Klima u stocarskim objektima - sa.pfos.hrdkralik/Predavanja_PDF/Klima u... · tlaku vanjskog i unutarnjeg zraka i brzine ... (centrifugalni) - upotreba je nešto manja iako je koef.

prof.dr.sc. D. Kralik - KLIMA U STOČARSKIM OBJEKTIMA

1

KLIMA U STOČARSKIM OBJEKTIMA

Poljoprivredni fakultet u Osijeku

Prof.dr.sc. Davor Kralik, izv. prof.

U objektima s velikim brojem životinja na jednom mjestu, uz pravilnu organizaciju i projektiranje farmi, sve veća se pozornost posvećuje:

biološko – tehnološkimsanitarno – tehničkimzoohigijenskim uvjetima boravka

životinja


2

Projektirana ventilacija mora osiguravati odgovarajuću:

• temperaturu zraka• relativnu vlažnost zraka• brzinu strujanja zraka• kakvoću zraka, obzirom na dozvoljenu

koncentraciju štetnih plinova• količinu dovoda zraka [m3/h/UG]• sigurnost pri radu, rukovanju i održavanju

Zadatak:

• u svakom zatvorenom prostoru za životinje prije svega u toku ljeta odstraniti suvišnu toplinu, a tijekom zime vodenu paru i plinove, što znači regulirati toplinski bilansi čistoću zraka

• Podjela:– PRIRODNA VENTILACIJA– STROJNA (UMJETNA) VENTILACIJA


3

PRIRODNA VENTILACIJA• HORIZONTALNA (ovisno od razlike u

tlaku vanjskog i unutarnjeg zraka i brzine kretanja zraka)

• VERTIKALNA (ima veći značaj i ostvaruju se veći efekti i određeni nivo regulacije, koja nije u direktnoj ovisnosti od vanjskih uvjeta) – koristi se pojava tzv. “toplinskog uzgona”

koji ovisi o visinskoj razlici mjesta ulaska i izlaska zraka i razlike težine zraka


4

STROJNA (UMJETNA) VENTILACIJA

• ULOGA – osigurava potrebnu količinu svježeg zraka i regulira temperaturu i vlažnost zraka bez obzira na vanjske klimatske prilike

• UČINAK – perad 2000 – 3000 m3/h/UG– svinje 300 – 700 m3/h/UG– goveda 200 – 400 m3/h/UG


5

Tablica 1. Optimalne vrijednosti temperatura i pojedinačna izmjena zraka u prostorijama za stoku

PODJELA STROJNE VENTILACIJE

A. ODVODNA (odsisna) ventilacija – pomoću ventilatora se stajski zrak “izvlači” iz objekta a za ulaz zraka se koriste otvori i kanali

BITNO – potrebno uskladiti površine otvora za ulaz zraka sa jedne strane, s količinom zraka i njegovom brzinom s druge strane

NEDOSTATAK – zrak u objekt ulazi nekontrolirano


6

B. DOVODNA (tlačna) ventilacija – zrak se pomoću ventilatora upuhuje u objekte direktno kroz ventilatore ili putem kanala iz kojih onda potiskuje “istrošeni” zrak izvan objekta – količina zraka (m3/h) određena je kapacitetom ventilatora

PREDNOST – dobra raspodjela zraka po cijelom objektu te jednostavna primjena i izrada

NEDOSTATAK – nekontrolirano izbacivanje stajskog zraka na sve strane kroz otvore i štetni plinovi se uvlače u sve dijelove objekta i zadržavaju se dulje vrijeme!


7

C. KOMBINIRANA VENTILACIJA

• korištenje dvostrukog broja ventilatora (prisilno ubacivanje i izbacivanje zraka)

PREDNOST – osigurano besprijekorno uravnoteženje zraka u objektu bez obzira na klimatske ili druge čimbenike – uporaba kod vrlo intenzivnog korištenja objekata (svinje , perad,...)

