреватель­ные провода ПОСХП, ПОСХВ, ПНВСВ, ПОСХВТ и кабели КНРПВ, КНРПЭВ, КНМСС, КМЖ, КМНС и др.

Токопроводящую жилу нагревательных проводов изготовляют из оцинкованной малоуглеродистой стали диаметром 1,1 мм (ПОСХП, ПОСХВ), 1,2 мм (ПНВСВ) и 1,4 мм (ПОСХВТ). В ка­честве изоляции используют поливинилхлорид (ПОСХВ, ПОСХВТ) и полиэтилен (ПОСХП). Допустимая температура на­грева проводов ПОСХП —70 °С, ПНВСВ — 80 "С, ПОСХВ — 90 °С, ПОСХВТ — 105 °С. Электрическое сопротивление проводов ПОСХП и ПОСХВ составляет 0,174 Ом/м, ПОСХВТ и ПНВСВ -0,12 Ом/м. Допустимая удельная погонная мощность проводов, на основании которой определяют общую длину провода для требуемой установленной мощности ЭНУ, составляет при обо­греве полов и почвы около 11 Вт/м для проводов ПОСХП и ПОСХВ и 16 Вт/м-для ПОСХВТ и ПНВСВ. Провод ПНВСВ

240

имеет основную изоляцию из фторопластовой ленты, экран из стальных плетеных проволочек и наружную поливинилхлорид-ную оболочку. Срок службы провода увеличен в 4...5 раз по срав­нению с другими проводами. Кроме того, в эксплуатации он ме­нее опасен.

В отличие от проводов кабели имеют две-три изолированные одна от другой нагревательные жилы из нихрома, которые распо­лагаются в плетеных оболочках (экранах) из стальной нержавею­щей проволоки.

Кроме электрообогреваемых полов, которые используются при строительстве новых и реконструкции существующих жи­вотноводческих помещений, широко применяют съемные элект­рообогреваемые плиты, панели, коврики, грелки, манежи и дру­гие устройства локального обогрева. В них используют указан­ные выше нагревательные провода, кабели и угольнографитовые шнуры и ленты с различным удельным электрическим сопротив­лением на 1 м.

Электрообогреваемые плиты. В Кустанайской и Кокчетавской областях находят применение небольшие (1500 х 1000 мм, 1000x630 мм и др.) цементные плиты (полики). Нагревательный провод в них — голая стальная оцинкованная проволока диамет­ром 1,3...2,0 мм, длиной 17,5...41 м — монтируют с помощью кре­пежных скоб или гвоздей по дну деревянного ящика высотой 120...140 мм, заливают раствором цемента, закрывают заземлен­ным металлическим листом, поверх которого располагают лино­леум, резину или пластик. Ящик пропитывают специальным со­ставом для огнестойкости и влагонепроницаемое™. Мощность нагревательных элементов равна 150...250 Вт. К одному трансфор­матору типа ТС-2,5/0,5 с напряжением 36 В подключают 10... 12 поликов.

Электрообогреваемые панели. Для отопления производственных и бытовых помещений разработаны бетонные электрообогревае­мые панели, устанавливаемые на стенах. Панель имеет раму из стальной полосы, в которой между двумя сетками заложена в бе­тон спираль нагревательного провода ПОСХВ. Напряжение пита­ния панели —220В, установленная мощность—1,65кВт, габа­ритные размеры 1640 х820х 50 мм, длина провода ПОСХВ — 150м, средний диаметр витка спирали—15мм, температура на поверхности панели — 75 °С при температуре воздуха в помеще­нии 20 °С, металлоемкость — 13 кг, масса — 155 кг.

241

Несколько похожие по конструкции электрообогреваемые бе­тонные панели ПБЭ-1,5/220 и ПБЭ-0,75/110 предназначены для обогрева родильных отделений или помещений ягнятников. Мощность бетонных панелей 1,5 и 0,75 кВт при напряжении 220 и У 0 В, температура на поверхности в зависимости от назначения панели может изменяться в пределах 32...70 °С. Габаритные разме­ры — 1200 х 700 х 50 мм и 600 х 700 х 50 мм. Масса панелей — 100 и

16 - 6572

53 кг. Поддержание температуры на панели осуществляется тер-) морегулятором ТР-200.

