Электрификация птичника ОАО «Липецкптица» Липецкого района Липецкой области с разработкой установки энергосберегающего освещения кур-н

К сказанному следует добавить, что куры очень чувствительны и к уровню освещённости, если освещённость недостаточна, то куры перестают клевать корм, т.к. у них обоняние отсутствует и корм они находят только глазами. При небольших уровнях освещённости (сумеречное освещение 5лк) куры ничего не видят, отсюда народная поговорка о куриной слепоте.

Установлено, что для нормального  самочувствия и активного клевания корма, освещенность на кормушках в птичнике должна быть при лампах накаливания не менее 10 лк, а при люминесцентных лампах c электронным ПРА 20 – 30 лк или 50 лк с электромагнитным ПРА.

В виду, того что в настоящее  время птичники строят без окон, т.е. на круглосуточном искусственном  освещении, поэтому доля электроэнергии, потребляемая осветительной установкой с лампами накаливания в суточном электропотреблении птичника составляет 25 – 30%. В условиях непрерывного роста цены на электроэнергию стоимость этой доли непрерывно возрастает, поэтому весьма актуальной стала проблема экономии электроэнергии. Использование люминесцентного освещения с электронным ПРА позволяет снизить расход электроэнергии до пяти раз.

Процесс внедрения энергосберегающих  источников упрощается тем, что для  новых осветительных установок  можно использовать существующие осветительные установки и имеющиеся светильники НСП03 и НСП03М, которые большой частью находятся еще в хорошем техническом состоянии. Эти светильники герметичного исполнения и ранее использовались в птичниках, где доля агрессивных испарений в атмосфере несмотря на интенсивную работу вентиляции составляет значительную величину.

4.2 Размещение светильников и  выбор расчетных данных

 

Приступая к расчёту освещения  следует дать оценку окружающей среде  помещения, в котором будут работать светильники. По условиям. окружающей среды. Птичники относятся к категории сырых и особо сырых ''помещений с химически агрессивной атмосферой [12]. Исходя из условий среды, светильники для птичников необходимо выбирать герметичные пылевлагозащищенные с герметичными вводами, изготовленные из химически стойких материалов.

Для освещения в проектируемом объекте выбираем для применения в качестве источников света энергосберегающие лампы типа ЭСКЛЛ-20 с светильником НСП01 с преимущественно прямой светораспределения и кривой силы света типа М (равномерного светораспределения по всем углам).

Для управления и регулирования  светового режима дня в птичниках наиболее широкое применение получили устройства программного управления светом типа «Регсов» и другие, позволяющие имитировать рассвет и закат плавно или ступенчато. Для регулирования управления освещением на птицефабрике в части птичников используют автоматическое электронное программное устройство.

Управление освещением в проектируемом  объекте можно проводить с  помощью электронного программного устройства с печатными платами.

Современная модификация регулирования и управления освещением предназначена для поддержания суточного светового цикла по заданной программе в птичниках во время выращивания и содержания взрослой птицы.

Прибор не предназначен для работы в осветительных сетях, связанных с жилыми массивами, так как питание его осуществляется только от трехфазной четырехпроводной системы переменного тока при колебании напряжения 380 ±10-15% В при частоте 50 Гц. По климатическому исполнению он предназначен для работы в интервале температур +1 (+40 С) и относительной влажности воздуха 80%. Он может эксплуатироваться в среде, содержащей токопроводящие пары и пыль в концентрации до 50 ммг/м.

Исполнение регулятора освещенности относится к категории УХЛ4 согласно ГОСТ 15150 – 89.

Прибор регулирования и управления освещением состоит из следующих блоков:

1. Устройство программирующее

2. Устройство импульсно-фазового управления

3. Устройство синхронизации

4. Таймер

5. Фотосчитывающая головка (устройство)

6. Механизм шагового перемещения

7. Блок тиристоров (силовой)

В основе работы регулятора освещенности лежит принцип управления во времени  выходным напряжением трехфазного  выпрямителя. Конструктивно прибор выполнен в виде блока, помещенного  в металлический корпус, закрывающийся  дверцей с резиновым уплотнением. Сетевой выключатель, предохранители, клеммы для подключения к сети и нагрузки размещены в правой стороне корпуса.

