RU2613453C2 - Method and device for determining optimal excess air pressure against harmful microorganisms in air of poultry and livestock buildings - Google Patents

Method and device for determining optimal excess air pressure against harmful microorganisms in air of poultry and livestock buildings Download PDF

Info

Publication number
RU2613453C2
RU2613453C2 RU2015111629A RU2015111629A RU2613453C2 RU 2613453 C2 RU2613453 C2 RU 2613453C2 RU 2015111629 A RU2015111629 A RU 2015111629A RU 2015111629 A RU2015111629 A RU 2015111629A RU 2613453 C2 RU2613453 C2 RU 2613453C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pressure
air
livestock
air pressure
relative humidity
Prior art date
Application number
RU2015111629A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015111629A (en
Inventor
Александр Владимирович Дубровин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ)
Priority to RU2015111629A priority Critical patent/RU2613453C2/en
Publication of RU2015111629A publication Critical patent/RU2015111629A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2613453C2 publication Critical patent/RU2613453C2/en

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K29/00—Other apparatus for animal husbandry

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Animal Husbandry (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Housing For Livestock And Birds (AREA)

Abstract

FIELD: agriculture.
SUBSTANCE: group of inventions is intented for disinfection of premises in the poultry and livestock industry. The temperature and relative humidity of the internal air spaces are measured for controlling of harmful organisms . The time is set up depending on the bacterial number and combinations of temperature and relative humidity of the ambient medium with the productivity of livestock. The simulated signal of the air pressure and the range of its variation are configured. The pressure of internal air spaces is measured. The measured and the calculated optimum pressure is compared. Air pressure is adjusted. Harmful germs and bacteria are squeezed out forcibly with the excess air pressure of the internal space. The device contains sensors of temperature, relative humidity and air pressure of the internal spaces, a block of setting devices, a computing unit, an evaluator, a comparison circuit as a part of the controller, an actuating element of the pressure control based on the fan.
EFFECT: group of inventions allows to increase the disinfection accuracy of premises in the poultry and livestock industry.
2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области сельского хозяйства, к технологиям обеззараживания помещений для животных и птицы в животноводстве и птицеводстве посредством избыточного давления приточного вентиляционного воздуха и может быть использовано в отраслях промышленного животноводства и птицеводства в сельском хозяйстве.The invention relates to the field of agriculture, to technologies for the disinfection of rooms for animals and poultry in animal husbandry and poultry farming by means of excess pressure of the supply ventilation air and can be used in industries of animal husbandry and poultry farming.

Известны способ и устройство экономичной транспортировки птичьих яиц магистральным транспортером птицефабрики, в результате использования которых устанавливается такое значение скорости движения ленты транспортера, при котором обеспечивается наименьшая на данный момент времени сумма затрат от расчетной потери стоимости поврежденных при транспортировке яиц и на электроэнергию для электропривода транспортера [Патент РФ 2414396. Способ и устройство экономичной транспортировки птичьих яиц магистральным транспортером птицефабрики / Дубровин А.В. и др. // БИ, 2011. №8].A known method and device for the economical transportation of eggs by the main conveyor of the poultry farm, the use of which sets the value of the speed of the conveyor belt, which ensures the least at the given time the amount of costs from the estimated loss in cost of eggs damaged during transportation and electricity for the conveyor [Patent RF 2414396. Method and device for economical transportation of eggs by the main conveyor of the poultry farm / Oak rovin A.V. and others // BI, 2011. No. 8].

Недостатками известного технического решения является невозможность его прямого использования при технологически или экономически оптимальной сверхвысокочастотной сушке сыпучих кормов для животноводства и птицеводства.The disadvantages of the known technical solution is the impossibility of its direct use in the technologically or economically optimal microwave drying of bulk feed for livestock and poultry farming.

