К обоснованию алгоритмов управления микроклиматом птичников

DOI:

ББК 40.7

К ОБОСНОВАНИЮ АЛГОРИТМОВ УПРАВЛЕНИЯ МИКРОКЛИМАТОМ

ПТИЧНИКОВ

Алексей Владимирович Скляр

ООО «Биг Дачмен», г. Москва, Российская Федерация; Big Dutchman AG (холдинг), Vechta, Германия

Маргарита Викторовна Постнова

По многообразию климатических зон птицеводство РФ не имеет аналогов. С Россией канадские фермеры тоже несравнимы, поскольку там 83 % населения и птицехо-зяйств (ПХ) размещены в полосе между 45 и 54 град. с.ш. (это широта между Краснодаром и Тулой) и более того – они стянуты к океанам. Севернее 54 градуса в мире нет таких птицефабрик, как «Синявино», «Боровская», «Якутская», «Пермская» и прочие «северные» птицеводческие предприятия [2; 3; 4; 5; 6]. Фактические отопительные затраты ПХ РФ, объективно, наиболее велики, и задача их минимизации вполне обоснована. А вариант «без ПХ по северу с ввозом туда яиц и мяса с юга» далеко не безусловен и должен оцениваться всесторонне. Дело в том, что на юге, где минимально отопление, в жару нужна мощная «туннельная» аэрация птичников (сотни тыс. м3/ч), в птицеводческих залах используют энергоемкое адиабатическое охлаждение воздуха, значительны расходы электроэнергии на холодильно-морозильных складах птицеводческой продукции. К достоинствам содержания птицы на севере – меньшая вероятность эпизоотий при более низких температурах. Но главным доводом в пользу размещения ПХ в северных регионах РФ является необходимость обеспечения свежими диетическими яйцами и парным, свежим, охлажденным мясом птицы миллионов северян (заполярный город Мурманск, приполярный г. Архангельск, целый ряд крупных городов, находящихся всего в 6–9° от северного полярного круга такие города как Сыктывкар, Санкт-Петербург, Киров, Пермь, Тюмень и др.).

Сокращение затрат на обогрев обязательно включает оптимизацию управления микроклиматом. В уравнении теплового баланса птичника Q отопл. пт-ка = Q нагр. возд. + Q огр. + Q исп. влаги – Q тепл. птицы наибольший расход тепла идет на нагрев приточного воздуха (~в 5–6 раз больше потерь че- рез ограждения). Зимняя аэрация строится по критерию нивелирования загазованности (по СО2) – Lсо2финиш = Свыдел.пт.со2/С пдк в пт-ке – С атм., что в абсолютном выражении соответствует физиологически обоснованному уровню воздухообмена птицеводческих залов, обеспечивающему по 0,7–0,74 м3/ч на 1 кг живой массы особей и достаточному для нормативного продуцирования птицы с высоким генетическим потенциалом (яичные кроссы Родонит, Хайсекс и мясные Кобб, Росс и пр.). Алгоритм управления микроклиматом птичника зимой строится по:

• а)    графику поддержания нормативных температур воздуха в птицеводческом зале, снижающихся с возрастом птицы;

• б)    графику аэрации воздуха в помещении, увеличивающейся в соответствии с набором живой массы поголовьем.

Зимние вентиляционные и отопительные мощности птичника определяются для поголовья с максимальной живой массой на период наиболее холодной 5-дневки при выборе суммарной мощности отопителей, покрывающих затраты тепла на подогрев притока, испарение влаги и тепловые потери через ограждения здания (чтобы исключить их промерзание). При повышении температур наружного воздуха от уровня наиболее холодной 5-дневки алгоритм пропорционально регулирует увеличение воздухообмена в пределах 0,7…1,0 м3/кг живой массы в час. Наоборот, при снижении температур атмосферного воздуха от уровня 5-дневки до абсолютного минимума алгоритм управления также пропорционально снижает аэрацию, но в пределах 0,7…0,45м3/кг живой массы в час. Возможность подобного предельного снижения воздухообмена обоснована физиологическими исследованиями [1]. Дело в том, что СО2 не такой «острый» фактор как температура и кратковременные в малые сроки «пиковых» холодов (< 5-дневки) относительно невысокие 1,36…1,5 – кратные превышения ПДК по

