Как да оптимизирате разположението на HVLS вентилаторите в селскостопански обори?

Разбиране на микроклиматите в оборите и нуждите от въздушен поток, специфични за животните

Целеви скорости на въздушния поток (200–400 фута/мин) за охлаждане в зоните за почивка и хранене на кравите

Отстраняването на топлинния стрес при добитъка изисква точно определено количество въздух, който се движи около телата им, според начина, по който кравите функционират физиологично. Проучванията на Penn State Extension показват, че почивните зони работят най-ефективно, когато през тях преминава въздушно течение със скорост от около 200 до 250 фута в минута. Тази скорост подпомага изпарителното охлаждане, като в същото време позволява на животните да лежат удобно, без да бъдат безпокояни. В зоните за хранене обаче е необходима по-бърза циркулация на въздуха — между 300 и 400 фута в минута, тъй като кравите генерират допълнителна телесна топлина по време на храносмилането. Тези конкретни скорости съответстват добре на естествения начин, по който кравите изгубват влага чрез потене, и могат да намалят внезапните увеличения на дихателната честота с около 22 % при значително повишаване на температурата. Опитът да се „изстрелва“ въздух навсякъде в обора едновременно води до неефективно използване на електроенергия и може дори да предизвика проблеми, като например прекалено ниски температури в отделни участъци или неприятни въздушни течения. По-добър подход? Инсталирайте големите вентилатори с висок обем и ниска скорост, които всички познаваме, и ги разположете внимателно, така че различните зони да получават точно необходимата им скорост на въздушно течение.

Как вариабилността на микросредата (помещение за животни, отделно място за животни, проход) определя локализираното разположение на вентилатори с голям диаметър и ниска скорост (HVLS)

Климатът вътре в оборите се променя значително в зависимост от това къде го измервате. Помещенията, пълни с много животни, създават различни проблеми с движението на въздуха в сравнение с отделните места за животни или проходите. При работа с натоварени помещения вентилаторите трябва да имат застъпващи се зони на действие, за да могат да достигнат през плътните групи дойни крави. Отделните места за животни представляват напълно различна ситуация. Там потокът въздух трябва да бъде насочен под точно определен ъгъл, за да минава покрай препятствията, без да причинява неудобства на кравите, които почиват наблизо. За дългите и тесни пространства между помещенията най-ефективно е движението на въздуха по дължина на проходите. Това помага за отвеждане на излишната влага и неприятните миризми на амоняк, които се натрупват с течение на времето. Правилното прилагане на тези принципи има значение по няколко причини...

• Разположение на вентилаторите перпендикулярно на хранителните бункери, за да се максимизира конвективното охлаждане по време на хранене
• Монтиране на вентилаторите над свободните места за животни само когато височината над тях надвишава 10 фута (около 3,05 м) – за предотвратяване на разстройващи низходящи въздушни струи
• При обори с 4 реда — стъпковано разположение на вентилаторите, за да се елиминират зоните с ниска циркулация в близост до напречните проходи
  Полевите данни показват, че оптимизираните по микроклимат разположения намаляват разликите в индекса на топлината с до 15 °F между отделните секции на обора в сравнение с еднородните подходи.

Физика на големите вентилатори с ниска скорост (HVLS) и конструктивни ограничения: височина на тавана, разстояния и най-добри практики за монтаж

Оптимална височина за монтиране и минимални изисквания за разстояние за ефективно дестратифициране

Постигането на добри резултати с високоефективни вентилатори с голям диаметър (HVLS) зависи изключително от геометричната им инсталация. Повечето от общоприетите в отрасъла насоки препоръчват монтирането на тези големи вентилатори на височина около 6–9 метра над пода, за да се постигне оптимално разбъркване на въздушните слоеве; в някои случаи обаче инсталациите са функционирали успешно и при минимална височина от около 3 метра. Също така трябва да има достатъчно разстояние между перките и тавана – експертите препоръчват то да е приблизително една четвърт от диаметъра на вентилатора. Например стандартен модел с диаметър 24 фута (около 7,3 м) изисква поне 6 фута (около 1,8 м) свободно пространство над него, за да може въздухът да циркулира правилно, без да се задръства. Носещите конструкции също трябва да издържат двойно по-голяма товарна способност от теглото на вентилатора по време на работа – това тегло обикновено варира от 180 до 340 кг в зависимост от размера на модела. Когато монтажниците намаляват разстоянията или използват слаби монтиращи елементи, ефективността спада драстично – понякога загубата достига до 50 % от потенциалната производителност на системата, като ценна топлина остава задържана в зоните, където се намират животните, вместо да се циркулира равномерно из цялата обора.

