Использование в сельском хозяйстве

В агропромышленном секторе сегодня используется широкое разнообразие вентиляторов, кондиционеров воздуха и приводов. Они должны работать как следует и потреблять при этом как можно меньше энергии

ХАЙ-ТЕК» на ферме? Почему бы и нет? Сегодня фермерские трактора управляются со спутников, имеются полностью автоматизированные доильные аппараты для получения молока, электронные мониторы для слежения за овуляцией на свинофермах – и энергосберегающие системы вентиляции и кондиционирования воздуха в сельскохозяйственных помещениях. Это позволяет не только лучше справляться с работой при изменчивой погоде, которая в сельском хозяйстве является важнейшим внешним фактором, но также снижать расходы в процессе производства и защищать при этом окружающую среду.

Климат-контроль в птичнике

Птицеферма с хорошей вентиляцией, Дания

Чтобы преуспеть в животноводстве, фермеры используют сложные системы климат-контроля в животноводческих помещениях. Кроме самых разнообразных законодательных требований, касающихся размера и типа того или иного помещения, в каждой стране имеется своя «предпочтительная» архитектура и разные системы для разных видов животных, которые должны модифицироваться в соответствии с числом животных на квадратный метр.

Коровы могут хорошо переносить более низкие температуры. Поэтому их стойла обычно оснащаются естественной вентиляцией, когда атмосферный воздух поступает внутрь здания через отверстия в стенах и выходит наружу через трубу или воздуховод в крыше за счет конвекции. Только в самые жаркие летние дни, когда воздух практически неподвижен, применяются “Cow Coolers” (вентиляторы для коров) – это вентиляторы, которые устанавливаются на потолке и обеспечивают циркуляцию воздуха.

Птицеводы используют туннельную вентиляцию для откорма птиц и получения яиц. В этой системе вентиляторы располагаются на передней стороне помещения и перекачивают воздух с одного конца здания на другой через все пространство здания. Заслонки вентиляторов установлены так, что служат воздухозаборниками. В жарком климате эти заслонки оснащаются увлажнителями, охлаждающими воздух. Для этой системы требуется однородный поток воздуха через все помещение. Для этого используются в первую очередь осевые вентиляторы.

Центробежные вентиляторы также используются для специальных применений, например, для сушки куриного помета. На больших птицефермах помет удаляется из помещений, высушивается и используется как удобрение. Вместе с крупной компанией агропромышленного комплекса, ebm-papst внедряет систему такого типа с энергосберегающими вентиляторами.

Для выращивания и откорма свиней задачи, которые ставятся перед вентиляцией, примерно те же. С одной стороны, регулируемый климат в помещении оказывает большое влияние на благополучие и производительность чувствительных животных. С другой стороны, вещества, которые вредят зданию и здоровью, должны удаляться. Особенно жесткие требования существуют в отношении притока свежего воздуха в сильно заполненные стойла. Летом вентиляция должна защищать животных от теплового стресса, зимой она должна предотвращать конденсацию влаги и скопление излишков аммиака, сероводорода и двуокиси углерода в воздухе – и одновременно нагревать воздух в помещении.

Свиноферма в разрезе (Fan = вентилятор; Chimney = вытяжная труба).

Для свиноводов идеальным решением будет не общая вентиляция, а вентиляция по отсекам. В этом случае вентиляторы обеспечивают вытяжку из отдельных секций помещения фермы через вытяжную трубу или дымоход. Для этой цели имеются децентрализованные системы, в рамках которых вентиляторы распределены по всему зданию. В централизованной системе группы вентиляторов размещены в камере повышенного давления и осуществляют вытяжку воздуха из помещения через воздуховоды в полу или потолке. Кроме того, возможно очищение воздуха, если пропускать его через фильтры. Это используется в первую очередь в животноводческих хозяйствах на окраинах городов, чтобы свести неприятный запах от ферм к минимуму. Специально для этой цели ebm-papst предлагает варианты вентиляторов низкого давления, которые идеально подходят для вытяжки через трубы и туннели, а также более мощные вентиляторы, которые используются в этих системах очистки отработанного воздуха. В этих системах воздух пропускается через измельченную биомассу, кору или специальный гранулированный материал, и часть запаха поглощается этим материалом.

Для свиноводческих хозяйств также нужны системы вытяжки воздуха, которые часто используются в вентиляционных системах зданий. Удаляемый из здания воздух передает свое тепло поступающему на его место воздуху в боле холодных регионах или в зимнее время. Это снижает расходы на отопление. В зависимости от размера и рассчитанного минимума соотношения удаляемого и поступающего воздуха, когда животным не хватает собственного тепла, чтобы согреться, требуется дополнительное отопление. Обычно оно осуществляется за счет сжигания газа, что означает дополнительные затраты.

