БРУДЕР ДЛЯ ОБОГРЕВА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ Российский патент 2006 года по МПК A01K29/00 

Изобретение относится к области сельского хозяйства, к технологиям выращивания молодняка и содержания сельскохозяйственных животных и птицы. Преимущественно изобретение относится к локальному электрообогреву крольчат, поросят-сосунов, ягнят, цыплят, гусят и индюшат брудерами.

Известен конвективно-радиационный электробрудер для цыплят в виде металлического зонта с установленными в его верхней части трубчатыми электронагревателями (см. Рекламный проспект «Брудер БП-1А». М.: Внешторгиздат. Изд. №П 122/3086. 1986. 1 с.). Отличается высокой надежностью и электробезопасностью.

Недостатками этого широко распространенного брудера являются технологические неудобства при его эксплуатации из-за его значительных массогабаритных показателей и высокий расход электроэнергии из-за большого воздухообмена брудера.

Известен брудер-домик для поросят-сосунов в виде соприкасающегося с полом свинарника купола в форме половины разрезанного поперек и вертикально стоящего на цилиндрическом основании параболоида вращения из прозрачной пластмассы с установленными вблизи его вершины инфракрасной и ультрафиолетовой лампами (см. а.с. СССР №1340679. А 01 К 29/00. Домик для поросят-сосунов. / А.К.Лямцов, Р.Н.Торосян, В.В.Засыпалов // БИ. 1987. №36. См. также: Засыпалов В.В., Лямцов А.К., Торосян Р.Н. Брудер для поросят-сосунов с ПК обогревом и УФ-облучением / Техника в сельском хозяйстве. 1989. №2. С.14-15). Для входа и выхода поросят имеется одно отверстие с также прозрачными шторками, которое расположено на уровне пола помещения. Данное техническое решение имеет явные энергетические преимущества перед известными обогревателями брудерного типа и еще большие энергетические преимущества перед обычными инфракрасными обогревателями с лучеотражающей арматурой за счет использования теплоты от нагреваемой излучателем подстилки внутри купола, отсутствия сквозняков и соответственно отсутствия большой конвективной теплоотдачи зоны обогрева, и удобства управления тепловым режимом.

Недостатками является потеря части лучистой энергии через прозрачные для излучения стенки конструкции брудера-домика и потеря части энергии нагретого воздуха путем кондукции через пластмассовые ограждения с их достаточно высокой теплопроводностью.

Указанные недостатки известного и аналогичных ему технических решений брудеров для сельскохозяйственных животных обусловлены либо высокими массогабаритными показателями их конструкций, либо невысокой электрической безопасностью, либо потерей части лучистого теплового потока через прозрачные стенки, либо потерей части тепловой энергии конвекцией нагретого в зоне обогрева воздуха за счет сквозняков или кондукцией тепловой энергии через недостаточно теплоизолирующие стенки брудера.

Задачей изобретения является снижение энергопотребления брудера, снижение его массогабаритных показателей и соответствующее повышение технологичности обслуживания брудера. Другой задачей изобретения является расширение функциональных возможностей малоэнергоемкого брудера при его работе в широком диапазоне изменения температуры внутреннего воздуха животноводческого помещения.