Известно техническое решение экономически оптимального и энергетически рациональною режима обеззараживания кормов и других продуктов пучками быстрых электронов. Автоматически определяется экономический минимум суммы стоимостей потерь обеззараживаемой продукции и эксплуатационных энергетических затрат на облучение и на транспортировку кормов и других продуктов сельского хозяйства. По величине аргумента облученности искусственно формируют функциональные зависимости экономических затрат Зпрод1 от потерь продуктов из-за их зараженности в отсутствие облученности или при ее малых уровнях. Также формируют зависимости экономических затрат Зост1 от потерь кормов и других продуктов из-за чрезмерно сильного облучения их пучками быстрых электронов, которые взаимодействуют с клеточной структурой биомассы кормов и других продуктов. Первая из этих зависимостей Зпрод1 нелинейно убывает с ростом облученности Робл, начинаясь с определенного (заранее известного по результатам измерений санитарно-гигиенических свойств материалов, поступающих на радиационную стерилизационную обработку) уровня зараженности биоматериала. Вторая зависимость Зост1 нелинейно возрастает, начинаясь с минимального значения порога облученности, достаточного для появления первых необратимых изменений в биологических продуктах растительного и животного происхождения. Допустимый уровень затрат на потери продукции из-за таких изменений ее качества определяется в конкретных опытных работах. Также формируют аналогичные зависимости экономических затрат на электроэнергию для транспортировки продуктов Зтран1 и для их облучения Зоблуч1 от величины облученности. Третья зависимость Зтран1 есть постоянная величина при постоянной скорости движения рабочего органа транспортера и при неизменной массе продуктов, изменяющаяся по значению пропорционально скорости движения рабочего органа транспортера и массе продуктов. Четвертая зависимость Зоблуч1 линейно возрастает с ростом облученности Робл. Полученные четыре функции затрат складывают в диапазоне изменения искусственно сформированного сигнала облученности и определяют минимальное значение этой целевой функции (критерия оптимизации по минимуму суммы указанных затрат) ЗΣ1=Зпрод1+Зост1+Зоблуч1+Зтран1. Производится точное, и экономически оптимальное, и при этом энергосберегающее обеззараживание каждого продукта с его массой [Патент РФ 2533585. Устройство экономичного и энергосберегающего обеззараживания кормов и продуктов животноводства и птицеводства / Дубровин А.В. // БИ, 2014. №11].A technical solution is known for an economically optimal and energetically rational mode of disinfecting feed and other products with beams of fast electrons. Automatically determines the economic minimum of the sum of the costs of losses of the disinfected products and operational energy costs for irradiation and for the transportation of feed and other agricultural products. By the value of the irradiation argument, the functional dependencies of economic costs 3 prod1 artificially form on product losses due to their infection in the absence of irradiation or at its low levels are artificially formed. Also, the dependences of the economic costs Z ost1 on the loss of feed and other products are formed due to excessively strong irradiation with fast electron beams, which interact with the cellular structure of the biomass of feed and other products. The first of these dependences Z prod1 nonlinearly decreases with increasing irradiation R reg , starting from a certain level of contamination of the biomaterial (known in advance from the results of measurements of the sanitary and hygienic properties of materials supplied to radiation sterilization treatment). The second dependence 3 ost1 increases nonlinearly, starting from the minimum value of the irradiation threshold sufficient for the appearance of the first irreversible changes in biological products of plant and animal origin. The permissible level of costs for product losses due to such changes in its quality is determined in specific experimental works. Similar dependencies of economic costs of electricity for the transportation of products of trans 1 and for their irradiation with 3 irradiance1 on the value of irradiation are also formed. The third dependence З trans1 is a constant value at a constant speed of movement of the working body of the conveyor and at a constant mass of products, changing in value in proportion to the speed of movement of the working body of the conveyor and the mass of products. The fourth dependence of Z irradiation1 linearly increases with increasing irradiation P reg . The obtained four cost functions are added up in the range of variation of the artificially generated irradiation signal and determine the minimum value of this target function (optimization criterion for minimizing the sum of the indicated costs) З Σ1 = З prod1 + З ost1 + З irradiation1 + З trans1 . Is accurate, and economically optimal, and at the same time energy-saving disinfection of each product with its mass [RF Patent 2533585. Device for economical and energy-saving disinfection of feed and livestock and poultry products / Dubrovin A.V. // BI, 2014. No. 11].

Задачей изобретения является повышение точности при автоматизированном поиске и достижении экономически оптимальною и энергетически рационального режима обеззараживания путем определения экономического минимума стоимостей потерь продукции животноводства и птицеводства при обеззараживании производственного помещения из-за его бактериологической и микробной зараженности и эксплуатационных энергетических затрат на обеззараживание воздушной среды помещения. Также задачей изобретения является энергосбережение и повышение точности обеззараживания путем создания избыточного внутреннего воздушного давления в помещении. Таким образом, задачей изобретения также является расширение арсенала технических средств аналогичного назначения, а именно для комбинированной ИК и кондуктивной сушки сыпучих кормов для животноводства и птицеводства.The objective of the invention is to increase accuracy in the automated search and achieve an economically optimal and energy-efficient disinfection regime by determining the economic minimum cost of losses of livestock and poultry products during disinfection of the production room due to its bacteriological and microbial contamination and operational energy costs for disinfection of the indoor air environment. Another objective of the invention is energy saving and improving the accuracy of disinfection by creating excessive internal air pressure in the room. Thus, the objective of the invention is also the expansion of the arsenal of technical equipment for a similar purpose, namely for combined IR and conductive drying of bulk feed for livestock and poultry farming.

В результате использования изобретения для режима выращивания и содержания поголовья устанавливается такое экономически наилучшее значение мощности вентилирования производственного помещения, при котором обеспечивается наименьшая на данный момент времени сумма затрат от расчетной потери стоимости потерь продукции животноводства и птицеводства при обеззараживании воздушной среды из-за ее бактериологической и микробной зараженности и эксплуатационных энергетических затрат на обеззараживание путем увеличения избыточного воздушного давления. Таким образом, технический результат заключается в реализации устройством заявленного назначения озонирования сыпучих кормов для животноводства и птицеводства.As a result of using the invention for the regime of growing and keeping the livestock, such an economically best value of the ventilation capacity of the production room is established, which ensures the least at present time the sum of costs from the estimated loss in cost of livestock and poultry production losses during air disinfection due to its bacteriological and microbial contamination and operational energy costs of disinfection by increasing excess air st pressure. Thus, the technical result consists in the implementation by the device of the declared purpose of the ozonation of bulk feed for livestock and poultry.