NEDOSTATAK – veće investicije


8

D. AUTOMATSKO NADZIRANJE VENTILACIJE

• uz pomoć nadziranih strojnih sustava ventilacije, uz prethodno “dogrijavanje”vanjskog zraka osiguravamo u objektu odgovarajuću temperaturu, relativnu vlažnost, brzinu strujanja zraka i kakvoću zraka


9

VENTILATORI • uređaji koji omogućavaju strujanje velikih količine zraka pri malom tlaku – tlak pri radu je od 0,01 do 0,06 odnosno do 0,12 bara i kapaciteta do 150.000 m3/h pa i više

Podjela prema:1. UPORABI –

- uvlače zrak- potiskuju zrak

2. NAČINU RADA- radijalni- aksijalni

3. RADNOM TLAKU- niski do 1500Pa- srednji do 3500 Pa- visoki više od 5000Pa

RADIJALNI VENTILATORI• ostvaruju strujanje zraka u

smjeru svog radijusa (centrifugalni) - upotreba je nešto manja iako je koef. iskorištenja (0,4-0,6) skoro dva puta veći od aksijalnih ventilatora

• primjena – kod sistema centralne ventilacije (budući mogu svladavati veće otpore) za premještanje zraka na veće udaljenosti kroz cijevi i kanale (tlak do 7.000 Pa)


10

1. ROTOR S LOPATICAMA2. TIJELO3. CIJEV ZA ULAZ ZRAKA4. ODVODNA CIJEV

AKSIJALNI VENTILATORI

• usmjeravaju strujanje zraka u pravcu svoje osovine i upotrebljavaju se u većini stočarskih objekata gdje su potrebne veće količine zraka a otpor nije velik

• ugradnja – zidovi ili prozori (sistem podtlaka)

• kapacitet - od 1000 –20.000 m3/h uz svladavanje otpora do oko 20 kp/m3


11

IZBOR VENTILATORA1. Individualne karakteristike – nomogrami i

tablice (standardni zrak y=1,2 kg/m3 pri 200C)

2. Koeficijentu korisnog učinka (iskorištenja) (0,45)

3. Učinak Q (m3 / h)

• Snaga elektromotora (N)

pb ηηHQ

xxX

x

1023600N=

Q – učinak ventilatora (m3/h)H – tlak od ventilatora (Pa)ηb – koef. korisnog djelovanja ventilatora pri zadanom Q i Hηp – koef. korisnog djelovanja ako ima prijenosnik

[kW]

• INSTALIRANA SNAGA ELEKTROMOTORA

NINST. = K4 x NK4 – koeficijent koji ovisi o snazi elektromotora i određuje se iz tablice


12

UKLJUČIVANJE VENTILATORA

1. RUČNO • najjednostavnije – zahtijeva redovitu kontrolu

stanja zraka i uključivanje i isključenje ventilatora po potrebi- može biti:

- stalno - povremeno

2. AUTOMATSKO • sve više nalazi primjenu u praksi koristeći

temperaturu kao najvažniju veličinu za određivanje količine zraka dok se vlažnost zraka uzima manje u obzir

POVEZIVANJE VENTILATORA- TERMOSTATI (jedan ili više)- TERMISTORI (T-T regulacija)

• TERMOSTATI – uključuju ventilator kada stajska temperatura pređe određenu granicu (pr.200C) a isključuju kada prijeđe ispod (pr. 100C)

• Uključivanje može biti:– potpuno (svi ventilatori)– djelomično (po broju ili po kapacitetu)

• Povezivanje automatskog uključivanja ventilatora na mjerače vlažnosti – HIGROMETRE (zimi – kada je vlažnost zraka veća)


13

TERMISTORSKO – TIRISTORSKA REGULACIJA

• suvremenije tehničko rješenje automatske regulacije ventilacijskog sustava

• TERMISTOR – s pozitivnim temperaturnim koef. – je nelinearni element kojemu se pri zagrijavanju mijenja el. otpor (Ω)

• TIRISTOR – je bistabilan poluvodički element koji služi za regulaciju protoka struje odnosno regulator je snage u električnom krugu

• Prednosti – ventilatori kontinuirano mijenjaju broj okretaja (ovisno o stajskoj temperaturi) a time se mijenja i volumen ventiliranja ( u m3/h)


14

ELEKTRIČNO GRIJANJE ZRAKA


15

Ventilacija u stajama

U intenzivnom je stočarstvu nakupljanje svih štetnih plinova u stajama tako intenzivno da je prirodna ventilacija nedovoljna

Kako bismo održavali pogodnu klimu u staja-moramo izgraditi odgovarajuće ventilacijske uređaje u svrhu zamjene zraka, onečišćenog plinovima (CO2, NH3, H2S, CH4), razgradim smrdljivim proizvodima, česticama prašine i bakterijama.

