Вентиляция теплая: заблуждения. Приточная и вытяжная вентиляция

заблуждения. Приточная и вытяжная вентиляция

О чем не знают люди, которые не знакомы с особенностями функционирования естественной вентиляции? Расскажем о наиболее распространенных ошибках и заблуждениях.



Вентиляция — это объединение приточной системы и вытяжной. Обе системы тесно связаны между собой и влияют на работу друг друга.

Миф 1: для обеспечения вентиляции достаточно вытяжных каналов

На самом деле: количество приточного воздуха должно совпадать с количеством вытяжного. Если эти показатели не сбалансированы – то вентиляция будет неэффективной.

 

Если «вытяжку» обеспечивает основной воздуховод, к примеру, размера ф100, то и «приточка» должна иметь аналогичный по площади сечения воздуховод, и наоборот. Либо, если в доме естественная вентиляция заложена в канал 150х150, то суммарная площадь всех неплотностей (щелей в окнах и дверях) должна быть равна 0,022 м². Таким образом, эффективное сечение вытяжки равняется сумме всех отверстий, неплотностей, через которые поступает воздух.

Это означает, что если все окна и двери герметичны и плотно закрыты, то даже при наличии вытяжного канала, вентиляция внутри помещения осуществляться НЕ БУДЕТ.

• Если открыть какое-либо окно, то вентиляция будет осуществляться только в комнате с открытым окном. И частично в тех помещениях, по которым проходит воздух до вытяжной решетки.

• Если открыть окна во всех комнатах, то эффективным сечением станет площадь открытых окон. Вы быстро проветрите дом, но при этом просто «выстудите» его.

• Если приоткрыть окно (режим «микропроветривания»), то приточного воздуха может оказаться недостаточно для эффективной вытяжки.

Для решения этой проблемы может применяться приточный стеновой клапан КПВ-125, который позволяет регулировать сечения неплотностей (устанавливать определенное количество поступающего воздуха) и обеспечивать вентиляцию в конкретном помещении. Купить клапан приточной вентиляции можно в нашем салоне. Такие устройства реализуются группой компании «Терконт» и устанавливаются нашими специалистами.

Однако недостатки такой вентиляции – неэффективность в летний период. Об этом – ниже.

Миф 2: естественная вытяжка осуществляется в любое время года

На самом деле: естественная вытяжка остается вытяжкой только тогда, когда температура воздуха на улице ниже температуры внутри помещения. В остальных случаях она не работает или становится притоком.

 

Все дело в том, что холодный воздух тяжелее теплого (плотность воздуха меняется в зависимости от температуры).

Таким образом, вентиляция в частном доме или в квартире хорошо функционирует зимой, когда температура воздуха за окном значительно ниже, чем в помещении.

Теплый легкий воздух поднимается, подобно поплавку на воде, и выбрасывается наружу через вытяжные каналы.

При этом в летний период, когда температура воздуха в здании (22-23 градуса) совпадает с температурой на улице, естественная вентиляция перестает работать. Воздух стоит.

Если же на улице жарко, а в помещении прохладно, то через вытяжные каналы горячий воздух поступает в дом, но не вытягивается. Неудивительно, что в здании становится душно, а включение кондиционеров — не помогает избавиться от ощущения недостатка кислорода.

В связи с этим и подвалы, где температура обычно всего 5-7 градусов, так тяжело вентилировать естественной вытяжкой. Поэтому там обычно сырой тяжелый воздух, нередко — плесень.

Миф 3: вентилятор обеспечит принудительное удаление отработанного воздуха

На самом деле: если поставить мощный вентилятор для вытяжки, но при этом не обеспечить приток воздуха в дом, то вентилятор будет работать «вхолостую».

 

Прочные стены дома являются серьезным препятствием для поступления воздуха. Это означает, что поставив бытовой вентилятор в санузел с герметичной дверью, вытяжку без притока воздуха обеспечить не получится.

К примеру, попробуйте плотно закрыть рот рукой и вдохнуть, не используя носовое дыхание. Воздух не будет поступать, поскольку прийти ему попросту неоткуда.

То есть важно, чтобы под дверью в санузел или ванную комнату была небольшая щель для притока (до 5 мм). При этом приток будет осуществляться из комнат, и вытяжка начнет функционировать.

Миф 4: приточный воздух нагревается самостоятельно

На самом деле: для того чтобы нагреть приточный воздух, поступающий при помощи естественной вентиляции, нужно много энергии.

 

Входящий в помещение холодный воздух «отбирает» эту энергию у предметов, находящихся в комнате (радиаторов отопления, людей, бытовых приборов), нагревается и вылетает наружу.

Холодный воздух действует, словно искусный вор, которого никто не замечает. А оплачивают эту энергию жители дома.

