Способ обогрева молодняка сельскохозяйственных животных и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, к промышленному птицеводству и животноводству. Цель изобретения - повышение точности регулирования режима обогрева. Способ обогрева молодняка сельскохозяйственных животных предусматривает измерение скорости движения воздуха в зоне обогрева с помощью датчика 8 и температуры поверхности имитационной модели 1 животного, установленной в этой зоне посредством датчика 5. Имитационная модель 1 животного снабжена внутренним нагревателем 4, связанным с выходом инвертирующего усилителя 3 и инвертирующим входом первого дифференциального усилителя. Зона обогрева молодняка оборудована обогревателем 7, снабженным регулятором 6, инвертирующий вход которого связан с датчиком 5, а неинвертирующий - с выходом второго дифференциального усилителя 10. Способ включает задание требуемого значения эффективной температуры и заданного значения тепловыделений организма животного с последующим определением фактической величины эффективной и требуемой температуры поверхности модели температуры воздуха в зоне обогрева. В зависимости от величины разностного сигнала от сравнения требуемого и фактического значений температуры поверхности имитационной модели 1 животного вырабатывают управляющий сигнал коррекции режима обогрева. Изобретение позволяет обеспечить высокий процент сохранности поголовья сельскохозяйственных животных и повышение его продуктивности и темпов роста. 2 с.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1 1> 4 А 01 К 29/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4323648/30-15 (22) 03.11.87 (46) 23.11.89. Бюл. № 43 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (72) А. В. Дубровин, В. И. Жильцов, А. К. Лямцов, Н. Н. Мерзликин, В. Н. Расстригин, С. А. Растимешин, А. П. Слободской и В. Н. Ходов (53) 621.365 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1384298, кл. А 01 К 29/00, 1985.

„„SU„„1523132 А 1

2 (54) СПОСОБ ОБОГРЕВА МОЛОДНЯКА

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУ ШЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к сельскому хозяйству, к промышленному птицеводству и животноводству. Цель изобретения — повышение точности регулирования режима обогрева. Способ обогрева молодняка сельскохозяйственных животных предусматривает измерение скорости движения воздуха в зоне обогрева с помощью датчика 8 и температуры поверхности имитационной модели!

523!32

I животного, установленной в этой зоне, посредством датчика 5.. Имитационная модель I животного снабжена внутренним нагревателем 4, связанным с выходом инвертирующего усилителя 3 и инвертирующим входом первого дифференциального усилителя. Зона обогрева молодняка оборудована обогревателем 7, снабженным регулятором

6, инвертирующий вход которого связан с датчиком 5, а неинвертирующий — с выходом,второго дифференциального усилителя

10. Способ включает задание требуемого значения эффективной температуры и заданного значения тепловыделений организма

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может найти применение в промышленном животноводстве и птицеводстве при локальном электрообогреве молодняка сел ьскохозяйстве нных жи вот ных.

Целью изобретения является повышение точности регулирования режима обогрева.

На фиг. 1 представлейа принципиальная функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — графическая зависимость явных тепловыделений молодняка сельскохозяйственных животных от эффективной температуры воздуха; на фиг..3 графическая зависимость температуры поверхности молодняка сельскохозяйственных животных от эффективной тем пер атуры воздуха; на фиг. 4 — графическая зависимость эффективной температуры воздуха от скорости его перемещения в зоне обитания молодняка.

Способ обогрева молодняка сельскохозяйственных животных предусматривает расположение имитационной модели животного в зоне обогрева и ее внутренний нагрев. Производят измерение температуры поверхности имитационной модели и задание эффективной температуры воздуха в зоне обогрева.

В качестве источников обогрева зоны обитания молодняка можно использовать обогреватели конвективного, радиационного, контактного и комбинированного типов.

В случае применения источников обогрева радиационного типа нагрев воздуха в зоне обогрева практически отсутствует, поэтому осуществляют задание значения именно эффективной температуры воздуха в зоне обогрева. Эффективной температурой считают такое значение температуры при применении радиационного обогрева, которое было бы у воздуха в зоне обогрева в случае использования источников конвективного типа.

Одновременно с определением температуры поверхности имитационной модели сельскохозяйственного животного осущестживотного с последующим определением факгической величины эффективной и требуемой температуры поверхности модели, температуры воздуха в зоне обогрева. В зависимости от величины разностного сигнала от сравнения требуемого и фактического значений температуры поверхности имитационной модели 1 животного вырабатывают управляющий сигнал корреции режима обогрева. Изобретение позволяет обеспечить высокий процент сохра нности поголовья сельскохозяйственных животных и повышение его продуктивности и темпов роста. 2 с.п. ф-лы, 4 ил. вляют измерение скорости движения воздуха в зоне обогрева и устанавливают заданное д) значение тепловыделений организма животного с учетом заданного значения эффективной температуры воздуха в зоне обогрева.

