Kaip optimizuoti HVLS ventiliatorių išdėstymą žemės ūkio pastatuose?

Žemės ūkio pastatų mikroklimato supratimas ir gyvūnams būdingų oro srautų poreikiai

Tiksliniai oro srauto greičiai (200–400 pėdų/min) karščio sumažinimui karvėms skirtuose poilsio ir maitinimo plotuose

Šilumos streso pašalinimas iš galvijų reikalauja tiksliai parinkto oro srauto kiekio aplink jų kūnus, atsižvelgiant į tai, kaip karvės fiziologiškai veikia. Tyrimai, atlikti Penn State Extension, rodo, kad poilsio vietos veikia geriausiai, kai per jas praeina apie 200–250 pėdų per minutę (60,96–76,2 m/min) oro srautas. Toks srauto greitis padeda garavimo aušinimui, tuo pat metu leidžiant gyvūnams patogiai gulėti be nepatogumų. Maitinimo vietose reikalingas greitesnis oro judėjimas – tarp 300 ir 400 pėdų per minutę (91,44–121,92 m/min), nes karvės virškinant pašarą sukuria papildomos kūno šilumos. Šie konkrečūs greičiai gerai atitinka natūralų karvių prakaitavimu susijusį drėgmės praradimą ir gali sumažinti staigius kvėpavimo dažnio padidėjimus maždaug 22 %, kai temperatūra labai pakyla. Oro pučimas visur vienu metu po viso ūkininkavimo pastato yra elektros energijos švaistymas ir net gali sukelti problemas, pvz., per didelį vėsinimą tam tikrose vietose ar nepatogius skersvėjus. Geriau? Įrengti žinomus didelio našumo, žemo sukimosi dažnio ventiliatorius ir juos tiksliai išdėstyti taip, kad skirtingos vietovės gautų būtent tokį oro srauto greitį, kokio reikia.

Kaip mikroaplinkos kintamumas (grotos, vietas, takai) nulemia vietinį HVLS ventiliatorių išdėstymą

Klimatas patalpose labai keičiasi priklausomai nuo to, kur žiūrite. Grotose, kuriose yra daug gyvulių, orų judėjimo problemos skiriasi nuo tų, kurios būdingos vietoms ar takams. Sprendžiant grotų su dideliu gyvulių tankumu problemas, ventiliatorių padengimo zonos turi persidengti, kad oras galėtų prasiskverbti pro tankias galvijų grupes. Vietos – visiškai kita istorija. Ten orų srautas turi būti nukreiptas tiksliai taip, kad praeitų pro kliūtis, nepakenkdami šalia ilsintiesiems karvėms. Ilguose siauruose tarpų tarp groto erdvių atveju geriausiai veikia orų srautas, einantis išilgai takų. Tai padeda išstumti perteklinį drėgnumą ir nemalonius amonio kvapus, kurie laikui bėgant kaupiasi. Tai svarbu dėl kelių priežasčių...

• Ventiliatorių išdėstymas statmenai pašarų lentoms, kad būtų maksimaliai padidinta konvekcinė aušinimo galia vartojant pašarus
• Vienetų pakėlimas virš laisvųjų vietų tik tuo atveju, jei aukštis virš jų yra didesnis nei 10 pėdų – taip išvengiama trikdančių žemyn nukreiptų orų srautų
• 4 eilučių tvartuose ventiliatorių išdėstymas šachmatine tvarka, kad būtų pašalintos negyvosios zonos prie skersinių takelių
  Lauko duomenys rodo, kad mikroaplinkai optimizuoti išdėstymai sumažina šilumos indekso skirtumus tarp tvartų skyrių iki 15 °F lyginant su vienodais išdėstymais.