При использовании естественной вентиляции Вы просто выбираете, сколько времени этот «вор» пробудет в помещении. Либо отказываетесь от него совсем, но живете уже без вентиляции.

Решением проблем, перечисленных выше, становится современное вентиляционное оборудование, обеспечивающее принудительную вентиляцию и при этом сохраняющее тепло. Например, приточно-вытяжные вентустановки с роторным рекуператором. Или клапаны-рекуператоры. Они позволяют использовать температуру отработанного воздуха – повторно. При этом помогают значительно экономить энергоресурсы.

Более подробные консультации — в офисах продаж компании Терконт или по телефону: +7 (343) 214-84-40. У нас можно купить вентиляционное оборудование, либо заказать вентиляцию «под ключ» (проектирование, монтаж, пусконаладка, обслуживание). Работаем в Екатеринбурге и в Челябинске. Поставка оборудования возможна в любые регионы.

 

Группа компаний Терконт

Копирование без ссылки на http://terkont.ru/ — запрещено

Вентиляция с рекуперацией | Вентиляционные установки компании Dantex

Вентиляция с рекуперацией – это оборудование, предназначенное для обработки воздуха до таких параметров, при которых человек чувствует себя комфортно и безопасно. Такие параметры регламентированы нормами и лежат в следующих пределах: температура 23-26 С, влажность 30-60%, скорость движение воздуха 0,1-0,15 м/с.

Существует еще один показатель, который напрямую связан с безопасностью нахождения человека в закрытых помещениях, – это процентное содержание углекислого газа в воздухе. Углекислый газ вытесняет кислород, и если его процент в воздухе доходит до 2-3%, человек, может стать причиной потери сознания человеком или даже летального исхода.

Именно для поддержания этих четырех параметров и служат вентиляционные установки с рекуперацией. Особенно актуально это для современных бизнес-центров, где полностью отсутствует естественный приток свежего воздуха. Промышленные, административные, торговые, жилые и другие помещения не могут обойтись без современного вентиляционного оборудования. При сегодняшней загрязненности воздуха вопрос установки вентиляционных установок с рекуперацией наиболее актуален.

Возможна установка в вентиляции с рекуперацией дополнительных фильтров и других приспособлений, которые позволяют еще лучше очистить и обработать воздух до заданных параметров.

Все это можно сделать при помощи вентиляционных установок Dantex.

Принцип действия приточно-вытяжной системы вентиляции с рекуперацией тепла

Благодаря приточно-вытяжной системы вентиляции в помещение нагнетается чистый воздух, а отработанный прогретый воздух выводится наружу. Проходя через теплообменник, прогретый воздух оставляет часть тепла стенкам конструкции, вследствие чего холодный воздух, поступающий с улицы, прогревается от теплообменника, не затрачивая дополнительной энергии на прогрев. Эта система наиболее эффективна и менее энергозатратна, чем система вентиляции без рекуперации тепла.

Эффективность рекуператора меняется  от температуры наружного воздуха, ее можно рассчитать по общей формуле:

S = (T1 – T2) : (T3 – T2), где:

S – эффективность рекуперации;

T1 – температура воздуха, поступающего в помещение;

T2 – температура воздуха на улице;

T3 – температура воздуха в помещении.

Виды рекуператоров

Пластинчатые рекуператоры

Данный вид теплообменника состоит из набора тонких  пластин из алюминия или любого другого материала желательно с хорошими теплопередающими характеристиками). Это самый недорогой и наиболее популярный тип прибора  (рекуператора).  КПД пластинчатого рекуператора может составлять от 50% до 90%, а срок его службы, благодаря отсутствию движущихся частей, очень долгий.

Главный минус таких рекуператоров – образование наледи из-за разницы температур. Предлагается два варианта решения данной проблемы:

• Не использовать рекуперацию при экстремально низких температурах




• Использовать модели с автоматизированным процессом рекуперации. В данном случае холодный воздух обходит пластины, а теплый – отогревает наледь. Но стоит учесть, что КПД у таких моделей в холода снизится на 20%.

Роторные рекуператоры

В теплообменнике предусмотрена подвижная деталь – цилиндрический ротор (рекуператор), который состоит из профилированных пластин. Передача тепла происходит при вращении ротора. КПД составляет от 75 до 90%. В данном случае скорость вращения влияет на уровень рекуперации. Скорость можно регулировать самостоятельно.

Наледь на роторных рекуператорах не образуется, но в обслуживании они являются более сложными, чем пластинчатые рекуператоры.

С промежуточном теплоносителем

В случае с промежуточным теплоносителем, как и в пластинчатых рекуператорах, предусмотрено два канала для чистого и отработанного воздуха, но теплообмен происходит через водно-гликолевый раствор или воду. КПД такого устройства ниже 50%.

