Спосіб вентиляції тваринницького приміщення

Реферат: Спосіб вентиляції тваринницького приміщення включає відсмоктування відпрацьованого (рециркуляційного) повітря з приміщення, часткове очищення його пропусканням через сітчастий фільтр, рециркуляцію його частини знову у приміщення. Рециркуляційне повітря після очищення на сітчастому фільтрі змішують зі свіжим зовнішнім (припливним) повітрям, після чого додатково пропускають через мінімум два шари адсорбенту. Перед подаванням у тваринницьке приміщення змішане очищене повітря підігрівають за використання тепла внутрішнього повітря приміщення завдяки його подачі по повітропроводу, розташованому у верхній частині приміщення. UA 74991 U (12) UA 74991 U UA 74991 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель стосується сільськогосподарського виробництва, зокрема способів вентиляції тваринницьких приміщень з очищенням повітря та пристроїв для їх здійснення. Відомі способи вентиляції тваринницького приміщення, які у процесі вентиляції передбачають і санітарну обробку повітря. Так, наприклад, відомий спосіб санітарної обробки повітря, який передбачає використання внутрішнього повітря тваринницького приміщення повторно, тобто його 100 % рециркуляцію [1]. Він включає подавання зовнішнього повітря, конденсацію і збір конденсату, нагрівання, очищення і рециркуляцію після цього повітря знову у приміщення. Зовнішнє повітря подають через повітропровід трикутної форми з автоматичним регулюванням температури, конденсат збирають в каналізацію через конденсатозбірник, закріплений під повітропроводом, повітря очищають від аміаку, вуглекислого газу, водяної пари, пилу і шкідливих бактерій в хімосорбері, вологе повітря нагрівають з регулюванням відносної вологості до величини 67-70 %, температуру повітря в технологічній зоні утримання тварин на відстані 1,5 м від підлоги регулюють за допомогою електрокалориферів, а в іншій зоні приміщення застосовують загальнообмінну вентиляцію з підтриманням температури 10-12 °C. Недоліками цього способу є необхідність ступінчастого підтримання температури в різних місцях приміщення, що ускладнює конструкцію технологічного обладнання, а також використання хімосорбера з відносно великими витратами води на процес та з необхідністю видалення і очищення забрудненої води перед відведенням її у каналізацію. Крім того, за повної рециркуляції повітря не може бути забезпечено необхідне збагачення внутрішнього повітря тваринницького приміщення потрібною для життєдіяльності тварин кількістю кисню. Також відомий спосіб очищення повітря тваринницького приміщення від шкідливих домішок [2], згідно з яким для очищення повітря від сірководню і аміаку його обробляють кислими розчинами солей міді, наприклад розчинами мідного купоросу з концентрацією у межах 5-250 г на 1 літр води при температурі від мінус 1 °C до +35 °C. Недоліками цього способу є відносно великі витрати води та неможливість використання отримуваного розчину з шкідливими речовинами повторно або після його регенерації. В екологічному відношенні таке очищення не можна вважати раціональним, бо відпрацьований розчин збагачується сполуками міді, які є токсичними. Відомий також спосіб очищення повітря, переважно сільськогосподарських приміщень [3], 3 який включає обробку повітря озоном, кількість якого вибирають у межах від 0,2 до 10 мг/м , після чого оброблене повітря подають в терлицю чи оранжерею, звідки знову подають у тваринницьке приміщення. У цьому випадку, як стверджують автори розробки, повітря очищається від аміаку та сірководню завдяки обробленню озоном, а вуглекислий газ поглинається рослинами та одночасно збагачується киснем. Недоліками цього способу є необхідність мати поблизу тваринницького приміщення теплицю чи оранжерею з відповідними характеристиками, рослини в якій функціонували б безперервно при цілодобовому світловому дні та протягом усього періоду утримання тварин у приміщенні, що, частіш за все неможливо, а також необхідність додаткового очищення повітря від пилу. Без такого очищення може бути неповне знищення шкідливої мікрофлори, яке призведе до погіршення умов утримання тварин і якості отримуваної в теплицях чи оранжереях продукції. Названі недоліки частково виключаються при використанні відомого способу, згідно з яким, функціонує тваринницька ферма, описана в авторському свідоцтві [4]. Для утилізації пилу і газових домішок з повітря тваринницького приміщення, теплиця для вирощування рослин має камеру з розбризкувачами