НЕЗАМЕРЗАЮЩАЯ СИСТЕМА ПОЕНИЯ ДОМАШНИХ И ДИКИХ ЖИВОТНЫХ В МЕСТАХ, ОТДАЛЁННЫХ ОТ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ

Полезная модель относится к сельскохозяйственному производству, в частности к системам и устройствам для механизации процесса водообеспечения животных, как на животноводческих фермах, так и в лесных хозяйствах, преимущественно, лишенных централизованным энергоснабжением.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой системе поения животных является система, содержащая резервуар, насос, поилки с теплообменниками и механизмом уровня воды, прямой и обратный трубопроводы, размещенные в грунте на глубине, не подверженной промерзанию (патент РФ на изобретение № 2308828 «Система поения животных охлажденной водой», МПК А01К 7/00, опубл. 27.10.2007). Основным недостатком системы является возможность работы только в теплое время года, т.к. при отрицательных температурах вся система подачи поды в резервуары перемерзает. Так как «холодоотдача» одного погонного метра трубы с температурой грунта 7-12°С не превышает 20-25 Вт, что при хорошем водоотборе при эффективной аэрации контактирующего с грунтом водовода, грунт вблизи подающей трубы будет «просажен» и нагрет, и эффективность водоохлаждения существенно или полностью упадёт.
Известна система поения животных подогретой водой, содержащая нагреватель, насос, пульт управления, резервуар, поилки с теплообменниками, (патент РФ №2242120 «Система поения животных подогретой водой», МПК A01K 7/00, опубл. 20.12.2004).
Недостатками данной системы являются:
- необходимость наличия незамерзающего теплоносителя;
- сложность изготовления оболочки, содержащей трубопроводы подачи теплоносителя и воды и заполненной теплоизолирующим материалом)
- необходимость монтажа уравнительных бачков и теплообменников;
- необходимость размещения внутри помещения большого количества деталей (нагревателя, насоса, пульта управления, уравнительных бачков);
В качестве прототипа выбрана поилка, содержащая корпус, водяную полость, дозатор, конический купол, расположенный в нижней части поилки, нагревательный элемент, наружную теплоизоляцию (заявка на патент РФ на изобретение № 2011118995 «Всесезонная (зимняя) поилка для животных (птицы), содержащихся открытым способом или в помещениях без отопления», МПК А01К 7/02, опубл. 20.11.2012). Недостатками устройства являются: наличие электропроводящей нагревательной намотки, расположенной внутри или снаружи водоподводящей трубы в системе поения; значительный расход электрической энергии, опасность поражения животных электрическим током.
Предлагаемой полезной моделью решается техническая задача создания универсальной системы поения животных, обеспечивающей всесезонную дозированную подачу тёплой воды за счет использование возобновляемых неистощимых источников тепловой и электрической энергии, отсутствие эксплуатационных затрат.
Техническая задача достигается тем, что поилка содержит корпус, водоподводящие трубы, дозатор, нагревательные элементы, наружную теплоизоляцию. При этом, поилка выполнена из наклонных поильных лотков, изготовленных из теплоизоляционного материала, с уклоном по отношению друг к другу, соединенных системой подающих и дренажных трубопроводов, соединенных со скважиной.
Также задача достигается тем, что для обеспечения подачи воды в питьевой лоток из скважины используется погружной (артезианский) насос, а для подогрева воды в питьевом лотке (лотках), в подающих и дренажных трубопроводах, используется самонагревающийся кабель.
Также задача достигается тем, что насос, самонагревающийся кабель, автоматика, аккумуляторы соединены с устройством, выполненным на основе возобновляемых источников энергии.
В качестве источника чистой воды используются поверхностные или артезианские воды с температурой 5-8°С, несущие низкопотенциальное (или геотермальное) тепло Земли, а для подъёма воды из скважины в поильный лоток на поверхности земли и последующего её подогрева используется электрическая энергия, генерируемая возобновляемыми источниками, такими, как ветер (за счет ветроэнергетических установок) и/или энергия солнца (за счет солнечных модулей) и т.д.
