10694

171

Рис.2. Расположение солнечной системы горячего водоснабжения на крыше промышленного предприятия или котельной.

При требуемой расчетной площади в 57,5 м2 для всей фотосистемы и 1,41 м2 для 1 модуля установка состоит из 40 модулей. Количество вырабатываемой электроэнергии при условии установки PV/T гелиосистемы и приоритетной работы гелиосистемы по типу солнечного коллектора общая производительность системы по количеству выработанной электроэнергии составляет 3149,94 кВт×ч/ год, а при условии приоритетной работы гелиосистемы по типу солнечной батареи 6255, 2 кВт×ч/ год. Итоговая годовая экономия средств при использовании гелиоустановки равна 35 тыс. руб. в год в расчете по природному газу и нынешних тарифах на электроэнергию. Срок окупаемости гелиоустановки, смонтированной для покрытия нужд промышленных цехов в горячей воде, равен 7-10 лет, что связано с большой требуемой площадью для расхода воды на ГВС в промышленном объеме.

Для сравнения срок окупаемости системы для частного дома в Европе с полезной площадью 250 м2 и гораздо меньшим требуемым расходом воды на ГВС составляет 5,5 – 7 лет.

Литература 1. Баскаков, А.П. Нетрадиционные и возобновляемые источники

энергии: учеб.пособие в 2 частях. / А.П. Баскаков. – Екатеринбург: УГТУ-

УПИ, 2008. – Ч.1. – 114с.: ил.

2.Бекман, У. Расчет систем солнечного теплоснабжения/ У. Бекман, С. Клейн, Дж. Даффи. – М.: Энергоиздат, 1982. – 79с.

3.Беляев, В.С. Проектирование энергоэкономичных и энергоактивных гражданских зданий/ В.С. Беляев, Л.П. Хохлова. – М.: Высшая школа, 1991. – 356 с.

172

4.Бутузов, В.А. Анализ опыта проектирования и эксплуатации гелиоустановок горячего водоснабжения/ В.А. Бутузов. – СПб.: Сб. тр. АВОК, 1998.

5.Казанджан, Б.И. Современные системы солнечного еплоснабжения / Б.И. Казанджан // Энергия. – 2005. – № 12. – С. 20-28.

6.Казанджан, Б.И. Солнечный коллектор: Патент на изобретение № 2224188 от 14 04 2003/ Б.И. Казанджан, А.М. Масс, А.С. Дьячишин. – 2003.

7.Институт энергетической стратегии [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://pt21.ru/docs/pdf/06.pdf

8.Интернет – портал «Информационный центр реформы ЖКХ» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.gkh-reforma.ru.

УДК (282.247.414.2)

А.С. Крупинов

Определение длины береговой линии водохранилищ

С увеличением масштаба карты, по которой ведут измерение, длина береговой линии увеличивается.

В связи с задачей об определении длины береговой линии появилось понятие фрактала.

Фракталы – это геометрические объекты (линии, поверхности, пространственные тела), имеющие сильно изрезанную форму в одинаковой степени в любом масштабе. Форма этих объектов не изменяется от того, рассматривается вблизи или издалека. Слово «фрактал» произошло от латинского «fractus» и переводится как дробный, ломаный, состоящий из элементов.

Рис. 1. Схема береговой линии

Пусть расстояние по прямой линии между расположенными на береговой линии точками А и В равно R (Рис. 1). Чтобы измерить длину береговой линии между этими точками, расставляются по берегу жестко связанные между собой вешки (их количество равно n) так, чтобы расстояние между соседними вешками равнялось l. Тогда длина береговой линии равна

174

По данным Верхне-Волжского бассейнового водного управления общая длина береговой линии Горьковского водохранилища составляет 2168 км, из них 631 км абразионных берегов. Если длина определялась по карте масштаба 1:200000, как это обычно делается, то при еѐ уточнении для практических целей по карте масштаба 1:10000 ошибка может составить до 18%. Поэтому указывая длину береговой линии, следует называть масштаб топографических материалов, по которым она определялась.

Литература 1. Федер, Е. Фракталы: пер. с англ./ Е. Федер.– М.: Мир, 1991. –

254с.

2. Водохранилища Верхней Волги/ Авторский коллектив: руководитель В.С. Дементьев. – Н. Новгород: ВВБВУ, 2008. – 156 с.

