Благоприятный микроклимат и качество воздуха в помещениях - одни из важнейших факторов, которые влияют на здоровье животных, и таким образом, на экономические показатели животноводческого хозяйства. Для поддержания таких оптимальных условий необходима система вентиляции, которая обеспечит постоянный уровень температуры и кислорода в помещениях, а также своевременное удаление влаги, избыточного тепла, газов и вирусов, бактерий и спор грибов.
Спрос на разведение сельскохозяйственных животных и птиц ежегодно растет во всем мире на 2%, благодаря этому постепенно изменяются экологические и санитарные требования к содержанию животных на крупных фермах. Благоприятный микроклимат и качество воздуха в помещениях - одни из важнейших факторов, которые влияют на здоровье животных, и таким образом, на экономические показатели животноводческого хозяйства. Для поддержания таких оптимальных условий необходима система вентиляции, которая обеспечит постоянный уровень температуры и кислорода в помещениях, а также своевременное удаление влаги, избыточного тепла, газов и вирусов, бактерий и спор грибов. Например, влажность выше 80% может приводить к респираторным заболеваниям животных и способствует размножению вредных микроорганизмов. Важно отметить также, что правильно спроектированная вентиляционная система продлевает срок службы хозяйственных помещений, обеспечивая удаление химически активных газов, например аммиака и конденсата.
Зачем необходима вентиляция в коровниках?
Комфортная температура для человека может вызывать дискомфорт у копытных животных. Для сравнения: под воздействием повышенной температуры окружающей стреды человек делает в среднем 17 вдохов в минуту, а корова, испытывающая стресс, делает до 80 вдохов. На коже этих животных много потовых желез и вода испаряется - это позволяет им немного снизить температуру тела. Если воды достаточно, корова пьет больше чтобы компенсировать потерю жидкости с выделенным потом и во время дыхания. Кроме того, коровы могут понижать температуру тела через рога, так как внутри них есть кровообращение: горячая кровь немного охлаждается внутри них, а затем возвращается в тело. Однако природной терморегуляции животных может оказаться недостаточно в жаркий сезон. В следствие повышенной температуры и жажды происходит снижение аппетита у коров, что приводит к снижению производства молока. Это напрямую влияет на экономические показатели животноводческого хозяйства.
Использование системы вентиляции летом помогает снизить температуру тела животных, а также содержание влаги в воздухе. Таким образом, животные не испытывают стресс, надои молока увеличиваются и количество микроорганизмов в воздухе и на коже животных уменьшается. Дополнительный эффект вентиляции: мухи и другие летающие насекомые не переносят повышенной циркуляции воздуха и избегают таких помещений. Это создает значительное облегчение как для животных, так и для фермеров.
Зимой вентиляционная система не работает так интенсивно, но обеспечивает удаление токсичных газов, которые при накоплении могут вызвать раздражение верхних дыхательных путей.
Следует также отметить, что рабочий шум вентиляционной системы должен быть как можно более низким, особенно в периоды отдыха животных, чтобы предотвратить любые дополнительные нагрузки на организм. Постоянный стресс у коров негативно влияет на нерожденных телят, они могут иметь слишком низкий вес при рождении, а также проблемы с обменом веществ, что может стать причиной их преждевременной смерти. Для снижения шума от работы вентиляторов необходимо выбирать для них двигатели с функцией контроля напряжения и регуляторы скорости с автотрансформаторной технологией или частотными приводами, с которыми двигатели работают более бесшумно.
Зачем необходима вентиляция в коровниках?
Комфортная температура для человека может вызывать дискомфорт у копытных животных. Для сравнения: под воздействием повышенной температуры окружающей стреды человек делает в среднем 17 вдохов в минуту, а корова, испытывающая стресс, делает до 80 вдохов. На коже этих животных много потовых желез и вода испаряется - это позволяет им немного снизить температуру тела. Если воды достаточно, корова пьет больше чтобы компенсировать потерю жидкости с выделенным потом и во время дыхания. Кроме того, коровы могут понижать температуру тела через рога, так как внутри них есть кровообращение: горячая кровь немного охлаждается внутри них, а затем возвращается в тело. Однако природной терморегуляции животных может оказаться недостаточно в жаркий сезон. В следствие повышенной температуры и жажды происходит снижение аппетита у коров, что приводит к снижению производства молока. Это напрямую влияет на экономические показатели животноводческого хозяйства.
