Использование кровли коровника в качестве солнечного коллектора для нагрева воды

Abstract

Цель исследования - апробация возможности использования кровли здания, имеющей двойное назначение, а именно как ограждающая конструкция и поглощающая поверхность солнечного коллектора для нагрева воды в сельскохозяйственном производстве. Для оценки эффективности применения солнечного коллектора для нагрева воды, используемой в технологических процессах, проводимых в животноводческих комплексах, были выполнены производственные испытания. Предложенная установка была апробирована в сельскохозяйственных организациях ООО «КМ АГРО» Княгининского района и ООО Племенной завод «Болыиемурашкинский» Болыиемурашкинского района Нижегородской области. Измерения проводились в безоблачный, малооблачный и облачные дни. Полученные результаты производственных испытаний позволили доказать эффективность использования солнечного коллектора. Температура нагрева воды в безоблачный день в коллекторе достигала максимального значения + 62,8 °С в 13 часов дня. В малооблачный день максимальная температура достигла 61,2 °С. В облачный же день вода в солнечном коллекторе нагрелась до 58,4 °С. Вода данной температуры может быть использована для технологических процессов в коровнике, таких как промывка доильного оборудования (60 °С). Разбавленная вода до 40 °С может применяться для подмывания вымени коров, а до 17-19 °С - для поения крупного рогатого скота. Предложенная конструкция солнечного коллектора, совмещенная с кровлей здания ранее не применялась для нагрева воды в сельскохозяйственном производстве. Такая конструкция солнечного коллектора может быть использована как самостоятельный водонагреватель, так и как первый этап подогрева воды. Однако именно такой способ использования кровли как поглощающей поверхности, позволит адаптировать солнечный коллектор в технологический процесс сельскохозяйственными предприятиями.

The purpose of the study is to test the possibility of using the building roof with a dual purpose, namely as an enclosing structure and an absorbing surface of a solar collector for heating water in agricultural production. In-process tests were carried out to assess the efficiency of using a solar collector to heat water which is used in technological processes taken place in livestock complexes. The proposed equipment was tested in agricultural organizations of KM AGRO LLC of the Knyagininskii district and Bolshemurashkinskii Breeding Livestock Farm LLC of the Bolshemurashkinskii district of the Nizhny Novgorod region. The measurements were carried out on cloudless, slightly overcast, and cloudy days. The obtained results of in-process tests made it possible to prove the efficiency of using a solar collector. On a cloudless day, the water heating temperature in the collector reached a maximum value of + 62.8°C at 1 p.m. On a slightly overcast day, the maximum temperature reached 61,2°C. On a cloudy day, the water in the solar collector was heated up to 58.4°C. Water of this temperature can be used for technological processes in the cowshed, such as washing milking equipment (60°C). Diluted water up to 40°C can be used to wash the udders of cows, and up to 17-19°C for livestock watering. The proposed solar collector design, combined with the roof of the building, has not previously been used to heat water in agricultural production. This solar collector design can be used as an independent water heater, and as the first stage of water heating. However, it is precisely this method of using the roof as an absorbing surface that will allow the solar collector to be adapted into the technological process by agricultural enterprises.