Способ и система управления для снижения тепловой нагрузки на животных

Номер патента: 13366

Опубликовано: 30.04.2010

Автор: Эрлемарк Андерс

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Способ управления средством охлаждения для снижения тепловой нагрузки на животных, отличающийся тем, что упомянутый способ содержит следующие этапы, на которых:

включают упомянутое средство охлаждения, когда температура воздуха превосходит предварительно заданное пороговое значение, и/или параметр, зависящий от относительной влажности воздуха, превосходит предварительно заданное пороговое значение, при этом упомянутое средство охлаждения является охлаждающим вентилятором и/или средством испарительного охлаждения;

измеряют скорость воздуха у упомянутого охлаждающего вентилятора с помощью средства измерения скорости воздуха;

измеряют температуру кожи и/или тела и/или температуру окружающего воздуха вблизи животного и

регулируют упомянутую скорость воздуха в зависимости от упомянутой измеренной температуры кожи и/или тела и/или температуры окружающего воздуха вблизи упомянутого животного.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что он содержит этап, на котором измеряют упомянутую температуру воздуха и упомянутую относительную влажность воздуха многократно и непрерывно.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что он содержит также этапы, на которых вычисляют параметр, зависящий от температуры воздуха и относительной влажности воздуха, и включают упомянутое средство охлаждения, когда упомянутый параметр превышает предварительно заданное пороговое значение.

4. Способ по п.2 или 3, отличающийся тем, что он содержит также этап, на котором выключают упомянутое средство охлаждения, когда температура воздуха меньше, чем упомянутое предварительно заданное пороговое значение, и/или когда упомянутый параметр меньше, чем упомянутое предварительно заданное пороговое значение.

5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что он содержит также этап, на котором включают упомянутое средство охлаждения, когда среднее значение упомянутого параметра в течение 24 ч превышает предварительно заданное пороговое значение.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что он содержит также следующий этап, на котором выключают упомянутое средство охлаждения, когда упомянутое среднее значение упомянутого параметра в течение 24 ч ниже, чем упомянутое предварительно заданное пороговое значение.

7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что он содержит также следующие этапы, на которых:

идентифицируют отдельное животное с помощью средства идентификации, носимого упомянутым животным;

измеряют температуру кожи и/или тела и/или температуру окружающего воздуха вблизи упомянутого идентифицированного животного; и

управляют упомянутым средством охлаждения в зависимости от упомянутой измеренной температуры.

8. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что он содержит также этап, на котором активируют упомянутое средство охлаждения, когда животное присутствует в доильном зале, или откормочном зале, или доильном станке, или станке с кормушкой, или в зоне отдыха, или в проходе.

9. Способ по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что упомянутый параметр является индексом температуры и влажности (THI).

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что упомянутый способ содержит также этап, на котором вычисляют индекс температуры и влажности (THI) в соответствии с выражением

Рисунок 1

где Tair означает температуру воздуха и RH% означает относительную влажность воздуха, выраженную в %.

11. Способ по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что он содержит также этап, на котором измеряют упомянутую температуру воздуха непрерывно, с первым временным интервалом между последовательными измерениями упомянутой температуры воздуха.

12. Способ по любому из пп.5-11, отличающийся тем, что он содержит также этап, на котором корректируют упомянутое среднее значение упомянутого параметра в течение 24 ч непрерывно, со вторым временным интервалом между последовательными корректировками упомянутого параметра.

13. Способ по одному из пп.11 и 12, отличающийся тем, что упомянутый второй временной интервал больше, чем упомянутый первый временной интервал.

14. Способ по любому из пп.11-13, отличающийся тем, что упомянутый первый временной интервал равен 1-5 мин.

15. Способ по любому из пп.12-14, отличающийся тем, что упомянутый второй временной интервал равен 15-30 мин.

16. Способ по любому из пп.1-15, отличающийся тем, что упомянутое предварительно заданное пороговое значение температуры воздуха находится в диапазоне 25-35°С, предпочтительно в диапазоне 28-32°С.

17. Способ по любому из пп.9-16, отличающийся тем, что упомянутое предварительно заданное пороговое значение упомянутого индекса температуры и влажности (THI) находится в диапазоне 68-74.

18. Способ по любому из пп.9-17, отличающийся тем, что упомянутое предварительно заданное пороговое значение упомянутого среднего значения упомянутого индекса температуры и влажности в течение 24 ч (THI 24 ч) находится в диапазоне 68-74.

19. Способ по любому из пп.1-18, отличающийся тем, что упомянутый способ содержит также этап, на котором измеряют эффект упомянутого способа посредством измерения теплоотдачи с помощью чувствительного средства.

20. Способ по любому из пп.1-19, отличающийся тем, что упомянутый способ содержит также этап, на котором вычисляют эффект упомянутого способа с использованием модели для имитационного моделирования на основе передачи скрытой и ощутимой теплоты между животным и окружающей его средой.

21. Система (200) управления, выполненная с возможностью снижения тепловой нагрузки на животных, при этом система (200) управления содержит средство (202) охлаждения, средство (204) управления, соединенное с упомянутым средством (202) охлаждения, температурный датчик (206), соединенный с упомянутым средством (204) управления и выполненный с возможностью измерения температуры (Tair) воздуха, отличающаяся тем, что она содержит также датчик (208) влажности, соединенный с упомянутым средством (204) управления и выполненный с возможностью измерения относительной влажности воздуха, причем упомянутое средство (204) управления выполнено с возможностью включения упомянутого средства (202) охлаждения, когда упомянутый температурный датчик (206) измеряет температуру воздуха, превышающую предварительно заданное пороговое значение, и/или когда параметр, зависящий от упомянутой относительной влажности воздуха, превышает предварительно заданное пороговое значение, причем упомянутое средство (202) охлаждения является охлаждающим вентилятором (202) и/или средством (202) испарительного охлаждения, второй температурный датчик (212), соединенный с упомянутым средством (204) управления и выполненный с возможностью измерения температуры кожи и/или тела и/или температуры окружающего воздуха вблизи животного, и средство (214) измерения скорости воздуха, соединенное с упомянутым средством (204) управления и выполненное с возможностью измерения скорости воздуха у упомянутого охлаждающего вентилятора (202), причем упомянутое средство (204) управления выполнено с возможностью регулировки упомянутой скорости воздуха из упомянутого охлаждающего вентилятора (202) в зависимости от упомянутой измеренной температуры кожи и/или тела и/или температуры окружающего воздуха вблизи упомянутого животного.

