agroengineeringАгроинженерияAgricultural Engineering (Moscow)2687-11492687-1130РГАУ-МСХА10.26897/2687-1149-2026-3-27-35agroengineering-1301Research ArticleТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ АПКFARM MACHINERY AND TECHNOLOGIESПрогнозирование температуры теплоносителя в отопительной установке аэродинамического нагреваForecasting the temperature of the coolant in an aerodynamic heating systemhttps://orcid.org/0000-0002-3781-9592КупреенкоА. И.KupreenkoA. I.

Купреенко Алексей Иванович, д-р техн. наук, профессор

243365, Брянская область, Выгоничский район, с. Кокино, ул. Советская, 2а

Aleksei I. Kupreenko*, DSc (Eng), Professor

Bryansk region, Vygonichi district, Kokino, Sovetskaya Str., 2a

kupreenkoai@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4912-9908ИсаевХ. М.IsaevK. M.

Исаев Хафиз Мубариз-оглы, канд. экон. наук, доцент, заведующий кафедрой

243365, Брянская область, Выгоничский район, с. Кокино, ул. Советская, 2а

Khafiz Mubariz-ogly Isaev, CSc (Econ), Associate Professor

Bryansk region, Vygonichi district, Kokino, Sovetskaya Str., 2a

haf-is@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1883-716XБезикД. А.BezikD. A.

Безик Дмитрий Александрович, канд. техн. наук, доцент, директор института

243365, Брянская область, Выгоничский район, с. Кокино, ул. Советская, 2а

Dmitry A. Bezik, CSc (Eng); Associate Professor

Bryansk region, Vygonichi district, Kokino, Sovetskaya Str., 2a

bda20101@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1765-7282ХарченкоД. А.KharchenkoD. A.

Харченко Дмитрий Алексеевич, аспирант

243365, Брянская область, Выгоничский район, с. Кокино, ул. Советская, 2а

Dmitry A. Kharchenko, postgraduate student

Bryansk region, Vygonichi district, Kokino, Sovetskaya Str., 2a

harchenkodmitri@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6877-3128ИсаевС. Х.IsaevS. K.

Исаев Самир Хафизович, канд. техн. наук, доцент

243365, Брянская область, Выгоничский район, с. Кокино, ул. Советская, 2а

Samir Kh. Isaev, CSc (Eng); Associate Professor

Bryansk region, Vygonichi district, Kokino, Sovetskaya Str., 2a

Samir.isaev.94@inbox.ruБрянский государственный аграрный университетРоссияBryansk State Agrarian UniversityRussian Federation2026300620262832735Copyright © Купреенко А.И., Исаев Х.М., Безик Д.А., Харченко Д.А., Исаев С.Х., 20262026Купреенко А.И., Исаев Х.М., Безик Д.А., Харченко Д.А., Исаев С.Х.Kupreenko A.I., Isaev K.M., Bezik D.A., Kharchenko D.A., Isaev S.K.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://agroengineering.timacad.ru/jour/article/view/1301

Отопление животноводческих помещений способствует нормализации микроклимата. Применяемые в животноводческих помещениях электрокалориферные установки требуют периодической чистки трубчатых электронагревателей – они не вырабатывают нормативный срок службы и пожароопасны. Водяные и паровые калориферы отличаются высокой стоимостью монтажа и обслуживания. Альтернативой упомянутым калориферам может служить простая по конструкции, надежная и удобная в монтаже отопительная установка аэродинамического нагрева. В основе ее работы заложен роторный нагрев теплоносителя (воздуха) в теплоизолированной рабочей камере с двумя присоединительными патрубками, замкнутыми воздуховодом-теплообменником. Для исследования возможности использования установки аэродинамического нагрева в отопительных системах животноводческих помещений изготовлены ее опытный образец и макет помещения. Целью исследований являлась разработка математической модели прогнозирования температуры теплоносителя и температуры воздуха в отапливаемом помещении в зависимости от параметров установки, окружающей среды и характеристик ограждений помещения. В осенне-зимний период 2025 г. в Брянском ГАУ проведены исследования опытного образца отопительной установки аэродинамического нагрева с целью получения исходных данных для реализации полученной математической модели. Составлено уравнение теплового баланса установки за бесконечно малый промежуток времени. На основании решения полученного дифференциального уравнения построены искомые зависимости. Их анализ и сравнение с опытными данными показали, что полученная математическая модель позволяет прогнозировать температуру теплоносителя и температуру воздуха в отапливаемом помещении в зависимости от параметров установки, окружающей среды и характеристик помещения с точностью 3,4…6,2%. Результаты исследований позволят определять требуемые параметры отопительной установки в зависимости от заданной температуры в отапливаемом помещении.

