Способ обогрева молодняка сельскохозяйственных животных и устройство для его осуществления Советский патент 1989 года по МПК A01K29/00 

SS

(Л

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.

ел кэ

оо

00 NP

Фие.1

I 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

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может найти применение в промышленном животноводстве и птицеводстве при локальном электрообогреве молодняка сельскохозяйственных животных.

Целью изобретения является повышение точности регулирования режима обогрева.

На фиг. I представлена 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 температуры 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 фак- гической величины эффективной и требуемой температуры поверхности модели, температуры воздуха в зоне обогрева. В зависи- мости 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 сохранности поголовья сельскохозяйственных животных и поБыщение его продуктивности и темпов роста. 2 с.п. ф-лы, 4 ил.

0

вляют измерение скорости движения воздуха в зоне обогрева и устанавливают заданное

0 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 поверх5 ности молодняка животных. В зависимости от величины разностного сигнала требуемой и измеренной температуры поверхности имитационной модели производят коррекцию режима обогрева зоны обитания молодняка животных.

Устройство для обогрева молодняка сельскохозяйственных животных содержит имитационную модель 1 молодняка, задатчик 2 температуры, соединенный с входо.м инвертирующего усилителя 3, к выходу котос 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,

0 датчик 8 скорости воздуха, первый дифференциальный усилитель 9 и второй дифференциальный усилитель 10, причем выход датчика 8 скорости воздуха соединен с инвертирующим входом второго дифференциального 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 неин0 вертирующему входу второго дифференциального усилителя, выход которого соединен с неинвертируюц им входом регулятора 6.

Задатчик 2.температуры задает технологическое значение температуры в зоне

5 обогрева, т.е. нормативное значение тем- лературы, которое принято по технологии выращивания молодняка. При конвективном обогреве без излучения и без конвективной теплопередачи и при естественной конвекции это температура воздуха. При наличии средств радиационного (лучистого) или кондуктнвного (контактного) обогрева это так называемая ощущаемая температу- ра 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 климати- ческой 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 полу- чить 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, ка- кой 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 Qs, при которых наблюдается максимальная продуктивность молодняка в условиях регулируемого обогрева в зоне с молодняком. На фиг. 2 приведены зависимости явных тепловыделений молодняка птицы (животного) ряв от фак- торов микроклимата - эффективной температуры воздуха /в и скорости воздуха v. Величина /з характеризует температуру воздуха (с в условиях естественной конвекции, при которой обеспечиваются заданные тепловыделения Qs (точка А). При этом тем- пература поверхности оперения птицы (щер- стного покрова животного) тп равна величине т°п (точка С на фиг. 3, изображающая зависимость температуры оперения (щерст- ного покрова) тп от t и v).

При увеличении скорости воздуха до ве- личины Ug (фиг. 2) для поддержания заданного уровня тепловыделений Qi (точка В)

необходимо увеличить температуру воздуха в климатической камере без источников лучистой теплоты до величины /в. Тогда температура поверхности оперения (щерстного покрова) при /8 станет равной величине т (точка D на фиг. 3). Очевидно, что если задавать температуру поверхности оперения (шерстного покрова), при регулировании равную т , то возникает ощибка задания, равная АГ т°п-Тп (фиг. 3).

Для исключения подобной ошибки и повышения точности обогрева молодняка в соответствии со способом задают температуру /3, формируют заданные тепловыделения Qi, измеряют скорости воздуха ув, формируют по данным о тепловыделениях Q, и скорости воздуха VB величину температуры воздуха в климатической камере / (фиг. 1), в зависимости от этой величины /в формируют требуемую температуру поверхности молодняка Тп, сравнивают ее с измеренной температурой поверхности имитационной модели 1 молодняка и результатом сравнения регулируют оборев зоны с молодняком.

В рассматриваемом случае при повыще- нии скорости воздуха до величины I J и заданной температуре Ь при регулировании увеличивается мощность обогрева зоны с молодняком, температура поверхности имитационной модели 1 молодняка возрастает до величины т , и режим обогрева стабилизируется. 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 молодняка. По результату сравнения (по указанной разности) увеличивают обогрев зоны с молодняком, восстанавливая заданное значение температуры поверхности имитационной модели 1 молодняка и создавая новое состояние динамического равновесия режима обогрева.

На фиг. 1 изображена схема устройства для осуществления способа. Инвертирующий усилитель 3 формирует зависимость, изображенную на фиг. 2 при естественной конвекции воздуха, т.е. при . На выходе первого дифференциального усилителя 9 в зависимости от сочетания величин входных сигналов о тепловыделениях и скорости воздуха формируются зависимости температуры воздуха в климатической 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 уменьшении 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 зажквотного, задание эффективной темЛера- туры воздуха в зоне обогрева и регулирование обогрева зоны обитания молодняка сельскохозяйственных животных, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности регулирования режима обогрева, устанавливают заданное значение тепловыделений организма молодняка сельскохозяйственных животных с учетом заданного значения эффективной температуры воздуха

данным по технологии, продуктивность мо- 0 в зоне обогрева, измеряют скорость движелодняка максимальна, так как тепловыделения молодняка стабилизированы на требуемом уровне.

При росте молодняка уровень оптимальния воздуха в зоне обогрева, определяют значение фактической эффективной температуры воздуха в зоне обогрева и требуемой температуры поверхности молодняка

ной температуры в зоне обогрева должен сельскохозяйственных животных, затем сравпо технологии снижаться. Уменьшение сигнала задатчика 2 температуры приводит к возрастанию сигнала на выходе инвертирующего усилителя 3 и увеличению внутреннего нагрева имитационной модели I 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 моихность 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

нивают последнюю величину со значением измеренной температуры поверхности имитационной модели животного и на основании разностного сигнала этих величин осуществляют коррекцию управления обогревом

20 зоны обитания молодняка.

25 задатчик температуры, инвертирующий усилитель, датчик температуры поверхности имитационной модели животного, регулятор, соединенный с обогревателем, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности регулирования режима обогрева, оно снаб30 жено датчиком скорости воздуха и двумя дифференциальными усилителями, неинвертирующий вход первого из которых и инвертирующий вход второго связаны с датчиком скорости воздуха, а выход - с неинвертирующим входом второго дифферен35 циального 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.

40

жквотного, задание эффективной темЛера- туры воздуха в зоне обогрева и регулирование обогрева зоны обитания молодняка сельскохозяйственных животных, отличающийся тем, что, с целью повыщения 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

0 зоны обитания молодняка.

5 задатчик температуры, инвертирующий усилитель, датчик температуры поверхности имитационной модели животного, регулятор, соединенный с обогревателем, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности регулирования режима обогрева, оно снаб0 жено датчиком скорости воздуха и двумя дифференциальными усилителями, неинвертирующий вход первого из которых и инвертирующий вход второго связаны с датчиком скорости воздуха, а выход - с неинвертирующим входом второго дифферен5 циального 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.

0

Gif,B,Bm-10

-J

r Or n,-,

. «, . Л

Ls. c

фце.

Фиг:

/