Меры, предпринимаемые в нашем АПК по борьбе с последствиями мирового финансового кризиса, являются беспрецедентными. По данным Интернет-портала Правительства РФ, за 2010 г. уставный капитал «Россельхозбанка» увеличен дважды — на 30 и 45 млрд руб. Для компенсации затрат на приобретение оборудования и материалов выделено 28 млрд руб. Уставный капитал «Росагролизинга» пополнен на 25 млрд руб. Новые условия лизинга отменяют предоплату. Первый платеж будет вноситься через 12 месяцев после получения техники. Срок лизинга увеличен в полтора раза (с 10 до 15 лет). Обеспечено кредитование АПК в объеме свыше 860 млрд руб., в т.ч. 400 млрд руб. с использованием механизмов субсидирования процентной ставки. Из них 70 млрд руб. — на завершение строительства животноводческих комплексов. Такие вложения требуют эффективного их использования с учетом последних достижений техники и технологий. Агропромышленный комплекс представляет собой совокупность отраслей, связанных с развитием сельского хозяйства, обслуживанием его производства и доведением сельскохозяйственной продукции до потребителя. В зависимости от используемых технологий производства и хранения продовольствия могут изменяться как стоимость, так и качество продукции. При разработке проектов сооружений АПК обращают внимание на обеспечение требований стандартов, влияющих на здоровье производственного персонала и конечного потребителя. Очень важным является реализация проектов в части ОВК. Грамотные решения для систем вентиляции и кондиционирования влияют на обеспечение качества воздуха и предотвращение развития патогенных процессов. В свою очередь, капитальные и эксплуатационные затраты на инженерные системы вносят свою лепту в себестоимость продовольствия. Нельзя забывать и о влиянии на экономику прямых убытков от падежа, снижения продуктивности, животных, порче продовольствия при отсутствии должных условий хранения. Наиболее значительными потребителями энергоресурсов являются животноводческие, птицеводческие комплексы и предприятия, связанные с хранением продовольствия. В животноводстве затраты на энергоресурсы по величине занимают второе место после кормов. Затраты на оплату энергетических ресурсов, потребляемых в животноводстве, особенно в связи с постоянным ростом тарифов на электроэнергию и жидкое топливо, достигают 10–15 % при производстве свинины и продукции птицеводства и 7–9 % — при производстве молока. На обеспечение микроклимата расходуют 20–25 % от полных затрат на покупку энергоресурсов, а в свиноводстве и птицеводстве — более 50 %. Несмотря на все трудности, в последние годы уровень производства сельскохозяйственной продукции значительно вырос — если в животноводстве уровень производства 1990 г. восстановлен сейчас лишь наполовину, то в растениеводстве он был достигнут в 2004 г. Однако интенсивный рост не может продолжаться без снижения себестоимости продукции. Энергоемкость производства оказывают важное влияние не только на экономические издержки, но и на производительность труда и конкурентоспособность продукции. Естественно, цена и качество продукции зависят от многих факторов. Для начала рассмотрим наиболее важные проблемы в области обеспечения микроклимата, касающиеся животноводства, птицеводства, хранения зерна и плодоовощной продукции. Микроклимат помещений животноводческих и птицеводческих комплексов Микроклимат животноводческих и птицеводческих помещений оказывает самое прямое влияние на продуктивность наравне с кормлением и племенными свойствами животных и птиц. Параметры воздуха значительно отличаются при различных методах содержания животных различных типов и возрастов. Для дойных коров предельное значение температурно-влажностного индекса (TemperatureHumidity Index, THI), вычисляемого по формулам (1–3), составляет THImax = 72. При превышении этого значения происходит резкое снижение удоев молока и нарушение репродуктивной функции [1]. где td — температура сухого термометра, °C; tw — температура мокрого термометра, °C; tdp — точка росы, °C; RH — относительная влажность, %. Согласно данным [2], например, при увеличении THI на каждую единицу свыше THIcritical = 69 происходит снижение дневного удоя молока от каждой коровы на 0,41 кг. Наиболее жесткие требования предъявляются к воздуху птицеводческих комплексов вследствие большого различия диапазонов температур, зависящих от возраста птицы (от 33 °C для недельных цыплят до 16 °C для бройлеров в возрасте старше семи недель).