води, а воду, забруднену пилом та аміаком, використовують для поливу рослин; повітря після цього проходить через змочений живильним розчином субстрат, де додатково очищається від шкідливих домішок і лише тоді, збагачене киснем від життєдіяльності рослин, спрямовується у тваринницьке приміщення. У періоди, коли в теплиці темрява і рослини не продукують кисень, повітря після очищення і утилізації з нього пилу та газових домішок в теплиці викидається з неї в атмосферу. Відомий спосіб очищення повітря тваринницького приміщення і пристрій для його здійснення [5]. Згідно з цим технічним рішенням, спосіб здійснюється шляхом пропускання забрудненого повітря через електричне поле зі швидкістю 1,2-1,5 м/с, причому здійснюють відбір повітря, яке надходить на очищення, у декількох рівнях від поверхні підлоги приміщення. Пристрій для здійснення способу має корпус з розташованими у ньому коронуючими та осаджувальними електродами, встановленими у повітропроводі перед вентилятором по ходу руху повітряного потоку, а електроди розміщено у шаховому порядку. Недоліками названих способу і пристрою є відносна конструктивна складність пристрою та наявність підвищеної напруги при здійсненні способу, що небажано при відносно високій вологості та забрудненості повітря, яке очищається, волокнистим пилом. Останнє затрудняє періодичне очищення електродів від вологого пилу та може у процесі роботи призводити до порушення режиму очистки повітря. 1 UA 74991 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Пристрій для санітарної обробки повітря в системах створення мікроклімату в тваринницьких приміщеннях [6], включає вентилятор, нагрівач, форсункову зрошувальну камеру, насос і повітропровід, причому зрошувальна камера виконана двосекційною з двома піддонами, заповненими водою і завантаженими адсорбентами сульфату алюмінію (в один з них) та негашеним вапном (в другий піддон), в секціях встановлено сепаратори, повітророзподілювач, клапани перемикання секцій при окремому очищенні повітря від аміаку та вуглекислого газу, а також сітчасті фільтри захисту форсунок від пилу. З опису даного пристрою випливає, що він служить для реалізації способу очищення вентиляційного повітря, що видаляється з тваринницького приміщення, який включає очищення повітря на сітчастих фільтрах, очищення його шляхом зрощування у форсунковій камері з різними адсорбентами типу сульфату амонію та негашеного вапна почергово. Цей спосіб, який може бути вибрано за прототип, має такі недоліки: використання великої кількості води на вологе очищення повітря від шкідливих газів, періодичність очищення від аміаку та вуглекислого газу, відносна складність заміни чи відновлення адсорбентів, необхідність видалення в каналізацію великої кількості відпрацьованої рідини з наступним її очищенням, необхідність використання для спорудження пристрою для реалізації способу антикорозійних покрить чи матеріалів, стійких проти корозії. Недоліком способу є також неможливість забезпечення ефективного очищення повітря від вірусів хвороб птиці, які можуть бути небезпечними і для людини (наприклад, пташиного грипу тощо). Відома також установка для очищення забрудненого повітря пташника з рециркуляцією [7], що містить абсорбери та вентилятор для подачі повітря у пташник, в якій абсорбери першого та другого ступеня очистки забрудненого повітря з'єднані з генератором озону, що забезпечує санацію пташника. Ця установка включає також вентилятор для подачі повітря у пташник. Спосіб, який застосовується у названій установці, відносно складний, бо потребує приготування „складного розчину сульфату, нітрату та карбонату амонію", аналогічні операції приходиться виконувати і на другому ступені очищення повітря, використовувати додаткове обладнання, зокрема генератор озону, дегазатор озону тощо. Окрім того, очищене повітря не „збагачується" свіжим зовнішнім повітрям, що необхідно для подавання відповідної кількості кисню та негативно заряджених „легких" аероіонів, необхідних для життєдіяльності організму тварин. Спосіб вентиляції тваринницьких приміщень, що пропонується, усуває названі недоліки. Задачами корисної моделі є спрощення процесу очищення, забезпечення безперервного очищення рециркуляційного та зовнішнього повітря від пилу, аміаку, сірководню та шкідливих мікроорганізмів, усунення забруднень навколишнього середовища та забезпечення використання відпрацьованих реагентів як добрив пролонгованої дії для сільськогосподарських угідь. Перелічені задачі