Панели, выполненные н а основе плоской углегра-фитовой ленты, предназначены для локального обогрева молодняка животных. Они отличаются сравнительно малой мас­сой и безопасной эксплуатацией при напряжении 220 В, представ­ляют собой прямоугольную раму из уголковой стали размером 1000 х 650 х 50 мм, в которую уложена теплоизоляция. В слой бе­тона толщиной 25 мм заделана трехмиллиметровая стеклотексто-литовая пластина с нагревателем из углеграфитовой ленты. Име­ется экранирующая защитная сетка из провода диаметром 3 мм. Потребляемая мощность панели — 250...300 Вт, температура рабо­чей поверхности — до 40 °С, масса — не более 40 кг.

Электрообогреваемыв ковры. Коврики типа ЭП-935 выполнены из двух слоев химостойкой резины, между которыми равномерно распределен электронагревательный элемент из нагревательного провода ПОСХВ длиной 32 м. Выпускают две модификации ков­риков этого типа: в виде панели размером 1200 х 500x25 мм, ар­мированной по периметру уголковой сталью, и в виде мягкого коврика размером 1000 х 600 х 20 мм. Технические характеристики коврика ЭП-935: напряжение питания — 36 В; потребляемая мощ­ность — 200 Вт; температура на поверхности — 30 °С; полезная площадь — 0,6 м²; масса — не более 12 кг.

Электрообогреваемый ковер типа ЭК-5 предназначен для обо­грева ягнят. Он состоит из резинового основания толщиной З...4мм и верхнего греющего слоя резины толщиной 2...3 мм. По­перек основания на расстоянии 8 мм друг от друга расположены резиновые полоски-бруски высотой 7...8 мм и шириной 33 мм, между которыми укладывается спираль из стальной оцинкован­ной проволоки диаметром 1 мм, обернутой лентой из стеклоткани типа ПЭС-0,1х1б. При изготовлении ковра верхний и нижний листы резины вместе с полосками-брусками и нагреваемой спира­лью подвергаются вулканизации. В результате образуется нераз­борная герметическая конструкция электрообогреваемого ковра. Для его переноса предусмотрены специальные «уши» из кордовой ткани, закрепленные между листами резины. Ковры подключают­ся посредством разъемов к магистральной кабельной линии, пита­ющейся от понижающих трансформаторов типа ТС-2,5/0,5 или ОСУ со вторичным напряжением 38,4 или 36...50 В.

Технические характеристики электроковра ЭК-5: номиналь­ное напряжение — 36 В; максимальная удельная мощность — 300 Вт/м^; максимальная тепловая мощность — 1260 кДж • ч; тем­пература на поверхности ковра — 29 + 2,5 °С; расход электричес­кой энергии на одного ягненка — 0,35 кВт • ч/сут; гарантийная на­работка — 8000 ч; габаритные размеры — 1500 х 750 х 15 мм; мас­са — 11 кг.

242

Электрообогреваемые грелки. Грелки типа ЭГЯ-ЗМ, ЭОЯ-0,15-220 предназначены для обсушивания новорожденных ягнят и других животных в первые минуты их жизни. Грелки представляют собой прямоугольный ящик, состоящий из разборного корпуса и нагре­вательного элемента, выполненного из нихромовой проволоки или углеграфитовой ленты. В центре нагревательного элемента ус­тановлен термоограничитель (ТР-200 или ТО 20-11-121). Габарит­ные размеры грелок — 490 х 476 х 400 мм. Напряжение питания — 36 и 220 В. Потребляемая мощность — 72 и 150 Вт. Температура на поверхности греющего «дна» — 37...41 °С. Время сушки ягненка — 40...50 мин. Нагреватель грелки с использованием углеграфитовой ленты имеет высокие изоляционные свойства и может использо­ваться во влажной среде при напряжении питания 220 В.