22. Система (200) по п.21, отличающаяся тем, что упомянутый температурный датчик (206) измеряет упомянутую температуру воздуха многократно и непрерывно, а упомянутый датчик (208) влажности измеряет упомянутую относительную влажность воздуха многократно и непрерывно.

23. Система (200) по п.21 или 22, отличающаяся тем, что упомянутое средство (204) управления выполнено с возможностью включения упомянутого средства (202) охлаждения, когда параметр, зависящий от температуры воздуха и относительной влажности воздуха, превышает предварительно заданное пороговое значение.

24. Система (200) по п.22 или 23, отличающаяся тем, что упомянутое средство (204) управления также выполнено с возможностью выключения упомянутого средства (202) охлаждения, когда упомянутый температурный датчик (206) измеряет температуру воздуха, которая меньше, чем упомянутое предварительно заданное пороговое значение, и/или когда упомянутый параметр меньше, чем упомянутое предварительно заданное пороговое значение.

25. Система (200) по любому из пп.21-24, отличающаяся тем, что упомянутое средство (204) управления также выполнено с возможностью включения упомянутого средства (202) охлаждения, когда среднее значение упомянутого параметра в течение 24 ч превышает предварительно заданное пороговое значение.

26. Система (200) по п.25, отличающаяся тем, что упомянутое средство (204) управления также выполнено с возможностью выключения упомянутого средства (202) охлаждения, когда упомянутое среднее значение упомянутого параметра в течение 24 ч меньше, чем упомянутое предварительно заданное пороговое значение.

27. Система (200) управления по любому из пп.21-26, отличающаяся тем, что она содержит также датчик (210) идентификации, соединенный с упомянутым средством (204) управления и выполненный с возможностью идентификации отдельного животного с помощью средства идентификации, носимого упомянутым животным, причем упомянутый второй температурный датчик (212) выполнен с возможностью измерения температуры кожи и/или тела и/или температуры окружающего воздуха вблизи упомянутого идентифицированного животного, при этом упомянутое средство (204) управления также выполнено с возможностью управления упомянутым средством (202) охлаждения в зависимости от измеренной температуры.

28. Система (200) по любому из пп.21-27, отличающаяся тем, что она содержит также средство (216) обнаружения животного, соединенное с упомянутым средством (204) управления, при этом упомянутое средство (204) управления также выполнено с возможностью активирования упомянутого средства (202) охлаждения, когда упомянутое средство (216) обнаружения животного обнаружило, что животное присутствует в доильном зале, или откормочном зале, или доильном станке, или станке с кормушкой, или в зоне отдыха, или в проходе.

29. Система (200) по любому из пп.21-28, отличающаяся тем, что она содержит также средство (218) обработки данных, соединенное с упомянутым средством (204) управления, при этом упомянутый параметр является индексом температуры и влажности (ТНI).

30. Система (200) по п.29, отличающаяся тем, что упомянутое средство (218) обработки данных выполнено с возможностью вычисления упомянутого индекса температуры и влажности (ТНI) в соответствии со следующим выражением:

Рисунок 2

где Tair означает температуру воздуха и RH% означает относительную влажность воздуха, выраженную в %.

31. Система (200) по любому из пп.21-30, отличающаяся тем, что упомянутый температурный датчик (208) измеряет упомянутую температуру воздуха непрерывно, с первым временным интервалом между последовательными измерениями упомянутой температуры воздуха.

32. Система (200) по любому из пп.29-31, отличающаяся тем, что упомянутое средство (218) обработки данных корректирует упомянутое среднее значение упомянутого индекса температуры и влажности (THI) в течение 24 ч непрерывно, со вторым временным интервалом между последовательными корректировками обновлениями упомянутого индекса температуры и влажности (THI).

33. Система (200) по пп.31 и 32, отличающаяся тем, что упомянутый второй временной интервал больше, чем упомянутый первый временной интервал.

34. Система (200) по любому из пп.31-33, отличающаяся тем, что упомянутый первый временной интервал равен 1-5 мин.

35. Система (200) по любому из пп.32-34, отличающаяся тем, что упомянутый второй временной интервал равен 15-30 мин.

36. Система (200) по любому из пп.21-35, отличающаяся тем, что упомянутое предварительно заданное пороговое значение температуры воздуха находится в диапазоне 25-35°С, предпочтительно в диапазоне 28-32°С.

37. Система (200) по любому из пп.29-36, отличающаяся тем, что упомянутое предварительно заданное пороговое значение упомянутого индекса температуры и влажности (THI) находится в диапазоне 68-74.

38. Система (200) по любому из пп.29-37, отличающаяся тем, что упомянутое предварительно заданное пороговое значение упомянутого среднего значения упомянутого индекса температуры и влажности в течение 24 ч (THI 24 ч) находится в диапазоне 68-74.

39. Система (200) по любому из пп.21-38, отличающаяся тем, что она содержит также чувствительное средство (220), соединенное с упомянутым средством (204) управления и выполненное с возможностью измерения эффекта снижения тепловой нагрузки на животных посредством измерения теплоотдачи.

40. Система (200) по любому из пп.21-39, отличающаяся тем, что упомянутое средство (218) обработки данных также выполнено с возможностью вычисления эффекта снижения тепловой нагрузки на животных с использованием модели для имитационного моделирования, на основе передачи скрытой и ощутимой теплоты между животным и окружающей его средой.