В результате использования изобретения снижается потребная мощность локального обогревателя и осуществляется экономия теплоносителя от источника энергии практически любого вида за счет концентрации лучистой составляющей теплового потока от излучателя к животным только в пределах зоны их обогрева. Данный технический результат обеспечивается применением теплоизолирующих и лучеотражающих шторок. За счет отражения лучистой тепловой энергии от обращенной к зоне обогрева зеркальной для теплового излучения поверхности вертикально установленных по периметру конструкции брудера шторок достигается дополнительный нагрев пола или подстилки в зоне обогрева. Поэтому обеспечивается дополнительное повышение температуры воздуха в объеме обогреваемой локальной среды обитания, более равномерный лучистый обогрев поверхности животного с многих направлений и соответствующее усиление воздействия на теплообмен животного прежнего уровня инфракрасного излучения. Легче достигается выполнение первого условия теплового комфорта, которое заключается в обеспечении заданного по технологии выращивания животного его уровня теплообмена. Поэтому облегчается тепловой режим локального обогревателя, в результате чего прежний уровень его энергопотребления существенно снижается. Вертикальные разрезы шторок позволяют животным без особенных усилий выходить из-под брудера, отклоняя или отгибая часть разрезанных участков шторки под действием своего тела, и также входить в зону обогрева брудером, воздействуя на разрезанные участки шторки и отгибая их внутрь зоны обогрева. Без влияния тела животного шторки занимают вертикальное положение и отражают инфракрасную теплоту внутрь зоны обогрева, одновременно предотвращая конвективные потери теплоты брудером за счет перемещения воздуха между зоной обогрева брудером и остальным пространством помещения. Таким образом, результат использования изобретения достигается применением именно теплоизолирующих шторок с нанесенным на их внутреннюю по отношению к конструкции брудера сторону лучеотражающим покрытием. Шторки имеют вертикальные разрезы, вследствие чего обеспечивают свободный вход животных под брудер и их выход из-под него. При этом кондуктивный теплообмен брудера с производственным помещением снижен за счет использования теплоизолирующего материала шторок, конвективный - за счет разрезов шторок с наименьшим просветом или вовсе без просвета, лучистый - за счет отражающего инфракрасное излучение материала внутренней стороны шторок.

Другим результатом использования изобретения является повышение продуктивности и сохранности поголовья. Данный технический результат также обеспечивается именно шторками с отражающей тепловое излучение обращенной внутрь зоны обогрева своей поверхностью. Многочисленные отражения тепловых лучей с различных направлений приводят к равномерному лучистому обогреву практически всей поверхности животного с многих направлений, что снижает неравномерность распределения температуры поверхности животного, которая может являться источником заболеваний животного. Таким образом, выполняется второе условие теплового комфорта, направленное в данном техническом решении на повышение равномерности инфракрасного обогрева поверхности биологического объекта.

Результатом использования изобретения также являются расширенные функциональные возможности по применению в охлажденном сверх нормативов животноводческом помещении, поскольку его тепловой режим слабо зависит от тепловых свойств окружающей среды.

Указанный технический результат достигается тем, что предложен брудер для обогрева сельскохозяйственных животных, представляющий собой жесткую конструкцию теплоизолирующего элемента с установленными под теплоизолирующим элементом источниками нагрева, причем по периметру конструкции брудера размещены вертикальные теплоизолирующие шторки, покрытые с обращенной к зоне обогрева их стороны лучеотражающим в диапазоне работы излучателей материалом, высота которых достаточна для касания их нижней кромкой пола зоны обогрева и установлена посредством их креплений на конструкции теплоизолирующего элемента, причем шторки со стороны своей нижней кромки имеют вертикальные разрезы.

На фиг.1 изображена схема прямоугольного варианта конструкции брудера, разрез в вертикальной плоскости. На фиг.2 показан принцип действия брудера с эпюрами полей теплового излучения и температуры воздуха в обогреваемом объеме. На фиг.3 приведена схематически графическая иллюстрация энергетических преимуществ брудера по инфракрасной облученности в горизонтальной плоскости на поверхности обогреваемой площади пола с животными или с птицей по сравнению с тривиальным инфракрасным обогревателем и инфракрасным брудером-домиком с прозрачным куполом.

Брудер для обогрева сельскохозяйственных животных и птицы представляет собой жесткую конструкцию теплоизолирующего элемента 1 с установленными под теплоизолирующим элементом 1 источниками нагрева 2, причем по периметру 3 конструкции брудера размещены вертикальные теплоизолирующие шторки 4, покрытые с обращенной к зоне обогрева их стороны лучеотражающим в диапазоне работы излучателей материалом 5, высота которых достаточна для касания их нижней кромкой пола зоны обогрева и установлена посредством их креплений 6 на конструкции теплоизолирующего элемента 1, причем шторки 4 со стороны своей нижней кромки имеют вертикальные разрезы 7.

