Сприятливий мікроклімат та якість повітря в приміщеннях - одні з найважливіших факторів, які впливають на здоров’я тварин, і таким чином, на економічні показники господарства. Для підтримання таких оптимальних умов необхідна система вентиляції, яка забезпечить постійний рівень температури та кисню в приміщеннях, а також своєчасне видалення вологи, надлишкового тепла, газів та вірусів, бактерій та спор грибів.
Попит на розведення сільськогосподарських тварин та птахів щорічно зростає у всьому світі на 2%, завдяки цьому поступово змінюються екологічні та санітарні вимоги до утримання тварин в великих господарствах. Сприятливий мікроклімат та якість повітря в приміщеннях - одні з найважливіших факторів, які впливають на здоров’я тварин, і таким чином, на економічні показники господарства. Для підтримання таких оптимальних умов необхідна система вентиляції, яка забезпечить постійний рівень температури та кисню в приміщеннях, а також своєчасне видалення вологи, надлишкового тепла, газів та вірусів, бактерій та спор грибів. Наприклад, вологість вище 80% може призводити до респіраторних захворювань тварин та сприяє розмноженню шкідливих мікроорганізмів. Важливо зазначити також, що правильно спроєктована вентиляційна система подовжує термін служби господарських приміщень, забезпечуючи видалення хімічно активних газів, наприклад аміаку, та конденсату.
Навіщо потрібна додаткова вентиляція в корівниках?
Комфортна темература для людини може бути дискомфортною для копитних тварин. Для порівняння: під впливом підвищеної температури людина робить в середньому 17 вдихів на хвилину, в той час, як корова, яка переживає стрес, робить до 80 вдихів. На шкірі цих тварин є багато потових залоз і вода випаровується - це дозволяє їм трохи знизити температуру тіла. Якщо свіжої води достатньо, корова п’є більше води, щоб компенсувати втрату рідини з потом та під час дихання. Крім того, корови можуть віддавати частину тепла в повітря через роги, оскільки всередині є кровообіг: гаряча кров трохи охолоджується в них, а потім повертається в тіло. Про те, природньої теморегуляції для тварин може бути недостатньо влітку. Побічним ефектом підвищеної температури і спраги є те, що у корови зменшується апетит, що призводить до зниження виробництва молока, що в свою чергу впливає на економічні показники господарства.
Застосування системи вентиляції влітку знижує температуру тіла тварин, а також вміст вологи в повітрі. Таким чином, тварини не відчувають стрес, збільшується кількість молока та зменшується кілкість мікроорганізмів в повітрі і на шкірі тварин. Додатковий ефект роботи вентиляції: мухи та інші літаючі комахи не переносять підвищеної циркуляції повітря і уникають таких приміщень. Це створює значне полегшення як для тварин, так і для фермерів.
Взимку система вентиляції працює не так інтенсивно, але забезпечує видалення токсичних газів, які при накопиченні можуть викликати подразнення верхніх дихальних шляхів.
Треба також зазначити, що робочий шум вентиляційної системи має бути якомога нижчим, особливо під час періодів відпочинку тварин, щоб запобігти будь-якому додатковому стресу. Постійний стрес корови негативно позначається і на ненароджених телятах, в них може бути занадто низька вага при народженні, а також проблеми з обміном речовин і передчасна смерть. Для зменшення шуму від роботи вентиляторів необхідно обирати для них двигуни з функцією управління напругою та регулятори швидкості з технологією автотрансформаторів або частотні приводи, з якими двигуни працюють тихіше.
Навіщо потрібна додаткова вентиляція в корівниках?
Комфортна темература для людини може бути дискомфортною для копитних тварин. Для порівняння: під впливом підвищеної температури людина робить в середньому 17 вдихів на хвилину, в той час, як корова, яка переживає стрес, робить до 80 вдихів. На шкірі цих тварин є багато потових залоз і вода випаровується - це дозволяє їм трохи знизити температуру тіла. Якщо свіжої води достатньо, корова п’є більше води, щоб компенсувати втрату рідини з потом та під час дихання. Крім того, корови можуть віддавати частину тепла в повітря через роги, оскільки всередині є кровообіг: гаряча кров трохи охолоджується в них, а потім повертається в тіло. Про те, природньої теморегуляції для тварин може бути недостатньо влітку. Побічним ефектом підвищеної температури і спраги є те, що у корови зменшується апетит, що призводить до зниження виробництва молока, що в свою чергу впливає на економічні показники господарства.