Didelio naudingumo ir mažo greičio (HVLS) ventiliatorių fizika ir konstrukciniai apribojimai: lubų aukštis, atstumai tarp ventiliatorių ir geriausios montavimo praktikos

Optimalus montavimo aukštis ir minimalūs atstumai nuo kliūčių veiksmingam stratifikacijos pašalinimui

Gauti gerų rezultatų naudojant didelio našumo ir mažo greičio (HVLS) ventiliatorius iš tikrųjų labai priklauso nuo jų geometrinės montavimo schemos. Dauguma pramonės rekomendacijų siūlo šiuos didelius ventiliatorius kabinant apie 6–9 metrų aukštyje nuo grindų, kad būtų pasiektas geriausias oro sluoksnių maišymo efektas, nors kai kuriose įrengimo sistemose jie veikia ir maždaug 3 metrų aukštyje kaip minimalus atstumas. Taip pat turi būti pakankamai vietos tarp mentų ir lubų – ekspertai rekomenduoja atstumą, lygų maždaug ketvirtadaliui ventiliatoriaus skersmens. Pavyzdžiui, standartiniam 7,3 metro skersmens modeliui reikia bent 1,8 metro laisvo erdvės virš jo, kad oras galėtų tekti tinkamai, nekliudytas. Remiamosios konstrukcijos taip pat turi gebėti išlaikyti dvigubai didesnę apkrovą nei ventiliatoriaus svoris veikimo metu, o šis svoris paprastai svyruoja nuo 180 iki 340 kg priklausomai nuo modelio dydžio. Kai montuotojai nepaiso rekomenduojamo atstumo arba naudoja silpnas tvirtinimo detalės, efektyvumas staiga smunka – kartais net prarandama iki pusės visos sistemos galimos našumo, dėl ko vertinga šiluma lieka susikaupusi gyvūnų laikymosi vietose vietoj to, kad cirkuliuotų per ūkininko pastatą.

Ventiliatorių tarpusavio atstumo rekomendacijos, grindžiamos ventiliatorių skersmeniu ir pastato išdėstymu, kad būtų išvengta oro srautų sąveikos

Tinkamas ventiliatorių tarpas neleidžia oro srautams susidurti ir užtikrina gerą oro cirkuliaciją ten, kur gyvūnams ji iš tikrųjų reikalinga. Bendruoju atveju ventiliatoriai turi būti vienas nuo kito nutolę bent tris kartus didesniu atstumu nei jų paties dydis. Taigi, jei kalbame apie tuos didelius 24 pėdų modelius, jie turėtų būti vienas nuo kito nutolę maždaug 72 pėdomis. Taip pat reikia palikti erdvės nuo sienų – maždaug dar pusė jų skersmens atstumu. Tai reiškia, kad juos reikia laikyti maždaug 36 pėdomis atokiau nuo sienų, kad būtų išvengta turbulencijos, kai oras atšoka nuo paviršių. Kai dirbama su nevisiškai stačiakampiais pastatais, ventiliatorių išdėstymas įstrižainėmis per pastatą puikiai padeda priverstinai tiekti šviežią orą aplink kliūtis, pvz., pašarų takus. Kas nutinka, kai oro aprėpties zonos susikerta? Oro judėjimas tiesiog žymiai sulėtėja, o kai kuriose gyvulių poilsio vietose greitis net gali sumažėti iki pusės. Tai visiškai panaikina vėsinimo sistemų paskirtį karštomis dienomis. Dideliems ūkiams labiausiai naudinga ventiliatorius išdėstyti ratu aplink pašaravimo zonas. Mažesnėse patalpose dažniausiai pakanka vienos ventiliatorių eilės, išdėstytos lygiagrečiai su gyvulių narveliais.