вирішуються завдяки запропонованому способу вентиляції тваринницького приміщення, який включає відсмоктування відпрацьованого (рециркуляційного) повітря з приміщення, часткове очищення його пропусканням через сітчастий фільтр, рециркуляцію його частини знову у приміщення. Він відрізняється тим, що рециркуляційне повітря після очищення на сітчастому фільтрі змішують зі свіжим зовнішнім (припливним) повітрям, після чого додатково пропускають через два шари адсорбенту, а перед подаванням у тваринницьке приміщення змішане очищене повітря підігрівають шляхом використання тепла внутрішнього повітря приміщення завдяки його подачі по повітропроводу, розташованому у верхній частині приміщення. Спосіб відрізняється і тим, що сітчастий фільтр промивають конденсатом, що утворюється при змішуванні припливного і рециркуляційного повітря та його проходженні через шари адсорбенту. Він відрізняється і тим, що нижній шар адсорбенту має гранулометричний склад у межах 2,0-4,5 мм, а верхній шар - у межах 1,0-1,5 мм, причому адсорбент періодично замінюють новим, а відпрацьований адсорбент, пил та конденсат, які збирають після промивання сітчастого фільтру, використовують, наприклад, як домішку до гною чи пташиного посліду перед їх компостуванням з метою отримання органо-мінерального добрива пролонгованої дії. Спосіб відрізняється ще й тим, що як адсорбент використовують алюмосилікати, наприклад природні цеоліти або алюмосульфати. Відомі пристрої для очищення повітря тваринницьких приміщень передбачають, в основному, видалення з повітря пилу, аміаку та сірководню. Так, наприклад, пристрій для очистки повітря тваринницького приміщення [8] включає послідовно розміщені електрофільтр, в корпусі якого розташовані коронуючі та осаджувальні електроди, і вентиляційну установку. Повітропровід для подачі повітря з приміщення має патрубки, нижні кінці яких розміщені на відстані 0,5-1,0 м від рівня підлоги. У вхідному отворі встановлено сітчастий елемент із електроізоляційного нетканого матеріалу для грубої очистки повітря від механічних забруднень. Недоліками пристрою є його відносна конструктивна складність, необхідність періодичного 2 UA 74991 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 очищення електродів від вологого пилового осаду, неефективне очищення повітря від аміаку та сірководню. Відомий пристрій для вентиляції тваринницького приміщення [9] включає змішувальну камеру з вентилятором приєднані до неї канали зовнішнього та рециркуляційного повітря, а також сітчасту перегородку (фільтр), встановлену в каналі рециркуляційного повітря, при цьому у каналі зовнішнього повітря встановлено заслінку для регулювання його подачі на змішування з рециркуляційним. Недоліками названого пристрою є недостатня ступінь очищення і знезаражування рециркуляційного повітря, необхідність періодичної заміни сітчастої перегородки (фільтру), саморегулювання об'єму зовнішнього повітря і поступове виключення з роботи сітчастої перегородки як фільтра не дає змоги розширити функціональні можливості пристрою на утримання дорослих тварин чи птиці, коли необхідне подавати об'єми зовнішнього повітря лише у залежності від його температури та поголів'я тварин у приміщенні, а не у залежності від їх віку. Принципову блок-схему пристрою для здійснення описаного способу вентиляції тваринницького приміщення наведено на фіг. 1 та фіг. 2 (на фіг. 1 - розріз пристрою по Б-Б, а на фіг. 2 - розріз пристрою по А-А). Пристрій для здійснення запропонованого нами способу вентиляції тваринницького приміщення 1 включає змішувальну камеру 3, один або декілька вентиляторів 2 на вході суміші рециркуляційного і зовнішнього повітря у приміщення та приєднані до неї канал зовнішнього свіжого 5 та канал рециркуляційного повітря 6, сітчастий фільтр 4 у каналі рециркуляційного повітря і заслінки в каналі зовнішнього 5 та рециркуляційного повітря 6, які встановлено з можливістю регулювання їх подачі. Пристрій відрізняється тим, що сітчастий фільтр, 4 очищення рециркуляційного повітря розташований горизонтально, над ним розміщено фільтрувальну насадку 9, що являє собою сітчасту транспортерну стрічку 10, на якій влаштовано декілька шарів поглинаючого токсичні гази матеріалу (як мінімум два) 9, клапан подавання рециркуляційного повітря 6 розміщено нижче сітчастого фільтра 4, клапан припливного зовнішнього повітря 5 розміщено між сітчастим фільтром 4 та фільтрувальною насадкою 9, під сітчастим фільтром встановлено конденсатозбірник 8, а вентилятори 