Heating of livestock buildings contributes to the normalization of the indoor climate. However, electric heaters commonly used in such facilities require periodic cleaning of their tubular heating elements, lack a standardized service life, and pose a fire hazard. Water and steam heating systems, on the other hand, involve high installation and maintenance costs. An alternative to these systems is an aerodynamic heating unit, which is simple, reliable, and easy to install. Its operating principle is based on the rotary heating of the coolant (air) within a thermally insulated working chamber equipped with two connecting pipes linked by a heat exchanger duct. To explore the feasibility of using an aerodynamic heating unit in livestock building heating systems, the authors manufactured a prototype and constructed a building model. The study aimed to develop a mathematical model for predicting both the coolant temperature and the resulting indoor air temperature as functions of the installation parameters, environmental conditions, and the thermal characteristics of the building envelope. During the autumn–winter period of 2025, research was conducted at Bryansk State Agrarian University on a prototype aerodynamic heating installation to obtain initial data for implementing the proposed mathematical model. A heat balance equation for the installation was formulated over an infinitesimal time interval. Based on the solution to the resulting differential equation, the desired functional relationships were derived. Analysis of these relationships and their comparison with experimental data demonstrated that the developed mathematical model allows prediction of the coolant and indoor air temperatures with an accuracy ranging from 3.4% to 6.2%, depending on the installation parameters, environmental conditions, and room characteristics. The findings of this study will facilitate the determination of optimal heating installation parameters based on the required indoor temperature.

