Испытание галогенных ламп для промышленного обогрева поросят и бройлеров.

Сравнение галогенных и инфракрасных ламп накаливания для обогрева животных. 

Целью этого проекта было сравнение распределения излучения и температуры под лампами накаливания ИКЗК и галогенными лампами КГ (с двумя разными рассеивателями). 

Основные цель данного испытания - это установить возможность замены типичных инфракрасных ламп накаливания ИКЗК на галогенные лампы КГ при обогреве поросят, бройлеров и других животных. 

В ходе испытания было выявлено:

• галогенные лампы обеспечивают более равномерное распределение температуры по поверхности пола чем лампы накаливания ИКЗК. 
• температура пола под лампами накаливания ИКЗК уменьшается  быстрее в зависимости от радиального расстояния от центра (непосредственно под лампой) к краям, чем под галогенной лампой (при радиусе 300 мм эти различия составили (в среднем при испытании на трех высотах и двух ступенях мощности) 12 и 4,5 °С для лампы накаливания и галогенной лампы соответственно. 
• лампа накаливания ИКЗК имела тенденцию концентрировать тепло непосредственно под лампой, производя более сильное горизонтальное температурное расслоение при этом энергетические требования к двум лампам были одинаковыми. 
• температура пола непосредственно под галогенной лампой менялась от 30,3 °С до 34,5 °С при высоте подвеса лампы от 600 до 450 мм, для ламп накаливания ИКЗК эти значения составляли 36,5 °С и 42,7 °С при такой же высоте подвеса. 

Результаты испытаний распространения тепла от лампы ИКЗК и КГ показывают, что использовать галогенные лампы вместо ламп накаливания ИКЗК при обогреве молодняка допустимо. 

ВВЕДЕНИЕ

Повсеместно для обогрева поросят используют лампы накаливания ИКЗК, хотя они имеют ряд недостатков: хрупкость, пожаробезопасность, небольшой срок службы. 

Почему для обогрева поросят, бройлеров, и других животных применяют именно лампы накаливания, а не центральное отопление!

Критическая температура для новорожденных поросят составляет примерно 30 °С. В конце детского периода  эта температура колеблется от 22 °С до 24 °С. Чтобы максимально снизить затраты на отопление в корпусах опороса и доращивания прогрев локализовывают в зонах конкретного нахождения животных, а именно над ними, путем подвеса ламп ИКЗК. Инфракрасные лучи проходят через воздух и нагревают только животных и предметы, не нагревая воздух. Таким образом тепло инфракрасных лучей согревает поросенка, даже если температура окружающего воздуха низкая. Эти лампы обеспечивают адекватную температуру воздуха без обогрева всего здания, что в свою очередь снижает расходы на отопление.

В попытке улучшить систему обогрева поросят разработано 2 вида галогенных ламп накаливания: лампы для вкручивания в стандартный цоколь E27 и стандартные лампы КГ  с цоколем R7S длинной 117 мм в комплекте с абажуром.

Галогенные лампы дают более равномерное излучение, чем лампы накаливания. Кроме того,галогенные лампы накаливания в комплекте с оригинальным абажуром дают немного разную  направленность тепла между диаграммой галогенных ламп и ламп накаливания (PAR). 

Испытания проводились в корпусах опороса и доращивания. 

Целями данного исследования были:

1. Охарактеризовать однородность излучения для галогенных ламп и ламп ИКЗК;
2. Оценить распределение температуры для галогенных ламп и ламп накаливания с использованием обычных абажуров;
3. Оценить распределение температуры для галогенной лампы с абажуром, специально разработанным для галогенных ламп;
4. Оценить энергозатраты при использовании галогенных ламп и ламп ИКЗК.

ПРИМЕНЯЕМЫЕ ТИПЫ ЛАМП ВО ВРЕМЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

Для обогрева поросят  обычно используются инфракрасные лампы накаливания. Поэтому для испытаний мы взяли следующие типы ламп.

1. Лампа накаливания ИКЗК Philips 175 Вт, эта лампа занимает большую часть рынка. Заявленный производителем срок службы данной лампы составляет 5000 часов. Для этой лампы используется  стандартный рассеиватель-абажур из нержавеющей стали с цоколем Е27.
2. Галогенная лампа  G-01 118 мм с цоколем Е27, лампа предназначена для поглощения максимально видимых лучей и излучения инфракрасных лучей в средних и коротких длинах волн. Заявленный производителем срок службы данной лампы составляет 10 000 часов. 
3. Галогенная лампа  G-01 118 мм с цоколем R7S в  комплекте с рассеивателем-абажуром, специально адаптированным к галогенным инфракрасным лампам. 