Указанная система поения животных проста в исполнении и обслуживании. Использование в системе датчиков присутствия позволяет значительно экономить расход электроэнергии для работы погружного (артезианского) насоса и нагревающего кабеля. Вода, заполняя наклонно расположенный питьевой лоток, расположенный под углом 2-4° к горизонтали, наполняется до определённого уровня и сливается с другого торца питьевого лотка в ту же или другую скважину, в зависимости от длины питьевого лотка, интенсивности использования воды, дебета в скважине и т.д. Для исключения замерзания воды в лотке, подающей и дренажной трубах, на дне лотка и в скважинах на глубину промерзания грунта укреплён самонагревающийся кабель заданной мощности нагрева (от 10 до 80 Вт/п.м.), производимый отечественной промышленностью, который поддерживает заданную температуру воды в питьевом лотке (зимой +10…+12°С, летом +6…+8°С). Самонагревающийся кабель затягивается через дренажную трубу с глубины промерзания в питьевой лоток, монтируется на его дне с помощью антивандальных перфорированных планок, и в другом, более низком конце питьевого лотка заходит в подающую трубу также на глубину промерзания. Указанная незамерзающая автопоилка может работать в нескольких режимах с алгоритмами, которые определяются конкретными климатическо-географическими и сезонными условиями (зима-лето), расходом воды и дебетом её в скважине, погодными условиями (наличие, скорость и стабильность ветра, освещенность и т.д.) и может перенастраиваться автоматически, переходя на экономичный режим расхода электроэнергии, в том числе и за счет питания от заряженных аккумуляторов. В экстремальных условиях система работает по определённому алгоритму, обеспечивая слив остатков воды в скважину, и подготавливая автопоилку к последующему безаварийному запуску системы.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором показана схема системы поения животных.
Система состоит из погружного насоса 1, установленного в скважину, подающего 2 и дренажного 3 трубопроводов, лотковой поилки 4, состоящей из одного наклонного или нескольких наклонных лотков 5, изготовленных, например из ударопрочного теплоизоляционного вспененного полистирола, соединенных между собой системой трубопроводов 6, датчика присутствия 7 и самонагревающегося кабеля 8, аккумулятора 9, системы управления 10, генерирующего оборудования на основе возобновляемых источников 11, инвертора преобразования электрической энергии 13.
Работает система следующим образом.
Зимой. При приближении животного к поилке 4 срабатывает датчик присутствия 7, и самонагревающийся кабель 8 подключается к питанию от аккумулятора 9 или инвертора 13 через систему управления 10. При нагреве оболочки самонагревающегося кабеля 8 до заданной температуры (например, +15°С), включается погружной насос 1. Наличие самонагревающегося кабеля 8 обеспечивает подогрев лотковой поилки 4, таяние снега и нагрев воды до соответствующей температуры. Подогрев воды и контактируемых деталей до заданной температуры производится автоматически, что изначально заложено в алгоритме системы управления 10 конструкции и технологии изготовления запатентованного самонагревающегося кабеля 8. Вода из скважины 12 при помощи насоса 1 поступает в подогретые поилки 4. После ухода животных от поилок 4, срабатывает датчик присутствия 7, отключается насос 1. Не израсходованная вода из поилок 4 сливается обратно в скважину 12.
Летом. При большом дебете воды в скважине 12, благоприятных погодных условиях (ветряная, солнечная погода), автопоилка 4 может включаться как по сигналу с датчика присутствия животных 7, так и без сигнала, излишне сливаясь на землю и стекая не в скважину 12 через дренажный трубопровод 3, как это делается зимой, а в углубления и понижения рельефа местности, образуя ручьи и лужи для утоления жажды и создания своеобразных купален для диких животных, птиц и насекомых, создавая своеобразные «биотопы», особенно в жаркие дни.
Преимущества:
1. Наличие постоянного незамерзающего источника теплой чистой воды зимой, и прохладной, тонизирующей воды летом, свободной от паразитов, бактерий и вирусов.
2. Использование возобновляемых неистощимых источников тепловой и электрической энергии.
3. Отсутствие механических движущихся деталей, датчиков уровня, запорной арматуры, теплообменников, резервуаров, электрически опасных электронагревателей, ядовитых незамерзающих жидкостей (хладагентов, антифризов и т.д.), что повышает надёжность и безопасность работы автопоилок, особенно в зимнее время.
4. Электробезопасность, т.к. все элементы автопоилки заземлены через скважину.
5. Не требуется обслуживание, регламентные работы проводятся 1 раз в год в виде осмотра энергогенерирующего оборудования, смазки, а в случае необходимости - замены изношенных деталей и узлов, регламентные работы проводятся в течении одного летнего дня.
6. Нет загрязнения окружающей среды, не используются углеводороды для выработки электроэнергии и тепла.
7. При установке автопоилок в лесных, охотничьих угодьях, в экологических заказниках и заповедниках обеспечивается сохранность диких копытных животных в зимнее время не менее 50-70% от их общего поголовья, пришедшего на зимовку.