2 розміщено над фільтрувальною насадкою 9 і з'єднано з повітропроводами 7 подачі суміші очищеного рециркуляційного і зовнішнього повітря в тваринницьке приміщення 1. Пристрій відрізняється також тим, що транспортерну стрічку 10 встановлено на барабанах, один з яких має привід 11 для періодичного видалення відпрацьованих шарів поглинаючих токсичні гази матеріалів, а інший - натяжний пристрій 12, причому над стрічкою розміщено бункери 13 та 14 з дозаторами поглинаючих токсичні гази матеріалів різного гранулометричного складу з розрахунку, щоб шари цього матеріалу на стрічці транспортера розміщались від більш крупнозернистого (з бункера 13) на нижній її частині до дрібнішого (з бункера 14) - у верхній частині насадки. Бункер 16 призначений для збирання відпрацьованого поглинаючого токсичні гази матеріалу. Пристрій відрізняється також тим, що над фільтрувальною насадкою розміщено трубопроводи з форсунками 15 для її зрошування у спекотний період року для випаровувального охолодження і підвищення вологості повітря, яке подається у тваринницьке приміщення 1. Пристрій відрізняється також тим, що повітропроводи подачі змішаного повітря 7 у тваринницькому приміщенні 1 мають дві частини - суцільну 7 на половині приміщення, розташованій ближче до камери змішування 3, та перфоровану 17 з отворами 18 роздачі повітря по приміщенню - розташовану впродовж другої частини приміщення 1, причому під суцільною частиною повітропроводу 7 закріплено конденсатозбірник 19. Запропонований спосіб здійснюється за використання запропонованого пристрою таким чином. Приклад 1. У холодний та перехідний періоди року, коли в повітрі приміщення 1 накопичуються надлишкові волога, аміак, сірководень, пил та хвороботворні мікроорганізми, вмикаються у роботу вентилятори 2, розташовані в змішувальній камері 3. Рециркуляційне повітря з приміщення 1 всмоктується через відкриті клапани 6, проходить через сітчасту перегородку 4, де очищається від пилу та частини мікроорганізмів. Далі це повітря проходить нижню частину стрічки транспортера 10, де також частково доочищається від пилу та мікроорганізмів, після чого змішується зі свіжим холодним зовнішнім повітрям, яке поступає через відкритий клапан 5. Таке змішування здійснюють з розрахунку, щоб сумарна температура змішаного повітря відповідала точці роси. Тобто, вже при змішуванні деяка частина вологи з рециркуляційного повітря конденсується і у вигляді конденсату спрямовується через нижню частину транспортерної стрічки 10 та сітчасту перегородку 4 в конденсатозбірник 8, на шляху частково промиваючи стрічку і перегородку від пилу та мікроорганізмів. Змішане повітря надалі проходить через насадку 9, де волога додатково конденсується та спрямовується в 3 UA 74991 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 конденсатозбірник 8 через нижню частину стрічки транспортеру 10 та сітчасту перегородку 4. Поглинаючі гази матеріали насадки 9 адсорбують аміак і сірководень та накопичують найбільш дрібнодисперсні частини пилу з мікроорганізмами, що залишились після грубої очистки сітчастою перегородкою 4 та нижньою частиною транспортерної стрічки 10. Вентилятор 2 спрямовує змішане очищене повітря й повітропровід 7, розташований в верхній частині приміщення 1, де повітря приміщення має підвищену температуру. Завдяки проходженню повітря через суцільну частину повітропроводу 7 воно підігрівається, конденсат, що накопичується на повітропроводі 7, відводиться конденсатозбірником 19. Підігріте та очищене повітря через отвори 18 другої частини повітропроводу 17 викидається у приміщення 1, додатково змішується з теплим повітрям та спрямовується в зону розміщення тварин. Пристрій працює безперервно, у залежності від температури зовнішнього повітря клапаном 5 регулюють його надходження в змішувальну камеру. Згідно з розрахунками, в період, коли поглинаючі токсичні гази матеріали насадки 9 втратять поглинаючі властивості, привід 11 барабана транспортера вмикається у роботу, завдяки наявності натяжного пристрою 12 транспортерна стрічка з насадкою 9 починає рухатись справа наліво, відпрацьований матеріал накопичується в бункері 16 та спрямовується на використання для виготовлення компостів. Трубопроводи з форсунками 15 за необхідності можна використовувати для додаткового короткочасного промивання сітчастої стрічки транспортера та сітчастої перегородки перед завантаженням нових матеріалів насадки 9. У бункери 13 та 14 завантажуються матеріали відповідного гранулометричного