Электрообогреваемые манежи. После обсушивания в грелках ягнят размещают на манежах типа ЭМ-0,36-220 и держат на них в течение 20...30 дней. Манеж оснащен двумя нагревательными элементами ЭОЯ-0,18-220, выполненными также на основе уг­леграфитовой ленты, суммарной мощностью 360 Вт. Площадь манежа— 1600x760 мм, на которой размещаются не менее 15 ягнят.

Температура на поверхности манежа (30... 15 °С) может менять­ся в зависимости от продолжительности пребывания ягнят на ма­нежах после высушивания в грелках. Регуляторы температуры — ТЭЗП или РТЭ-3.

Пленочные обогреватели. Получают распространение пленоч­ные обогреватели, в которых поверхностно-распределенные элек­тронагревательные элементы выполнены из токопроводящей ре­зины, пластмассы, стеклоцемента или краски, стеклоэмали, фоль­ги и других токопроводящих пленок.

Для обогрева молодняка животных и птиц разработан наполь­ный пленочный электрообогреватель, имеющий металлическую конструкцию, покрытую стеклоэмалью, на поверхность которой нанесен полупроводниковый резистивный нагревательный эле­мент.

Средства конвективного обогрева. К конвективным средствам локального электрообогрева относят электроконвекторы, элект­рокалориферы малой мощности и электрообогреваемые панели, не имеющие прямого контакта с животными. Панели устанавли­вают вертикально вблизи зоны нахождения молодняка и на рас­стоянии 5... 10 см от стен помещения.

Электроконвекторы. Для сельскохозяйственного производства предназначены электроконвекторы ЭОКС мощностью 2 и 6 кВт. Они снабжены устройствами для автоматического и ручного уп­равления температурным режимом в помещениях. Нагреватель­ными элементами служат ТЭНы, помещенные в общий оребрен-ный корпус с большой теплоотдающей поверхностью.

16- 243

Электрорадиаторы. Вспомогательные и бытовые помещения можно обогревать электрорадиаторами. В них теплота от ТЭНа передается корпусу промежуточным теплоносителем — минераль­ным маслом. Мощность электрорадиаторов составляет 0,5... 1,25 кВт, напряжение питания — 220 В. Имеется терморегулятор, изменяющий температуру нагрева теплоотдающей поверхности, максимальное значение которой равно 90 °С.

Электрокалориферы. При использовании электрических кало­риферов небольшой мощности для локального обогрева их уста­навливают в производственном помещении таким образом, чтобы поток теплого воздуха направлялся в зону нахождения животных. Электрокалориферный локальный обогрев применяют также для создания тепловых завес, препятствующих проникновению холод­ного наружного воздуха в помещение, где содержатся животные и птицы в моменты открывания ворот.

Для ранее указанных целей используют передвижные электро­калориферы ЭКВ-28 и ЭКВ-30. Мощность калориферов составля­ет 28 и 30 кВт, имеется возможность 50%-ного включения нагре­вателей; напряжение — 380/220 В; соединение фаз — «звезда»; по­дача воздуха соответственно 2 и 3,5 тыс. м³/ч; типы вентилято­ров — 06-320 № 4 и 06-320 № 5, частота вращения — 1440 мин"¹; максимальная температура воздуха на выходе калорифера при температуре на входе 5 "С составляет 75 и 85 °С.

Расчет нагревателей. При расчете и выборе нагревателей для обогреваемых полов и панелей определяют вначале полезный теп­ловой поток, Вт, необходимый для создания заданной температу­ры рабочей поверхности Т_п:

Средства комбинированного обогрева. При комбинированном электрообогреве передача теплоты животным и птице происходит одновременно излучением, контактно и конвективно.

В качестве примера приводим пленочный нагреватель УралАГРО. На базе нескольких нагревателей может быть образована система лучистого и конвективного тепл©распределения. Элементы систе­мы закрепляют на потолке, стенках, столах, креслах и т. п. про­изводственных и административных зданий и не занимают по­лезной площади пола. Они могут быть широко использованы и в сельскохозяйственных помещениях для различных целей и уст­ройств общего и локального обогрева. Преимущество обогреваемой системы — возможность иметь пониженный темпе­ратурный фон в помещении (15...17 °С) и комфортную температу­ру в необходимых локальных местах (19...22 °С). Поддержание бо-

245

лее низкой температуры в помещении, особенно при отсут­ствии людей, значительно уменьшает расходы на отопление. Кроме того, лучистое отопление воспринимается человеком как более приятное.