Под микроклиматом помещения понимают климат какого-либо замкнутого пространства (птичника), представляющий собой совокупность физических, химических и биологических факторов, оказывающих определенное воздействие на организм птицы. К основным факторам относят температуру, влажность, скорость движения и химический состав воздуха, концентрацию пыли и микроорганизмов, освещенность и др. Сочетание этих факторов может быть различным и оказывать на организм птицы положительное или отрицательное влияние. При проектировании систем жизнеобеспечения особое внимание, помимо параметров вентиляции, обогрева и освещения, следует уделять активному способу контроля и управления влажностью помещений, поскольку сами по себе системы вентиляции способны лишь удалять избытки влаги. Уровень относительной влажности в птицеводческих помещениях должен составлять 60–70 %. Сухость воздуха (низкая влажность) вызывает высокую запыленность помещения, что приводит к заболеваниям респираторных органов. Яйца теряют до 50 % веса в сухой атмосфере, поскольку скорлупа является пористым материалом. В инкубаторах сухость воздуха приводит к потере до 25 % выводка, а после вылупления интенсивный процесс испарения влаги может привести к переохлаждению и гибели цыплят. Сухой воздух нарушает нормальное состояние животных, что отрицательно сказывается на их способности к спариванию. Основное средство создания нормальных параметров воздушной среды в животноводческом помещении — его вентиляция. В зданиях моноблочного типа наиболее эффективна вентиляция по схеме «сверху вверх» с использованием многовентиляторных или децентрализованных систем [3]. На свиноводческих фермах наибольшей проблемой является инфекционная заболеваемость молодняка. Эффективным решением проблемы является индивидуальное снабжение воздухом в пределах одного строительного объема различных возрастных групп поросят, которые являются уязвимыми к воздействию отдельных вирусных штаммов. В противном случае имеет место повышенный падеж молодняка. Пример технического оснащения свинофермы средствами децентрализованной вентиляции с использованием воздухораспределительных устройств типа AirInjector представлен на рис. 1. Каждая возрастная группа поросят располагается в зоне покрытия соответствующего воздухораспределительного устройства типа AirInjector, формирующего самостоятельную микроклиматическую зону и предотвращающего тем самым нежелательный перенос инфекции между выделенными возрастными группами. Наиболее эффективной и удобной в эксплуатации для павильонных и многоэтажных зданий, в которых обычно располагаются птицефабрики, является вентиляция вакуумного типа с настенными вентиляторами по схеме «сверху вбок». Основными составляющими данной схемы являются вытяжные оконные вентиляторы, монтаж которых осуществляется в стенные проемы по всей длине птичника в требуемом количестве, а также приточные крышные вентиляторы либо приточные утепленные шахты (если принудительный приток не требуется). Применение схемы «приток через крышу — вытяжка через оконные проемы», а не наоборот, позволяет значительно сократить расходы на отопление в холодное время года за счет равномерного перемешивания холодного и теплого воздуха под крышей помещений, что для России является очевидным преимуществом. В условиях высоких летних температур большая плотность посадки негативно сказывается на физиологическом состоянии птицы, которое выражается в снижении яичной продуктивности, повышении выбраковки и отхода кур. Только притоком свежего воздуха не удается компенсировать отрицательное воздействие высоких температур на птицу. Нормальная температура тела птицы (41 °C) обеспечивается комфортными условиями для жизни и быстрого роста в диапазоне температур воздуха от 10 до 20 °C. Птицы могут переносить и адаптироваться к температурам до +25 °C, но при более высоких температурах очевидно появление температурного стресса. Первой реакцией кур на высокие температуры является сокращение приема пищи, что влечет снижение роста, уменьшение размеров яйца, пониженную репродуктивность. При температуре больше +30 °C, если температура тела птицы достигнет 47 °C, она умрет от отказа сердца. Работа климатического оборудования, используемого для охлаждения птицеводческих комплексов при высокой внешней температуре, основана на двух основных принципах: конвекционное и испарительное (влажностное) охлаждение. Конвекционный метод подразумевает охлаждение за счет высокой скорости движения воздуха с использованием, т.