складу, звідки вони дозуються на звільнену стрічку транспортера та створюють нові, свіжі шари матеріалів насадки 9. Конденсат з конденсатозбірників 8та 19, який являє собою слабкий розчин аміаку, накопиченого при контакті з рециркуляційним повітрям приміщення 1, спрямовують також для додавання у компост для кондиціонування останнього за вологістю. Приклад 2. У теплий період року клапани 6 рециркуляційного повітря прикривають, клапани 3 зовнішнього повітря відкривають. Вентилятори 2 подають у приміщення 1 по повітропроводах свіже зовнішнє повітря, змішане з невеликою частиною рециркуляційного, що подається через прикриті клапани 6, сітчасту перегородку 4 та насадку 9. У спекотний період через трубопроводи з форсунками 15 подається вода на зрошення насадки 9, при проходженні якої за рахунок випаровування частини води змішане повітря охолоджується та накопичує вологу. Температура повітря у приміщенні 1 знижується на 6-8 градусів Цельсія, підвищується його відносна вологість, що покращує мікроклімат. Аналогічно прикладу 1, періодично замінюють матеріали насадки 9. Надлишкову воду з насадки 9 регенерують та знову подають на насадку у наступному циклі її використання. Таким чином, запропонований спосіб не потребує використання корозійно стійких матеріалів, механізує процес зміни реагентів для очищення повітря та використання відпрацьованих матеріалів як складової для приготування високоефективних органомінеральних добрив, утилізації теплоти повітря тваринницького приміщення для підігрівання припливного повітря та виключення необхідності видалення великої кількості відходів, які слід би було очищати та направляти в каналізацію. Джерела інформації: 1. Патент RU 2244562, A61L9/00, F24F3/16. Способ санитарной обработки воздуха в животноводческом помещении. Опубл. 20.01.2005. 2. Патент RU 2071813, B01D53/14. Способ очистки воздуха животноводческих помещений от вредных примесей. Опубл. 20.01.1997. 3. Патент RU 2230996, F24F3/16, A01L9/00. Способ очистки воздушной среды животноводческих помещений. Опубл. 20.06.2004. 4. Авт. свід. СРСР № 1625454 від 1987.12.02 (заявка № 4376278/15 по класу А01К 1/00). Опубл. 07.02.1991, бюл. № 5. 5. Патент RU 2230996, А01К1/00, F24F3/16, F24F7/00, B01D35/06. Устройство для очистки воздуха животноводческого помещения. Опубл. 20.08.1997. 6. Патент RU 2244561, A61L9/00, F24F3/16. Установка для санитарной обработки воздуха. Опубл. 20.01.2005. 7. Патент UA 67363 А, ВО ID 46/30. Установка для очищення забрудненого повітря пташників з рециркуляцією. Опубл. 15.06.2004. 8. Патент RU 2087097, А01К1/00, F24F3/16, F24F7/00, B01D35/06. Устройство для очистки воздуха животноводческого помещения. Опубл. 20.08.1997. 4 UA 74991 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 20 1. Спосіб вентиляції тваринницького приміщення, який включає відсмоктування відпрацьованого (рециркуляційного) повітря з приміщення, часткове очищення його пропусканням через сітчастий фільтр, рециркуляцію його частини знову у приміщення, який відрізняється тим, що рециркуляційне повітря після очищення на сітчастому фільтрі змішують зі свіжим зовнішнім (припливним) повітрям, після чого додатково пропускають через мінімум два шари адсорбенту, а перед подаванням у тваринницьке приміщення змішане очищене повітря підігрівають за використання тепла внутрішнього повітря приміщення завдяки його подачі по повітропроводу, розташованому у верхній частині приміщення. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що сітчастий фільтр промивають конденсатом, що утворюється при змішуванні припливного і рециркуляційного повітря та його проходженні через шари адсорбенту. 3. Спосіб за п. 1 та п. 2, який відрізняється тим, що нижній шар адсорбенту має гранулометричний склад у межах 2,0-4,5 мм, а верхній шар - у межах 1,0-1,5 мм, причому адсорбент періодично замінюють новим, а відпрацьований адсорбент, пил та конденсат, які збирають після промивання сітчастого фільтра, використовують, наприклад, як домішку до гною чи пташиного посліду перед їх компостуванням з метою отримання органо-мінерального добрива пролонгованої дії. 4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як адсорбент використовують алюмосилікати, наприклад природні цеоліти, або алюмосульфати. 5. Спосіб за п. 1 та п. 4, який відрізняється тим, що алюмосилікати розташовують у нижньому, а алюмосульфати - у верхньому шарі адсорбенту. 5 UA 74991 U Комп’ютерна верстка Л. Купенко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6