Пленочный нагревательный элемент состоит из двух слоев тер­мостойкой полимерной пленки, между которыми находятся резис-тивные полосы аморфной фольги из металла различного состава. Технические данные нагревательного элемента УралАГРО: рабочее напряжение — 220В; потребляемая мощность— 125... 150Вт; рабо­чая температура — 38...45 °С; основные размеры — 2500 х 600 мм; толщина — 1,3...2,5 мм; ширина модуля — 300 мм; масса нагрева­теля — 0,5 кг. Нагревательный элемент имеет высокую механичес­кую прочность, водонепроницаем и пожаробезопасен.

При монтаже на потолке предварительно закрепляют слой теп­лоизоляционного материала (искусственный ватин, минеральная вата и др.). Затем с помощью гвоздей, шурупов или специальных скоб устанавливают греющие элементы, которые можно прикрыть различными облицовочно-декоративными материалами. Темпе­ратуру в помещении регулируют терморегуляторами. Программ­ным реле времени можно управлять температурой помещения в ночное время или в отсутствие людей.

Для поддержания необходимой температуры в помещениях с помощью пленочных нагревателей УралАГРО или температуры поверхности обогреваемых полов в животноводческих и других помещениях с помощью нагревателей различных типов использу­ют программируемый термостат ТЕПЛОЛЮКС РКО.

Регулятор имеет восемь различных недельных программ под­держания температуры. Максимальный ток нагрузки — 16 и 20 А (варианты 1 и 2), напряжение — 220 В, масса — 280 г.

Прибор может обеспечивать поддержание различных темпера­тур днем, ночью и в выходные дни, а также в рабочее и нерабочее время. Имеется индикация текущей температуры, времени и дня недели.

Другой пример средства локального комбинированного обо­грева животных снизу и сверху — установка ЭИС-ПИ1 «Комби» и аналогичная ей ЭИС-0,37И1 «Руно». В них теплота животным пе­редается от обогреваемых панелей и от темных инфракрасных из­лучателей. Таким образом здесь реализуются контактный (снизу), лучистый и конвективный электронагрев (сверху).

Установка ЭИС-11И1 обеспечивает оптимальный температур­ный режим в зоне размещения поросят в свинарниках-маточни­ках при системе общего обогрева, если температура воздуха не ниже 14 °С. Установка состоит из 30 электрообогреваемых уст­ройств и общего для них пульта управления. Каждое устройство (рис. 2.29, а) включает в себя обогреваемую панель 1 размером 120 х 62 см и мощностью 120 Вт и инфракрасный нагреватель типа ЭИС-0,25И1 мощностью 250 Вт, конструктивно объединенные

246

Рис. 2.29. Установка комбинированного электрообогрева ЭИС-11И1 «Комби»:

а — устройство; б— принципиальная электрическая схема управления; / — обогреваемая панель; 2— инфракрасный облучатель; 3— коробка выводов; 4— кронштейн

при помощи кронштейна 4 с коробкой выводов 3. Общая мощ­ность установки ЭИС-11И1 «Комби»—11,15кВт, напряжение питания — 380/220 В. Установка обеспечивает в зоне нахождения поросят благоприятные температурные условия.

Принципиальная электрическая схема устройства комбиниро­ванного обогрева приведена на рисунке 2.29, б. Ручной или авто­матический режим работы схемы устанавливают переключателями 8А1 и 8А2. В ручном режиме электронагреватели включают кноп­ками ЗВЗ и 8В5, выключают кнопками 8В2 и 8В4.

В автоматическом режиме обогреватели начинают работать от сигналов двухпозиционных регуляторов температуры 1/К1 и 1/К2 типа Т-419, датчики которых воспринимают тепловой поток инфракрасного обогревателя (КК1) и температуру обогреваемой панели (КК2). Обогреватели можно включать независимо один от другого в любом режиме. Дифференциальное реле АР1 (РУД-0,5) отключает установку при появлении потенциала на ее элементах.

247