МЕТОДИКА ИСПЫТАНИЙ

Датчики для измерения температуры располагались в шариках для пинг-понга, которые предварительно были выкрашены в черный цвет для более эффективного съема показателей температуры. Эти датчики были размещены на типовых пластиковых решетках пола размером 1,335 на 1,060 м (Рис. ниже). В итоге было размещено 30 датчиков, 27 внутри черных шаров для пинг-понга (измерение лучистой температура, см. рис. ниже), два непосредственно на пластиковом полу для проверки измерений и один для измерения температуры воздуха. Датчик температуры воздуха находился на расстоянии не менее 3 м от экспериментальной площадки.

Для каждого теста фактические мощность, сила тока и напряжение были записаны и сравнены с расчетными показателями.

ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

Распределение температуры

Для каждого теста  по каждому датчику в мяче для пинг-понга регистрировались температура и составлена карта соотношения положения лампы и мяча-датчика. Эта карта позволила провести подробный анализ и графическое представление полученных результатов. Испытания показали, что распределение и направленность тепловых лучей были разными и зависели от типа используемой лампы. Лампы накаливания имели круглую форму распространения тепла, а галогенные лампы имели  эллиптическую форму светового пятна соответственно.

ПРОЦЕСС ИСПЫТАНИЯ НА РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ

Этот эксперимент включал испытания при подвесе ламп на трех разных высотах (450, 530, и 600 мм от светильника до поверхности пола), при двух видах мощности (высокой и низкий) и при использовании для галогенных ламп двух видов рассеивателей- абажуров. Кроме того, чтобы исключить влияние производства в течении 60 минут проводился предварительный прогрев, после чего включалась система сбора данных с датчиков и в течении следующих 60 минут велась запись показаний с датчиков.

Что показало испытание радиального распространения тепла по поверхности пола?

Температура пола под галогенной лампой была более однородной, чем под лампой накаливания ИКЗК. Мы увидели разницу радиального распространения тепла в зависимости от применяемой лампы, эта разница достигла максимума 16,7 °С для лампы накаливания ИКЗК и только 8,3 °С для галогенной лампы. Кроме того, температура пола под галогенной лампой была ближе к температуре рекомендованной для прогрева поросят.

Что показало влияние высоты подвеса лампы от уровня пола.

Данные показывают, что температура пола непосредственно под лампой накаливания была от 32,2 °С до 42,7 °С, а это больше рекомендованных температур от 22 °С до 30 °С, для трех высот и двух диапазонов мощности соответственно. При высокой мощности, температура пола под лампой была 30,8 °С, 31,3 °С и 39,5 °С, соответственно для галогенной лампы с специальным рассеивателем-абажуром, галогенной лампой с цоколем E27 для стандартного абажура и лампа накаливания ИКЗК. При низкой мощности, эти температуры были на 5,5 °С и 2,5 °С ниже для лампы накаливания и галогенной лампы, соответственно.

Что показали исследования энергозатрат при использовании галогенных ламп и ламп ИКЗК.

Результаты показывают, что у обоих типов ламп примерно одинаковое энергопотребление. Требуемая мощность была 175 Вт при высокой интенсивности обогрева и примерно 100 Вт при низкой интенсивности. Это представляет собой 40% снижение между двумя мощностями настройки Галогенные лампы использовали больше энергии, чем лампы накаливания, но разница была не значительной (P> 0,01). 

Для ламп накаливания на высокой мощности температура пола непосредственно под лампами упала с 42,7 °С до 36,5 °С при увеличении высоты лампы с 450 до 600 мм. При низком уровне мощности эти значения составили 36,1 °С и 32,2 °С. Для галогенной лампы на высокой мощности с новым абажуром, температура пола прямо под лампой упала с 33,4 °С до 28,7 °С при увеличении высоты подвеса лампы от 450 до 600 мм. Для обычного абажура эти значения составили 34,5 °С и 30,3 °С соответственно.

Для галогенной лампы на малой мощности с новым абажура, центральная температура пола снизилась с 28,7 °С до 27,3 °С при увеличении высоты подвеса лампы с 450 до 600 мм. Для обычного абажура эти значения составляли 30,4 °С и 27,8 °С соответственно.

ВЫВОДЫ

Результаты тестирования показывают, что для испытанная высота (450, 530 и 600 мм от пола до лампы) и два уровня мощности, температурный режим более однороден под двумя галогенными лампы, чем под лампой накаливания ИКЗК. При радиусе 300 мм разница между центральной температурой (непосредственно под лампой) и температура на радиусе 300 мм. (в среднем три высоты и два уровня мощности) 12 °С и 4,5 °С для ламп накаливания и галогенных ламп соответственно. Лампа накаливания имеет тенденцию концентрировать тепло в центре, что приводит к более сильному горизонтальному температурному расслоению. Кроме того, для лампы накаливания температура пола непосредственно под лампой высокая (от 32,2 °С до 42,7 °С) по сравнению с обычно рекомендуемой комфортной температурой (от 24 °С до 30 °С). 

С готовыми решенниями для животноводства можете в КАТАЛОГЕ