Рисунок 3


Текст

Смотреть все

013366 Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится в соответствии с первым аспектом к способу управления средством охлаждения для снижения тепловой нагрузки на животных. В соответствии со вторым аспектом настоящее изобретение относится к системе управления, функционально предназначенной для снижения тепловой нагрузки на животных. В соответствии с третьим аспектом настоящее изобретение относится по меньшей мере к одному компьютерному программному продукту для снижения тепловой нагрузки на животных. Уровень техники Патентный документ США 4693852 содержит описание устройства охлаждения для охлаждения животных. Устройство создает холодный микроклимат на коже и мехе животного направлением потока охлаждаемого испарением воздуха над животным и увлажнением шерстного покрова животного. Поэтому устройство содержит вентилятор и форсунки для впрыскивания капель воды в воздух, протекающий через упомянутое устройство. Недостаток данного известного устройства состоит в том, что воздушный поток служит только для транспортировки капель воды. Другой недостаток данного известного устройства состоит в том, что оно не предназначено для исключения острого теплового стресса животных и их теплового стресса в течение долговременного периода. Патентный документ США 6079360 содержит описание доильного стойла для размещения животного, с которым надлежит выполнять соответствующие действия, содержащего ограждение, ограничивающее пространство и имеющее по меньшей мере один проход, допускающий вход животного в пространство. Чтобы привлечь животное и создать для него ощущение комфорта, предлагается кондиционирующее устройство, содержащее устройство подачи воздуха, выполненное с возможностью создания воздушного потока, по меньшей мере, в пространство. Основной недостаток данного известного доильного стойла состоит в том, что оно не предназначено для исключения острого теплового стресса животных и их теплового стресса в течение долговременного периода. Патентный документ ЕР-В 1-1119237 относится к способу охлаждения животных, например коров,посредством которого жидкость подается между волос и/или на кожу животного, и при этом воздух продувается через жидкость. В данном документе упоминаются также различные способы определения теплового стресса у подлежащих охлаждению животных, например на основе инфракрасного изображения животного. Другой способ определения теплового стресса основан на положении ушей животного. Основной недостаток данного известного способа заключается в том, что животные будут испытывать тепловой стресс до того, как их охлаждают. Сущность изобретения Вышеупомянутые проблемы решаются посредством способа управления средством охлаждения для снижения тепловой нагрузки на животных в соответствии с пп.1-22 формулы изобретения. Основное преимущество способа в соответствии с настоящим изобретением заключается в том, что данный способ исключает острый тепловой стресс животных и их тепловой стресс в течение долговременного периода. С помощью данного способа климат регулируют до того, как животные предположительно испытают тепловой стресс в любой форме. Данный подход будет полезно сказываться на удоях, например, молочных коров. Вышеупомянутые проблемы можно также решить применением системы управления, функционально предназначенной для снижения тепловой нагрузки на животных в соответствии с пп.23-44 формулы изобретения. Основное преимущество системы управления в соответствии с настоящим изобретением заключается в том, что данная система исключает острый тепловой стресс животных и их тепловой стресс в течение долговременного периода. Применение данной системы управления будет гарантировать, чтобы климат в хлеву/коровнике был приятен локально или в общем для животных и животные не подвергались риску испытания теплового стресса в любой форме. Данный подход будет полезно сказываться на удоях, например, молочных коров. Вышеупомянутые проблемы можно также решить посредством по меньшей мере одного компьютерного программного продукта в соответствии с п.45 формулы изобретения. По меньшей мере один компьютерный программный продукт можно загружать непосредственно во внутреннюю память по меньшей мере одного цифрового компьютера. По меньшей мере один компьютерный программный продукт содержит блоки машинных программ для выполнения этапов способа в соответствии с настоящим изобретением, когда по меньшей мере один продукт исполняется по меньшей мере в одном компьютере. Основное преимущество применения по меньшей мере одного компьютерного программного продукта при выполнении этапа/этапов по любому из пп.1-22 формулы изобретения в соответствии с настоящим изобретением заключается в том, что упомянутый продукт исключает острый тепловой стресс животных и их тепловой стресс в течение долговременного периода. С применением данного по меньшей мере одного компьютерного программного продукта климат регулируют до того, как животные предположительно испытают тепловой стресс в любой форме. Данный подход будет полезно сказываться на удоях,например, молочных коров.-1 013366 Следует отметить, что термин "содержит/содержащий" в контексте настоящего описания предназначен для обозначения наличия данных характеристики, этапа или компонента без исключения наличия по меньшей мере одной/одного другой характерной особенности, другого встроенного типа данных, этапа, компонента или их группы. Краткое описание чертежей Варианты осуществления изобретения описаны ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых: фиг. 1 - блок-схема последовательности операций способа управления средством охлаждения для снижения тепловой нагрузки на животных в соответствии с настоящим изобретением; фиг. 2 - таблица, представляющая индекс температуры и влажности (THI) в зависимости от температуры воздуха и относительной влажности воздуха; фиг. 3 - схематичное представление влияния индекса температуры и влажности, например, на корову; фиг. 4 - блок-схема системы управления, функционально предназначенной для снижения тепловой нагрузки на животных в соответствии с настоящим изобретением; фиг. 5 - схематичное представление так называемой "беспривязной схемы" при размещении животных для содержания стада коров, содержащей доильную установку для автоматической дойки; фиг. 6 - схема другого расположения при размещении животных для содержания стада коров, содержащая доильную установку для автоматической дойки; фиг. 7 - схема еще одного расположения при размещении животных для содержания стада коров,содержащая несколько доильных установок для автоматической дойки; фиг. 8 - схематичный вид в плане доильного зала с параллельными стойлами; фиг. 9 - схематичный вид в плане доильного зала в елочной конфигурации; фиг. 10 - схематичное представление общего тепловыделения и ощутимой теплоотдачи в зависимости от температуры окружающего воздуха в соответствии с моделью ANIBAL и фиг. 11 - схематичное изображение нескольких компьютерных программных продуктов в соответствии с настоящим изобретением. Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления На фиг. 1 представлена блок-схема последовательности операций способа управления средством охлаждения для снижения тепловой нагрузки на животных в соответствии с настоящим изобретением. Способ начинается с этапа 300. Затем способ продолжается на этапе 302 вопросом: Превышает ли температура воздуха предварительно заданное пороговое значение Если ответ на данный вопрос утвердителен, то способ продолжается переходом на этап 304, на котором выполняется действие: включают средство охлаждения. Если, напротив, ответ на вопрос, заданный на этапе 302, является отрицательным, то способ продолжается переходом на этап 306, на котором задается вопрос: Превышает ли параметр, зависящий от температуры воздуха и относительной влажности воздуха, предварительно заданное пороговое значение Если ответ на данный вопрос утвердителен, то способ продолжается переходом на этап 304, на котором выполняется действие: включают средство охлаждения. Если, напротив, ответ на вопрос, заданный на этапе 306, является отрицательным, то способ продолжается снова переходом на этап 302. После того как средство охлаждения включено в соответствии с этапом 304, способ продолжается на этапе 308 заданием вопроса: Является ли температура воздуха ниже, чем предварительно заданное пороговое значение Если ответ на данный вопрос утвердителен, то способ продолжается переходом на этап 312, на котором выполняется действие: выключают средство охлаждения. Если же, напротив, ответ на вопрос,заданный на этапе 308, является отрицательным, то способ продолжается переходом на этап 310, чтобы задать вопрос: Является ли параметр ниже, чем предварительно заданное пороговое значение Если ответ на данный вопрос утвердителен, то способ продолжается переходом на этап 312, на котором выполняется действие: выключают средство охлаждения. Если же, напротив, ответ на вопрос, заданный на этапе 310, является отрицательным, то способ продолжается снова переходом на этап 308. Пока способ управления, представленный на фиг. 1, работает, способ после этапа 312 продолжает работать снова с этапа 302. Когда способ не работает, способ завершает работу на этапе 314. Блок-схема, представленная на фиг. 1, охватывает случай, когда применима альтернатива "или" по пп.1 и 3 формулы изобретения. Если же, напротив, применима альтернатива "и" по пп.1 и 3 формулы изобретения, то блок-схема будет содержать те же самые этапы, но этапы 302 и 306 будут располагаться в ряд наподобие этапов 308 и 310. Следует отметить, что возможен вариант, в котором параметр зависит только от относительной влажности воздуха, вместо зависимости как от температуры воздуха, так и от относительной влажности воздуха. В соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления способ содержит также этап,на котором включают средство охлаждения, когда среднее значение параметра в течение 24 ч превышает предварительно заданное пороговое значение. В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления способ содержит также этап, на котором выключают средство охлаждения, когда среднее значение параметра в течение 24 ч ниже, чем предварительно заданное пороговое значение.-2 013366 В предпочтительном варианте средство охлаждения является охлаждающим вентилятором и/или средством испарительного охлаждения. В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом осуществления способ содержит также этапы, на которых идентифицируют индивидуальное животное с помощью средства идентификации, носимого упомянутым животным; измеряют температуру кожи и/или тела и/или температуру окружающего воздуха вблизи упомянутого идентифицированного животного и управляют упомянутым средством охлаждения в зависимости от упомянутой измеренной температуры. В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом осуществления способ содержит также этапы, на которых измеряют скорость воздуха около упомянутого охлаждающего вентилятора с помощью средства измерения скорости воздуха и регулируют упомянутую скорость воздуха в зависимости от упомянутой измеренной температуры кожи и/или тела и/или температуры окружающего воздуха вблизи упомянутого идентифицированного животного. В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом осуществления способ содержит также этап, на котором включают средство охлаждения, когда животное присутствует в доильном зале, или откормочном зале, или доильном станке, или станке с кормушкой, или в зоне отдыха, или в проходе. В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления способа параметр является индексом температуры и влажности (THI). В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом осуществления способ содержит также этап, на котором вычисляют индекс температуры и влажности в соответствии с выражением где Tair означает температуру воздуха и RH% означает относительную влажность воздуха, выраженную в %. Следует отметить, что вышеприведенное выражение является всего лишь одним возможным способом вычисления индекса температуры и влажности (THI). В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом осуществления способ содержит также этап, на котором измеряют температуру воздуха непрерывно, с первым временным интервалом между последовательными измерениями температуры воздуха. В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления способ содержит также этап, на котором корректируют среднее значение параметра в течение 24 ч непрерывно, со вторым временным интервалом между последовательными корректировками параметра. В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом осуществления способа второй временной интервал больше, чем первый временной интервал. В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления способа первый временной интервал равен 1-5 мин. В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом осуществления способа второй временной интервал равен 15-30 мин. В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления способа предварительно заданное пороговое значение температуры воздуха находится в диапазоне 25-35 С, предпочтительно в диапазоне 28-32 С. В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом осуществления способа предварительно заданное пороговое значение индекса температуры и влажности (THI) находится в диапазоне 68-74. В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления способа предварительно заданное пороговое значение среднего значения индекса температуры и влажности в течение 24 ч(THI 24 ч) находится в диапазоне 68-74. В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом осуществления способ содержит также этап, на котором измеряют эффект способа посредством измерения теплоотдачи с помощью чувствительного средства. В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления способ содержит также этап, на котором вычисляют эффект способа с использованием модели для имитационного моделирования на основе передачи скрытой и ощутимой теплоты между животным и окружающей его средой. На фиг. 2 приведена таблица, представляющая зависимость индекса температуры и влажности(THI) от температуры воздуха и относительной влажности воздуха. На фиг. 3 схематично представлено влияние индекса температуры и влажности, например, на корову. На основе экспериментов и накопленного опыта на фиг. 3 показано влияние тепловой нагрузки на удои. Проведенные эксперименты показывают, что в интервале 68-72 происходит снижение удоев.