Uz zamjenu onečišćenja čistim zrakom, ventilacijom se mora održavati pogodna temperatura unutrašnjeg ambijenta staje. U intenzivnom je stočarstvu nakupljanje svih navedenih tvari u stajama tako intenzivno da je prirodna ventilacija apsolutno neadekvatna za osiguranje potrebne zamjene zraka pa je ventilacija u pravilu prisilna.

S obzirom na objekt primjene mehaničkog rada koji se primjenjuje prema zraku, ventilacija se može obavljati prisilnim izvlačenjem stajskog zraka prisilnim ubacivanjem svježeg zraka, a treći je sistem jednakog pritiska u staji i vanjskoj sredini.

Taj je posljednji najefikasniji za staje s rasponom iznad 20 m, ali je ekonomski vrlo skup pa se ne primjenjuje.


16

Propuh šteti i životinjama

Konstrukcija adekvatnog ventilacijskog sistema mora se zasnivati na:

• broju krava u staji, • težini krava u kilogramima, • temperaturi i • relativnoj vlažnosti zraka u staji.

Da bi se konstruirao odgovarajući sistem, ishodna točka jest maksimalna količina zraka koju se mora izmijeniti u toku ljeta. No s obzirom na to da propuh šteti životinjama kao i ljudima, brzina zraka u blizini životinja ne smije prijeći 0,2 m/s, pa u svezi s time maksimalna se brzina zraka na ulazima kod sistema sa smanjenim pritiskom mora reducirati na 3-4m/s.


17

Kako krave u visokoj proizvodnji teško podnose vrućinu, posebno kada je visoka relativna vlaga zraka i kada su prisiljene da se u svojoj termoregulaciji oslone, primar-no, na konvekciju, brzina se zraka u blizini krava mora povećati na 0,5-1 m/s, ovisno o visini temperature u staji, što znači da se i brzina zraka na ulazima čistog zraka može povećati.

Kako bi se regulirala ulazna brzina zraka i izbjeglo njegovo turbulentno kretanje u staji s povećanom brzinom, potrebno je spriječiti nekontrolirani utjecaj vjetra na ulazak zraka u staju, odgovarajućim vjetrobranom. S obzirom na to da vanjski zrak može biti vrlo hladan, on se do krava mora zagrijati pa zbog toga, kao i zbog izbjegavanja propuha, ulazni otvori za čisti zrak moraju biti na visini od najmanje 1,5 m od poda.

Zimi je zbog hladnoće i vlage potrebno relativno manje zraka, pa zato mora postojati mogućnost smanjivanja ulaznih otvora za čisti zrak.


18

Uloga ventilatora

Otvori za izlazni zrak moraju biti tako postavljeni da su dobro prozračene sve zone u staji.

Pri tome se mora paziti na udaljenost ulaznih i izlaznih mjesta zraka u stajama jer se kod neispravnog rješenja tog problema javlja mogućnost direktnog kretanja svježeg zraka prema otvorima za odvod zraka, te dolazi do poremećaja ventilacijskog sistema.

Ventilacijski sistemi mogu se regulirati:– isključivanjem rada ventilatora, – promjenom otvora prozračivanja, – promjenom brzina rada ventilatora, – miješanjem čistog i stajskog zraka u ventilacijskim kanalima i – intervalnim uključivanjem.

Za izradu ventilacijskog sistema treba uzeti u obzir klimatsku zonu te proizvodnju topline, vlage i CO2 u staji mliječnih krava.

Istraživanja proizvodnje topline pokazala su da svaka krava prosječne težine oko 600 kg proizvodi 838 kcal/h. To znači da se i za naše uvjete može računati da će prosječna proizvodnja ukupne topline u stajama biti oko 1.200 kcal/h s oko 550 gm/h vodene pare i oko 1801/h CO2.