HVLS ventiliatorių konfigūracijos pritaikymas pastato projektavimui ir gyvulių auginimo veiklai

Kaip gyvulių rūšis, jų tankis ir šiluminė apkrova veikia HVLS ventiliatorių dydį ir kiekį

Tinkamas aukšto naudingumo mažo greičio (HVLS) ventiliatorių parinkimas priklauso nuo kelių veiksnių, įskaitant gyvulius, kurie yra pastate, jų skaičių ir šilumos, kurią jie išsklaido. Pieninės karvės iš tikrųjų reikalauja stipresnio oro srauto nei vištos ar kiaulės – apytikriai 200–400 pėdų per minutę. Tai lemia montuojamų ventiliatorių dydį ir mentų dydį. Kai per daug gyvulių susispaudžia vienoje erdvėje, temperatūra greitai kyla. Tipiškame ūkyje su daugiau kaip 100 pieno duodančių karvių išsiskleidžia didžiulis kiekis kūno šilumos, todėl dauguma ūkių priversti montuoti didesnius ventiliatorius – galbūt 24–30 pėdų skersmens – arba kartais net kelis mažesnius, kad būtų tinkamai apimta visa erdvė. Bendras šilumos lygis taip pat dar labiau pablogėja esant aukštai išorinei temperatūrai arba kai dirbantys gyvuliai išsklaido papildomos šilumos. Ūkininkai, gyvenantys šiltesnėse klimato zonose, arba tie, kurie auginą labai produktyvias bandas, dažnai priversti rinktis didesnę įrangą arba įdiegti papildomus ventiliatorius. Tyrimai rodo, kad neteisingi šie skaičiavimai gali sukelti apytikriai 15–20 % daugiau gyvulių šiluminio streso atvejų, todėl tinkamas planavimas, remiantis tikrais ūkio sąlygomis, yra itin svarbus tiek gyvulių sveikatai, tiek jų produktyvumui.

Didelių skersmens ir žemos apsukų ventiliatorių (HVLS) poveikio matavimas: energijos naudingumo koeficientas, drėgmės kontrolė ir gyvūnų produktyvumo rezultatai

Lauko tyrimų duomenys, siejantys tikslinį didelių skersmens ir žemos apsukų ventiliatorių (HVLS) išdėstymą su sumažėjusiu karščio stresu ir padidėjusiu pieno ištekliu

Tikslinis didelių skersmens ir žemos apsukų ventiliatorių (HVLS) išdėstymas užtikrina pastebimą gyvūnų gerovės ir produktyvumo pagerėjimą. Kai oro srautai (200–400 pėdų/min) nuolat pasiekia gyvūnų ilsėjimosi ir maitinimosi zonas:

• Pieno išteklius vasaros mėnesiais padidėja 10–25 % (Arizona universitetas, 2022 m.)
• Šlapimo dažnis per 48 valandas po paleidimo sumažėja 30 %
• Santykinė drėgmė sumažėja iki 20 %, slopindama drėgmėje dauginančiųsi patogenų plitimą
• Mirties atvejų skaičius šilumai ypač jautriose bandose sumažėja 4–7 %

Rezultatai priklauso nuo to, kaip oras juda aplinkui remiantis fizikiniais principais. Teisingai įrengus šiuos sistemas, jos gali visiškai sumaišyti orą visoje patalpoje, palaikydamos gyvūnų gyvenamosiose vietose temperatūrą beveik pastovią – skirtumas neviršija apie 2 laipsnių pagal Farenheito skalę. Tai padeda pašalinti karštus ar šaltus taškus, dėl kurių gyvūnai mažiau valgo ir silpsta jų gebėjimas atsispirti ligoms. Išanalizavus skaičius, pramoniniai didelės našumo mažos naudingumo ventiliatoriai iš tikrųjų taip pat sutaupo energijos sąskaitose. Jie veikia apie valandą su sąnaudomis mažiau nei 1,5 kW ir sumažina tradicinio aušinimo išlaidas nuo trečdalio iki pusės, priklausomai nuo sąlygų. Tai logiška, kai galvojama tiek apie gyvūnų komfortą, tiek apie sąnaudų sumažinimą gyvulininkystės ūkiuose.