Застосування системи вентиляції влітку знижує температуру тіла тварин, а також вміст вологи в повітрі. Таким чином, тварини не відчувають стрес, збільшується кількість молока та зменшується кілкість мікроорганізмів в повітрі і на шкірі тварин. Додатковий ефект роботи вентиляції: мухи та інші літаючі комахи не переносять підвищеної циркуляції повітря і уникають таких приміщень. Це створює значне полегшення як для тварин, так і для фермерів.
Взимку система вентиляції працює не так інтенсивно, але забезпечує видалення токсичних газів, які при накопиченні можуть викликати подразнення верхніх дихальних шляхів.
Треба також зазначити, що робочий шум вентиляційної системи має бути якомога нижчим, особливо під час періодів відпочинку тварин, щоб запобігти будь-якому додатковому стресу. Постійний стрес корови негативно позначається і на ненароджених телятах, в них може бути занадто низька вага при народженні, а також проблеми з обміном речовин і передчасна смерть. Для зменшення шуму від роботи вентиляторів необхідно обирати для них двигуни з функцією управління напругою та регулятори швидкості з технологією автотрансформаторів або частотні приводи, з якими двигуни працюють тихіше.
Типи вентиляційних систем
В сучасних промислових свинарниках популярні вентиляційні системи з використанням таких технологій, як вентилятори з різноманітними контролерами та датчиками, а також повітряні завіси та обігрівачі.
В промисловому тваринництві існує два основні типи вентиляції: природній та механічний тип, а також іноді використовується поєднання обох.
Натуральний або природний тип вентиляції використовує пасивні природні механізми обміну повітря між внутрішнім та навколишнім середовищем, наприклад силу вітру або різницю тиску. Всім відомий найпростіший і найдешевший метод природної вентиляції - відкриття дверей і пропускання свіжого повітря через стайню. Для кращого контролю за середовищем, можна також додатково встановити датчики температури, відносної вологості та вмісту CO2. Звичайно, природна вентиляція дешевша в експлуатації, але має і свої недоліки, наприклад не може повністю забезпечити контроль над якістю повітря та температурою тіла тварин в стайнях в складних кліматичних умовах.
Системи вентиляції механічного типу більш популярні та ефективні, але потребують додаткового споживання електроенергії, тому для заощадження витрат необхідно враховувати розміри приміщень, вибирати правильні елементи контролю, їх розташування та подальше технічне обслуговування. Основним недоліком механічної вентиляції є її початкова та експлуатаційна вартість. Також взимку можлива втрата до 20% конвекційного тепла тварин через вентиляційну систему. Втрачене тепло необхідно додатково компенсувати за допомогою системи опалення, а також надалі зберігати температуру всередині приміщень використовуючи повітряні завіси з контролерами на входах.
На прикладі свинарників, можна сказати, що природна вентиляція ефективна переважно для дорослих свиней, які можуть утримувати більше тепла, тоді як для поросят, як правило, необхідно використовувати приміщення з механічною вентиляцією, щоб краще контролювати температуру повітря взимку та влітку.
Механічні вентиляційні системи класифікуються на основі тиску, та швидкості обертання вентиляторів.
Система надлишкового тиску або припливна вентиляція
Системи надлишкового тиску здійснюють вентиляцію нагнітаючи повітря всередину приміщення. Як правило, для цього додатково потрібні фільтри, які видаляють шкідливі мікроорганізми, пил та інші дисперсні частки з повітря. Частина тепла від роботи двигунів вентиляторів потрапляє також всередину будівлі, що дає переваги взимку, але є недоліком влітку. При підвищеній вологості повітря, на стінах та обладнанні може утворюватися небажаний конденсат. Процес конденсації відбувається, коли тепле вологе повітря контактує з холодною поверхнею. Коли ця холодна поверхня має температуру нижчу за температуру точки роси, відбувається конденсація пари з повітря. Якщо така ситуація триває протягом тривалого часу, існує реальна ймовірність утворення цвілі з негативними наслідками для якості повітря в приміщенні.
