ОПТИМИЗАЦИЯ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ СИСТЕМ МИКРОКЛИМАТА ПТИЧНИКА НА ОСНОВЕ ДИНАМИЧЕСКОГО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
Article Sidebar
Main Article Content
Аннотация
В статье рассматривается актуальная задача повышения энергоэффективности и продуктивности в современном птицеводстве за счет применения методов компьютерного моделирования. Высокая стоимость энергоресурсов и ужесточение экологических норм обуславливают необходимость оптимизации систем обеспечения микроклимата в птицеводческих помещениях. Традиционные эмпирические методы управления не позволяют в полной мере учесть динамическое взаимодействие множества факторов: тепловыделения птицы, влажности, концентрации вредных газов, работы вентиляционного и отопительного оборудования, а также изменчивость внешних погодных условий. В данной работе представлен подход к созданию динамической энергетической модели микроклимата птичника. Модель строится на основе системной динамики и дискретно-событийного подхода, что позволяет интегрировать физические принципы тепло- и массообмена с алгоритмами работы технологического оборудования. В статье описана структура модели, ключевые математические зависимости, определяющие тепловой баланс помещения, а также программная реализация.
Предмет исследования: процессы формирования микроклимата и энергопотребления в птичнике для выращивания бройлеров.
Материалы и методы: Проведено компьютерное имитационное динамическое моделирование тепловлажностного режима птичника в программном комплексе DesignBuilder с использованием расчетного ядра EnergyPlus.
В рамках исследования была разработана детализированная трехмерная геометрическая модель здания с полным описанием теплофизических характеристик ограждающих конструкций и заданы динамические профили внутренних нагрузок, коррелирующие с производственным циклом выращивания птицы.
Результаты: Динамическое моделирование позволило количественно оценить влияние каждого мероприятия на энергопотребление. Установлено, что улучшение теплозащиты ограждающих конструкций позволяет снизить годовые Наибольший эффект продемонстрировал комплексный подход, объединяющий все мероприятия, который позволил достичь сокращения энергопотребления по сравнению с базовым вариантом.
Выводы: Проведенное исследование доказывает высокую эффективность применения динамического энергетического моделирования на этапе предпроектного анализа для оптимизации проектных решений. Разработанный комплекс мероприятий является технически и экономически целесообразным, обеспечивая снижение энергопотребления почти вдвое при сроке окупаемости дополнительных инвестиций около 4 лет. Полученные результаты имеют существенное значение для повышения энергоэффективности и конкурентоспособности птицеводческих предприятий.
Article Details
Библиографические ссылки
Валов В.М. Энергосберегающие животноводческие здания: науч. изд. / В.М.Валов. - М.: Изд-во АСВ, 1997. - 310 с.
СП 50.13330.2012 "Тепловая защита зданий". Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003. – М., 2012.
Маилян Э. Микроклимат в бройлерном птицеводстве при напольном содержании / Э. Маилян // АгроРынок. - 2007. - №4.- С. 12-14.
Бахарев, А.П. Вентиляция птичников по уровню СО2 при выращивании цыплят-бройлеров //Зоотехния / А.П. Бахарев. – 2014 . – № 10. – С 23-25.
Саввинова М. С. Оптимизация микроклимата птичников в условиях Крайнего Севера // Вестник КрасГАУ / М. С. Саввинова, В. В. Матаркина. – Красноярск: КрасГАУ, 2019. - №o 11. - С. 84 – 89.
Мотес Э. Микроклимат животноводческих помещений / Э. Мотес; Пер. с нем. В.Н. Вазонова. - М.: Колос, 1976. - 192 с.
Закипная Е.В. Влияние воздушной среды на продуктивные качества и физиологическое состояние цыплят-бройлеров в условиях Приамурья: автореф. дис. … канд. с.-х. наук / Е.В. Закипная. Уфа, 2005. 22 с.
Мурусидзе Д.Н. Установки для создания микроклимата на животноводческих фермах // Д.Н. Мурусидзе, А.Б. Левин. - М.: Агропромиздат, 1992. - 222 с.
Кириллов Е.Н. Моделирование процессов теплоснабжения зданий для прогнозирования температуры воздуха в помещениях Дис.к.т. наук / Е.Н. Кириллов, Международный институт компьютерных технологий - Воронеж – 2007.
Кувшинов Ю.Я. Энергосбережение в системе обеспечения микроклимата зданий. - М.: Из-во Ассоциации строительных вузов, 2010. – 320 с.
Вишневский Е. П. Сравнительный анализ систем адиабатического увлажнения воздуха. / Е.П. Вишневский // Кондиционирование. №8, 2004. с.46-48
Кочиш И.И. Выбор системы вентиляции для птицеводческих ферм / Кочиш И.И., Чекмарев А.Д. // Зоотехния. - 2004. - № 4. - С. 23-26.
Лохвинская Т.И. Методы и средства организации воздухообмена в птицеводческих помещениях/Т.И. Лохвинская//Lucrări ştiinţifice, UASM. Chişinău, 2015, vol 45 (InginerieAgrară şitransportAuto), p. 136-138.
Свистунов В.М. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха объектов агропромышленного комплекса и жилищно-коммунального хозяйства. учебник для вузов / В.М. Свистунов. -СПб.: Политехника, 2010. - 4-е изд. - 428 с.
Дацюк Т.А. Новая технология проектирования систем обеспечения микроклимата зданий / Т. А. Дацюк, В. Ф. Васильев, В.В. Дерюгин, Ю.П. Ивлев // Санитарная техника . – 2005. – № 3(4). – С. 57-62.