В левом герметизированном отсеке находятся:

• фотосчитывающая головка
• устройство программирующее – УП
• устройство импульсно-фазового управления
• таймер и устройство синхронизации
• питающий трансформатор с блоком тиристоров.

Весь диапазон выходного напряжения регулятора разбит на 16 перестраиваемых  уровней с номерами от 0 до 15, каждому  из которых соответствует определенная величина выходного напряжения, а также определенное состояние счетчика уровней находящегося в блоке программного устройства.

4.3 Светотехнические расчеты

Выполним расчет определения освещенности на кормушках разных ярусов батарей, исходя из того, что обычно освещенность в точке определяется по формуле:

где I_d = 159,2 кд – при всех углах для светильников с равномерным светораспределения (кривая силы света М). КПД светильника НСП01 45%, т.е. при расчетах сила света должна быть скорректирована на эту величину.

H_p – рабочая высота светильника, м. для 1^го яруса H_p1 = 2 м;

второго H_p2 = 1,4 м.; для 3^го яруса H_p3 = 0,84 м.;

α =

где d – расстояние от рабочей высоты до точки, м; d₀ = b = 0,65 м.

, где a – шаг – расстояние от светильника а₀ = 0; а₁ = 0,5 м; а₂ = 1,0 м; а₃ = 1,5 м; а₄ = 2,0 м; а₅ = 2,5 м; а₆ = 3,0 м.

Общая длина корпуса птичника 105 м и длина батареи 96 м, отсюда осветительная  установка освещает в проходе  пространства 96×1,3×2,2 м в этом проходе  устанавливается по оси 32 светильника при расстоянии между ними 3м.

 

 

 

Таблица 4.2 Определение освещенности на кормушках разных 
                                       ярусов

шаг а, м	0	0,5	1	1,5	2	2,5	3	Примечание
d, м	0,65	0,82	1,19	1,63	2,1	2,58	3,06	НР = 2 м E = 39,8∙cos3α∙η=17,91∙ cos3α
α	17,72º	22,3º	30,8º	39,1º	46,4º	52,2º	56,8º
cos3α	0,864	0,79	0,633	0,465	0,328	0,23	0,163
освещенность е, лк	15,4	14,1	11,3	8,3	5,85	4,1	2,9
от двух светильников ∑е,лк	18,3	18,2	17,15	16,6	17,15	18,2	18,3
α	24,9	30,3	40,36	49,3	56,3	61,4	65,4	НР = 1,4 м E = 81,2 ∙cos3α∙η= 36,54∙cos3α
cos3α	0,746	0,643	0,44	0,276	0,17	0,109	0,072
освещенность е, лк	27,2	23,5	16,0	10,1	6,2	3,96	2,6
от двух светильников ∑е,лк	29,8	27,45	22,2	20,2	22,2	27,45	29,8
α	37,6	44,3	54,65	62,7	68,2	71,9	74,64	НР = 0,84 м E = 225 ∙cos3α∙η= 101,25 ∙cos3α
cos3α	0,497	0,366	0,193	0,096	0,051	0,0297	0,018
освещенность е, лк	50,3	36,9	19,5	9,7	5,1	3,06	1,8
от двух светильников ∑е,лк	52,1	39,96	24,6	19,4	24,6	39,96	52,1

 

 Как видно из полученной  таблицы освещенность от двух  светильников в контрольных точках  на кормушках получается несколько выше чем допустимо при использовании источника света со световым потоком в Ф_с = 1000 лм.

Определим величину необходимого светового  потока для освещения кормушек первого  яруса на уровне Е_доп ≤ 20 лк по следующей формуле:

где К_з – коэффициент запаса, К_з = 1,5

Рассчитаем величину необходимого светового потока лампы для освещения кормушек второго яруса на уровне Е_доп ≤ 33 лк

.