Вышеуказанный технический результат достигается способом определения экономически оптимального избыточного давления воздуха для борьбы с вредными микроорганизмами в воздушной среде птицеводческих и животноводческих помещений, включающим в себя температуры внутреннею воздуха помещении, относительной влажности внутреннего воздуха в помещении, задание времени, зависимостей связей между бактериальной обсемененностью и сочетаниями температуры и относительной влажности окружающей среды с продуктивностью поголовья, формирования имитированного сигнала давления воздуха в помещении птичника и диапазона его технологического изменения, задание региональных цен на электроэнергию и на продуктивность поголовья, вычисление суммы затрат на потери продуктивности поголовья и на затраты на создание избыточного давления в птичнике при имеющемся аэродинамическом сопротивлении для формирования целевых функций эффективности обеззараживания от избыточного давления, определение экономически оптимального значения давления, при этом измеряют давление внутреннего воздуха помещения, сравнивают измеренное и вычисленное экономически оптимального давление, регулируют давления воздуха в помещении, в результате чего происходит принудительное выдавливание избыточным давлением внутреннего воздуха вредных микробов и бактерий из производственного помещения.The above technical result is achieved by a method of determining a cost-effective excess air pressure to control harmful microorganisms in the air of poultry and livestock buildings, including indoor temperature, relative humidity of indoor air, setting the time, dependencies of the relationships between bacterial colonization and temperature combinations and relative humidity of the environment with livestock productivity, their formation of the air pressure signal in the house of the house and the range of its technological change, setting regional prices for electricity and livestock productivity, calculating the sum of the costs of loss of livestock productivity and the cost of creating excess pressure in the house with the existing aerodynamic drag to formulate the target functions of disinfection efficiency from overpressure, determining the economically optimal pressure value, while measuring the pressure of internal air scheniya, comparing the measured and calculated economically optimum pressure, the air pressure is adjusted in the room, resulting in the forced extrusion of the inner air overpressure harmful microbes and bacteria from the production premises.

Также вышеуказанный технический результат достигается тем, что предложено устройство определения экономически оптимального избыточного давления воздуха для борьбы с вредными микроорганизмами в воздушной среде птицеводческих и животноводческих помещений технологически и экономически оптимального вентилирования помещения для животноводства и птицеводства, устройство содержит датчик температуры внутреннего воздуха, датчик относительной влажности внутреннего воздуха, блок задатчиков времени, зависимостей связей между бактериальной обсемененностью и сочетаниями температуры и относительной влажности окружающей среды с продуктивностью поголовья, формирования имитированного сигнала давления воздуха в помещении птичника и диапазона его технологического изменения, задатчиков региональных цен на электроэнергию и на продуктивность поголовья, вычислительный блок для формирования целевых функций эффективности избыточного давления, при этом в устройство введены датчик давления внутреннего воздуха, блок определения экономически оптимального значения давления, схема сравнения в составе регулятора, исполнительный элемент управления давлением внутреннего воздуха помещения птичника на основе вентилятора, датчик температуры внутреннего воздуха, датчик относительной влажности внутреннего воздуха и блок задатчиков времени, зависимостей связей между бактериальной обсемененностью и сочетаниями температуры и относительной влажности окружающей среды с продуктивностью поголовья, формирования имитированного сигнала давления воздуха в помещении птичника и диапазона его технологического изменения, задатчиков региональных цен на электроэнергию и на продуктивность поголовья, своими выходами подключены к соответствующим входам вычислительного блока для формирования целевых функций эффективности избыточного давления, выход которого через блок определения экономически оптимального значения давления соединен с неинвертирующим входом схемы сравнения в составе регулятора, инвертирующий вход и выход которой подключены соответственно к выходу датчика давления внутреннего воздуха и к входу исполнительного элемента управления давлением внутреннего воздуха помещения птичника на основе вентилятора.Also, the above technical result is achieved by the fact that a device for determining an economically optimal excess air pressure for combating harmful microorganisms in the air of poultry and livestock buildings is provided for technologically and economically optimal ventilation of a room for livestock and poultry farming, the device contains a temperature sensor for internal air, a sensor for relative humidity of the internal air, block of time adjusters, dependencies of connections between bacterial contamination and combinations of temperature and relative humidity of the environment with the productivity of the livestock, the formation of a simulated signal of air pressure in the house of the house and the range of its technological change, adjusters of regional prices for electricity and livestock productivity, a computing unit for the formation of target functions of overpressure efficiency, while an internal air pressure sensor, a unit for determining the economically optimal pressure value, cx are introduced into the device comparisons as a part of the regulator, an actuator for controlling the pressure of the indoor air of the house based on a fan, a sensor of internal air temperature, a sensor of relative humidity of the indoor air and a set of time clocks, dependencies of the relationships between bacterial contamination and combinations of temperature and relative humidity of the environment with livestock productivity, the formation of a simulated signal of air pressure in the house and the range of its technological change, sets of regional prices for electricity and livestock productivity, with their outputs connected to the corresponding inputs of the computing unit to form target functions of the overpressure efficiency, the output of which through the unit for determining the economically optimal pressure value is connected to a non-inverting input of the comparison circuit as part of the regulator, the inverting input and output of which respectively connected to the output of the internal air pressure sensor and to the input of the pressure control actuator lower internal air of the fan-based house.