Камерные рекуператоры

В данном виде воздух проходит через специальную камеру (рекуператор), в которой предусмотрена подвижная заслонка. Именно заслонка имеет возможность перенаправлять потоки холодного и горячего воздуха. За счет периодического переключения потоков воздуха осуществляется рекуперация. Однако в такой системе происходит частичное смешение выходящих и входящих воздушных потоков, что приводит к попаданию посторонних запахов обратно в помещение, но, в свою очередь, такая конструкция обладает высоким КПД – 80%. 

Тепловые трубки

Такой механизм имеет множество трубок, которые собраны в единый герметичный блок. Внутри они заполнены специальным легкоконденсирующимся и испаряющимся веществом, чаще всего это фреон. Теплый воздух, проходя через определенную часть трубок, нагревает и испаряет его. Он перемещается в область трубок, через которую проходят холодные воздушные потоки, и своим теплом нагревает их, а фреон при этом охлаждается, что может привести к образованию конденсата. Плюс такой конструкции в том, что в помещение не попадает загрязненный воздух. Оптимальное применение тепловых трубок возможно в небольших помещениях климатических зон, в которых наблюдается небольшая разница межу внутренними и внешними температурами.

Иногда рекуперации недостаточно, чтобы обогреть помещение при низких наружных температурах, поэтому зачастую в дополнение к рекуперации используются электрические или водяные нагреватели. В некоторых моделях обогреватели выполняют функцию защиты теплообменника от обледенения.

В вентиляционных системах также используются специальные фильтры, которые препятствуют попаданию спор, пыли и вредных примесей. Фильтры могут быть трех видов:

• Сухие;




• Влажные;




• Электростатические.

Также виды делятся по способам очистки:

• EU1 – EU4  — фильтры  грубой очистки, задерживают частицы размером 5мкм-10 мкм;




• EU5 – EU7 – задерживают мучную пыль, сажу, конденсационный туман, аэрозоли;




• EU8-EU9 – наивысшая степень фильтрации, задерживают 95% частиц размером менее 0,4 мкм.

Теги: приточные вентиляционные установки (для квартиры), приточные установки (мини), вентиляционные установки (с рекуперацией тепла, для квартиры, для дома, для коттеджа), приточно вытяжные установки (крышные, настенные, с пластинчатым рекуператором)

Вентиляция с рекуперацией тепла — Знак Воздуха Самара

Отсутствие правильно спроектированной вентиляции может стать причиной превращения жилья в настоящую газовую камеру. Не допустить этого можно выбрав наиболее рациональное решение – устройство принудительно-вытяжной вентиляции с рекуперацией тепла и влаги.

Под рекуперацией тепла понимают его сохранение. Выходящий поток воздуха изменяет температуру (нагревает, охлаждает) подаваемого воздуха приточно-вытяжной установкой.

Конструкция полагает разделение воздушных потоков для предотвращения их смешивания. Однако при использовании роторного теплообменника не исключается вероятность попадания отводимого воздушного потока в поступающий.

Сам по себе «Рекуператор воздуха» представляет собой устройство, обеспечивающее утилизацию тепла отводимых газов. Сквозь разделяющую стенку между теплоносителями производится теплообмен, при этом направление движения воздушных масс остается неизменным.

Важнейшая характеристика рекуператора определяется эффективностью рекуперации или КПД. Его расчет определяется из отношения максимально возможного получения тепла и фактически полученного тепла за теплообменником.

Для чего нужна рекуперация влаги

Рекуперация влаги необходима для достижения комфортного соотношения влажности и температуры помещения. Лучше всего человек чувствует себя при уровне влажности в 50-65%.

В период работы отопления и без того сухой зимний воздух теряет еще больше влаги из-за контакта с горячим теплоносителем, нередко уровень влажности снижается до 25-30%. При таком показателе человек не только ощущает дискомфорт, но и наносит существенный вред своему здоровью.

Кроме того, что пересушенный воздух оказывает негативное влияние на самочувствие и здоровье человека, он еще и наносит непоправимый урон мебели и столярным изделиям из натурального дерева, а также картинам и музыкальным инструментам. Кто-то может сказать, что сухой воздух помогает избавиться от сырости и плесени, но это далеко не так. С подобными недостатками можно справиться путем утепления стен и устройства качественной приточно-вытяжной вентиляции с сохранением комфортного уровня влажности.

Агрегаты SAVE — Интеллектуальная вентиляция для жилых помещений | Systemair

Systemair на протяжении десятков лет работает над созданием оптимального оборудования для вентиляции жилых помещений. Оборудование, которое позволяет обеспечить максимально здоровый климат, будет экономичным и тихим в работе. Все эти требования реализованы в линейке приточно-вытяжных установок SAVE. Бытовые агрегаты SAVE выпускаются либо с противоточным, либо с роторным рекуператором, так как именно эти рекуператоры обладают высоким КПД и являются самыми энергоэффективными. 