А.В. Скляр, М.В. Постнова . К обоснованию алгоритмов управления микроклиматом птичников

СО2(0.25%) не оказывают достоверного влияния на продуцирование поголовья - в опытах достоверные воздействия на птицу углекислотой на протяжении от 0,5 до 2,25 суток выявлялись лишь при загазованности птичника в 2…5 % (то есть в 8…20 раз > ПДК). Для исключения примерзаний клапанов в приточных форточках (клапанах) в алгоритм управления вводится режим их непрерывных отклонений (~+/-2 %) в обе стороны от задаваемых позиций. Параметры наружного воздуха при построении алгоритма управления для ПХ конкретной климатической зоны принимаются по СНиП 23-01-99 «Строительная климатология» [7]. Для теплого периода года этот СНиП дает абсолютный температурный максимум с суточной амплитудой, влажность наружного воздуха в 15 ч для самого теплого месяца и другте параметры для построения алгоритма управления. Аэрация птичников в теплый период года рассчитывается по удалению теплоизбытков. Доминантным параметром по лету также является график нормативных температур, на котором строится алгоритм. По этим температурам и условию удаления теплоизбытков рассчитывается аэрация, вводимая в алгоритм. Воздухообмен должен быть таким, чтобы длительно поддерживаемая температура воздуха в птицеводческом зале для взрослых кур яичных пород не превышала норматива в +31 °С, а мясных +29 °С. Если уже в интервале температур от +25 °С до +29 °С можно найти отдельные предпосылки (тенденции) к негативному влиянию на продуцирование птицы, то в диапазоне от 29…31 °С до 40 °С находится весь достоверный нарастающий по составу перечень отрицательного воздействия на всех особей (снижение продуктивности, сохранности поголовья, нарушение обмена веществ, высшей нервной деятельности и т.п.). При температурах выше +40 °С птица впадает в коматозное состояние. С учетом того, что в РФ 22 региона имеют «коматозные» климатические зоны с +40 °С и более и еще больше с +37…+39 °С, а снижение температуры на притоке для удаления теплоизбытков должно быть на 3–4 °С ниже +29 и +31 °С (то есть до +25…+26 °С) это предъявляет существенные требования к системе микроклимата птичников. Для большинства регионов РФ, где влаж- ность воздуха в 15 ч дня до 45–55 % снижение температуры притока в основном обеспечат – адиабатическое охлаждение воздуха совместно с «туннельным» режимом вентиляции (вплоть до максимального диапазона с 43 °С до 25–26 °С). Во всех климатических зонах с повышенной влажностью используется «туннель» в сочетании с прочими средствами защиты от перегрева поголовья (световые режимы с «темновой» фазой в пике дневной жары с 12 до 17 ч., светлая окраска крыш, кормовые добавки, адаптирующие птицу к повышенным температурам, у бройлеров до 10 % – уменьшенная плотность посадки птицы в летних партиях и доплановый выборочный убой крупных особей). Алгоритмы переходных периодов (весна-осень) рассчитываются по удалению избытков влаги и техсредств, выбранных для зимы и лета, в условиях РФ вполне достаточно, чтобы обеспечивать в птичниках нормативный микроклимат для этого времени года (включая и подсушку подстилки в случае ее переувлажнения). Перечисленные приемы оптимизации алгоритма управления микроклиматом в птичниках прошли широкую производственную проверку и внедряются в ПХ РФ отечественными и ведущими зарубежными фирмами, поставляющими микроклиматическое оборудование в Россию. Как показала практика экспресс-расчеты микроклимата по «усредненным» показателям ведут к перерасходу энергетических затрат и являются одной из причин того, что птица не раскрывает заложенный потенциал по продуктивности. Только применение оптимизированных алгоритмов управления микроклиматом решает эти задачи.