-3 013366 На фиг. 4 представлена блок-схема системы 200 управления, функционально предназначенной для снижения тепловой нагрузки на животных в соответствии с настоящим изобретением. Система 200 управления содержит средство 202 охлаждения, функционально предназначенное для охлаждения животных. Система 200 управления содержит также средство 204 управления, соединенное со средством 202 охлаждения. Кроме того, система 200 управления содержит также температурный датчик 206, соединенный со средством 204 управления и выполненный с возможностью измерения температуры (Tair) воздуха. Как также показано на фиг. 4, система 200 управления содержит также датчик 208 влажности, соединенный со средством 204 управления и выполненный с возможностью измерения относительной влажности воздуха. Средство 204 управления выполнено с возможностью включения средства 202 охлаждения, когда температурный датчик 206 измеряет температуру (Tair) воздуха, превышающую предварительно заданное пороговое значение, и/или когда параметр, зависящий от температуры воздуха и относительной влажности воздуха, превышает предварительно заданное пороговое значение. Средство 204 управления также выполнено с возможностью выключения средства 202 охлаждения, когда температурный датчик 206 измеряет температуру воздуха, которая меньше, чем предварительно заданное пороговое значение, и/или когда параметр меньше, чем предварительно заданное пороговое значение. Следует отметить, что возможно также, чтобы параметр зависел только от относительной влажности воздуха вместо зависимости как от температуры воздуха, так и от относительной влажности воздуха. Температурный датчик 206 может также выполнять функцию многократного и непрерывного измерения температуры воздуха. Датчик 208 влажности также может выполнять функцию многократного и непрерывного измерения относительной влажности воздуха. Средство 204 управления может быть также выполнено с возможностью включения средства 202 охлаждения, когда среднее значение параметра в течение 24 ч превышает предварительно заданное пороговое значение. Средство 204 управления может быть также выполнено с возможностью выключения средства 202 охлаждения, когда среднее значение параметра в течение 24 ч меньше, чем предварительно заданное пороговое значение. Как также очевидно из фиг. 4, система 200 управления может также содержать датчик 210 идентификации (изображенный пунктирными линиями), соединенный со средством 204 управления и выполненный с возможностью идентификации отдельного животного с помощью средства идентификации,носимого животным. Система 200 управления может также содержать второй температурный датчик 212, соединенный со средством 204 управления и выполненный с возможностью измерения температуры кожи и/или тела и/или температуры окружающего воздуха вблизи упомянутого идентифицированного животного. Средство 204 управления также выполнено с возможностью управления средством 202 охлаждения в зависимости от измеренной температуры. В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления системы 200 управления данная система может также содержать средство 214 измерения скорости воздуха, соединенное со средством 204 управления и выполненное с возможностью измерения скорости воздуха около охлаждающего вентилятора 202 (когда средство 202 охлаждения является охлаждающим вентилятором). Средство 204 управления выполнено с возможностью регулирования скорости воздуха из охлаждающего вентилятора 202 в зависимости от измеренной температуры кожи и/или тела и/или температуры окружающего воздуха вблизи упомянутого идентифицированного животного. В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления системы 200 управления данная система содержит также средство 216 обнаружения животного, соединенное со средством 204 управления. Средство 204 управления также выполнено с возможностью включения средства 202 охлаждения, когда средство 216 обнаружения животного обнаружило, что животное присутствует в доильном зале, или откормочном зале, или доильном станке, или станке с кормушкой, или в зоне отдыха, или в проходе. В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом осуществления системы 200 управления данная система содержит также средство 218 обработки данных, соединенное со средством 204 управления. Параметр является индексом температуры и влажности (THI), который вычисляется средством 218 обработки данных в соответствии со следующим выражением: где Tair означает температуру воздуха и RH% означает относительную влажность воздуха, выраженную в %. Следует отметить, что вышеприведенное выражение является всего лишь одним возможным способом вычисления индекса температуры и влажности (THI). В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления системы 200 управления температурный датчик 208 измеряет температуру воздуха непрерывно, с первым временным интервалом между последовательными измерениями температуры воздуха. В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом осуществления системы 200 управления средство 218 обработки данных корректирует среднее значение индекса температуры и влажности (THI) в течение 24 ч непрерывно, со вторым временным интервалом между последовательными корректировками индекса температуры и влажности (THI).-4 013366 В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления системы 200 управления второй временной интервал больше, чем первый временной интервал. В предпочтительном варианте первый временной интервал равен 1-5 мин. Второй временной интервал предпочтительно равен 15-30 мин. В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления системы 200 управления предварительно заданное пороговое значение температуры воздуха находится в диапазоне 25-35 С,предпочтительно в диапазоне 28-32 С. В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом осуществления системы 200 управления предварительно заданное пороговое значение индекса температуры и влажности (THI) находится в диапазоне 68-74. В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления системы 200 управления предварительно заданное пороговое значение среднего значения индекса температуры и влажности в течение 24 ч (THI 24 ч) находится в диапазоне 68-74. В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом осуществления системы 200 управления данная система может содержать также чувствительное средство 220, соединенное со средством 