Использование системы вентиляции летом помогает снизить температуру тела животных, а также содержание влаги в воздухе. Таким образом, животные не испытывают стресс, надои молока увеличиваются и количество микроорганизмов в воздухе и на коже животных уменьшается. Дополнительный эффект вентиляции: мухи и другие летающие насекомые не переносят повышенной циркуляции воздуха и избегают таких помещений. Это создает значительное облегчение как для животных, так и для фермеров.
Зимой вентиляционная система не работает так интенсивно, но обеспечивает удаление токсичных газов, которые при накоплении могут вызвать раздражение верхних дыхательных путей.
Следует также отметить, что рабочий шум вентиляционной системы должен быть как можно более низким, особенно в периоды отдыха животных, чтобы предотвратить любые дополнительные нагрузки на организм. Постоянный стресс у коров негативно влияет на нерожденных телят, они могут иметь слишком низкий вес при рождении, а также проблемы с обменом веществ, что может стать причиной их преждевременной смерти. Для снижения шума от работы вентиляторов необходимо выбирать для них двигатели с функцией контроля напряжения и регуляторы скорости с автотрансформаторной технологией или частотными приводами, с которыми двигатели работают более бесшумно.
Типы вентиляционных систем
В современных промышленных свинарниках популярны вентиляционные системы с использованием таких технологий, как вентиляторы с различными контроллерами и датчиками, а также воздушные завесы и обогреватели. В промышленном животноводстве существует два основных типа вентиляции: природный и механический тип, а также иногда используется сочетание обоих.
Натуральный или природный тип вентиляции использует пассивные механизмы обмена воздуха между внутренней и окружающей средой, например силу ветра или разницу давления. Всем известен самый простой и дешевый метод природной вентиляции - открытие дверей и пропускание свежего воздуха через хлев. Для лучшего контроля за средой, можно также дополнительно установить датчики температуры, относительной влажности и содержания CO2. Конечно, натуральная вентиляция дешевле в эксплуатации, но имеет и свои недостатки, например не может полностью обеспечить контроль над качеством воздуха и температурой тела животных в сложных климатических условиях.
Системы вентиляции механического типа более популярны и эффективны, но требуют дополнительного потребления электроэнергии, поэтому для экономии расходов необходимо учитывать размеры помещений, выбирать правильные элементы контроля, их расположение и дальнейшее техническое обслуживание. Основным недостатком механической вентиляции является ее начальная и эксплуатационная стоимость. Также зимой возможна потеря до 20% конвекционного тепла животных через вентиляционную систему. Потерянное тепло необходимо дополнительно компенсировать с помощью системы отопления, а также в дальнейшем сохранять температуру внутри помещений используя воздушные завесы с контроллерами на входах.
На примере свинарников, можно сказать, что природная вентиляция эффективна преимущественно для взрослых свиней, которые могут удерживать больше тепла, тогда как для поросят, как правило, необходимо использовать помещения с механической вентиляцией, чтобы лучше контролировать температуру воздуха зимой и летом.
Механические вентиляционные системы классифицируются на основе давления, и скорости вращения вентиляторов.
Система избыточного давления или приточная вентиляция
Системы избыточного давления осуществляют вентиляцию нагнетая воздух внутрь помещения. Как правило, для этого дополнительно устанавливаются фильтры, которые удаляют вредные микроорганизмы, пыль и другие дисперсные частицы из воздуха. Часть тепла от работы двигателей вентиляторов попадает также внутрь здания, что дает преимущества зимой, но является недостатком летом. При повышенной влажности воздуха, на стенах и оборудовании может образовываться нежелательный конденсат. Процесс конденсации происходит, когда теплый влажный воздух контактирует с холодной поверхностью. Когда эта холодная поверхность имеет температуру ниже температуры точки росы, происходит конденсация пара из воздуха. Если такая ситуация продолжается в течение длительного времени, существует реальная угроза образования плесени с негативными последствиями для качества воздуха в помещении.