н. «тоннельной вентиляции» [4]. Она приемлема для регионов, где пиковая дневная температура относительно невелика. Эффективность охлаждения при этом напрямую зависит от скорости движения воздуха на уровне птицы и разницы температур воздуха внутри и снаружи птичника. В климатических зонах, где максимальная летняя температура более трех часов в сутки держится выше +35 °C, а внутренняя температура воздуха птичника в течение продолжительного периода превышает отметку +30 °C, возникает необходимость дополнительного охлаждения воздуха. Традиционные системы охлаждения компрессионного типа в данном случае неприемлемы в силу их высокой стоимости и, главное, большого энергопотребления. Альтернативным решением является использование систем охлаждения испарительного типа [5]. В основе испарительного метода охлаждения лежит принцип адиабатического охлаждения — поглощения тепла испаренной жидкостью. Необходимо помнить, что на работу любой системы охлаждения очень сильное влияние оказывает влажность воздуха в помещении. В птицеводстве применяются два типа систем адиабатического охлаждения: ? распылительные системы, в которых используются дисковые или форсуночные (атомайзеры) увлажнители; ? испарительные системы кассетного типа, в которых воздух прокачивается через кассеты, заполненные смачиваемой водой насадкой, в результате чего за счет пленочного испарения происходит насыщение воздуха парами воды. Принцип работы дисковых увлажнителей состоит в распылении воды в виде тумана при вращении диска. Система предельно проста и надежна, она может работать даже при наличии растворенных в воде примесей. К недостаткам этих устройств следует отнести их малую производительность, что ограничивает их применение преимущественно объектами небольшого объема. Форсуночные увлажнители бывают двух типов: низкого и высокого давления воды [6]. Форсуночные увлажнители низкого давления (воздушно-водяные) осуществляют распыление воды через форсунки, к которым подводятся по отдельным трубопроводам вода и сжатый воздух. Благодаря специальной конструкции форсунок вода распыляется в виде мельчайших капель (аэрозоля) диаметром 6–8 мк, легко абсорбируемых воздухом. В комплект такого увлажнителя входит шкаф управления, обеспечивающий регулирование рабочего давления по каждой из линий воды и сжатого воздуха, за счет чего обеспечивается изменение количества подаваемой влаги в диапазоне 50–100 % от номинальной производительности агрегата с достаточной для большинства случаев точностью. К недостаткам данного типа увлажнителей относится сравнительно большая длина свободного пробега образуемых капель воды, распространяющихся в спутном потоке сжатого воздуха. В результате воздушно-водяные атомайзеры чаще всего используются для объемного увлажнения воздуха непосредственно внутри помещения. Размещение их в составе секции увлажнения центрального кондиционера либо на прямолинейном участке воздуховода связано со значительными габаритами, соответствующими длине свободного пробега распыляемых водяных капель. Кроме того, данный тип увлажнителей требует наличия на объекте существующей системы сжатого воздуха или установки компрессора необходимого напора и производительности. Форсуночные увлажнители высокого давления (водяные) осуществляют распыление воды без использования системы сжатого воздуха. В комплект такого увлажнителя входит шкаф управления, содержащий микропроцессорную систему управления, и насос, развивающий давление воды от 20 до 80 бар, а также распределительная стойка с распылительными форсунками, имеющими диаметр сопла 0,15–0,2 мм, что обеспечивает формирование монодисперсного тонкодисперсного аэрозоля с диаметром капель воды в пределах 10–20 мкм. Положительным свойством увлажнителей данного типа является малая длина свободного пробега распыляемых капель воды, в результате чего