vimjourСельскохозяйственные машины и технологииAgricultural Machinery and Technologies2073-7599Federal State Budgetary Scientific Institution «Federal Scientific Agroengineering Center VIM»10.22314/2073-7599-2026-20-2-30-36ERYWVWvimjour-761Research ArticleИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЕINNOVATIVE TECHNOLOGIES AND EQUIPMENTМоделирование и разработка энергосберегающего ИК-обогревателя для телятModeling and development of an energy-saving infrared heater for calvesТихомировД. А.TikhomirovD. A.

Дмитрий Анатольевич Тихомиров, доктор технических наук, главный научный сотрудник, член-корреспондент Российской академии наук

Москва

Dmitry A. Tikhomirov, Dr.Sc.(Eng.), chief researcher, corresponding member of the Russian Academy of Sciences

Moscow

tihda@mail.ruКузьмичевА. В.KuzmichevA. V.

Алексей Васильевич Кузьмичев, научный сотрудник

 

Москва

Alexey V. Kuzmichev, researcher

Moscow

alkumkuzm@mail.ruХименкоА. В.KhimenkoA. V.

Алексей Викторович Хименко, кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник

Москва

Alexey V. Khimenko, Ph.D.(Eng.), leading researcher

Moscow

avmkh87@gmail.comФедеральный научный агроинженерный центр ВИМРоссияFederal Scientific Agroengineering Center VIMRussian Federation2026190620262023036Copyright © Тихомиров Д.А., Кузьмичев А.В., Хименко А.В., 20262026Тихомиров Д.А., Кузьмичев А.В., Хименко А.В.Tikhomirov D.A., Kuzmichev A.V., Khimenko A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vimsmit.com/jour/article/view/761

Содержание телят в индивидуальных пластиковых домиках на открытых площадках помимо положительных сторон имеет и риски. При заморозках отмечены случаи обморожения, заболеваний и гибели животных. Для регионов с длительным холодным периодом (4-6 месяцев) актуальна задача обеспечения обогрева индивидуальных домиков. (Цель исследования) Разработка рациональной конструкции и обоснование параметров электрического инфракрасного обогревателя. (Материалы и методы) Для обогрева телят предпочтительно с теплоэнергетической точки зрения использовать «темные» инфракрасные излучатели с длиной волны 2-5 микрометров с возможностью регулирования теплового потока в зависимости от положения животного в домике. Установлена расчетная зависимость величины теплового потока от обогревателя к теленку от температуры ограждающих конструкций домика и нормируемой температуры воздуха окружающей среды. (Результаты и обсуждение) Предложена функционально-технологическая схема установки для обогрева телят в индивидуальных домиках. Обоснованы теплоэнергетические и конструкционные параметры электрического инфракрасного обогревателя линейного типа на основе расчетной модели теплообмена теленка в системе изотермических диффузно поглощающих и излучающих поверхностей. Представлены результаты физического моделирования процесса обогрева теленка при различных режимах. Разработан действующий образец обогревателя. (Выводы) С применением физического моделирования обоснованы параметры, режимы работы, предложена функциональная схема, изготовлен экспериментальный образец электрического инфракрасного обогревателя при содержании телят в индивидуальном домике на открытом воздухе в холодный период года.

Keeping calves in individual plastic hutches on outdoor sites offers a number of advantages, but it also involves certain risks. During frosts, cases of frostbite, disease, and animal mortality have been reported. Therefore, for regions with a long cold period of 4–6 months, ensuring heating in individual calf hutches is an important task. (Research purpose) The study aimed to develop a rational design and substantiate the parameters of an electric infrared heater. (Materials and methods) From a thermalenergy perspective, “dark” infrared emitters with a wavelength of 2-5 μm are preferable for heating calves, as they allow the heat flux to be regulated depending on the animal’s position inside the hutch. A calculated relationship was established between the heat flux transferred from the heater to the calf, the temperature of the hutch enclosing structures, and the standard ambient air temperature. (Results and discussion) A functional and technological diagram of a calf-heating system for individual hutches was proposed. The thermal-energy and design parameters of a linear electric infrared heater were substantiated based on a calculated heat-exchange model describing a calf within a system of isothermal, diffusely absorbing and emitting surfaces. The results of physical modelling of the calf heating process under different operating modes are presented, and an operating prototype of the heater was developed. (Conclusions) Physical modelling was used to substantiate the parameters and operating modes of an electric infrared heater for calves housed in individual outdoor hutches during the cold season. A functional diagram was proposed, and an experimental prototype of the heater was manufactured.