Система негативного тиску або витяжна вентиляція
Системи негативного тиску працюють, витісняючи повітря назовні, тому тиск у приміщенні знижується, утворюється зона негативного тиску, і повітря ззовні поступає всередину приміщення через перепад тиску. З часом відбувається зниження ефективності роботи вентилятора бо поступово пил накопичюється на лопатях. При низькій різниці тиску, така система не зможе забезпечити рівномірний розподіл свіжого повітря всередині хліву.
Припливно-витяжні вентиляційні системи
Існують вентиляційні системи, які поєднують в своїй роботі припливні та витяжні методи, що забезпечує кращий контроль за повітрообміном всередині господарських приміщень. Такі системи забезпечують надходження свіжого повітря і видалення старого одночасно. Іноді в цих системах використовується спеціальне обладнання - рекуператори, в яких відбувається теплообмін і потік повітря, що витісняється з приміщення, віддає своє тепло повітрю з вулиці.
Вентилятори для вентиляційних систем
В великих тваринницьких приміщеннях використовуються потужні вентилятори, які можуть мати до 5 різних швидкостей роботи. Швидкість обертання таких вентиляторів зазвичай регулюється залежно від вологості та температури повітря і для цього використовуються потенціометри. Їх швидкість можна налаштовувати також за потреби, в залежності від умов середовища або певного графіка, та спостерігати за показниками онлайн, щоб краще підтримувати бажані умови у стайнях з оптимальним споживанням енергії.
Переривчасті вентилятори регулюються за допомогою термостатів або таймерів, тому вони теж можуть працювати згідно заданих умов та протягом певного періоду.
Важливо мати на увазі, що вентилятори самі по собі не спрямовують повітря у приміщенні, за це відповідають регульовані вхідні отвори. Тому закриття заслінки та швидкість вентилятора зазвичай пов'язані між собою за допомогою контролера, який може зчитувати дані від датчиків температури та вологості, тиску або концентрації певних газів. Таким чином, швидкість повітрообміну залежить від потужності вентилятора, однак рівномірність розподілу повітря всередині залежить від розташування повітрозабірника, конструкції системи та налаштування контролера та датчиків.
Технічне обслуговування
Механічна система вентиляції тваринницьких приміщень зазнає впливу агресивних газів та інших несприятливих умов і тому потребує періодичного технічного обслуговування. Дуже важливо забезпечити безперервну роботу вентиляційних систем для великих господарств, для цього при розробці графіка технічного обслуговування необхідно враховувати наступні фактори:
- Брудні заслінки та лопаті можуть знизити ефективність роботи вентилятора до 20 %, тому використовуйте повітряні фільтри та чистить лопаті і заслінки раз на місяць.
- Брудні датчики не будуть точно реагувати на зміну температури. Необхідно регулярно перевіряти та чистити обладнання залежно від швидкості їх забруднення.
- Пил може поступово накопичуватися на двигунах вентиляторів, що перешкоджає своєчасному теплообміну та охолодженню, тому необхідно чистити двигуни щонайменше 3-4 рази на рік.
- Ремені вентиляторів повинні мати належний натяг, бо інакше можуть призвести до надмірного зносу підшипників або до швидкого зносу ременів.
- Необхідно декілька разів на рік перевіряти та зафарбовувати тріщини на лопатях вентиляторів, бо якщо це не робити своєчасно, корозія може дуже їх пошкодити і це буде потребувати їх заміни.
- Протягом опалювального сезону щонайменше раз на місяць видаляйте пил з обігрівача.
- Встановіть аварійні сигнали, які будуть сповіщати про знеструмлення приміщення або збій в роботі вентиляційної системи.