Способ и устройство иллюстрируются фиг. 1, фиг. 2 и фиг. 3. На фиг. 1 дана иллюстрация способа обеззараживания воздушной среды птичника посредством применения избыточного давления внутреннего воздуха производственного помещения: ΔПр - потери продуктивности из-за не выдавленной вредной микрофлоры и бактерий и микробов избыточный давлением внутреннего воздуха птичника, кг/ед. времени; З - затраты на потери продуктивности животных и птицы в результате отрицательного воздействия на поголовье вредных микроорганизмов, руб. ед. времени; ΔПр1 при низкой температуре Тв и относительной влажности Вв окружающей среды; ΔПр2 - при высокой температуре Тв и относительной влажности Вв окружающей среды; Р напор (осевое давление) приточных вентиляторов птичника, Па; Стоим. изб. давл.1 избыточное давление в воздухе птичника при малом аэродинамическом сопротивлении ограждающих конструкций; Стоим. изб. давл.2 - избыточное давление в воздухе птичника при большом аэродинамическом сопротивлении ограждающих конструкций;

Figure 00000001
- сумма затрат на потери продуктивности и на затраты на создание избыточного давления в птичнике при малом аэродинамическом сопротивлении, руб./ед. времени; Рэк опт 1 - экономически оптимальный напор вентиляции для экономически наилучшего выдавливания вредных микробов из птичника при малом аэродинамическом сопротивлении, Па;
Figure 00000002
- сумма затрат на потери продуктивности и на затраты на создание избыточного давления в птичнике при большом аэродинамическом сопротивлении, руб./ед. времени; Рэк опт 2 - экономически оптимальный напор вентиляции для экономически наилучшего выдавливания вредных микробов из птичника при большом аэродинамическом сопротивлении, Па; (Заштрихованные вертикальными линиями области наглядно демонстрируют тот факт, что при различных конструкциях помещений птичников одинаковое по результатам в диапазоне ΔРквази опт выдавливание избыточным давлением внутреннего воздуха вредных микробов и бактерий может происходить при несоизмеримых затратах на предлагаемые технические решения. Поэтому эта проблема становится особенно острой при сблокированных в птичник-моноблок и при многозальных помещениях для птицы.The method and apparatus are illustrated in FIG. 1, FIG. 2 and FIG. 3. In FIG. 1 illustrates the method of disinfecting the air of the house by applying excessive pressure of the indoor air of the production room: ΔPr - loss of productivity due to not squeezed out harmful microflora and bacteria and microbes; excess pressure of the indoor air of the house, kg / unit. time; H - the cost of the loss of productivity of animals and birds as a result of the negative impact on the livestock of harmful microorganisms, rub. units time; ΔPr 1 at low temperature T in and relative humidity B in the environment; ΔPr 2 - at a high temperature T and relative humidity in the surrounding environment; P pressure (axial pressure) of the supply fans of the house, Pa; We stand. huts pressure 1 excess pressure in the air of the house with a low aerodynamic drag of the enclosing structures; We stand. huts pressure 2 - excess pressure in the air of the house with a large aerodynamic drag of the enclosing structures;
Figure 00000001
- the sum of the costs of loss of productivity and the cost of creating excess pressure in the house with low aerodynamic drag, rubles / unit time; R ek opt 1 - economically optimal ventilation pressure for the economically best squeezing of harmful microbes from the house with low aerodynamic resistance, Pa;
Figure 00000002
- the sum of the costs of loss of productivity and the cost of creating excess pressure in the house with high aerodynamic drag, rubles / unit time; P ek opt 2 - economically optimal ventilation pressure for the economically best squeezing of harmful microbes from the house with high aerodynamic drag, Pa; (The areas shaded by vertical lines clearly demonstrate the fact that with different designs of poultry houses, the same results in the range ΔР, quasi- optic extrusion of harmful microbes and bacteria by excessive pressure of internal air can occur at incommensurable costs for the proposed technical solutions. Therefore, this problem becomes especially acute when interlocked in a one-piece house and in multi-room poultry rooms.

На фиг. 2 дана функциональная схема устройства определения экономически оптимального избыточного давления воздуха для борьбы с вредными микроорганизмами в воздушной среде птицеводческих и животноводческих помещений: 1 - датчик давления внутреннего воздуха, Па; 2 - датчик температуры внутреннею воздуха, градусов по Цельсию; 3 - датчик относительной влажности внутреннего воздуха, %.; 4 - блок задатчиков времени, зависимостей связей между бактериальной обсемененностью и сочетаниями температуры и относительной влажности окружающей среды с продуктивностью поголовья, формирования имитированного сигнала давления воздуха в помещении птичника и диапазона его технологического изменения, задатчиков региональных цен на электроэнергию и на продуктивность поголовья; 5 - вычислительный блок для формирования целевых функций эффективности избыточного давления; 6 - блок определения экономически оптимального значения давления; 7 - схема сравнения, регулятор; 8 - исполнительный элемент управления давлением внутреннего воздуха помещения птичника (вентилятор).In FIG. 2 is a functional diagram of a device for determining the economically optimal excess air pressure to combat harmful microorganisms in the air of poultry and livestock buildings: 1 - internal air pressure sensor, Pa; 2 - internal air temperature sensor, degrees Celsius; 3 - sensor of relative humidity of internal air,% .; 4 - a block of time adjusters, relationships between bacterial contamination and combinations of temperature and relative humidity of the environment with livestock productivity, the formation of a simulated air pressure signal in the house of the house and the range of its technological changes, regional electricity price and livestock productivity adjusters; 5 - computing unit for the formation of target functions of the efficiency of overpressure; 6 - unit for determining the economically optimal pressure value; 7 is a comparison diagram, a regulator; 8 - executive element for controlling the pressure of the indoor air of the house (fan).