установка аэродинамического нагревапрогнозирование температуры теплоносителяроторный нагрев теплоносителяотопление животноводческих помещенийуравнение теплового баланса установкимикроклиматaerodynamic heating installationheat carrier temperature predictionrotary heat carrier heatingheating of livestock buildingsequation of the installation’s thermal balanceindoor climateReferencesИгнаткин И.Ю., Ерохин М.Н., Кирсанов В.В. Определение дальности распространения воздушной струи в струйной системе вентиляции животноводческих объектов // Агроинженерия. 2025. Т. 27, № 3. С. 23-32. https://doi.org/10.26897/2687-1149-2025-3-23-32Ignatkin I.Yu., Erokhin M.N., Kirsanov V.V. Determination of an air jet propagation range in the jet ventilation system of livestock facilities. Agricultural Engineering (Moscow). 2025;27(3):23-32 (In Russ.) https://doi.org/10.26897/2687-1149-2025-3-23-32Ильин И.В., Игнаткин И.Ю., Курячий М.Г. Влияние параметров микроклимата на продуктивность свиней // Перспективное свиноводство: теория и практика. 2011. № 3. С. 21-25. EDN: OKRQPRIlyin I.V., Ignatkin I.Yu., Kuryachiy M.G. Effect of indoor climate parameters on pig productivity. Perspektivnoe svinovodstvo: teoriya i praktika. 2011;3:21-25. (In Russ.).Самарин Г.Н. Влияние параметров микроклимата на продуктивность кур-несушек // Птица и птицепродукты. 2007. № 2. С. 37-38. EDN: NAZAYHSamarin G.N. The influence of microclimate parameters on the productivity of laying hens. Poultry & Chicken Products. 2007;2:37-38. (In Russ.)Новиков Н.Н., Кольчик И.Е. Современное оборудование и технические средства обеспечения микроклимата на животноводческих фермах // Техника и технологии в животноводстве. 2020. № 1 (37). С. 81-88. EDN: MWDCETNovikov N.N., Kolchik I.E. The Modern equipment and technical means of microclimate on livestock farms providing. Machinery and Technologies in Livestock. 2020;1:81-88. (In Russ.)Кузьмичев А.В., Тихомиров Д.А., Трунов С.С. Тепловые завесы в системах микроклимата животноводческих ферм // Электротехнологии и электрооборудование в АПК. 2019. № 1 (34). С. 14-20. EDN: MMDITRKuzmichev A.V., Tikhomirov D.A., Trunov S.S. Heat air curtains in microclimate systems for livestock farms. Electrical Engineering and Electrical Equipment in Agriculture. 2019;1:14-20. (In Russ.)Тихомиров Д.А. Вентиляционно-отопительная установка модульного типа // Сельский механизатор. 2012. № 9. С. 32-33. EDN: PDEEGHTikhomirov D.A. The ventilation and heating system is modular. Selskiy mekhanizator. 2012;9:32-33. (In Russ.)Шацкий В.П., Гулевский В.А., Осипов Е.Н. Пластинчатые охладители воздуха водоиспарительного принципа действия // Птицеводство. 2013. № 12. С. 35-37. EDN: PZEBLMShatsky V.P., Gulevsky V.A., Osipov E.N. Plate-type air coolers based on the water-evaporation principle. Ptitsevodstvo. 2013;12:35-37. (In Russ.)Кирсанов В.В., Игнаткин И.Ю. Струйная модель притока вентиляционного воздуха из теплоутилизационной установки // Вестник Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина». 2018. № 2 (84). С. 28-32. https://doi.org/10.26897/1728-7936-2018-2-28-32Kirsanov V.V., Ignatkin I.Y. Jet model of ventilation air inflow from a heat recovery unit. Vestnik of Federal State Educational Establishment of Higher Professional Education “Moscow State Agroengineering University named after V.P. Goryachkin”. 2018;2:28-32. (In Russ.) https://doi.org/10.26897/1728-7936-2018-2-28-32Тихомиров Д.А., Трунов С.С., Хименко А.В. Энергосберегающая система отопления с применением электрических тепловых аккумуляторов и потолочных вентиляторов // Техника и оборудование для села. 2022. № 2 (296). С. 34-38. EDN: LWUAFUTikhomirov D.A., Trunov S.S., Khimenko A.V. Energy-saving heating system using electric heat accumulators and ceiling fans. Machinery and Equipment for Rural Area. 2022;2:34-38. (In Russ.) https://doi.org/10.33267/2072-9642-2022-2-34-38Самарин В.А., Самарин Г.Н. Теоретические основы энергосберегающей технологии формирования микроклимата в животноводческих помещениях // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2010. № 5. С. 36-38. EDN: MWLXFBSamarin V.A., Samarin G.N. Theoretical foundations of energy-saving technology for indoor climate control in livestock breeding. Agricultural Machinery and Technologies. 2010;5:36-38. (In Russ.)Ужик В.Ф., Чехунов О.А., Саенко Ю.В., Макаренко А.Н. Поиск инженерных решений по поддержанию оптимальной температуры в коровниках с прозрачной крышей // Вестник Всероссийского научно-исследовательского института механизации животноводства. 2018. № 2. С. 34-39. EDN: XREBVJUzhik V.F., Chekhunov O.A., Saenko Yu.V., Makarenko A.N. Search for engineering solutions to maintain optimal temperature in barns with a transparent roof. Vestnik Vserossiyskogo nauchno-issledovatelskogo instituta mekhanizatsii zhivotnovodstva. 2018;2:34-39. (In Russ.)Маркарянц Л.М., Жиряков А.В. Безопасность электрокалориферных установок // Вестник Брянской ГСХА. 2011. № 6. С. 57-60. EDN: THKUHVMarkaryants L.M., Zhiryakov A.V. Safety electroheaters installations. Vestnik Bryanskoy GSKhA. 2011;6:57-59. (In Russ.)Купреенко А.И., Исаев Х.М., Исаев С.Х. и др. Отопление животноводческих помещений установками аэродинамического нагрева // Техника и технологии в животноводстве. 2025. Т. 15, № 3. С. 41-47. EDN: XCAJXFKupreenko A.I., Isaev Kh.M., Isaev S.Kh. et al. Heating of livestock premises by aerodynamic heating’s units. Machinery and Technologies in Livestock. 2025;15(3):41-47. (In Russ.)Купреенко А.И., Исаев Х.М., Харченко Д.А. и др. Влияние режимов работы отопительной установки аэродинамического типа на температуру теплоносителя // Техника и технологии в животноводстве. 2026. Т. 16, № 1. С. 29-36. EDN: OWUDFEKupreenko А.I., Isaev Kh.M., Kharchenko D.A. et al. Influence of the operating modes of an aerodynamic type heating instalation on the heat carrier temperature. Machinery and Technologies in Livestock. 2026;16(1):29-36. (In Russ.)Купреенко А.И., Безик Д.А., Исаев Х.М. и др. Температура сушильного агента при его рециркуляции в модульной сушилке аэродинамического нагрева // Вестник Брянской ГСХА. 2025. № 3 (109). С. 46-53. EDN: HAOZDIKupreenko A.I., Bezik D.A., Isaev Kh.M. et al. Temperature of the drying agent during its recirculation in aerodynamic heating modular dryer. Vestnik Bryanskoy GSKhA. 2025;3:46-53. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.