Агрегаты обеспечиваю высокую эффективность работы при низком расходе электроэнергии и низком SFP — в серии SAVE установлены вентиляторы с энергоэффективными EC-двигателями. Кроме того, установки оснащены фильтрами высокого класса очистки от пыли и пыльцы. Теперь даже люди, страдающие аллергией, могут вздохнуть с облегчением.

Помимо основных функций, инженеры Systemair оснастили вентиляционные установки интеллектуальной системой автоматики, что позволило сделать сложное оборудование максимально понятным и удобными в использовании для конечного потребителя. Самая умная в своем классе система управления SAVECair с уникальным сенсорным дисплеем позволяет полностью автоматизировать вентиляцию помещения, либо управлять вручную. Система обеспечивает лучший климат в помещении при любых условиях и при этом сокращает затраты на электроэнергию. На главном дисплее отображаются заданные настройки: расход воздуха, температура, качество воздуха и активированные функции.  

Управление агрегатом: готовые сценарии

Конечному пользователю сложно определить, какую лучше задать скорость работы вентилятора, когда в доме много гостей или наоборот вам надо отлучиться. С этой целью разработчики предустановили ряд режимов в основном меню дисплея, что позволяет изменять параметры работы установки двумя нажатиями, не задумываясь о цифрах и алгоритмах. Увеличить скорость потока воздуха позволит клавиша «Переполненное помещение», когда в доме много гостей. Быстро проветрить помещение, например, при возникновении неприятного запаха, можно при помощи режима«Обновить».  Еще одна умная функция – «Камин», при активации которой создается временноеизбыточное давление, когда вы хотите разжечь камин. Функция позволяет легко разжечь огонь и избежать задымление комнаты. Если вы уходите из дома, то перевести установку на низкие обороты позволит режим «Ожидание». Интеллектуальная система позволяет измерять относительную влажность воздуха, уровень CO2, и выдает прямые предупреждения, если что-то необходим исправить. 

Дистанционное управление

Для большего удобства пользователя установками SAVE можно управлять дистанционно с помощью своего смартфона или в системе «Умный дом» в любое время, в любом месте. Вы сможете менять режимы работы и отслеживать состояние воздуха в помещении. Мобильное устройство будет получать сигнал тревоги или другие уведомления, даже если приложение выключено.  

Режим работы по сезону

Установки поставляются с рядом функций, которые срабатывают автоматически и не требуют контроля пользователя. Например, система автоматики фиксирует температуру воздуха на улице и в помещении и самостоятельно выбирает оптимальный режим работы для текущего времени года. В зимний период времени, холодный наружный воздух нагревается теплом вытяжного воздуха из помещения по средствам рекуператора. В межсезонье, когда воздух на улице комфортной температуры и не требует догрева, система автоматики останавливает ротор в установках с роторным регенератором и направляет воздух по обводному каналу в установках с противоточным рекуператором. Таким образом, воздух не перегревается, попадает в помещение очищенный, правильной температуры и снижается нагрузка на внутренние компоненты. В летний период времени, если в помещении работает система кондиционирования, установка будет охлаждать теплый воздух с улицы, холодным воздухом из помещения, будет работать в режиме рекуперации холода. Установка SAVE будет автоматически переключаться между режимами, когда это необходимо. При желании, вы можете изменить заводские настройки переключения режимов и подстроить установку под собственные потребности.

Обмерзание под контролем

Немаловажным фактором в применении приточно-вытяжных устройств является наличие встроенной системы защиты рекуператора от обмерзания. Система автоматики SAVE считывает уровень влажности вытяжного воздуха, учитывает температуру наружного воздуха, исходя из полученных данных меняет алгоритмы работы установки. Замедляет скорость вращения роторного теплообменника и регулирует скорость приточного вентилятора, предотвращая выход установки из строя из-за обледенения.

Заявленные характеристики по производительности и энергоэффективности подтверждены сертификатом Eurovent.

Подробнее о выборе нужного агрегата

Вентиляция и теплый пол – секрет комфорта в ванной комнате

Принудительная и естественная вентиляция принципиальные различия

Естественная вентиляция

 Как кажется на первый взгляд, естественная вентиляция экономична, эффективна, проста и дешева. Отчасти соглашусь с тем, что она проста и дешева, но никак, что экономична и редко эффективна.