Затем определяют фактическое значение эффективной температуры воздуха в зоне обогрева и требуемой температуры поверх2 ности молодняка животных. В зависимости от величины разностного сигнала требуемой и измеренной температуры поверхности имитационной модели производят коррекцию режима обогрева зоны обитания молодняка

30 животных.

Устройство для обогрева молодняка сельскохозяйственных животных содержит имитационную модель 1 молодняка, задатчик

2 температуры, соединенный с входом инвертирующего усилителя 3, к выходу коточ рого подключен нагреватель 4 имитационной модели молодняка, датчик 5 температуры поверхности имитационной модели молодняка, соединенный своим выходом с инвертирующим входом регулятора 6, к выходу которого подключен обогреватель 7, 40 датчик 8 скорости воздуха, первый дифференциальный усилитель 9 и второй дифференциальный усилитель 10, причем выход датчика 8 скорости воздуха соединен с инвертирующим входом второго ди рференциального усилителя 10 и неинвертирующим входом первого дифференциального усилителя 9, инвертирующий вход которого соединен с выходом инвертирующего усилителя 3, а выход первого дифференциального усилителя 9 подключен к неин 0 вертирующему входу второго дифференциального усилителя, выход которого соединен с неинвертирующим входом регулятора 6.

Задатчик 2 температуры задает технологическое значение температуры в зоне

S5 обогрева, т.е. нормативное значение температуры, которое принято по технологии выращивания молодняка. При конвективном обогреве без излучения и без конвектив1523132 ной теплопередачи и при естественной конвекции это температура воздуха. При наличии средств радиационного (лучистого) или кондуктивного (контактного) обогрева это так называемая ощущаемая температура в зоне обогрева, т.е. комплекс совместных тепловых воздействий на живой организм факторов температуры воздуха, движения воздуха, излучений, нагретых и соприкасающихся с животным поверхностей и тому подобных выраженный одним числом градусов температуры. Изменение этого комплексного воздействия на животное факторов окружающей среды воспринимается (ощущается) животным так же, как и изменение температуры воздуха в климатической камере при естественной конвекции.

Проявляется это в изменении степени напряжения аппарата терморегуляции и в соответствующем изменении теплопродукции организма, в том числе явных тепловыделений организма за счет отвода теплоты конвекцией и излучением.

Задание ощущаемой температуры, численно равной установленному по технологии значению, свидетельствует о желании зоотехников и производственников получить в условиях реального помещения, отличающихся всегда от экспериментальных (обычно с пониженной температурой воздуха для уменьшения энергозатрат на обогрев помещения), в зоне обогрева такой же уровень тепловыделений животного, какой оно имело бы в климатической камере при естественной конвекции с температурой воздуха, равной заданному по технологии значению. Оба режима (камеры и помещения) в этом случае соответствуют определенной зоотехнологами продуктивности поголовья.

В процессе работы устройства необходимо поддерживать заданную по технологии выращивания молодняка величину теплопродукции организма животного или его явных тепловыделений Q., при которых наблюдается максимальная продуктивность молодняка в условиях регулируемого обогрева в зоне с молодняком. На фиг. 2 приведены зависимости явных тепловыделений молодняка птицы (животного) Q» от факторов микроклимата — эффективной температуры воздуха t- и скорости воздуха v ..

Величина t. характеризует температуру воздуха t- в условиях естественной конвекции, при которой обеспечиваются заданные тепловыделения Q- (точка А). При этом температура поверхности оперения птицы (шерстного покрова животного) т. равна величине т (точка С на фиг. 3, изображающая зависимость температуры оперения (шерстного lloKpOBB) тп от l и vg ) .

При увеличении скорости воздуха до величины v," (фиг. 2) для поддержания заданного уровня тепловыделений ф (точка В) необходимо увеличить температуру воздуха в климатической камере без источников лучис той теплоты до величины tl. Тогда температура поверхности оперения (шерстного покрова) при 4 станет равной величине т (точка D на фиг. 3). Очевидно, что если аадавать температуру поверхности оперения (шерстного покрова), и ри регулировании равную тп, то возникает ошибка задания, равная Ас=т .— т". (фиг. 3).

Для исключения подобной ошибки и повышения точности обогрева молодняка в соответствии со способом задают температуру

6, формируют заданные тепловыделения

Q., измеряют скорости воздуха .ъ, форми15 руют по данным о тепловыделениях Q и скорости воздуха v. величину температуры воздуха в климатической камере /ъ (фиг. 1), в зависимости от этой величины

t формируют требуемую температуру поверхности молодняка т, сравнивают ее

20 с измеренной температурой поверхности имитационной модели 1 молодняка и результатом сравнения регулируют оборев зоны с молодняком.