19

Tabela 1 Proizvodnja topline vlage i CO2 u staji mliječnih krava

Peradarstvo -S mikroklimom treba biti oprezan

• zbog visoke tjelesne temperature, nedostatka znojnih žlijezda i postojanja toplinske izolacije u obliku perja, perad teze podnosi visoke od niskih temperatura


20

• Perad spada u homeotermne organizme, tj.one sa stalnom tjelesnom temperaturom, koja ne ovisi o vanjskoj temperaturi.

• Tjelesna temperature peradi je od 40,5 do 42°C. Izuzetak su jednodnevni pilići, koji se ponašaju kao poikilotermni organizmi, zbog čega su na temperature okoliša vrlo osjetljivi. Zahtjevi za određenom temperaturom ovise o dobi peradi, a detaljno su prikazani u opisu tehnologije proizvodnje.

• Zbog visoke tjelesne temperature, nedostatka znojnih žlijezda i postojanja toplinske izolacije u vidu perja, pe-rad teže podnosi visoke od niskih temperatura. Problem visokih temperatura osobito je izražen ljeti pri kaveznom držanju pilića, kada je naseljenost peradi visoka, a nije pravilno riješeno ventiliranje peradnjaka, odnosno kondicioniranje mikroklime.

• Pri temperaturama višim od optimalnih, pilići slabije uzimaju hranu, što uzrokuje usporavanje rasta i pad proizvodnosti.

• Pri nižim temperaturama povećava se utrošak hrane zbog većih uzdržnih potreba. Temperatura peradnjaka mjeri se u biozoni životinja, uz pomoć maksimalno-minimalnog termometra, termo-grafa ili termohigrografa.


21

Vlažnost od 65 do 70• Niska i visoka vlažnost zraka pogoduju razvoju određenih

bolesti. U uvjetima visoke vlažnosti zraka (iznad 70%)brže se razvijaju mikroorganizmi i paraziti.

• Visoka vlažnost osobito pogoduje razvoju kakcidioze. • Pri niskoj vlažnosti (ispod 55%) javlja se u jatu neuroza, čupanje

perja i međusobno kljucanje i proždiranje (kanibalizam).

• Niska vlažnost zraka također povećava prašinu u zraku,sto se negativno odražava na zdravlje i proizvodnost. Uperadnjaku se vlaga stvara disanjem pilica, ali i isparavanjem iz gnoja i pojilica.

• Vlažnost zraka ovisi i o temperaturi, a raste s njenim smanjivanjem.

• Osobito je štetno ako u peradnjacima istodobno vladaju visoka vlažnost i niska ili visoka temperatura

• Vlažnost zraka mjeri se higrometrom u visini pilica.

Svjetlosni program• Pri brojlerskom tovu pilica primjenjuje se nešto drukčiji

svjetlosni program nego što je pri uzgoju pomlatka namijenjenog proizvodnji rasplodnih ili konzumnih jaja.

• Najčešće je osvjetljenje danonoćno, s time da se noću smanji intenzitet osvjetljenja za 1/3. Međutim, postoje i drugi programi osvjetljenja kojima se nastoje smanjiti proizvodni troškovi (manji utrošak električne energije), ali bez "posljedica na proizvodne rezultate”.

• Prema jednom programu, tijekom prva tri tjedna tova peradnjak se osvjetljava danonoćno, a zatim se dnevno osvjetljenje do 40. dana tova postepeno skraćuje na 17 sati, nakon čega ova dužina dana ostaje do kraja proizvodnje.


22

• U peradnjacima s prozorima ovaj režim osvjetljenja postiže se kombiniranjem prirodnog i umjetnog svjetla, a prema potrebi i zamračivanjem peradnjaka, tj. zastiranjem prozora.

• Neki proizvođači brojlera primjenjuju ritam od 6 sati svjetlosti i jedan sat tame naizmjenično tijekom 24 sata. Za vrijeme tame, tj. odmora, zamračenje ne mora biti potpuno, peradnjaci se mogu osvijetliti plavom svjetlošću koja ne ometa san pilićima, a djelatnicima omogućava nesmetan rad.