Простота естественной вентиляции

 Простата естественной вентиляции заключается в  движении теплого воздуха вверх за счет его в отличие от холодного воздуха меньшей плотности. Такое движение возможно при наличии естественного или принудительного приточного потока воздуха. В проектах многоквартирный домов до сих пор используется естественный  тип вентиляции из-за своей низкой стоимости, несмотря на то, что установлено герметичное остекление и путь притокам отрезан. Если окна и двери у Вас герметичны, то воздухообмен будет только при их открывании.  Что бы естественная вентиляция выполняла, свою функцию при герметичном остеклении  требуется  принудительный приток воздуха. В остеклении многими фирмами предлагается установить в окно приточный клапан. Спорное решение, так как воздух поступает холодным и в морозы образуется конденсат из-за большой разницы температур наружного и внутреннего воздуха. К тому же возникают дополнительные потери тепла. При наличии вытяжки вопрос с притоком свежего воздуха лучше решить с помощью приточной установки, к примеру такой как Ballu Air Master BMAC-200 Warm. Она способна нагреть и отфильтровать уличный воздух.

 Энергетическая эффективность естественной вентиляции

 Энергетическая эффективность естественной вентиляции оставляет желать лучшего. Теплый воздух из помещения просто выветривается в каналы на улицу, а в место него мы получаем холодный уличный воздух. При не очень качественном центральном отоплении и очень дорогом автономном, такая вентиляция просто недопустима. Вся экономия заключается в том, что не требуются вентиляторы. Для сравнения вентиляторы потребляют от 15 ватт в час, что ни как несравнимо с киловаттами, затрачиваемыми на нагрев уходящего в трубу воздуха.

Принудительная вентиляция с рекуперацией воздуха

Приточно-вытяжная система рекуперация воздуха, является самой энергетически эффективной системой вентиляции. Энергосбережение достигаем 95%.  Принцип рекуперации состоит в том, что теплый воздух, вытягиваемый из помещения, путем теплообмена в рекуператоре нагревает свежий, приточный воздух. То есть, тепло не уходит в трубу, а возвращается со свежим воздухом.

Наша компания предоставляет услуги по поставке и монтажу систем вентиляции в Чехове, Подольске, Серпухове и районе с применением самых современных систем вентиляции.

Типы вентиляции

Типы систем вентиляции различаются по следующим параметрам:

• по способу перемещения воздуха: естественная, механическая и комбинированная;
• по назначению: приточная и вытяжная вентиляция;
• по зоне обслуживания: местная и общеобменная;
• по конструкции: наборная и моноблочная.

Естественная и механическая система вентиляции

Перемещение потока воздуха в системе вентиляции может осуществляться за счет естественных сил или искусственным образом за счет механической энергии.

• Естественная вентиляция работает за счет разности давлений между улицей и помещением. Разность давлений зависит от  разности  температур, между улицей и помещением, разности высот между воздухозаборной решеткой в помещении и верхом  вытяжной шахты и от скорости ветра. Преимущества системы естественной вентиляции, обуславливающие ее широкое  применение – это низкие капитальные и эксплуатационные затраты, долговечность. Недостатки – зависимость от внешних погодных условий, в результате которых в теплый период года естественная вентиляция работает плохо или не работает вовсе.
• Механическая (искусственная) вентиляция работает за счет давления создаваемого вентилятором.  Преимущества механической вентиляции – это стабильность работы, распределение воздуха по разветвленной сети воздуховодов, управление системой, возможность обработки воздуха (очистка от пыли, нагрев, охлаждение и т.п.)
• Комбинированная система вентиляции совмещает в себе преимущества естественной и механической вентиляции. Комбинированная система вентиляции работает по двум схемам: естественный приток/механическая вытяжка и механический приток/естественная вытяжка. Ярким примером комбинированной системы вентиляции является  гигрорегулируемая вентиляция Aereco, в которой приток воздуха осуществляется естественным образом, через стеновые или оконные клапана, а стабильную работу системы обеспечивает механическая вытяжка на основе вентилятора.

Приточная и вытяжная система вентиляции

• Приточная система вентиляции предназначена для притока (подачи) свежего воздуха в обслуживаемые помещения. Приток (поступление) свежего воздуха осуществляется, как естественным, так и механическим образом. Применение вентилятора позволяет проводить разнообразную обработку приточного воздуха: очистку от пыли, нагрев, охлаждение, увлажнение и т.п.
• Вытяжная вентиляция, предназначена для удаления загрязненного (отработанного) воздуха из обслуживаемых помещений.  Вытяжная вентиляция может быть, как с естественным, так и с механическим  побуждением движения.

Местная и общеобменная система вентиляции

• Местная приточная вентиляция применяется в основном на производственных предприятиях с высоким уровнем вредных выделений. В данном случае приточный воздух подается непосредственно в зону дыхания человека.
• Местная вытяжная вентиляция активно применяется как на производстве, так и в быту (например бытовые вытяжки на кухне). Основное назначение местной вытяжной вентиляции – это локальный сбор и последующее удаление загрязненного воздуха для предотвращение его распределения по всему помещению.
• Общеобменная вентиляция, применяется для создания воздухообмена в помещении или группе  помещений в целом. Общеобменная вентиляция может быть как приточной, так и  вытяжной, с естественным и с механическим побуждением.