возможным является размещение этих приборов в составе секций увлажнения центрального кондиционера либо на прямолинейном участке воздуховода. Для распыления воды при этом используются рубиновые жиклеры с размером сопла 0,15 и 0,2 мм, обладающие, соответственно, производительностью 2,7 и 3,6 л/ч. К недостаткам относится тот факт, что столь малый размер сопла и высокие скорости истечения требуют использования деминерализованной воды во избежание закупоривания устья сопла сухим солевым остатком, что могло бы приводить к сбоям в работе увлажнителя. Деминерализация воды обеспечивается путем предварительной водоподготовки с использованием внешней системы обратного осмоса, осуществляющей в необходимой степени снижение содержания растворенных в воде солей. Как воздушно-водяные, так и водяные атомайзеры, в отличие от испарительных увлажнителей кассетного типа, используют порядка 90 % воды по прямому назначению. Лишь незначительная часть особо крупных капель подлежит гравитационному осаждению, и мелкие капли, не успевшие испариться на протяжении длины их свободного пробега, осаждаются в каплеотбойнике (элиминаторе) за счет эффекта импакции. Таким образом, эффективность использования распыляемой воды в атомайзерах обоих типов составляет около 0,9. Испарители кассетного типа (cooling pad) применяются в условиях высоких внешних температур, превышающих 37 °C, и небольшой исходной влажности воздуха. Принцип работы основан на том, что поступающий горячий воздух проходит через кассету, состоящую из гофрированных целлюлозно-бумажных листов с различными углами гофров, по которым стекает холодная вода. Часть воды испаряется, а оставшаяся осуществляет функцию промывки охлаждающей кассеты и отводится обратно в насосную станцию через систему рециркуляции. Таким образом, воздух, выходящий из кассеты, одновременно увлажняется и охлаждается. Благодаря специальной технологии пропитки создается прочная конструкция кассеты повышенной долговечности, защищенная от гниения и разрушения. За счет теплообмена с водой удается снизить температуру воздуха на 4–6 °C. Эта система нашла широкое применение как в яичном, бройлерном, так и в племенном птицеводстве. Она идеально функционирует при условии правильного подбора производительности и максимальной герметизации птичника, исключающего «подсос» воздуха через щели в стенах и кровле. Типовая характеристика работы испарителей кассетного типа представлена в табл. 1. Особое место занимают рециркуляционные агрегаты типа AdiaVent для охлаждения замкнутых пространств без увлажнения охлаждаемого воздуха [7], что особенно важно в условиях высоких значений исходной влажности RH, поскольку, как следует из табл. 2, использование испарителей кассетного типа в этом случае не обеспечивает должной эффективности. Рассмотренные выше системы испарительного охлаждения недешевы, однако их применение полностью оправдано в условиях продолжительного периода высоких температур и большой плотности посадки птицы. Эксплуатационные затраты при этом невелики в силу малого энергопотребления. Продолжение в следующем номере. 1. Joseph P. Harner, John F. Smith, Michael Brook, James P. Murphy. Sprinkler Systems for Cooling Dairy Cows at a Feed Line: www.oznet.ksu.edu. 2. Rachid Bouraouia, Mondher Lahmarb, Abdessalem Majdoubc, M’nouer Djemalic and Ronald Belyead. The relationship of temperaturehumidity index with milk production of dairy cows in a Mediterranean climate: www.animres.edpsciences.org. 3. Вишневский Е.П. Магическое слово «децентрализация» // Журнал С.О.К., №10/2004. 4. Bucklin R.A., Jacob J.P., Mather F.B., Leary J.D. and Naas I.A. Tunnel Ventilation of Broiler Houses: www.edis.ifas.ufl.edu. 5. Donald J. Getting the most from evaporative cooling systems in tunnel ventilated broiler houses. Biosystems Engineering Department, Auburn University, USA: www.aces.edu. 6. Вишневский Е.П. Сравнительный анализ систем адиабатического увлажнения воздуха // Журнал С.О.К., №8/2004. 7. Рециркуляционный агрегат для охлаждения замкнутых пространств // Журнал С.О.К., №7/2007. 8. Вишневский Е.П. Системы осушения воздуха // Вентиляция. Отопление. Кондиционирование. — Прил. к журналу «Еврострой», СПб., 2005. 9. Лазарини Р., Налини Л. Увлажнение воздуха // ООО «Юнайтед Элементс», 2007.