обогрев телятиндивидуальный домикэлектрический инфракрасный обогревательфизическое мо делированиетепловой потокcalf heatingindividual calf hutchelectric infrared heaterphysical modellingheat fluxРабота выполнена в рамках государственного задания Минобрнауки России для ФГБНУ ФНАЦ ВИМ FGUN-2025-0004.This work was supported by the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation within the framework of the State Assignment of the Federal Research Center for Bast Fiber Crops (No. FGUN-2025-0004).ReferencesФилиппова О.Б., Кийко Е.И. Групповое и индивидуальное содержание молодняка крупного рогатого скота // Вестник ВНИИМЖ. 2019. N3(35). С. 84-88. EDN: QVFOGR.Filippova O.B., Kiiko E.I. Group and individual young cattle’s keeping. Journal of VNIIMZH. 2019. N3(35). 84-88 (In Russian). EDN: QVFOGR.Москалев А.А. Продуктивность и поведение телят до 6-месячного возраста в зависимости от технологических параметров их содержания // Зоотехническая наука Беларуси. 2024. Т. 59. N2. С. 214-223. EDN: DUEKXW.Moskalev A.A. Productivity and behavior of calves up to 6 months of age depending on technological parameters of their keeping. Zootechnical Science of Belarus. 2024. Vol. 59. N2. 214-223 (In Russian). EDN: DUEKXWМинаков В.Н., Базылев М.В., Разумовский Н.П. и др. Инновационные подходы оптимизации выращивания ремонтного молодняка в молочном скотоводстве // Ветеринарный журнал Беларуси. 2024. N2(21). С. 95-99. EDN: GHBKNC.Minakov V.N., Bazylev M.V., Razumovsky N.P. et al. Innovative approaches to optimizing the growing of repair young cattle in dairy cattle breeding. Veterinarnyy zhurnal Belarusi. 2024. N2(21). 95-99 (In Russian). EDN: GHBKNC.Макаров А.В., Ханипова В.А., Федотова А.С. и др. Сравнительная характеристика систем выращивания молодняка крупного рогатого скота для откорма. Journal of Agriculture and Environment. 2023. N9(37). 7. DOI: 10.23649/JAE.2023.37.5.Makarov A.V., Khanipova V.A., Fedotova A.S. et al. A comparative characterization of systems for growing young stock of cattle for fattening. Journal of Agriculture and Environment.2023. N9(37). 7. DOI: 10.23649/JAE.2023.37.5.Москалев А.А. Влияние продолжительности содержания телят в индивидуальных домиках на их естественную резистентность и состояние здоровья // Зоотехническая наука Беларуси. 2022. Т. 57. N2. С. 177-184. DOI: 10.47612/0134-9732-2022-57-2-177-184.Moskalev A.A. Influence of the duration of keeping calves in individual houses on their natural resistance and state of health. Zootechnical Science of Belarus. 2022. Vol. 57. N2. 177-184 (In Russian). DOI: 10.47612/0134-9732-2022-57-2-177-184.Москалев А.А. Продуктивность и оценка комфортности телят при различной продолжительности их содержания в индивидуальных домиках // Зоотехническая наука Беларуси. 2022. Т. 57. N2. С. 184-191. DOI: 10.47612/0134-9732-2022-57-2-184-191.Moskalev A.A. Calf performance and comfort assessment with different durations of their keeping in individual houses. Zootechnical Science of Belarus. 2022. Vol. 57. N2. 184-191 (In Russian). DOI: 10.47612/0134-9732-2022-57-2-184-191.Костеша Н.Я., Макаревич В.Г. Функциональное состояние организма телят при холодном методе выращивания // Живые и биокосные системы. 2015. N13. 13. DOI: 10.18522/2308-9709-2015-13-13.Kostesha N.Ya., Makarevich V.G. Functional state of the body of calves raised by the cold method of farming. Live and Bio-Abiotic Systems. 2015. N13. 13 (In Russian). DOI: 10.18522/2308-9709-2015-13-13.Шилова Е.Н., Ряпосова М.В., Соколова О.В. Влияние «холодного» метода выращивания телят на показатели естественной резистентности при ОРВИ крупного рогатого скота // Проблемы ветеринарной санитарии, гигиены и экологии. 