Наборная и моноблочная система вентиляции

Система механической вентиляции состоит из приточной, вытяжной или приточно-вытяжной вентиляционной установки, системы воздуховодов и комплекта воздухораспределителей. Вентиляционная  установка может быть наборного или моноблочного исполнения.

• Наборная вентиляционная установка собирается непосредственно на объекте  из отдельных функциональных узлов — воздушного фильтра, вентилятора, шумоглушителя, нагревателя и т.д.
• В моноблочной установке все функциональные узлы (воздушный фильтр, вентилятор, нагреватель и т.п.) размещаются в едином звукоизолированном корпусе на этапе заводской сборки.

Функциональные характеристики наборных и моноблочных систем не отличаются друг от друга. Если в работе системы вентиляции есть проблемы, чаще они  вызваны неправильным расчетом производительности,  давления и т.п., а не применением наборной или моноблочной системы.

Преимущество наборной системы вентиляции – более низкая стоимость, гибкость в монтаже и ремонте, преимущество моноблочной установки – меньший уровень шума, простота монтажа, более эстетичный внешний вид.

Естественная вентиляция в теплом климате: проблемы теплового комфорта, устойчивости к тепловым волнам и качества воздуха в помещении

Особенности

•

Односторонняя или перекрестная вентиляция не обеспечит тепловой комфорт в теплом климате будущего.

•

Windcatcher и солнечный дымоход обещают хорошее качество воздуха в помещении в жарком климате.

•

Естественная вентиляция с испарительным охлаждением может быть устойчивой к тепловым волнам.

•

Необходимы дальнейшие исследования устойчивой к тепловым волнам естественной вентиляции в теплом климате.

•

Исследования естественной вентиляции с фильтром для контроля загрязнения отсутствуют.

Реферат

В зданиях энергия в основном потребляется механическими системами кондиционирования воздуха. Необходимы альтернативы с низким энергопотреблением, такие как естественная вентиляция. Однако они должны уметь справляться с нарастающими волнами тепла и загрязнением, особенно в теплом климате.В этом обзорном документе рассматривается способность естественной вентиляции обеспечивать соответствующий тепловой комфорт, устойчивость к тепловым волнам и хорошее качество воздуха в помещении в теплом климате. Односторонняя вентиляция демонстрирует худшую способность обеспечивать тепловой комфорт, в то время как перекрестная вентиляция подчеркивает лучшую эффективность с точки зрения снижения температуры воздуха в помещении по сравнению с наружной. Однако ветроуловители и солнечные дымоходы показали даже лучшую производительность, поскольку обеспечивали относительно высокую скорость вентиляции.Во время волн тепла и будущих климатических сценариев естественная вентиляция посредством перекрестной вентиляции не могла соответствовать внутренним стандартам теплового комфорта. Потенциальным решением с низким энергопотреблением может быть сочетание солнечных дымоходов или ветроуловителей с водяным испарительным охлаждением. Критический синтез литературы предполагает, что эти системы могут обеспечивать высокую скорость вентиляции и поддерживать температуру в помещении примерно на 8 ° C ниже, чем температура наружного воздуха в теплую погоду (> 35 ° C). Однако не было обнаружено исследований, проверяющих эти системы на соответствие будущим климатическим сценариям, и рекомендуются дальнейшие исследования.В литературе утверждается, что естественная вентиляция эффективна для удаления загрязнений, образующихся внутри помещений, за счет адекватной вентиляции. Однако использование нефильтрованной естественной вентиляции в зонах с высоким уровнем загрязнения окружающей среды может увеличить осаждение вредных твердых частиц в помещении. В связи с увеличением загрязнения воздуха срочно необходимы дальнейшие исследования для изучения естественной вентиляции с фильтром, особенно со встроенным солнечным дымоходом / ветроуловителем.

Ключевые слова

Естественная вентиляция

Устойчивое развитие

Искусственная среда

Тепловые волны

Тепловой комфорт

Загрязнение воздуха

Солнечный дымоход

Windcatcher

Ветряная башня

Рекомендуемые статьи © 2021 Опубликовано Elsevier Ltd.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Управление системами отопления и минимальной вентиляции в бройлерном помещении

По словам Тома Таблера, профессора по специальности «Птицеводство» Университета штата Миссисипи (МГУ), и его соавторов, содержание коммерческих бройлерных стад является сложной задачей в любое время года, особенно в зимние месяцы. Когда наружная температура падает, а цены на газ растут, поддержание желаемой температуры воздуха внутри дома и вентиляция для удовлетворения потребностей в качестве воздуха могут быть трудными для успешного и доступного по цене.