- Використовуйте сучасне обладнання з комунікацією Modbus RTU, де за показниками датчиків можна слідкувати онлайн та своєчасно планувати технічне обслуговування або заміну обладнання.
Як бачимо, сучасні системи вентиляції тваринницьких приміщень складні. Тому вирішуючи, який тип вентиляції найкраще підійде для вашого господарства, необхідно обов’язково враховувати різні параметри, такі як особливості життєдіяльності тварин, оптимальна температура та вологість, газообмін та тиск, матеріали та будова приміщень, щоб прийняти обґрунтоване рішення щодо оптимізації умов утримання худоби. У підсумку, можна сказати, що природна вентиляція потребує менше витрат, але може вимагати більш трудомісткого управління і забезпечувати лише загальні умови утримання. Механічна вентиляція найефективніша та може задовольнити більш вибагливі умови утримання тварин.
В сучасних промислових свинарниках популярні вентиляційні системи з використанням таких технологій, як вентилятори з різноманітними контролерами та датчиками, а також повітряні завіси та обігрівачі.
В промисловому тваринництві існує два основні типи вентиляції: природній та механічний тип, а також іноді використовується поєднання обох.
Натуральний або природний тип вентиляції використовує пасивні природні механізми обміну повітря між внутрішнім та навколишнім середовищем, наприклад силу вітру або різницю тиску. Всім відомий найпростіший і найдешевший метод природної вентиляції - відкриття дверей і пропускання свіжого повітря через стайню. Для кращого контролю за середовищем, можна також додатково встановити датчики температури, відносної вологості та вмісту CO2. Звичайно, природна вентиляція дешевша в експлуатації, але має і свої недоліки, наприклад не може повністю забезпечити контроль над якістю повітря та температурою тіла тварин в стайнях в складних кліматичних умовах.
Системи вентиляції механічного типу більш популярні та ефективні, але потребують додаткового споживання електроенергії, тому для заощадження витрат необхідно враховувати розміри приміщень, вибирати правильні елементи контролю, їх розташування та подальше технічне обслуговування. Основним недоліком механічної вентиляції є її початкова та експлуатаційна вартість. Також взимку можлива втрата до 20% конвекційного тепла тварин через вентиляційну систему. Втрачене тепло необхідно додатково компенсувати за допомогою системи опалення, а також надалі зберігати температуру всередині приміщень використовуючи повітряні завіси з контролерами на входах.
На прикладі свинарників, можна сказати, що природна вентиляція ефективна переважно для дорослих свиней, які можуть утримувати більше тепла, тоді як для поросят, як правило, необхідно використовувати приміщення з механічною вентиляцією, щоб краще контролювати температуру повітря взимку та влітку.
Механічні вентиляційні системи класифікуються на основі тиску, та швидкості обертання вентиляторів.
Система надлишкового тиску або припливна вентиляція
Системи надлишкового тиску здійснюють вентиляцію нагнітаючи повітря всередину приміщення. Як правило, для цього додатково потрібні фільтри, які видаляють шкідливі мікроорганізми, пил та інші дисперсні частки з повітря. Частина тепла від роботи двигунів вентиляторів потрапляє також всередину будівлі, що дає переваги взимку, але є недоліком влітку. При підвищеній вологості повітря, на стінах та обладнанні може утворюватися небажаний конденсат. Процес конденсації відбувається, коли тепле вологе повітря контактує з холодною поверхнею. Коли ця холодна поверхня має температуру нижчу за температуру точки роси, відбувається конденсація пари з повітря. Якщо така ситуація триває протягом тривалого часу, існує реальна ймовірність утворення цвілі з негативними наслідками для якості повітря в приміщенні.
Система негативного тиску або витяжна вентиляція
Системи негативного тиску працюють, витісняючи повітря назовні, тому тиск у приміщенні знижується, утворюється зона негативного тиску, і повітря ззовні поступає всередину приміщення через перепад тиску. З часом відбувається зниження ефективності роботи вентилятора бо поступово пил накопичюється на лопатях. При низькій різниці тиску, така система не зможе забезпечити рівномірний розподіл свіжого повітря всередині хліву.