2017. N3(23). С. 63-67. EDN: ZHTUPD.Shilova E.N., Ryaposova M.V., Sokolova O.V. Influence of the «cold» method of growing calves on indexes of natural resistance in acute respiratory viral infections of cattle. Problems of Veterinary Sanitation, Hygiene and Ecology. 2017. N3(23). 63-67 (In Russian). EDN: ZHTUPD.Крупицын В.В., Бурцев С.А. Совершенствование элементов технологии выращивания молодняка крупного рогатого скота с целью повышения адаптационных свойств организма к условиям пониженных температур при холодном способе содержания // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. 2011. N3(30). С. 53-56. EDN: OJOCFF.Krupitsyn V.V., Burtsev S.A. Improving elements of young cattle rearing technology to enhance their adaptation to low temperature conditions in cold housing. Bulletin of Voronezh State Agrarian University. 2011. N3(30). 53-56 (In Russian). EDN: OJOCFF.Еременко О.Н., Куликова Н.И., Малахова А.О., Сергеева Н.В. Попоны – это комфорт, здоровье, интенсивность роста для телят // Труды Кубанского государственного аграрного университета. 2015. N56. С. 180-184. EDN: VKXIBB.Eremenko O.N., Kulikova N.I., Malakhova A.O., Sergeeva N.V. Blankets – is comfort, health, growth rate for calves. Proceedings of the Kuban State Agrarian University. 2015. N56. 180-184 (In Russian). EDN: VKXIBB.Лоретц О.Г., Горелик О.В., Беляева Н.В. Особенности роста и развития телок при холодном методе выращивания // Аграрный вестник Урала. 2017. N6(160). C. 9-16. EDN: ZHDAYF.Lorets O.G., Gorelik O.V., Belyaeva N.V. Peculiarities of growth and development in heifers at cold method of cultivation. Agrarian Bulletin of the Urals. 2017. N6(160). 9-16 (In Russian). EDN: ZHDAYF.Буяров В.С. Научное обоснование применения инфракрасного излучения при выращивании телят // Вестник аграрной науки. 2020. N4(85). С. 42-55. DOI: 10.17238/issn2587-666X.2020.4.42.Buyarov V.S. Scientific substantiation of the application of infrared radiation while calves growing. Bulletin of Agrarian Science. 2020. Iss. 4(85). 42-55 (In Russian). DOI: 10.17238/issn2587-666X.2020.4.42.Кузьмичёв А.В., Лямцов А.К., Тихомиров Д.А. Теплоэнергетические показатели ИК облучателей для молодняка животных // Светотехника. 2015. N3. С. 57-58. EDN: TWKOHR.Kuzmichev A.V., Lyamtsov A.K., Tikhomirov D.A. Thermal and energy indicators of IR irradiators for young animals. Light & Engineering. 2015. N3. 57-58 (In Russian). EDN: TWKOHR.Кузьмичев А.В., Тихомиров Д.А., Хименко А.В. Создание нормированного теплового режима при содержании телят в помещениях с облегчёнными ограждающими конструкциями // Электротехнологии и электрооборудование в АПК. 2025. Т. 72. N2(59). С. 72-78. DOI: 10.22314/2658-4859-2025-72-2-72-78.Kuzmichev A.V., Tikhomirov D.A., and Khimenko A.V. Creating a standardized thermal regime for keeping calves in rooms with lightweight enclosures. Electrical Engineering and Electrical Equipment in Agriculture. 2025. Vol. 72. N2(59). 72-78 (In Russian). DOI: 10.22314/2658-4859-2025-72-2-72-78.Кузьмичев А.В., Тихомиров Д.А., Хименко А.В. Сравнительный анализ методов расчета лучистого обогрева молодняка в животноводческих помещениях // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2022. Т. 16. N1. С. 10-18. DOI: 10.22314/2073-7599-2022-16-1-10-18.Kuz’michev A.V., Tikhomirov D.A., Khimenko A.V. Comparative analysis of methods for calculating radiant heating of young animals in livestock premises. Agricultural Machinery and Technologies.2022. Vol. 16. N1. 10-18 (In Russian). DOI: 10.22314/2073-7599-2022-16-1-10-18.

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