Руководитель проекта
О проекте
Актуальность
По оценкам специалистов, последние три десятилетия в Казахстане оказались самыми теплыми в истории метеонаблюдений, и привело к повышению средней годовой температуры на 1,91 оС. Глобальное потепление стало представлять серьезный риск и для интенсивного развития животноводства в стране.
Чтобы уменьшить стрессовое воздействие аномального тепла и охладить животных, ряд отечественные фермеры используют теневые экраны, различные формы принудительной конвекции и испарительные охлаждения, которым относятся вентиляторы и распылители, разбрызгиватели и т.д. Ещё на этапе строительства животноводческого помещения индивидуальные предприниматели предусматривает на производстве более высокие потолки, устанавливает мощные вентиляторы и большие количества поилок с водой. Предпринимается также попытки использования сочетание системы вентиляции с охлаждением.
Однако эти меры, используемые для снижения теплового стресса у животных, не дает желаемого результата: они энергоемкие, малоэффективны и не формирует в животноводческих помещениях нормируемого микроклимата. К сожалению, южных, юго-восточных и западных регионах республики мало изучено влияние теплового стресса выращивании крупного рогатого скота (КРС). Не оценена экономическая целесообразность применения в качестве основного элемента системы охлаждения и создания необходимого микроклимата животноводческого помещения.
Научными и технологическими нуждами, обосновывающие важность результатов проекта, а также ее значимость в национальном масштабе является то, что более 40% КРС в республике, выращивается в условиях южных, юго-восточных и западных регионах страны, и применимость его результатов для развития соответствующей сферы животноводства в условиях их выращивания в малых и средних хозяйствах является актуальной. Предлагаемая система создания нормированного микроклимата, на базе использования реверсивного теплового насоса интегрированной с возобновляемыми источниками энергии (ВИЭ), позволяет повысить эффективность и рентабельность работы фермеров и хозяйств населения. В проекте планируется создания систему дистанционного контроля и управления режимов микроклимата, рассредоточенных объектов на базе GSM-модем или Интернет для создания цифровизации в животноводческом комплексе.
Принципиальным отличием идеи проекта от существующих аналогов является то, что при формированиях микроклимата используется ВИЭ, интегрированные с комплектом реверсивных тепловых насосов, способных уменьшать колебания температуры, охлаждать жарки наружный воздух до требуемых параметров.
Цель
Создание энергосберегающей системы микроклимата для снижения теплового стресса животных в условиях их содержания на фермерских или крестьянских хозяйствах с использованием возобновляемых источников энергии и реверсивных тепловых насосов.
Ожидаемые и достигнутые результаты
1. Одна статья рецензируемом научном издании, индексируемых в Science Citation Index Expanded и входящем в 1 (первый) или 2 (второй) квартиль по импакт-фактору в базе Web of Science и (или) имеющем процентиль по CiteScore в базе Scopus не менее 65 (шестидесяти пяти) и две статьи отечественных изданиях, рекомендованных КОКСНВО РК.
2. Подготовлен и опубликована рекомендация по созданию системы микроклимата для снижения теплового стресса животных в условиях их содержания на фермерских, крестьянских хозяйствах с использованием возобновляемых источников энергии и реверсивных тепловых насосов.
3. Подана заявка и получен патент на полезный модель Республики Казахстан.
Достоинствами проекта являются: простота конструкции, доступности малым, средним хозяйствам и эффективности их использования как в жарких, так и холодных климатических условиях Казахстана. Реализация проекта в условиях крестьянских и фермерских хозяйствах позволяет снизить потребление электроэнергии на 30-40% по сравнению с существующей системой формирования нормированного микроклимата.