Брудер работает следующим образом. Лучистый тепловой поток отражается от лучеотражающего материала шторок и практически полностью остается в зоне обогрева (см. фиг.2а), повышая ощущаемую животными температуру помещения под брудером. Одновременно возросшее в уровне пола под брудером тепловое излучение (см. фиг.2б) дополнительно повышает температуру подстилки под брудером, что приводит к дополнительному нагреву воздуха в зоне обогрева. Касающиеся подстилки шторки из теплоизолирующего материала резко снижают бесполезный воздухообмен из-под брудера и способствуют еще большему повышению температуры воздуха под брудером (см. фиг.2б) и, соответственно, ощущаемой температуры в зоне локального обогрева. При этом высота брудера определяется в основном размерами обогреваемых животных и с учетом требуемого для дыхания животных воздухообмена может быть минимальной по сравнению с другими локальными обогревателями, поскольку в брудере могут применяться низкотемпературные источники нагрева. Поэтому и объем обогреваемого пространства под брудером сравнительно небольшой. В результате приходится снижать мощность источников лучисто-конвективного нагрева для восстановления требуемых по технологии выращивания сельскохозяйственных животных тепловых условий под брудером, то есть уменьшать его энергопотребление.

В этом заключается принцип энергоэкономии данного брудера. На фиг.3 показаны при одинаковой мощности излучения облучателей в локальных обогревателях указанных различных типов: высокая облученность в пределах зоны обогрева брудером Е_зерк по сравнению с брудером-домиком с прозрачным для излучения и теплопроводящим материалом купола с меньшей облученностью Е_{брудера-домика,} еще большая экономия энергии по сравнению с тривиальным инфракрасным облучателем животных с еще меньшей облученностью Е_{ИК-облучателя,} который распространяет свою лучистую энергию далеко за пределы площади поверхности технологической зоны обогрева, не обеспечивая при этом технологического режима обогрева вне зоны и не имея никаких технических средств теплозащиты от охлаждающего влияния на животных и на тепловой режим в зоне обогрева движущегося воздуха животноводческого помещения с пониженной температурой. Оценочные расчеты для различных условий теплообмена подтверждают экономию энергии брудером на 5...10% по сравнению с энергетически наиболее эффективным до сих пор брудером-домиком и не менее чем на 15...20% по сравнению с обычным инфракрасным облучателем с отражательной арматурой.

Достаточная для дыхания животных под брудером вентиляция достигается и даже облегчается посредством заявляемых вертикальных разрезов шторок, позволяющих к тому же животным осуществление широко известного, например, в свиноводстве, явления: поросята лежат под локальным обогревателем, высунув наружу лишь одни свои «пятачки».

Вопросы применения брудера в условиях загрязнения лучеотражающего покрытия шторок и механического воздействия на них животных вполне решаются применением современных самоочищающихся в условиях нагрева и механически достаточно прочных лучеотражающих теплоизолирующих покрытий, например стеклоизола, пенофола и других аналогичных.

Таким образом, брудер обладает по сравнению с известными локальными обогревателями массогабаритными, энергетическими и технологическими преимуществами, имея при этом расширенные функциональные возможности по применению в охлажденном сверх нормативов животноводческом помещении, поскольку его тепловой режим слабо зависит от тепловых свойств окружающей среды.

Брудер представляет собой жесткую конструкцию теплоизолирующего элемента с установленными под теплоизолирующим элементом источниками нагрева. По периметру конструкции брудера размещены вертикальные теплоизолирующие шторки, покрытые с обращенной к зоне обогрева их стороны лучеотражающим в диапазоне работы излучателей материалом. Высота шторок достаточна для касания их нижней кромкой пола зоны обогрева и они установлены посредством их крепления на конструкции теплоизолирующего элемента. Шторки со стороны своей нижней кромки имеют вертикальные разрезы. Повышается продуктивность и сохранность поголовья, а также расширяются функциональные возможности. 3 ил.

Брудер для обогрева сельскохозяйственных животных, представляющий собой жесткую конструкцию теплоизолирующего элемента с установленными под теплоизолирующим элементом источниками нагрева, отличающийся тем, что по периметру конструкции брудера размещены вертикальные теплоизолирующие шторки, покрытые с обращенной к зоне обогрева их стороны лучеотражающим в диапазоне работы излучателей материалом, высота которых достаточна для касания их нижней кромкой пола зоны обогрева и они установлены посредством их крепления на конструкции теплоизолирующего элемента, причем шторки со стороны своей нижней кромки имеют вертикальные разрезы.