УДК 628.88:631.243.5

М.Н. Лазарев

Исходные данные для расчета систем обеспечения микроклимата овощекартофелехранилищ

Рассматриваемое сочное растительное сырье: клубни картофеля, капуста белокочанная, корнеплоды свеклы столовой и моркови, лук являются вегетативными органами растений. Вегетативные органы представляют собой выработанный в процессе эволюции метод приспособления растений к неблагоприятным климатическим условиям (холод, засуха и т. п.) путем запаса питательных веществ.

После сбора картофеля и овощей в них постепенно заканчиваются процессы роста и созревания, ослабевает жизнедеятельность и происходит подготовка к длительному периоду покоя, который является биологической основой хранения сочного растительного сырья, т. е. способности сохраняться в течение определенного времени без значительных потерь массы, поражения фитопатогенными микроорганизмами и физиологическими расстройствами, ухудшения товарных, пищевых и семенных качеств. Обзор многочисленных исследований по биологии рассматриваемых сельскохозяйственных культур показал, что все они имеют в своем составе большое количество воды и поэтому выделены в особую группу, называемую сочным растительным сырьем (СРС) (табл. 1). Хранение этих продуктов без больших потерь влаги и без порчи микроорганизмами составляет сложную задачу по управлению внутренними биохимическими процессами.

175

Таблица 1

Осредненные значения содержания воды и сухих веществ в различных видах сочного растительного сырья [1]

клубнекорнеплодов, начинающегося сразу после уборки, происходит дозревание и заживление механических повреждений (для капусты лечебный период не требуется). На следующем этапе продукт охлаждается до температуры основного периода хранения (периода покоя), который должен продолжаться до реализации продовольственного и фуражного продукта или момента проращивания перед высадкой семенного материала.

Качественное хранение достигается снижением интенсивности биохимических процессов обмена веществ до уровня, несколько превышающего минимально допустимый, после которого наступает физиологическое pacстройство путем создания и поддержания необходимой температуры, относительной влажности, газового состава и подвижности воздуха вокруг каждого экземпляра продукта. Снижение температуры хранения уменьшает интенсивность биохимических процессов. Пределом понижения температуры можно считать температуру

tз = –1,5°С (на корню кочаны переносят заморозки до –5°С); для моркови tз = –1°С [1].

Для картофеля во время лечебного периода, продолжающегося до 15 суток, оптимальные температуры хранения по большинству отечественных

ииностранных данных находятся в пределах tк = 10…20°С. Рекомендуемая скорость охлаждения для здоровых клубней 0,5°С/сут, для механически поврежденных 1,0°С/сут. Процесс охлаждения в зависимости от конкретных условий может продолжаться до 20 и более суток.

Основной период хранения начинается после охлаждения картофеля

идлится в течение 6…9 месяцев. Оптимальной для хранения картофеля

считается температура tк = 2…4°С. Она дифференцируется в зависимости от сорта, качества и технологии хранения от 1 до 5°С [7]. Очень важно поддерживать стабильный температурный режим в течение всего основного периода хранения. Капуста белокочанная после уборки должна быть сразу охлаждена до оптимальной температуры, которая лежит в пределах tк = 0…1°С. Возможно непродолжительное понижение

176

температуры до tк = –1,5°С. Продолжительность основного периода хранения составляет 6-8 месяцев [1]. Столовая свекла и морковь хранятся при tк = 0…1°С. Допустимые отклонения ±0,5°С. Основной период хранения продолжается 6…10 месяцев. После уборки лук репчатый охлаждают до 18…22°С (теплый способ хранения) или до –3…–1°С (холодный способ хранения) [4].

Пониженная относительная влажность воздуха θв при хранении картофеля и овощей приводит к их увяданию, к потере массы, ухудшению семенных качеств. Повышение относительной влажности способствует интенсификации заживления ран, нанесенных при уборке и транспортировке. Однако чрезмерно высокая влажность воздуха и наличие капельной жидкости благоприятствует развитию микроорганизмов, а в сочетании с повышенной температурой способствует нарушению состояния покоя. Относительная влажность воздуха в насыпи СРС лежит в пределах: для картофеля в лечебный период θв = 85…95%, в основной период θв = 90…95%; для капусты белокочанной, свеклы столовой и моркови от

90 до 95%.