Припливно-витяжні вентиляційні системи
Існують вентиляційні системи, які поєднують в своїй роботі припливні та витяжні методи, що забезпечує кращий контроль за повітрообміном всередині господарських приміщень. Такі системи забезпечують надходження свіжого повітря і видалення старого одночасно. Іноді в цих системах використовується спеціальне обладнання - рекуператори, в яких відбувається теплообмін і потік повітря, що витісняється з приміщення, віддає своє тепло повітрю з вулиці.
Вентилятори для вентиляційних систем
В великих тваринницьких приміщеннях використовуються потужні вентилятори, які можуть мати до 5 різних швидкостей роботи. Швидкість обертання таких вентиляторів зазвичай регулюється залежно від вологості та температури повітря і для цього використовуються потенціометри. Їх швидкість можна налаштовувати також за потреби, в залежності від умов середовища або певного графіка, та спостерігати за показниками онлайн, щоб краще підтримувати бажані умови у стайнях з оптимальним споживанням енергії.
Переривчасті вентилятори регулюються за допомогою термостатів або таймерів, тому вони теж можуть працювати згідно заданих умов та протягом певного періоду.
Важливо мати на увазі, що вентилятори самі по собі не спрямовують повітря у приміщенні, за це відповідають регульовані вхідні отвори. Тому закриття заслінки та швидкість вентилятора зазвичай пов'язані між собою за допомогою контролера, який може зчитувати дані від датчиків температури та вологості, тиску або концентрації певних газів. Таким чином, швидкість повітрообміну залежить від потужності вентилятора, однак рівномірність розподілу повітря всередині залежить від розташування повітрозабірника, конструкції системи та налаштування контролера та датчиків.
Технічне обслуговування
Механічна система вентиляції тваринницьких приміщень зазнає впливу агресивних газів та інших несприятливих умов і тому потребує періодичного технічного обслуговування. Дуже важливо забезпечити безперервну роботу вентиляційних систем для великих господарств, для цього при розробці графіка технічного обслуговування необхідно враховувати наступні фактори:
- Брудні заслінки та лопаті можуть знизити ефективність роботи вентилятора до 20 %, тому використовуйте повітряні фільтри та чистить лопаті і заслінки раз на місяць.
- Брудні датчики не будуть точно реагувати на зміну температури. Необхідно регулярно перевіряти та чистити обладнання залежно від швидкості їх забруднення.
- Пил може поступово накопичуватися на двигунах вентиляторів, що перешкоджає своєчасному теплообміну та охолодженню, тому необхідно чистити двигуни щонайменше 3-4 рази на рік.
- Ремені вентиляторів повинні мати належний натяг, бо інакше можуть призвести до надмірного зносу підшипників або до швидкого зносу ременів.
- Необхідно декілька разів на рік перевіряти та зафарбовувати тріщини на лопатях вентиляторів, бо якщо це не робити своєчасно, корозія може дуже їх пошкодити і це буде потребувати їх заміни.
- Протягом опалювального сезону щонайменше раз на місяць видаляйте пил з обігрівача.
- Встановіть аварійні сигнали, які будуть сповіщати про знеструмлення приміщення або збій в роботі вентиляційної системи.
- Використовуйте сучасне обладнання з комунікацією Modbus RTU, де за показниками датчиків можна слідкувати онлайн та своєчасно планувати технічне обслуговування або заміну обладнання.
Як бачимо, сучасні системи вентиляції тваринницьких приміщень складні. Тому вирішуючи, який тип вентиляції найкраще підійде для вашого господарства, необхідно обов’язково враховувати різні параметри, такі як особливості життєдіяльності тварин, оптимальна температура та вологість, газообмін та тиск, матеріали та будова приміщень, щоб прийняти обґрунтоване рішення щодо оптимізації умов утримання худоби. У підсумку, можна сказати, що природна вентиляція потребує менше витрат, але може вимагати більш трудомісткого управління і забезпечувати лише загальні умови утримання. Механічна вентиляція найефективніша та може задовольнити більш вибагливі умови утримання тварин.