204 управления и выполненное с возможностью измерения эффекта снижения тепловой нагрузки на животных посредством измерения теплоотдачи. В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления системы 200 управления средство 218 обработки данных также выполнено с возможностью вычисления эффекта снижения тепловой нагрузки на животных с использованием модели для имитационного моделирования, на основе передачи скрытой и ощутимой теплоты между животным и окружающей его средой. На фиг. 5 схематично представлена так называемая "беспривязная схема" расположения животных для содержания стада коров, содержащая доильную установку для автоматической дойки. Различные схемы расположения животных, показанные на фиг. 5-9 являются всего лишь примерами сред, в которых можно реализовать настоящее изобретение. Как показано на фиг. 5, схема расположения содержит хлев 1, который разделен на зону 5 отдыха и откормочную зону 6. Зона 5 отдыха вмещает несколько стойл 37 для отдыха. Откормочная зона 6 вмещает автоматическое устройство раздачи кормов в форме тележки 38 с кормом. В хлеву 1 обеспечена также доильная установка или зал 9 для дойки, по желанию, свободно двигающихся коров, т.е. корова входит в доильную установку 9 для ее доения. На фиг. 6 схематично изображена другая схема размещения животных для содержания стада коров,при этом схема содержит доильную установку для автоматической дойки. Зона 1 является объединенной зоной отдыха и откормочной зоной, содержащей только грубые корма. Зона 3 является зоной для откорма концентрированным кормом. Позиция 10 обозначает отборочные ворота. Если корова получила разрешение на дойку, то корове дают пройти по пути 5 в зону 2 автоматической дойки. В противном случае корове дают пройти в зону 3. На фиг. 7 схематично изображена еще одна схема размещения животных для содержания стада коров, при этом схема содержит несколько доильных установок для автоматической дойки. Позиция 3 обозначает откормочную зону, и позиция 1 обозначает зону отдыха, в которой находится ряд доильных установок. На фиг. 8 представлен схематичный вид в плане доильного зала 10 с параллельными стойлами, при этом доильный зал содержит первый ряд параллельных доильных стойл 14 и второй ряд параллельных доильных стойл 16. Каждый из рядов 14, 16 снабжен установками 20, 22 идентификации коров, через которые коровы 12 могут проходить последовательно во время их идентификации. На фиг. 9 представлен схематичный вид в плане доильного зала 10 в конфигурации в виде елочки,также содержащего два ряда стойл, каждый из которых содержит восемь стойл. В общем средства охлаждения размещены в хлеву/коровнике. Чтобы создать приятный климат в хлеву/коровнике, чувствительные средства размещены так, чтобы показания соответствующих чувствительных средств были характерными для хлева/коровника. Если целесообразно более локальное регулирование климата в хлеву/коровнике, то чувствительные средства и средства охлаждения размещены в зоне, которая вмещает одно или несколько животных за раз, например в зоне/зале отдыха или зоне/зале сбора. Если целесообразно почти индивидуальное регулирование климата в хлеву/коровнике, то чувствительные средства и средства охлаждения размещены в зоне, предназначенной для размещения одного животного за один раз. Кроме того, если животное идентифицировано индивидуально, то можно хранить данные, касающиеся каждого животного. Воздействие теплового стресса на животное зависит от того, сколько времени климат продолжал быть жарким. Острый тепловой стресс, помимо прочего, приводит к тому, что животное пытается повысить испускание тепла путем потоотделения с кожи и учащенного дыхания, что обеспечивает охлаждение за счет испарения влаги из легких и со слизистых оболочек дыхательных путей. Через некоторое время происходит адаптация к жаркому климату за счет снижения аппетита и приема питательных ве-5 013366 ществ, что в свою очередь приводит к замедлению метаболизма, и, следовательно, теплоотдача животного снижается. Применительно к молочным коровам упомянутая адаптация, к сожалению, приводит к снижению удоя. Если острый тепловой стресс настолько значителен, что природный механизм охлаждения животного не достаточен, то температура тела будет повышаться, что в крайних случаях будет приводить к смерти животного. С помощью настоящего изобретения можно свести к минимуму вероятность того, что животные будут испытывать тепловой стресс в какой-либо форме. На фиг. 10 представлена схема общего тепловыделения и ощутимой теплоотдачи в зависимости от температуры окружающего воздуха в соответствии с так называемой моделью ANIBAL для имитационного моделирования. На фиг. 10 ZM, ZS и ZL означают различные зоны регулирования, разделенные вертикальными пунктирными линиями. На фиг. 10 схематично показаны основные допущения, касающиеся системы терморегуляции. Верхняя сплошная линия показывает общее тепловыделение, которое,как предполагается, является постоянным в термонейтральной зоне и достаточным для поддержки гомеостаза при температурах ниже нижней критической температуры (LCT). Линии I-III показывают интенсивность ощутимой теплоотдачи при минимальной проводимости тела. Нижняя сплошная линия показывает предполагаемую интенсивность ощутимой теплоотдачи. Расстояние между нижней и верхней сплошными линиями соответствует интенсивности скрытой теплоотдачи, необходимой для поддержки теплового баланса. Режим регулирования терморегуляции, как принято считать, зависит от температуры окружающей среды. На фиг. 10 показаны три "зоны регулирования": 1) зона ZM с регулированием метаболического тепловыделения. Проводимость тела является постоянной и минимальной. Скрытая теплоотдача является постоянной и минимальной. Тепловой баланс обеспечивается метаболическим регулированием общего тепловыделения. Верхний температурный предел в зоне ZM является нижней критической температурой; 2) зона ZS с регулированием ощутимой теплоты. Общее тепловыделение имеет постоянное значение. Скрытая теплоотдача минимальна. Тепловой баланс обеспечивается регулированием проводимости тела; 3) зона ZL с регулированием скрытой теплоты. Тепловыделение остается постоянным. Проводимость тела является постоянной и максимальной. Тепловой баланс обеспечивается регулированием скрытой теплоотдачи. На фиг. 11 представлено схематичное изображение некоторых компьютерных программных продуктов 1021, , 102n в соответствии с настоящим изобретением. На фиг. 11 показано n разных цифровых компьютеров 1001, , 100n, где n является целым числом. На фиг. 11 показано n разных компьютерных программных продуктов 1021, , 102n, которые показаны в форме компакт-дисков (CD-дисков). Разные компьютерные программные продукты 1021, , 102n можно непосредственно загружать во внутреннюю память n разных цифровых компьютеров 1001, , 100n. Каждый компьютерный программный продукт 1021, , 102n содержит блоки машинных программ для исполнения части или всех этапов способа в соответствии с п.1 формулы изобретения, когда продукт/продукты 1021, , 102n исполняется/исполняются в компьютерах 1001, , 100n. Компьютерные программные продукты 1021, , 102n могут, например, быть в форме дискет, виртуальных (RAM) дисков, магнитных лент, магнитооптических дисков или некоторых других подходящих продуктов. Изобретение не ограничено описанными вариантами осуществления. Специалистам в данной области техники будет очевидно, что в пределах объема притязаний нижеследующей формулы изобретения можно реализовать много разных модификаций. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ управления средством охлаждения для снижения тепловой нагрузки на животных, отличающийся тем, что упомянутый способ содержит следующие этапы, на которых включают упомянутое средство охлаждения, когда температура воздуха превосходит предварительно заданное пороговое значение, и/или параметр, зависящий от относительной влажности воздуха,превосходит предварительно заданное пороговое значение, при этом упомянутое средство охлаждения является охлаждающим вентилятором и/или средством испарительного охлаждения; измеряют скорость воздуха у упомянутого охлаждающего вентилятора с помощью средства измерения скорости воздуха; измеряют температуру кожи и/или тела и/или температуру окружающего воздуха вблизи животного и регулируют упомянутую скорость воздуха в зависимости от упомянутой измеренной температуры кожи и/или тела и/или температуры окружающего воздуха вблизи упомянутого животного. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что он содержит этап, на котором измеряют упомянутую температуру воздуха и упомянутую относительную влажность воздуха многократно и непрерывно. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что он содержит также этапы, на которых вычисляют-6 013366 параметр, зависящий от температуры воздуха и относительной влажности воздуха, и включают упомянутое средство охлаждения, когда упомянутый параметр превышает предварительно заданное пороговое значение. 4. Способ по п.2 или 3, отличающийся тем, что он содержит также этап, на котором выключают упомянутое средство охлаждения, когда температура воздуха меньше, чем упомянутое предварительно заданное пороговое значение, и/или когда упомянутый параметр меньше, чем упомянутое предварительно заданное пороговое значение. 5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что он содержит также этап, на котором включают упомянутое средство охлаждения, когда среднее значение упомянутого параметра в течение 24 ч превышает предварительно заданное пороговое значение. 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что он содержит также следующий этап, на котором выключают упомянутое средство охлаждения, когда упомянутое среднее значение упомянутого параметра в течение 24 ч ниже, чем упомянутое предварительно заданное пороговое значение. 7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что он содержит также следующие этапы, на которых идентифицируют отдельное животное с помощью средства идентификации, носимого упомянутым животным; измеряют температуру кожи и/или тела и/или температуру окружающего воздуха вблизи упомянутого идентифицированного животного и управляют упомянутым средством охлаждения в зависимости от упомянутой измеренной температуры. 8. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что он содержит также этап, на котором активируют упомянутое средство охлаждения, когда животное присутствует в доильном зале, или откормочном зале, или доильном станке, или станке с кормушкой, или в зоне отдыха, или в проходе. 9. Способ по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что упомянутый параметр является индексом температуры и влажности (THI). 10. Способ по п.9, отличающийся тем, что упомянутый способ содержит также этап, на котором вычисляют индекс температуры и влажности (THI) в соответствии с выражением где Tair означает температуру воздуха и RH% означает относительную влажность воздуха, выраженную в %. 11. Способ по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что он содержит также этап, на котором измеряют упомянутую температуру воздуха непрерывно, с первым временным интервалом между последовательными измерениями упомянутой температуры воздуха. 12. Способ по любому из пп.5-11, отличающийся тем, что он содержит также этап, на котором корректируют упомянутое среднее значение упомянутого параметра в течение 24 ч непрерывно, со вторым временным интервалом между последовательными корректировками упомянутого параметра. 13. Способ по одному из пп.11 и 12, отличающийся тем, что упомянутый второй временной интервал больше, чем упомянутый первый временной интервал. 14. Способ по любому из пп.11-13, отличающийся тем, что упомянутый первый временной интервал равен 1-5 мин. 15. Способ по любому из пп.12-14, отличающийся тем, что упомянутый второй временной интервал равен 15-30 мин. 16. Способ по любому из пп.1-15, отличающийся тем, что упомянутое предварительно заданное пороговое значение температуры воздуха находится в диапазоне 25-35 С, предпочтительно в диапазоне 28-32 С. 17. Способ по любому из пп.9-16, отличающийся тем, что упомянутое предварительно заданное пороговое значение упомянутого индекса температуры и влажности (THI) находится в диапазоне 68-74. 18. Способ по любому из пп.9-17, отличающийся тем, что упомянутое предварительно заданное пороговое значение упомянутого среднего значения упомянутого индекса температуры и влажности в течение 24 ч (THI 24 ч) находится в диапазоне 68-74. 19. Способ по любому из пп.1-18, отличающийся тем, что упомянутый способ содержит также этап,на котором измеряют эффект упомянутого способа посредством измерения теплоотдачи с помощью чувствительного средства. 20. Способ по любому из пп.1-19, отличающийся тем, что упомянутый способ содержит также этап,на котором вычисляют эффект упомянутого способа с использованием модели для имитационного моделирования на основе передачи скрытой и ощутимой теплоты между животным и окружающей его средой. 21. Система (200) управления, выполненная с возможностью снижения тепловой нагрузки на животных, при этом система (200) управления содержит средство (202) охлаждения, средство (204) управления, соединенное с упомянутым средством (202) охлаждения, температурный датчик (206), соединен-7 013366 ный с упомянутым средством (204) управления и выполненный с возможностью измерения температуры(Tair) воздуха, отличающаяся тем, что она содержит также датчик (208) влажности, соединенный с упомянутым средством (204) управления и выполненный с возможностью измерения относительной влажности воздуха, причем упомянутое средство (204) управления выполнено с возможностью включения упомянутого средства (202) охлаждения, когда упомянутый температурный датчик (206) измеряет температуру воздуха, превышающую предварительно заданное пороговое значение, и/или когда параметр,зависящий от упомянутой относительной влажности воздуха, превышает предварительно заданное пороговое значение, причем упомянутое средство (202) охлаждения является охлаждающим вентилятором(202) и/или средством (202) испарительного охлаждения, второй температурный датчик (212), соединенный с упомянутым средством (204) управления и выполненный с возможностью измерения температуры кожи и/или тела и/или температуры окружающего воздуха вблизи животного, и средство (214) измерения скорости воздуха, соединенное с упомянутым средством (204) управления и выполненное с возможностью измерения скорости воздуха у упомянутого охлаждающего вентилятора (202), причем упомянутое средство (204) управления выполнено с возможностью регулировки упомянутой скорости воздуха из упомянутого охлаждающего вентилятора (202) в зависимости от упомянутой измеренной температуры кожи и/или тела и/или температуры окружающего воздуха вблизи упомянутого животного. 