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:
- Охарактеризовать однородность излучения для галогенных ламп и ламп ИКЗК;
- Оценить распределение температуры для галогенных ламп и ламп накаливания с использованием обычных абажуров;
- Оценить распределение температуры для галогенной лампы с абажуром, специально разработанным для галогенных ламп;
- 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.
- 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.
- 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.
- 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