Определим величину светового потока необходимого для освещения кормушек 3^го яруса на уровне Е_доп ≤ 45 лк

 

Полученные расчетные величины освещенности, представленные в таблице получаются при световом потоке лампы в 1000 лм, только, что выполненный расчет определения световых потоков ламп показывает, что для решения задачи необходимо брать источники света со световым потоком ≤ 700 – 750 лм, т.е. освещенности необходимо скорректировать на коэффициент: 0,7 – 0,75 и на величину кпд 0,45.

Поскольку освещенность на верхних  ярусах и после этого остается на уровне допустимого, потому для снижения возбуждающего действия высокой освещенности, следует прибегнуть к цветному освещению.

4.4 Роль цвета освещения в  птичниках

Согласно исследованиям, выполненных  американским ученым Марком О. Норка  было установлено, что красное освещение  оказывает очень большое положительное  влияние на поведение птицы:

1. оно ускоряет половое созревание птицы

2. снижает стрессовость и драчливость

3. уменьшает каннибализм

4. повышает яичную продуктивность  кур-несушек ~ на 10%

Исходя из этих фактов считаем целесообразным люминесцентные лампы ЭСКЛ – 13 холодного  белого света покрыть красным лаком, в результате чего световой поток ламп снизится еще на 10%, и также снизится опасное возбуждающее действие чрезмерно высокой освещенности белого света.

В результате этих мероприятий уровень  коэффициента освещенности снизится

К_сн = К_ф ∙ 0,95 ∙ К_кпд = 0,75 ∙ 0,89∙ 0,45 = 0,299

Скорректированные величины освещенности в контрольных точках по ярусам будут  следующие:

Таблица 4.3 Освещенности на кормушках ярусов

шаг а, м	0	0,5	1	1,5	2	2,5	3	Примечание
∑е , Ксн	12,2	12,1	11,4	11	11,4	12,1	12,2	1й ярус
∑е , Ксн	19,8	18,2	14,6	13,5	14,6	18,2	19,8	2й ярус
∑е , Ксн	25,5	19,7	12,3	9,6	12,3	19,7	25,5	3й ярус

 

Полученные величины скорректированной освещенности вполне приемлимы тем более с учетом красной цветности освещения.

Ввиду того, что в птичнике 6 проходов, в которых установлено по 32 светильника, то общая установленная мощность энергосберегающих светильников в  одном птичнике составит:

Р_уст = Р_Л * n_P * п_с = 0,013 * 6 *32 = 2,496 ≈ 2,5 кВт.

в случае использования ламп накаливания  установленная мощность составляла бы:

Р_уст = Р_Л * n_P * п_с = 0,075 * 6 *32 = 14,4 кВт.,

т.е. почти в 6 раз меньше

 

Таблица 4.4 Световой режим для кур-несушек, применяемый в АПК ООО «Липецкптица»

 

Время	Мероприятие	Эффект
400-600	первое включение света	ранее включение света  способствует более раннему и  лучшему формированию яйца. Куры клюют  корм, пьют воду
600-800	выключение света, темновой промежуток	птицы продолжают бодрствовать: чистить перышки и несутся
800-1100	второе включение света	куры питаются: клюют  корм, пьют
1100-1300	второе включение света	птицы продолжают бодрствовать и отдыхать
1300-2000	третий световой промежуток	кормление, клевание корма, питье
2000-400	третье выключение света  для ночного отдыха	сон
400-2000	итого бодрствование птицы = 16 часов
2000-400	ночной отдых сон = 8 часов

По мнению специалистов птицефабрики такой световой режим обеспечивает повышение продуктивности кур-несушек  на 7-10%

 

 

4.5 Расчет электрической  сети питания освещения птичника

4.5.1 Выбор системы питания

Для питания сетей электрического освещения в сельскохозяйственном производстве наиболее широкое распространение получила система трёхфазного тока с заземлённой нейтралью при напряжении питания 220/380 В. [15]. При реализации этой системы осветительные приборы подключаются между фазами и нулевым проводом. Если в процессе работы осветительной установки ожидаются значительные отклонения напряжения в виду того, что питание электроосвещения, как правило, осуществляется от общих трансформаторов с силовой сетью, то следует устанавливать стабилизаторы напряжения ТОН – 3 – 220. [16]