Список публикаций (со ссылками на них) и патентов
1. Baibolov, A., Sydykov, S., Alibek, N., ...Jurado, F., Kassym, R. Map of zoning of the territory of Kazakhstan by the average temperature of the heating period in order to select a heat pump system of heat supply: A case study. Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization and Environmental Effects, 2022, 44(3), pp. 7303–7315. DOI: 10.1080/15567036.2022.2108168
2. Issakhanov, M., Alibek, N., Dyusenbayev, T., Taldybayeva, A. Energy-saving ventilation system for sheep premises to ensure food security and safety. Food Science and Technology (Brazil), 2022, 42, e73921. DOI: 10.1590/fst.73921
3. Rashit Omarov, Murat Kunelbayev, Omar Dauren, Asan Baibolov, Nesipbek Alibek. Development and practical application of a control unit for a two-circuit solar system with thermosiphon circulation located in the city of Almaty (Kazakhstan). GEOLINKS International Conference 2021, Book 2. DOI: 10.32008/geolinks2021/b2/v3/38
4. R.A. Omarov; M.Z. Isakhanov; K.M. Kuder; N.B. Alibek; D.R. Omar; R.T. Kassym; A.S. Taldybayeva. Experimental results of functional characteristics of IoT for free range sheep breeding. International Journal of Agricultural Resources, Governance and Ecology (IJARGE), Vol. 17, No. 2/3/4, 2021. DOI: 10.1504/ijarge.2021.10044149
5. Issakhanov, M.Zh., Alibek, N.B., Dyusenbayev, T.S., Taldybayeva, A.S. Energy-saving ventilation system for sheep premises. International Journal of Engineering Research and Technology, 2020, 13(11), pp. 3685–3690. EID: 2-s2.0-85097908533
6. Әлібек Н.Б., Шыныбай Ж.С., Тилеукеев Ж.А., Молдажанов А.К., Исмаилова Г.К. Имитационная модель энергосберегающей стистемы микроклимата в овощехранилища. Международная научно-практическая конференция «Основные тенденции развития отрасли энергетики и механики в четвертом промышленном революции» посвященной 50-летию факультета «Нефть, газ и механика». Тараз. 17 мая 2019 г. С. 195-200.
7. Сыдыков Ш.К., Әлібек Н.Б., Байболов А.Е., Токмолдаев А.Б. Создание нормированного микроклимата в животноводческих помещениях с использованием возобновляемых источников энергии. «Исследования, результаты». № 3(087) - Алматы, Изд-во Айтұмар, 2020. – С.434-442.
8. Әлібек Н.Б., Молдажанов А.К., Кулмахамбетова А.Т., Тлеукеев Ж. Модель энергосберегающей системы микроклимата в овощехранилищах. Международная научно-практическая конференция «Сатпаевские чтения – 2020» І том.С271-276.
9. Сыдыков Ш.К., Байболов А.Е., Әлібек Н.Б., Токмолдаев А.Б., Абдикадирова А.А. К методике выбора теплового насоса для формирования нормированного микроклимата в животноводческом помещении. Доклады Национальной Академии Наук Республики Казахстан. Reports of the national academy of sciences of the Republic of Kazakhstan. ISSN 2224-5227. Volume 5, Number 339 (2021), 56 – 64.
10. Sydykov Sh., Umbetkulov E., Аlibek N. Improving the efficiency off-line heat pump system for heating rural house in the cold days// XXIII international scientific technical conference. Machines, Technologies, Materials. Sofia, Bulgaria. Year IX Issue 9/2015.- 46-50 p.
Информация для потенциальных пользователей
Потенциальными потребителями предлагаемого проекта в республике является сельскохозяйственные предприятия и фермерские хозяйства, занимающиеся в отрасли выращивания КРС, овцеводства, свиноводства и птицеводства. Экспериментальный модуль будет использована для подготовки практико-ориентированного обучения студентов, магистрантов и PhD-докторантов.
Реализация предлагаемого проекта может являться основой получения прорывных результатов по созданию комфортного микроклимата на базе использования ВИЭ и реверсивных тепловых насосов и дает реальную возможность цифровизации технологических процессов в животноводстве.
Члены исследовательской группы
Сыдыков Шурат Курбанович
кандидат техн.наук, доцент
Scopus Author ID: 57833373900
ORCID 0000-0002-1113-6769
Байболов Асан Ерболатович
канд. техн. наук
Scopus Author ID: 57223403495
Scopus Author ID: 57194397031
ORCID 0000-0003-1529-4673
Токмолдаев Аманжол
кандидат техн. наук
Scopus Author ID: 57194397031
ORCID 0000-0003-0457-6202
Джобалаева Гулим Сасановна
магистр техн. наук
Scopus Author ID: 57194397031
ORCID 0000-0003-0457-6202
Сериков Максат Серикович
магистр техн. наук