Устройство определения экономически оптимального избыточного давления воздуха для борьбы с вредными микроорганизмами в воздушной среде птицеводческих и животноводческих помещений содержит датчик температуры внутреннего воздуха 1, датчик относительной влажности внутреннего воздуха 2, блок задатчиков времени, зависимостей связей между бактериальной обсемененностью и сочетаниями температуры и относительной влажности окружающей среды с продуктивностью поголовья, формирования имитированного сигнала давления воздуха в помещении птичника и диапазона его технологического изменения, задатчиков региональных цен на электроэнергию и на продуктивность поголовья 3, вычислительный блок для формирования целевых функций эффективности избыточного давления 4, при этом в устройство введены датчик давления внутреннего воздуха 5, блок определения экономически оптимального значения давления 6, схема сравнения в составе регулятора 7, исполнительный элемент управления давлением внутреннего воздуха помещения птичника на основе вентилятора 8, датчик температуры внутреннего воздуха 1, датчик относительной влажности внутреннего воздуха 2 и блок задатчиков времени, зависимостей связей между бактериальной обсемененностью и сочетаниями температуры и относительной влажности окружающей среды с продуктивностью поголовья, формирования имитированного сигнала давления воздуха в помещении птичника и диапазона его технологического изменения, задатчиков региональных цен на электроэнергию и на продуктивность поголовья 3 своими выходами подключены к соответствующим входам вычислительного блока для формирования целевых функций эффективности избыточного давления 4, выход которого через блок определения экономически оптимального значения давления 6 соединен с неинвкртирующим входом схемы сравнения в составе регулятора 7, инвертирующий вход и выход которой подключены к соответственному выходу датчика давления внутреннего воздуха 5 и ко входу исполнительного элемента управления давлением внутреннего воздуха помещения птичника на основе вентилятора 8.A device for determining the economically optimal excess air pressure for combating harmful microorganisms in the air of poultry and livestock buildings contains an indoor air temperature sensor 1, a relative humidity sensor for indoor air 2, a block of time adjusters, relationships between bacterial contamination and combinations of temperature and relative humidity with the productivity of livestock, the formation of a simulated signal of air pressure in a bird house nickel and the range of its technological change, regional electricity price and livestock productivity setters 3, a computing unit for generating target functions of overpressure efficiency 4, while an internal air pressure sensor 5, a unit for determining the economically optimal pressure value 6, a comparison circuit are introduced as part of controller 7, an executive element for controlling the pressure of the indoor air of the house based on fan 8, a sensor of the temperature of the indoor air 1, a sensor of relative humidity of indoor air 2 and a block of time adjusters, dependencies of the relationships between bacterial contamination and combinations of temperature and relative humidity of the environment with livestock productivity, the formation of a simulated signal of air pressure in the house and the range of its technological change, regional electricity price adjusters and on the productivity of livestock 3 their outputs are connected to the corresponding inputs of the computing unit for the formation of target functions of overpressure efficiency 4, the output of which through the unit for determining the economically optimal pressure value 6 is connected to a non-inverting input of the comparison circuit as part of controller 7, the inverting input and output of which are connected to the corresponding output of the internal air pressure sensor 5 and to the input of the actuating element for controlling the internal air pressure fan-based house 8.

На фиг. 3 дана самая общая схема разделения потоков воздуха в вентилируемом помещении с неконтролируемыми щелями и притворами, в которых периодически застревает вредоносная микрофлора для выращиваемого поголовья.In FIG. Figure 3 shows the most general scheme for the separation of air flows in a ventilated room with uncontrolled slots and vestibules, in which harmful microflora for the livestock are periodically stuck.

Способ осуществляется следующим образом. Для учета энергетики процесса обеззараживания при использовании избыточного давления внутреннего воздуха помещения следует также сформировать аналогичные дополнительные зависимости затрат на электроэнергию для транспортировки сыпучих кормов и для их обеззараживания от мощности вентилирования. Зависимость затрат на электроэнергию для собственно вентиляционного обеззараживания линейно возрастает с ростом мощности вентиляции. При необходимости экономить энергию на обеззараживание с помощью избыточного давления следует полученные функции затрат сложить в диапазоне изменения искусственно сформированного сигнала воздушного вентиляционного давления и найти минимум этой суммы или целевой функции оптимизации процесса обеззараживания. Таким образом, производится точное, технологически и экономически оптимальное и при этом энергосберегающее (с рациональным расходованием техногенной энергии) обеззараживание воздушной среды производственного помещения.The method is as follows. To take into account the energy of the disinfection process when using excess pressure of the indoor air, it is also necessary to form similar additional dependences of the cost of electricity for the transportation of bulk feed and for their disinfection on the ventilation capacity. The dependence of the cost of electricity for the actual ventilation disinfection increases linearly with increasing ventilation capacity. If it is necessary to save energy on disinfection using overpressure, it is necessary to add the obtained cost functions in the range of variation of the artificially generated signal of air ventilation pressure and find the minimum of this amount or the objective function of optimizing the disinfection process. Thus, an accurate, technologically and economically optimal and, at the same time, energy-saving (with rational expenditure of technogenic energy) disinfection of the air of the production room is performed.

Устройство (фиг. 2) работает следующим образом. Блок 4 вычисляет целевую функцию суммарных затрат в зависимости от режима вентилирования. Эта функция отражает суммарные потери стоимости продуктивности животных и птицы и эксплуатационные энергетические затраты на избыточное вентилирование. При расчетах учитываются температура внутреннего воздуха в помещении и его относительная влажность, сильно влияющие на образование вредоносной микрофлоры.The device (Fig. 2) works as follows. Block 4 calculates the objective function of the total cost depending on the ventilation mode. This function reflects the total losses in the cost of productivity of animals and birds and the operational energy costs of excessive ventilation. The calculations take into account the temperature of the indoor air in the room and its relative humidity, which strongly affect the formation of harmful microflora.