• Korisno je da se pilići naviknu na tamu i zbog eventualnog nestanka električne energije.

• U peradnjacima bez prozora postoji također mogućnost da osvjetljenje tijekom prvog tjedna bude neprekidno, a zatim nakon svaka tri sata osvjetljenja pilići se ostavljaju po jedan sat u tami.

• Do 35. dana tova vrijeme osvjetljenja postupno se skraćuje, a vrijeme tame produžava, dok se ne izjednače.


23

• Nakon 35. dana tova vrijeme osvjetljenje peradnjaka se i dalje skraćuje, a vrijeme zamračivanja produžava, tako da od 50. dana tova (ako se tov i dalje provodi) pilici tijekom 24 sata imaju ritam od jednog sata svjetla i tri sata tame.

• Pri ovakvom režimu osvjetljenja vrlo je bitno da pilici imaju dovoljni broj hranilica i poji-lica, te da su one pravilno raspoređene, kako bi se u kratkom vremenu, dok traje svjetlost, pilici mogli do sitosti najesti i napiti.

• Intenzitet osvjetljenja u tovu pilića treba varirati po tjednima, od 3 W/m2 (20 luksa) u 1. tjednu do 0,5 W/m2 (3 luksa) u 7. tjednu tova.

• Sastav zraka u peradnjaku trebao bi biti sto sličniji vanjskom, atmosferskom zraku, kako bi pilici bili opskrbljeni s dovoljnom količinom kisika. Porastom koncentracije ugljičnog dioksida (CO2), ugljičnog monoksida (CO), amonijaka (NH3), sumporovodika (H2S) i drugih štetnih plinova uz zraku, opada koncentracija kisika (kojega u atmosferi ima 21 vol.%).

• Ugljični dioksid iznad prirodne količine (0,03 vol.%) je štetan jer smanjuje koncentraciju kisika, dok ugljični monoksid, amonijak i sumporovodik direktno djeluju štetno na zdravlje pilića. Velike količine amonijaka u zraku podražuju očnu sluznicu i sluznicu dišnih organa, te otvaraju prolaz štetnim mikroorganizmima. Štetni plinovi u zraku nastaju razgradnjom izmeta i stelje, te oslobađanjem iz probavnih i dišnih organa pilića.

Plinovi u zraku


24

ISKORIŠTAVANJE TOPLINE IZ ZRAKA

• tijekom hladnih dana zrak u staji je redovito znatno topliji nego zrak izvan objekta – te je logično da se jedan dio te topline u objektu iskoristi za djelomično zagrijavanje zraka koji putem strujne ventilacije ubacujemo u objekt

• Tehnička rješenja:1. izmjenjivači topline2. toplinske crpke (dizalica topline)3. korištenje topline zemlje

IZMJENJIVAČI TOPLINE


25

Rotirajući izmjenjivač s primjerom ugradnje

Princip rada toplinske cijevi


26

Orebrena toplinska cijev Kapilarni ventilator


27

TOPLINA ZEMLJE

• Zemlja akumulira velike količine topline koja se zimi koristi za djelomično zagrijavanje zraka koji se ubacuje u objekt

• Koriste se ukopani kanali koji se postavljaju na različite dubine od nekoliko metara, gusto se postavljaju i međusobno povezuju

• što veća dužina kanala i količina akumulirane topline je veća


28

DIZALICE TOPLINE (toplinske

crpke)

Primjer korištenja podzemnih kanala velike dužine u cilju djelomičnog zagrijavanja zraka koji se ubacuje u staje. Veći broj osnovnih kanala povezuje jedan sabirni kanal iz kojeg se zrak direktno ubacuje u objekte za stoku


29

• IZGRADNJA – je relativno skupa ali se dobiju značajne dodatne količine topline koja kombinirana sa izmjenjivačima topline može biti dovoljna za osiguranje topline za mlađe kategorije životinja

Klima u stocarskim objektima - sa.pfos.hrdkralik/Predavanja_PDF/Klima u... · tlaku vanjskog i unutarnjeg zraka i brzine ... (centrifugalni) - upotreba je nešto manja iako je koef.

Documents