*
«Потерянные часы или ошибки, сделанные при неоптимальных условиях, не могут быть компенсированы позже в стаде».

Вентиляция необходима для обеспечения здоровых условий окружающей среды, необходимых для роста бройлеров. Однако адекватная вентиляция часто означает выбор между повышенным расходом топлива и слишком прохладным выращиванием птицы. К сожалению, слишком прохладная птица из-за того, что не поддерживает надлежащую температуру в птичнике, заставит бройлеров потреблять избыток корма для поддержания температуры тела.Корм, используемый для содержания, нельзя использовать для роста, и это отрицательно скажется на конверсии корма и продуктивности стада.

Цыпленок имеет потенциал для наиболее быстрого роста в течение первых нескольких дней жизни, когда на рост уходит больше энергии корма, чем в любое другое время периода роста. Упущенные возможности и ошибки управления, сделанные в первые дни стада, останутся с вами до момента улова.

Система отопления

Всего несколько часов вдыхания слишком большого количества аммиака или воздействия слишком низких температур могут нанести значительный ущерб общей продуктивности стада.Вот почему так важно, чтобы дом, система отопления и вентиляция были в отличном состоянии. Однако хорошее жилье и оборудование — это только часть выращивания хороших цыплят. Вы — другая часть, и вы самая важная часть.

Практически невозможно добиться успеха в выращивании цыплят, не проводя много времени в птичнике с цыплятами. Существует множество инструментов, гаджетов и «игрушек», которые помогут вам оценить скорость ветра, температуру, воздушный поток, статическое давление, домашние условия и т. Д.

Ничто не работает лучше вашего времени и пятигаллонного ведра. Вы должны сделать частью своего распорядка время и использовать это пятигаллонное ведро в качестве «стула для курятника». Смотрите, слушайте и узнавайте, что происходит в течение дня (и ночи), а затем применяйте полученные знания.

Система отопления — один из важнейших элементов птичника. Даже в июле и августе необходимо дополнительное отопление в ночное время, чтобы поддерживать нормальную температуру в птичнике для цыплят.Система обогрева особенно важна зимой, не только для хорошей производительности и продуктивности, но даже для выживания цыплят. Однако система отопления работает только при наличии газа.

Рисунок 1. Баллон с пропаном на птицефабрике

Рисунок 2. Трубчатый нагреватель в птичнике

Рисунок 3. Инфракрасный брудер

Холодная зима 2013-14 гг. В Миссисипи и других частях страны заставила многих производителей пересмотреть свои обычные методы выращивания в зимних условиях.Некоторые птицы выращивали более холодные, чем обычно, потому что производители либо не могли получить достаточное количество газа, либо не могли позволить себе сжечь то, что они получили бы при нормальных погодных условиях. Цены на пропан были чрезвычайно высокими, и многие производители считали в некоторых случаях невозможным получить доступ к соответствующему пропану, поскольку поставщики пытались удовлетворить потребности как бытовых, так и сельскохозяйственных потребителей (рис. 1).

Ситуации такого типа мешают производителям поддерживать успешную норму прибыли.Поскольку погода непредсказуема, производители должны вести переговоры со своими поставщиками газа и пытаться заранее закупить зимнее топливо летом, когда цены ниже.

Прежде чем снова наступит зима, убедитесь, что ваша система отопления находится в хорошем состоянии и находится в оптимальном рабочем состоянии. Независимо от погодных условий или сезона, обогреватель, который не работает должным образом, тратит топливо. Это стоит вам денег как с точки зрения расхода топлива, так и с точки зрения потери продуктивности птицы. Это верно независимо от того, является ли источником тепла струйный брудер, трубчатый обогреватель (Рисунок 2), обогреватель помещения, инфракрасный брудер (Рисунок 3) или любой другой тип обогревателя.

Плохое планирование или отсутствие технического обслуживания могут привести к таким проблемам, как низкое давление газа из-за плохого функционирования регуляторов, засорение горелки и пилотных отверстий, смещение искровых воспламенителей прямого действия, что приводит к невозможности зажигания брудера при необходимости, утечки шлангов и фитингов, и негабаритный газопровод.

Низкое давление часто легко распознать, потому что вы заметите слабое желтое пламя, которое выделяет мало тепла, вместо сильного голубого пламени, которое выделяет много тепла.Требуемое рабочее давление будет различным в зависимости от того, какой у вас источник топлива: пропан или природный газ. Пропан требует более высокого рабочего давления, чем природный газ. Брудеры или обогреватели, использующие пропан, часто работают на 10-12 дюймов водяного столба. Системы отопления на природном газе часто работают в диапазоне от 6 до 8 дюймов водяного столба.