Таким образом, способ и устройство имеют ярко выраженные чрезвычайно широкие практические возможности по их применению. Производитель продукции животноводства и птицеводства всегда может выбрать время при появившемся избытке электроэнергии, пойти на ее перерасход, но зато получить наивысшую продуктивность животных и птиц при непосредственном выращивании поголовья в отсутствие микробиологических вредностей в воздушной среде производственного помещения. Следовательно, значительно расширяются функциональные и технические возможности практического применения новых технических решений вентиляционного обеззараживания посредством избыточного давления воздуха помещения.Thus, the method and device have pronounced extremely wide practical possibilities for their application. The producer of livestock and poultry products can always choose the time when there is an excess of electricity, go to its cost overrun, but then get the highest productivity of animals and birds in the direct cultivation of livestock in the absence of microbiological hazards in the air of the production room. Consequently, the functional and technical capabilities of the practical application of new technical solutions for ventilation disinfection by means of excess air pressure in the room are greatly expanded.

Подписи к фигурамCaptions to figures

Фиг. 1. Иллюстрация способа обеззараживания воздушной среды птицника посредством применения избыточного давления внутреннего воздуха производственного помещении: ΔПр - потери продуктивности из-за не выдавленной вредной микрофлоры и бактерий и микробов избыточный давлением внутреннего воздуха птичника, кг/ед. времени; З - затраты на потери продуктивности животных и птицы в результате отрицательного воздействия на поголовье вредных микроорганизмов, руб. ед. времени; ΔПр1 - при низкой температуре Тв и относительной влажности Вв окружающей среды; ΔПр2 - при высокой температуре Тв и относительной влажности Вв окружающей среды; Р - напор (осевое давление) приточных вентиляторов птичника, Па; Стоим, изб. давл.1 - избыточное давление в воздухе птичника при малом аэродинамическом сопротивлении ограждающих конструкций; Стоим. изб. давл.2 - избыточное давление в воздухе птичника при большом аэродинамическом сопротивлении ограждающих конструкций;

Figure 00000001
- сумма затрат на потери продуктивности и на затраты на создание избыточного давления в птичнике при малом аэродинамическом сопротивлении, руб./ед. времени; Рэк опт 1 - экономически оптимальный напор вентиляции для экономически наилучшего выдавливания вредных микробов из птичника при малом аэродинамическом сопротивлении, Па;
Figure 00000002
- сумма затрат на потери продуктивности и на затраты на создание избыточного давления в птичнике при большом аэродинамическом сопротивлении, руб./ед. времени; Рэк опт 2 - экономически оптимальный напор вентиляции для экономически наилучшего выдавливания вредных микробов из птичника при большом аэродинамическом сопротивлении, Па; (Заштрихованные вертикальными линиями области наглядно демонстрируют тот факт, что при различных конструкциях помещений птичников одинаковое по результатам в диапазоне ΔРквази опт выдавливание избыточным давлением внутреннего воздуха вредных микробов и бактерий может происходить при несоизмеримых затратах на предлагаемые технические решения. Поэтому эта проблема становится особенно острой при сблокированных в птичник-моноблок и при многозальных помещениях для птицы.FIG. 1. Illustration of a method for disinfecting the air environment of a poultry house by applying excessive pressure of the indoor air in the production room: ΔPr - loss of productivity due to unstressed harmful microflora and bacteria and microbes; excess pressure of the indoor air of the house, kg / unit. time; H - the cost of the loss of productivity of animals and birds as a result of the negative impact on the livestock of harmful microorganisms, rub. units time; ΔPr 1 - at low temperature T in and relative humidity B in the environment; ΔPr 2 - at high temperature T in and relative humidity B in the environment; P - pressure (axial pressure) of the supply fans of the house, Pa; We stand, hut. pressure 1 - excess pressure in the air of the house with a low aerodynamic drag of the enclosing structures; We stand. huts pressure 2 - overpressure in the air of the house with a large aerodynamic resistance walling;
Figure 00000001
- the sum of the costs of loss of productivity and the cost of creating excess pressure in the house with low aerodynamic drag, rubles / unit time; R ek opt 1 - economically optimal ventilation pressure for the economically best squeezing of harmful microbes from the house with low aerodynamic resistance, Pa;
Figure 00000002
- the sum of the costs of loss of productivity and the cost of creating excess pressure in the house with high aerodynamic drag, rubles / unit time; P ek opt 2 - economically optimal ventilation pressure for the economically best squeezing of harmful microbes from the house with high aerodynamic drag, Pa; (The areas shaded by vertical lines clearly demonstrate the fact that with different designs of poultry houses, the same results in the range ΔР, quasi- optic extrusion of harmful microbes and bacteria by excessive pressure of internal air can occur at incommensurable costs for the proposed technical solutions. Therefore, this problem becomes especially acute when interlocked in a one-piece house and in multi-room poultry rooms.