Хранение картофеля и овощей в регулируемой газовой среде (РГС) основано на создании и непрерывном поддержании в течение всего периода хранения не только необходимого температурно-влажностного режима, но и оптимальных с биологической точки зрения концентраций кислорода и углекислого газа. Влияние О2, СО2 проявляется в том, что до определенных концентраций увеличение содержания углекислого газа и понижение кислорода затормаживают основной физиологический процесс

– дыхание картофеля и овощей. Нормами технологического проектирования [5] не предусматривается РГС в хранилищах с активной вентиляцией. Границы концентраций лежат в пределах по СО2 < 5% и О2 > 15%. Рекомендуется следующий газовый состав среды при хранении: 2-3%

СО2 и 16-18% О2 [1].

Максимальная скорость воздуха в порах насыпи СРС ограничена по теплофизическим показателям. При скорости омывания более 0,5 м/с из капилляров клубней вырываются молекулы воды, клубни деформируются, происходит ослабление тургора клеток и увядание тканей [3]. Аналогичные явления наблюдаются у моркови при скорости более 0,4 м/с [8]. Установлено, что для вентилирования картофеля скорость фильтрации в основной период хранения должна лежать в пределах 0,04…0,16 м/с [9]. По зарубежным данным скорость движения воздуха в насыпи не должна превышать 0,2 м/с [10]. Теоретические исследования по изучению динамики теплового режима насыпи картофеля без механических примесей при активной вентиляции позволили с теплотехнической точки зрения оценить минимальные скорости воздуха и его расходы в насыпи в зависимости от ее высоты (табл. 2) [1].

177

Таблица 2

Минимальные скорости и расходы воздуха в насыпи клубней

Насыпь сочного растительного сырья представляет собой биоэнергетический комплекс. Поддержание в нем допустимых параметров жизнедеятельности биологически активной продукции для целей хранения является сложной инженерной задачей. Необходимо дальнейшее изучение динамики формирования температурно-влажностных параметров в насыпях СРС в период хранения при работе систем активной вентиляции для обеспечения расчетных параметров микроклимата.

Литература

1.Бодров, В.И. Хранение картофеля и овощей. Инженерные методы создания и поддержания технологического микроклимата / В.И. Бодров. – Горький: Волго-Вят. кн. изд-во, 1985. – 224 с.

2.Жадан, В. З. Влагообмен в плодоовощехранилищах / В.З. Жадан.

–М.: Агропромиздат, 1985. – 197 с.

3.Метлицкий, Л.В. Биохимия на страже урожая / Л.В. Метлицкий // Биохимические основы хранения картофеля, овощей и плодов. – М., 1965.

4.Палилов, Н.А. Исследование современных методов хранения овощей / Н.А. Палилов // Актуальные проблемы совершенствования методов транспортирования, хранения, переработки и реализации картофеля, овощей и плодов: материалы Всесоюз. науч.-практ. конф. –

Киев, 1978.

5.Нормы технологического проектирования предприятий по хранению и обработке картофеля и плодоовощной продукции: утв. НТПАПК 1.10.12.001-02. – М.: М-во сел. хоз-ва Рос. Федерации, 2002. – 61 с.

6.Трисвятский, Л.А. Хранение и переработка сельскохозяйственных продуктов / Л.А. Трисвятский. – М.: Колос, 1983. – 390 с.

7.Гусев, С.А. Хранение картофеля / С.А. Гусев, Л.В. Метлицкий. –

М.: Колос, 1982. – 222 с.

8.Плодоовощное сырье для консервной промышленности / под ред. Л. В. Метлицкого. – М.: Пищевая пром-сть, 1978. – 355 с.

9.Активное вентилирование картофеля и капусты при хранении: тр.

ВАСХНИЛ. – М.: Колос, 1966. – 172 с.

10.Холмквист, А.А. Хранение картофеля и овощей/ А.А. Холмквист.

–Л.: Колос, 1972. – 280 с.

179

На схеме (рис. 1, б) воздух через отверстия в приточных воздуховодах попадает в средний проход между клеточными батареями и смещается вдоль него (по направлению движения воздуха в воздуховодах). Далее, достигнув торцевой стены и сделав поворот на 180°, возвращается обратно по остальным проходам, постепенно двигаясь к вытяжным отверстиям.

На следующей схеме (рис.1в) показано, что воздух под определимым уклоном к полу поступает в средний проход и движется вдоль клеточных батарей в сторону торца помещения. Затем поток разворачивается, основная часть его по проходу между продольными стенами и крайними клеточными батареями перемещается в обратном направлении. Частично этот воздух удаляется вытяжными вентиляторами, остальная часть эжектируется приточными струями [1].