Энергосбережение стало важным фактором в сельском хозяйстве. С одной стороны, сейчас входит в действие директива ErP о вентиляторах. Сельскохозяйственные вентиляторы, которые в основном используются сегодня (даже в новых зданиях), большей частью регулируются напряжением, потребляют много электричества и потому неэкономичны. С другой стороны, фермеры испытывают давление со стороны растущих цен и накладных расходов, а вентиляторы GreenTech EC окупают себя относительно быстро. В сравнении с традиционными системами, за год можно ожидать существенной экономии энергии.

Сьорен Петерсен проверяет, сколько энергии сэкономлено, на счетчиках системы вентиляции его свинофермы.

Ферма Сьорена Петерсена – хороший пример описанного выше. Свиновод из Бьеррингбро (Дания) сначала установил вентиляторы GreenTech EC только в одном здании своей фермы. По истечении всего одного месяца он убедился, что сэкономил на энергии для вентиляции почти 70%!! от общего объема потребления энергии. Поэтому сегодня Петерсен оснащает новой вентиляцией все здания своей свинофермы. Он подсчитал, что его вложения окупятся за три года.

Вентиляция здания фермы – это настоящее испытание на прочность для вентиляторов. В большинстве этих систем выход вентиляторов должен регулироваться с высокой точностью, неважно, на основе каких параметров – температуры, влажности, содержания СО2, либо нескольких или всех этих параметров сразу. Технология EC предлагает существенные преимущества – она обеспечивает потребление воздуха в зависимости от реальной потребности благодаря интегрированной высокоточной системе управления и высокой эффективности, особенно в диапазоне частичной нагрузки. Соответственно, это идеальный вариант для любой применяемой системы, который окупается неизменно быстро.

Вентиляторы также позволяют решить другую проблему: они выдерживают стрессы от окружающей среды – воздействие агрессивных веществ, частиц шкур, щетины, пыли. Для этой цели инженеры ebm-papst работали специально вместе с потребителями, чтобы разработать специальные уплотненные подшипники, защиту металлических частей от коррозии, использование нержавеющей стали в качестве усиливающего материала и применение дополнительной защиты двигателя.

Хранилища

Картофелехранилище в разрезе

Вентиляторы используются также для хранения фруктов и овощей. Хранилище для яблок – хороший пример продуманного комплекса кондиционирования воздуха помещений, где хранятся яблоки. Фрукты сохраняются целыми в течение всего года за счет того, что температура их хранения близка к нулю, а перепад температур составляет максимум плюс-минус один градус. Кроме того, в воздух вводится CO2. Эти меры предотвращают порчу плодов.

Инженер по сбыту Алексей Винник (ebm-papst Беларусь) на полностью переоборудованном картофелехранилище.

Хранение картофеля даже проще: клубни хранятся в кучах на решетке в течение 6 – 8 месяцев в оболочке потока воздуха, колебания температуры которого составляют 0,5 градуса в сутки. Это замедляет потерю влаги и соответственно утрату качества. Системы такого типа были внедрены ebm-papst на предприятии АгроМастер (Беларусь). Поток воздуха в помещении измеряется с большой точностью с помощью сенсоров, программного обеспечения и вентиляторов GreenTech EC. В сравнении со старыми стандартами стран бывшего СССР, современное хранилище не только повышает срок хранения овощей примерно на 45%, но также снижает потребление энергии примерно наполовину.

Тракторы

Наилучшее кондиционирование воздуха для кабин тракторов серии Fendt 900

Вентиляторы ebm-papst используются не только в зданиях. У трактора достаточно мощности для движения даже по трудным грунтам и склонам. При этом производители используют двигатели с охлаждением воздуха турбонаддува, которое повышает выходную мощность и к.п.д. В новых моделях John Deere охладители воздуха турбонаддува оснащены очень плоским аксиальными вентиляторами, которые установлены наверху. Раньше такая система использовалась для кондиционирования воздуха в автобусах. Для установки такой же системы на трактор потребовалась пара адаптаций: например, кнопка аварийной остановки для прекращения работы всех систем, в том числе системы охлаждения. Однако нагретый охладитель турбонаддува все еще излучал тепло после этого. Поэтому специально выбранный материал для настенных колец выдерживает температуры до 130оС без деформации. Кроме того, группа разработчиков из Мульфингена видоизменила его форму, поэтому сейчас вентилятор может вырабатывать и аксиальный, и центробежный потоки и тем самым охлаждает нагретый охладитель воздуха турбонаддува еще более эффективно. Система управления оснащена дополнительной функцией “реверсирования направления вращения”, что позволяет очищать решетку радиатора охладителя воздуха турбонаддува от грязи.

Вентилятор системы кондиционирования воздуха в кабине тракторов Fendt и John Deere также выдерживает самые разнообразные воздействия: вибрации, удары, большие перепады температур, которые являются обычными для их повседневной работы. Все это является гарантией того, что даже на сильнейшей жаре фермер сможет работать в поле, не жалуясь на погоду.