Фиг. 2. Функциональная схема устройства определения экономически оптимального избыточного давления воздуха для борьбы с вредными микроорганизмами в воздушной среде птицеводческих и животноводческих помещений: 1 - датчик давления внутреннего воздуха, Па; 2 - датчик температуры внутреннего воздуха, градусов по Цельсию; 3 - датчик относительной влажности внутреннего воздуха, %.; 4 блок задатчиков времени, зависимостей связей между бактериальной обсемененностью и сочетаниями температуры и относительной влажности окружающей среды с продуктивностью поголовья, формирования имитированного сигнала давления воздуха в помещении птичника и диапазона его технологического изменения, задатчиков региональных цен на электроэнергию и на продуктивность поголовья; 5 - вычислительный блок для формирования целевых функций эффективности избыточного давления; 6 - блок определения экономически оптимального значения давления; 7 - схема сравнения, регулятор; 8 - исполнительный элемент управления давлением внутреннего воздуха помещения птичника (вентилятор).FIG. 2. Functional diagram of a device for determining the economically optimal excess air pressure to combat harmful microorganisms in the air of poultry and livestock buildings: 1 - indoor air pressure sensor, Pa; 2 - sensor of internal air temperature, degrees Celsius; 3 - sensor of relative humidity of internal air,% .; 4 block of time adjusters, dependencies of the relationships between bacterial contamination and combinations of temperature and relative humidity of the environment with livestock productivity, the formation of a simulated signal of air pressure in the house of the house and the range of its technological change, adjusters of regional electricity prices and livestock productivity; 5 - computing unit for the formation of target functions of the efficiency of overpressure; 6 - unit for determining the economically optimal pressure value; 7 is a comparison diagram, a regulator; 8 - executive element for controlling the pressure of the indoor air of the house (fan).

Фиг. 3. Самая общая схема разделения потоков воздуха в вентилируемом помещении с неконтролируемыми щелями и притворами, в которых периодически застревает вредоносная микрофлора для выращиваемого поголовья.FIG. 3. The most general scheme for the separation of air flows in a ventilated room with uncontrolled slots and vestibules in which harmful microflora for the livestock is periodically stuck.

Claims (2)

1. Способ определения экономически оптимального избыточного давления воздуха для борьбы с вредными микроорганизмами в воздушной среде птицеводческих и животноводческих помещений, включающий в себя измерение температуры внутреннего воздуха в помещении, относительной влажности внутреннего воздуха помещения, задание времени, зависимостей связей между бактериальной обсемененностью и сочетаниями температуры и относительной влажности окружающей среды с продуктивностью поголовья, формирования имитированного сигнала давления воздуха в помещении птичника и диапазона его технологического изменения, задание региональных цен на электроэнергию и на продуктивность поголовья, вычисление суммы затрат на потери продуктивности поголовья и на затраты на создание избыточного давления в птичнике при имеющемся аэродинамическом сопротивлении для формирования целевых функций эффективности обеззараживания от избыточного давления, определение экономически оптимального значения давления, отличающийся тем, что измеряют давление внутреннего воздуха помещения, сравнивают измеренное и вычисленное экономически оптимального давление, регулируют давление воздуха в помещении, в результате чего происходит принудительное выдавливание избыточным давлением внутреннего воздуха вредных микробов и бактерий из производственного помещения.1. A method for determining the economically optimal excess air pressure to control harmful microorganisms in the air of poultry and livestock buildings, including measuring the temperature of the indoor air in the room, the relative humidity of the indoor air, setting the time, the relationship of the relationships between bacterial contamination and temperature combinations and relative humidity of the environment with livestock productivity, the formation of a simulated air pressure signal in the premises of the house and the range of its technological change, setting regional prices for electricity and livestock productivity, calculating the sum of the costs of loss of livestock productivity and the cost of creating excess pressure in the house with the existing aerodynamic resistance to form target functions for the effectiveness of disinfection from overpressure, determining economically optimal pressure values, characterized in that they measure the pressure of the internal air of the room, compare the measured The new and calculated economically optimal pressure regulates the air pressure in the room, as a result of which there is a forced extrusion of harmful microbes and bacteria from the production room by excessive pressure of the internal air. 2. Устройство определения экономически оптимального избыточного давления воздуха для борьбы с вредными микроорганизмами в воздушной среде птицеводческих и животноводческих помещений содержит датчик температуры внутреннего воздуха, датчик относительной влажности внутреннего воздуха, блок задатчиков времени, зависимостей связей между бактериальной обсемененностью и сочетаниями температуры и относительной влажности окружающей среды с продуктивностью поголовья, формирования имитированного сигнала давления воздуха в помещении птичника и диапазона его технологического изменения, задатчиков региональных цен на электроэнергию и на продуктивность поголовья, вычислительный блок для формирования целевых функций эффективности избыточного давления, отличающееся тем, что в устройство введены датчик давления внутреннего воздуха, блок определения экономически оптимального значения давления, схема сравнения в составе регулятора, исполнительный элемент управления давлением внутреннего воздуха помещения птичника на основе вентилятора, датчик температуры внутреннего воздуха, датчик относительной влажности внутреннего воздуха и блок задатчиков времени, зависимостей связей между бактериальной обсемененностью и сочетаниями температуры и относительной влажности окружающей среды с продуктивностью поголовья, формирования имитированного сигнала давления воздуха в помещении птичника и диапазона его технологического изменения, задатчиков региональных цен на электроэнергию и на продуктивность поголовья своими выходами подключены к соответствующим входам вычислительного блока для формирования целевых функций эффективности избыточного давления, выход которого через блок определения экономически оптимального значения давления соединен с неинвертирующим входом схемы сравнения в составе регулятора, инвертирующий вход и выход которой подключены соответственно к выходу датчика давления внутреннего воздуха и к входу исполнительного элемента управления давлением внутреннего воздуха помещения птичника на основе вентилятора.2. The device for determining the economically optimal excess air pressure for the control of harmful microorganisms in the air of poultry and livestock buildings includes an indoor air temperature sensor, a relative humidity sensor for indoor air, a time setter, dependencies of the relationships between bacterial contamination and combinations of temperature and relative humidity with the productivity of livestock, the formation of a simulated signal of air pressure in the premises of birds nickel and its technological change range, regional electricity price and livestock productivity setters, a computing unit for generating target functions of overpressure efficiency, characterized in that an internal air pressure sensor, a unit for determining the economically optimal pressure value, a comparison circuit in the composition are introduced a regulator, an executive element for controlling the pressure of the indoor air of the house based on a fan, an internal temperature sensor air, a sensor of relative humidity of the internal air and a block of time adjusters, dependencies of the relationships between bacterial contamination and combinations of temperature and relative humidity of the environment with livestock productivity, the formation of a simulated signal of air pressure in the house of the house and the range of its technological change, adjusters of regional electricity prices and livestock productivity with its outputs connected to the corresponding inputs of the computing unit for the formation of the target overpressure efficiency functions, the output of which through the unit for determining the economically optimal pressure value is connected to a non-inverting input of the comparison circuit as part of the regulator, the inverting input and output of which are connected respectively to the output of the indoor air pressure sensor and to the input of the actuator for controlling the indoor air pressure of the house based on fan.
RU2015111629A 2015-03-31 2015-03-31 Method and device for determining optimal excess air pressure against harmful microorganisms in air of poultry and livestock buildings RU2613453C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015111629A RU2613453C2 (en) 2015-03-31 2015-03-31 Method and device for determining optimal excess air pressure against harmful microorganisms in air of poultry and livestock buildings