Механические системы вентиляция, в зависимости от места забора наружного воздуха и способа его подачи в помещение, делятся на централизованные и децентрализованные. В первых наружный воздух поступает в вентиляционные камеры, откуда одним или двумя вентиляторами подается в помещение. В децентрализованных системах вентиляции для нагнетания наружного воздуха в помещение используется целый ряд вентиляторов, расположенных в продольных стенах здания или на кровле. Такие системы просты в автоматизации, обладают автономностью работы и возможностью отключения части из них. Но из-за рассредоточения вентиляционного оборудования усложняется обработка приточного воздуха и обслуживание агрегатов [1, 2].

Важной характеристикой систем вентиляции является направление циркуляции воздушных потоков. В практике отечественного птицеводства применяются аэродинамические схемы: «снизу вниз», «снизу вверх», «сверху вниз» [1, 3, 4]. Исследованиями по зоогигиеническим показателям систем вентиляции установлено, что наилучшей схемой циркуляции воздушных потоков является схема «сверху вниз», при которой обеспечивается более полное использование теплоты, выделяемой птицами, уменьшается перепад температур по высоте, обеспечивается надежное омывание свежим воздухом зоны размещения птицы. Градиент температур на уровнях 0,3 и 1,5 м имеет наименьшую разность (0,2...2,5° С). В системах с комбинированной вытяжкой (из верхней и нижней зон в различных соотношениях воздухообмена) градиент температур находится

впределах 4,9...5,8 °С [1].

Вптицеводческих помещениях рекомендуется воздушное отопление, совмещенное с вентиляцией [5, 6]. Только в помещениях молодняка допускаются дополнительные источники теплоты (местные отопительные приборы парового или водяного отопления, электрообогреваемые полы, лампы инфракрасного излучения и т.п.) [7].

Воздушное отопление работает более успешно в безоконных помещениях, т.к. существенно уменьшается влияние инфильтрации и

180

солнечной радиации на микроклимат в помещениях. В зданиях с окнами в помещениях большого объема значительно труднее поддерживать допустимые параметры микроклимата (даже при использовании систем автоматического регулирования теплопроизводительности воздушного отопления колебания температуры в помещении достигают 5 °С). Поэтому все большее применение находят безоконные птичники.

Наиболее целесообразно применять воздушное отопление, совмещенное с вентиляцией при нагреве воздуха в калориферах или воздухонагревателях, использующих газ, в виде отопительновентиляционных агрегатов. Для отопления и вентиляции помещений для птиц следует использовать агрегаты типов КПС, КПГ, а также агрегаты с подогревом воздуха электричеством (ОКБ-3084, СФО и др.). В помещениях, оборудованных вентиляцией с естественным побуждением, можно применять водяные или паровые системы центрального или местного отопления [7].

Вентиляционно-отопительное оборудование серии «Климат» обеспечивает необходимый температурный режим и воздухообмен в помещениях птичников. В комплект оборудования «Климат-2», «Климат- 3» и «Климат-4» входят вентиляторы и станции автоматического управления, регулирующие микроклимат в зданиях [8].

Для локального обогрева воздуха применяют инфракрасные лампы типа ЗС-3, а при наличии газа – «светлые» и «темные» инфракрасные излучатели [6].

При круглогодичном содержании птицы в помещениях необходимо применять вентиляционно-охладительные установки или установки кондиционирования воздуха. Для районов с расчетной температурой наружного воздуха 26 °С и выше в теплый период года рекомендуется испарительное адиабатное охлаждение и увлажнение воздуха. При энтальпии воздуха 67 кДж/кг и выше необходимо предусматривать кондиционирование воздуха. Расчетную охладительную нагрузку конкретной установки кондиционирования воздуха находят из уравнения теплового баланса помещений птичников для летнего периода года.

Для снижения температуры воздуха в птичниках широкое распространение нашли устройства испарительного охлаждения. Комплект оборудования КИО-13 с испарительным охлаждением предназначен для кондиционирования воздуха в птицеводческих помещениях. Он обеспечивает снижение температуры воздуха до 13 °С, увлажняет его до 60...70 %, степень очистки воздуха близка к 98 %.

В применяемых в настоящее время системах отопления и вентиляции сельскохозяйственных производственных зданий отработанный вентиляционный воздух удаляется в атмосферу с температурой 10...30 °С. В связи с этим непроизводительно расходуется значительное количество теплоты, составляющей по величине 20...60 % теплозатрат. Утилизация и повторное использование тепловой энергии