В рассматриваемом случае при повыше25 нии скорости воздуха до величины ° в и заданной температуре 6 при регулировании увеличивается мощность обогрева зоны с молодняком, температура поверхности имитационной модели 1 молодняка возрастает до величины тй, и режим обогрева ста30 билизируется. При уменьшении температуры воздуха в зоне обогрева уменьшается температура поверхности имитационной модели

1 молодняка, что приводит к появлению разности между заданным значением т и измеренным на имитационной модели 1

35 молодняка. По результату сравнения (по указанной разности) увеличивают обогрев зоны с молодняком, восстанавливая заданное значение температуры поверхности имитационной модели 1 молодняка и созда40 вая новое состояние динамического равновесия режима обогрева.

На фиг. изображена схема устройства для осуществления способа. Инвертирующий усилитель 3 формирует зависимость, изображенную на фиг. 2 при естест45 венной конвекции воздуха, т.е. при .. =О.

На выходе первого дифференциального усилителя 9 в зависимости от сочетания величин входных сигналов о тепловыделениях и скорости воздуха формируются зависимости температуры воздуха в климати50 ческой камере в соответствии с фиг. 4. Второй дифференциальный усилитель 10 за счет масштабирования обеспечивает формирование заданной температуры оперения (шерстного покрова) молодняка в соответствии с фиг. 3.

Устройство работает следующим образом.

При увеличении скорости движения воздуха, контролируемой датчиком 8, или умень1523132 шении эффективной температуры воздуха увеличивается теплосъем с поверхности имитационной модели 1 молодняка, увеличивается сигнал на инвертирующем входе регулятора 6 или уменьшается сигнал на его инвертирующем входе и увеличивается мощность обогрева зоны с молодняком до наступления в схеме динамического равновесия

Поскольку тепловыделения в имитационной модели молодняка постоянны и равны заданным по технологии, продуктивность молодняка максимальна, так как тепловыделения молодняка стабилизированы на требуемом уровне.

При росте молодняка уровень оптимальной температуры в зоне обогрева должен по технологии снижаться. Уменьшение сигнала задатчика 2 температуры приводит к возрастанию сигнала на выходе инвертирующего усилителя 3 и увеличению внутреннего нагрева имитационной модели 1 молодняка нагревателем 4, что при неизменных температуре и скорости воздуха увеличивает сигнал на выходе датчика 5 температуры поверхности имитационной модели

1 молодняка. Одновременно уменьшаются сигналы на выходах первого 9 и второго 10 дифференциальных усилителей. Регулятор 6 уменьшает мощность обогрева зоны с молодняком, мощность обогревателя 7 и температура в зоне с молодняком снижаются.

Устройство для обогрева молодняка сельскохозяйственных животных позволяет обеспечить высокую точность регулирования режима обогрева независимо от типа обогревателя, зоны обитания животных. Промышленное использование изобретения в целом обеспечивает получение значительного технологического эффекта за счет повышения процента сохранности и темпов роста молодняка животных.

Формула изобретения

i. Способ обогрева молодняка сельскохозяйственных животных, включающий расположение имитационной модели животного в зоне обогрева, внутренний нагрев имитационной модели животного, измерения температуры поверхности имитационной модели имитационной модели животного, регулятор, соединенный с обогревателем, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования режима обогрева, оно снаб30 жено датчиком скорости воздуха и двумя

5

1О

25 животного, задание эффективной температуры воздуха в зоне обогрева и регулирование обогрева зоны обитания молодняка сельскохозяйственных животных, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования режима обогрева, устанавливают заданное значение тепловыделений организма молодняка сельскохозяйственных животных с учетом заданного значения эффективной температуры воздуха в зоне обогрева, измеряют скорость движения воздуха в зоне обогрева, определяют значение фактической эффективной температуры воздуха в зоне обогрева и требуемой температуры поверхности молодняка сельскохозяйственных животных, затем сравнивают последнюю величину со значением измеренной температуры поверхности имитационной модели животного и на основании разностного сигнала этих величин осуществляют коррекцию управления обогревом зоны обитания молодняка.

2. Устройство для обогрева молодня кг сельскохозяйственных животных, содержащее имита ционную модель жи вотного, снабженную внутренним нагревателем, задатчик температуры, инвертирующий усилитель, датчик температуры поверхности дифференциальными усилителями, неинвертирующий вход первого из которых и инвертирующий вход второго связаны с датчиком скорости воздуха, а выход — с неинвертирующим входом второго дифференциального усилителя, при этом выход задатчика температуры связан с входом инвертирующего усилителя, а инвертирующий вход первого дифференциального усилителя соединен с выходом инвертирующего усилителя и внутренним нагревателем имитационной модели животного, при этом выход второго дифференциального усилителя подключен к неинвертирующему входу регулятора, инвертирующий вход которого связан с датчиком температуры поверхности имитационной модели животного.

НВ3132 З фиг. 2

, с

tg о

Ln У

agB Sm mf0-

8, с

<3 У 644

1523132

КК О

//

Ю х

tg

Составитель Л. Пантелеева

Редактор И. Горная Техред И. Верес Корректор Э. Лончакова

Заказ 69! 4/4 Тираж 470 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101