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015111629A RU2613453C2 (en) 2015-03-31 2015-03-31 Method and device for determining optimal excess air pressure against harmful microorganisms in air of poultry and livestock buildings

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015111629A RU2015111629A (en) 2016-10-20
RU2613453C2 true RU2613453C2 (en) 2017-03-16

Family

ID=57138230

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015111629A RU2613453C2 (en) 2015-03-31 2015-03-31 Method and device for determining optimal excess air pressure against harmful microorganisms in air of poultry and livestock buildings

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2613453C2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2414396C2 (en) * 2009-04-20 2011-03-20 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ) Method and device of efficient transfer of eggs by poultry factory main conveyor
JP2012239469A (en) * 2011-05-22 2012-12-10 Izumi Otani Collapsible shed for preventing animal bacterial disease
RU2512263C2 (en) * 2008-11-24 2014-04-10 Мт Хёйгорд А/С System of ventilation ducts and method to reduce air pollution in livestock construction and/or around it
RU2533585C2 (en) * 2012-10-09 2014-11-20 Российская академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) Device of economical and energy-saving decontamination of feed and products of animal and poultry husbandry

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2512263C2 (en) * 2008-11-24 2014-04-10 Мт Хёйгорд А/С System of ventilation ducts and method to reduce air pollution in livestock construction and/or around it
RU2414396C2 (en) * 2009-04-20 2011-03-20 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ) Method and device of efficient transfer of eggs by poultry factory main conveyor
JP2012239469A (en) * 2011-05-22 2012-12-10 Izumi Otani Collapsible shed for preventing animal bacterial disease
RU2533585C2 (en) * 2012-10-09 2014-11-20 Российская академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) Device of economical and energy-saving decontamination of feed and products of animal and poultry husbandry

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015111629A (en) 2016-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Purswell et al. Effect of temperature-humidity index on live performance in broiler chickens grown from 49 to 63 days of age
RU2013109298A (en) ANIMAL FOOD COMPOSITIONS Possessing ANTIBACTERIAL ACTIVITY
JP6135141B2 (en) UV sterilization method
Ivanov et al. Digital intelligent microclimate control of livestock farms
Vasilenko et al. Influence of high temperature on dairy productivity of Ukrainian Schwyz
RU2613453C2 (en) Method and device for determining optimal excess air pressure against harmful microorganisms in air of poultry and livestock buildings
John Automated fish feed detection in IoT based aquaponics system
Gleeson et al. Under what conditions is it possible to produce pigs without using antimicrobials?
Demmers et al. Simultaneous monitoring and control of pig growth and ammonia emissions.
Kukier et al. Microbiological quality of feed materials used between 2009 and 2012 in Poland
KR20210090399A (en) Pig growth prediction system using temperature and humidity sensing information in pig farm
RU2624199C2 (en) Method and device for technologically and economically optimum super-frequency drying of loose forages for livestock and poultry
Udeinya et al. Performance evaluation of mixed mode passive solar stock fish dryer
RU2414396C2 (en) Method and device of efficient transfer of eggs by poultry factory main conveyor
Maselyne et al. How do fattening pigs spend their day?
CN105379640A (en) Intelligent environment-friendly henhouse
TW202213249A (en) Intelligent environmental control method for agricultural field
Vozmilov et al. The usage of ozone in agriculture technological processes
RU2671390C1 (en) Method and device for disinfection of nanosecond electric impulses of loose fodders for animal industry and poultry breeding
Sturm et al. Impact of environmental conditions on activity patterns in growing pigs
Silva et al. The industrial markets of sporulating bacteria
Peña Fernández et al. Advantages of individual feed consumption and weight monitoring in growing-finishing pigs
Khan et al. Quality evaluation and shelf life studies of pet food developed from broken rice, buffalo tripe and bone meal
WO2023285383A1 (en) Microbiome management in an animal residence
RU2605190C2 (en) Unit cost of transportation of broiler chicken houses in the slaughterhouse and processing of poultry farms trunk conveyor

Legal Events

Date Code Title Description
HZ9A Changing address for correspondence with an applicant
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170510