22. Система (200) по п.21, отличающаяся тем, что упомянутый температурный датчик (206) измеряет упомянутую температуру воздуха многократно и непрерывно, а упомянутый датчик (208) влажности измеряет упомянутую относительную влажность воздуха многократно и непрерывно. 23. Система (200) по п.21 или 22, отличающаяся тем, что упомянутое средство (204) управления выполнено с возможностью включения упомянутого средства (202) охлаждения, когда параметр, зависящий от температуры воздуха и относительной влажности воздуха, превышает предварительно заданное пороговое значение. 24. Система (200) по п.22 или 23, отличающаяся тем, что упомянутое средство (204) управления также выполнено с возможностью выключения упомянутого средства (202) охлаждения, когда упомянутый температурный датчик (206) измеряет температуру воздуха, которая меньше, чем упомянутое предварительно заданное пороговое значение, и/или когда упомянутый параметр меньше, чем упомянутое предварительно заданное пороговое значение. 25. Система (200) по любому из пп.21-24, отличающаяся тем, что упомянутое средство (204) управления также выполнено с возможностью включения упомянутого средства (202) охлаждения, когда среднее значение упомянутого параметра в течение 24 ч превышает предварительно заданное пороговое значение. 26. Система (200) по п.25, отличающаяся тем, что упомянутое средство (204) управления также выполнено с возможностью выключения упомянутого средства (202) охлаждения, когда упомянутое среднее значение упомянутого параметра в течение 24 ч меньше, чем упомянутое предварительно заданное пороговое значение. 27. Система (200) управления по любому из пп.21-26, отличающаяся тем, что она содержит также датчик (210) идентификации, соединенный с упомянутым средством (204) управления и выполненный с возможностью идентификации отдельного животного с помощью средства идентификации, носимого упомянутым животным, причем упомянутый второй температурный датчик (212) выполнен с возможностью измерения температуры кожи и/или тела и/или температуры окружающего воздуха вблизи упомянутого идентифицированного животного, при этом упомянутое средство (204) управления также выполнено с возможностью управления упомянутым средством (202) охлаждения в зависимости от измеренной температуры. 28. Система (200) по любому из пп.21-27, отличающаяся тем, что она содержит также средство(216) обнаружения животного, соединенное с упомянутым средством (204) управления, при этом упомянутое средство (204) управления также выполнено с возможностью активирования упомянутого средства(202) охлаждения, когда упомянутое средство (216) обнаружения животного обнаружило, что животное присутствует в доильном зале, или откормочном зале, или доильном станке, или станке с кормушкой,или в зоне отдыха, или в проходе. 29. Система (200) по любому из пп.21-28, отличающаяся тем, что она содержит также средство(218) обработки данных, соединенное с упомянутым средством (204) управления, при этом упомянутый параметр является индексом температуры и влажности (THI). 30. Система (200) по п.29, отличающаяся тем, что упомянутое средство (218) обработки данных выполнено с возможностью вычисления упомянутого индекса температуры и влажности (THI) в соответствии со следующим выражением: где Tair означает температуру воздуха и RH% означает относительную влажность воздуха, выраженную в %. 31. Система (200) по любому из пп.21-30, отличающаяся тем, что упомянутый температурный датчик (208) измеряет упомянутую температуру воздуха непрерывно, с первым временным интервалом ме-8 013366 жду последовательными измерениями упомянутой температуры воздуха. 32. Система (200) по любому из пп.29-31, отличающаяся тем, что упомянутое средство (218) обработки данных корректирует упомянутое среднее значение упомянутого индекса температуры и влажности (THI) в течение 24 ч непрерывно, со вторым временным интервалом между последовательными корректировками обновлениями упомянутого индекса температуры и влажности (THI). 33. Система (200) по пп.31 и 32, отличающаяся тем, что упомянутый второй временной интервал больше, чем упомянутый первый временной интервал. 34. Система (200) по любому из пп.31-33, отличающаяся тем, что упомянутый первый временной интервал равен 1-5 мин. 35. Система (200) по любому из пп.32-34, отличающаяся тем, что упомянутый второй временной интервал равен 15-30 мин. 36. Система (200) по любому из пп.21-35, отличающаяся тем, что упомянутое предварительно заданное пороговое значение температуры воздуха находится в диапазоне 25-35 С, предпочтительно в диапазоне 28-32 С. 37. Система (200) по любому из пп.29-36, отличающаяся тем, что упомянутое предварительно заданное пороговое значение упомянутого индекса температуры и влажности (THI) находится в диапазоне 68-74. 38. Система (200) по любому из пп.29-37, отличающаяся тем, что упомянутое предварительно заданное пороговое значение упомянутого среднего значения упомянутого индекса температуры и влажности в течение 24 ч (THI 24 ч) находится в диапазоне 68-74. 39. Система (200) по любому из пп.21-38, отличающаяся тем, что она содержит также чувствительное средство (220), соединенное с упомянутым средством (204) управления и выполненное с возможностью измерения эффекта снижения тепловой нагрузки на животных посредством измерения теплоотдачи. 40. Система (200) по любому из пп.21-39, отличающаяся тем, что упомянутое средство (218) обработки данных также выполнено с возможностью вычисления эффекта снижения тепловой нагрузки на животных с использованием модели для имитационного моделирования, на основе передачи скрытой и ощутимой теплоты между животным и окружающей его средой.

МПК / Метки

МПК: A01K 1/00, F24F 11/00, A01K 1/12

Метки: животных, тепловой, снижения, нагрузки, система, управления, способ

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/14-13366-sposob-i-sistema-upravleniya-dlya-snizheniya-teplovojj-nagruzki-na-zhivotnyh.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ и система управления для снижения тепловой нагрузки на животных</a>

Похожие патенты