Ръководни принципи за разстоянието между вентилатори въз основа на диаметъра им и подредбата на обора, за да се предотврати намесата във въздушния поток

Правилното разстояние между вентилаторите предотвратява сблъскването на въздушните струи и осигурява добро циркулиране на въздуха там, където животните действително имат нужда от него. Като общо правило, вентилаторите трябва да бъдат разположени на разстояние поне три пъти по-голямо от собствения си размер. Така че ако говорим за големите модели с диаметър 24 фута, те трябва да бъдат разположени на около 72 фута един от друг. Необходимо е също така да се остави пространство и от стените — приблизително половината от диаметъра им. Това означава, че разстоянието от вентилаторите до стените трябва да е около 36 фута, за да се предотврати турбулентността при отразяване на въздушния поток от повърхностите. При обори, които не са идеално квадратни, диагоналното разполагане на вентилаторите през сградата дава отлични резултати за доставяне на пресен въздух около препятствия като фуражните проходи. Какво се случва, когато зоните на обхвата се припокриват? Въздушният поток просто забавя значително — може би дори намалява скоростта си наполовина в участъците, където животните почиват. Това компрометира цялата цел на системите за охлаждане по време на горещо време. Големите ферми обикновено получават най-голяма полза от разполагането на вентилаторите в кръгови шаржи около зоните за хранене. По-малките помещения обикновено се справят по-добре с единичен ред вентилатори, разположени успоредно на клетките.

Съгласуване на конфигурацията на високоефективните вентилатори с големи лопатки (HVLS) с проекта на обора и операциите по отглеждане на животни

Как типът животни, плътността на заселване и топлинната нагрузка влияят върху избора на размера и броя на вентилаторите HVLS

Правилната конфигурация на високоефективните вентилатори с ниска скорост (HVLS) зависи от няколко фактора, включително от вида животни в обора, техния брой и количеството топлина, която те генерират. Млечните крави всъщност имат нужда от по-силно въздушно течение в сравнение с пилетата или прасетата – приблизително между 200 и 400 фута в минута. Това влияе върху размера на вентилаторите, които инсталираме, и върху диаметъра на техните перки. Когато прекалено много животни се натрупат на едно място, температурата се повишава бързо. Обор с повече от 100 млечни крави генерира значително количество телесна топлина, поради което повечето стопанства се нуждаят от по-големи вентилатори – вероятно с диаметър от 24 до 30 фута, или понякога от няколко по-малки вентилатора, за да се осигури адекватно покритие на всички зони. Общото ниво на топлина също се влошава, когато външната температура е висока или когато работещите животни произвеждат допълнително топлинно излъчване. Фермерите в южните климатични зони или тези, които отглеждат стада с висока продуктивност, обикновено избират по-голямо оборудване или добавят допълнителни вентилатори. Проучвания показват, че грешките при тези изчисления могат да доведат до увеличение с около 15–20 % на случаите на топлинен стрес сред животните, което прави правилното планиране – базирано на реалните условия в конкретното стопанство – изключително важно както за здравето на животните, така и за тяхната продуктивност.

Измерване на ефекта от големите вентилатори с висока мощност и ниска скорост (HVLS): енергийна ефективност, контрол на влажността и резултати за продуктивността на животните

Полеви данни, свързващи стратегическото разположение на големите вентилатори с висока мощност и ниска скорост (HVLS) с намаляване на топлинния стрес и подобряване на млечната продуктивност

Стратегическото разположение на големите вентилатори с висока мощност и ниска скорост (HVLS) осигурява измерими подобрения в благосъстоянието и продуктивността на животните. Когато целевите стойности за въздушния поток (200–400 фута/мин) се постигат последователно над зоните за почивка и хранене:

• Млечната продуктивност се увеличава с 10–25 % през лятото (Университет на Аризона, 2022 г.)
• Честотата на дишане намалява с 30 % в рамките на 48 часа след пускането в експлоатация
• Относителната влажност намалява до 20 %, което потиска размножаването на патогени, зависещи от влагата
• Смъртността намалява с 4–7 % при стада, уязвими към топлинен стрес

Резултатите се дължат на начина, по който въздухът се движи около животните, базиран на физични принципи. Когато тези системи са монтирани правилно, те могат напълно да смесват въздуха по цялото пространство и да поддържат температурите сравнително постоянни – в рамките на около 2 градуса по Фаренхайт – в зоната, където се намират животните. Това помага за елиминиране на горещите или студените петна, които водят до намаляване на храненето и ослабване на способността на животните да се борят с болестите. Според числени данни индустриалните високопроизводителни вентилатори с ниска скорост на въртене всъщност намаляват и разходите за енергия. Те работят около един час при мощност под 1,5 киловата и намаляват разходите за традиционно охлаждане с около една третина до една половина, в зависимост от условията. Това е логично както от гледна точка на комфорт, така и от гледна точка на икономията в стопанствата за отглеждане на добитък.