Система отрицательного давления или вытяжная вентиляция
Системы отрицательного давления работают, вытесняя воздух наружу, поэтому давление в помещении снижается, образуется зона отрицательного давления, и воздух извне поступает внутрь помещения из-за перепада давления. Со временем происходит снижение эффективности работы вентилятора потому что пыль постепенно накапливается на лопастях. При низкой разнице давления, такая система не сможет обеспечить равномерное распределение свежего воздуха внутри хлева.
Приточно-вытяжные вентиляционные системы
Существуют вентиляционные системы, которые сочетают в своей работе приточные и вытяжные методы, что обеспечивает лучший контроль за воздухообменом внутри хозяйственных помещений. Такие системы обеспечивают поступление свежего воздуха и удаление старого одновременно. Иногда в этих системах используется специальное оборудование - рекуператоры, в которых происходит теплообмен и поток воздуха, вытесняемый из помещения, отдает свое тепло воздуху поступающему внутрь.
Вентиляторы для вентиляционных систем
В больших животноводческих помещениях используются мощные вентиляторы, которые могут иметь до 5 скоростей работы. Скорость вращения таких вентиляторов обычно регулируется в зависимости от влажности и температуры воздуха и для этого используются потенциометры. Их скорость можно настраивать также при необходимости, в зависимости от условий среды или определенного графика, и наблюдать за показателями онлайн, чтобы лучше поддерживать желаемые условия в конюшнях с оптимальным потреблением энергии.
Прерывистые вентиляторы регулируются с помощью термостатов или таймеров, поэтому они тоже могут работать согласно заданным условиям и в течение определенного периода.
Важно иметь в виду, что вентиляторы сами по себе не направляют воздух в помещении, за это отвечают регулируемые входные отверстия. Поэтому закрытие заслонки и скорость вентилятора обычно связаны между собой с помощью контроллера, который может считывать данные от датчиков температуры и влажности, давления или концентрации определенных газов. Таким образом, скорость воздухообмена зависит от мощности вентилятора, однако равномерность распределения воздуха внутри зависит от расположения воздухозаборника, конструкции системы и настройки контроллера и датчиков.
Техническое обслуживание
Механическая система вентиляции животноводческих помещений подвергается воздействию агрессивных газов и других неблагоприятных условий и поэтому нуждается в периодическом техническом обслуживании. Очень важно обеспечить непрерывную работу вентиляционных систем для крупных хозяйств, для этого при разработке графика технического обслуживания необходимо учитывать следующие факторы:
- Загрязненные заслонки и лопасти могут снизить эффективность работы вентилятора до 20 %, поэтому используйте воздушные фильтры и чистите лопасти и заслонки раз в месяц.
- Загрязненные датчики не будут точно реагировать на изменение температуры. Необходимо регулярно проверять и чистить оборудование в зависимости от скорости их загрязнения.
- Пыль может постепенно накапливаться на двигателях вентиляторов, что препятствует своевременному теплообмену и охлаждению, поэтому необходимо чистить двигатели не менее 3-4 раз в год.
- Ремни вентиляторов должны иметь надлежащее натяжение, иначе могут привести к чрезмерному износу подшипников или к быстрому износу ремней.
- Необходимо несколько раз в год проверять и закрашивать трещины на лопастях вентиляторов, потому что если это не делать своевременно, коррозия может очень их повредить и это потребует их замены.
- В течение отопительного сезона минимум раз в месяц удаляйте пыль из обогревателя.
- Установите аварийные сигналы, которые будут оповещать об обесточивании помещения или сбое в работе вентиляционной системы.
- Используйте современное оборудование с коммуникацией Modbus RTU, где за показателями датчиков можно следить онлайн и своевременно планировать техническое обслуживание или замену оборудования.
Как видим, современные системы вентиляции в животноводческих помещениях сложные. Поэтому решая, какой тип вентиляции лучше всего подойдет для вашего хозяйства, необходимо обязательно учитывать различные параметры, такие как особенности жизнедеятельности животных, оптимальная температура и влажность, газообмен и давление, материалы и строение помещений, чтобы принять обоснованное решение по оптимизации условий содержания скота. В итоге, можно сказать, что естественная вентиляция требует меньше затрат, но может требовать более трудоемкого управления и обеспечивать поддержание только общих условий содержания. Механическая вентиляция эффективна и может удовлетворить более требовательные условия содержания животных.