Трубопроводы меньшего размера часто не позволяют брудерам в конце линии оставаться включенными из-за нехватки топлива. Если они все же горят, они будут часто брызгать и гореть не всегда чисто и устойчиво из-за ограниченной и нестабильной подачи топлива около конца линии.Тепловая мощность может уменьшиться и выглядеть как в случае низкого давления.

Перед использованием все горелки и пилотные отверстия должны быть проверены на наличие гнезд для грязевой мази, паутины или других препятствий. Негерметичные газовые шланги и фитинги являются отходами топлива и представляют собой серьезную опасность пожара. Используйте бутылку с мыльной водой или раствором, чтобы проверить шланговые хомуты, фитинги или обожженные места на шланге. Пузырьки укажут на утечку газа. Никогда не используйте открытое пламя для проверки на утечку газа!

Выбор источника тепла и последующее управление этим источником тепла — непростая задача.Доступно несколько вариантов, и важный фактор, который следует учитывать, — это количество излучаемого тепла. Лучистое тепло имеет то преимущество, что горит более эффективно, поскольку он может перемещаться по неподвижному воздуху и нагревать такие поверхности, как пол птичника или цыпленка. Однако не все источники тепла являются лучистыми, и между разными типами может быть разница в использовании энергии.

Например, одно время печи с принудительной подачей воздуха были популярны в птичниках, но сегодня они менее популярны.Они нагревают воздух конвекцией и в настоящее время, вероятно, являются наименее предпочтительным методом выведения цыплят. Брудер для блинов или струйного типа передает немного тепла воздуху в конвективной форме, но некоторая энергия передается поверхностям (цыплята, пол птичника) в виде лучистого тепла.

Сияющие брудеры отдают большую часть тепла поверхности, а не нагревают воздух. Брудеры Radiant предлагают некоторую дополнительную гибкость, поскольку они работают выше от пола (четыре-пять футов), чем брудеры для блинов (три фута), и создают дополнительные температурные температурные «зоны комфорта» или более широкую зону допустимых температур на выбор цыплят.

Некоторые производители решили использовать лучистые трубы вместо брудеров. При использовании радиационной трубки горячий воздух из горелки на одном конце направляется вниз по металлической трубе, в результате чего труба нагревается. Затем горячая труба излучает тепло к объектам, подобно лучистому брудеру. Трубка обычно свешивается высоко в пике потолка, и любое тепло, отраженное вверх, направляется вниз отражателями над трубкой. Висящий высоко в доме, под трубой обычно не так много «горячих точек», а температура пола довольно равномерная.

*
«Неисправная система или программа минимальной вентиляции — это крушение поезда в процессе становления».

Трубчатые нагреватели часто устанавливаются стационарно и не прикрепляются к лебедке или кабелю, как это часто бывает с брудерами. Следовательно, их не нужно поднимать и опускать для размещения бригад отлова, бригад очистки и установки для цыплят. Однако стационарная установка возле потолка, особенно в доме с подвесным потолком, означает, что необходимо принять дополнительные меры для предотвращения таяния воды и линий туманообразования, электрических каналов и проводки или самого материала подвесного потолка.

Для оптимальной производительности очень важно очищать систему обогрева после каждого стада. В птичнике может быть очень много пыли, и пыль может снизить эффективность системы. Воздушный компрессор или воздуходувка для листьев — хороший способ удерживать пыль, выдуваемую из брудеров или труб между стадами. Между стайками также хорошее время, чтобы проверить, нет ли проблем с газовым шлангом. Газовые шланги, которые обгорели с одной стороны из-за того, что лежали на раскаленном металле, сгнили или постоянно перекручены, потребуют внимания перед установкой нового стада.Также следите за брудерами с накоплением сажи. Сажа указывает на неэффективное горение, при котором выделяется очень мало тепла, расходуется топливо и выделяется избыток окиси углерода.

В перерывах между стадами, особенно весной, рекомендуется держать загрузочные и входные двери максимально закрытыми, чтобы дикие птицы не попадали в ваши дома. Воробьи и скворцы любят строить гнезда в брудерах, если есть возможность. Всегда проверяйте птичьи гнезда перед тем, как зажигать брудеры, если дикие птицы могли проникнуть в ваши дома между стайками.

Кроме того, помните о размещении датчика и термостата. Датчики следует размещать там, где на них не влияет чрезмерное тепло от брудеров, сквозняки или слишком большой поток воздуха от вентиляторов. Датчики, расположенные слишком близко к источнику тепла, будут означать, что на больших площадях дома всегда будет слишком холодно, а датчики на сквозняке или слишком близко к вентиляторам будут означать, что тепло будет работать слишком часто, что приведет к потере дорогостоящего топлива.

Минимальная система вентиляции

Система отопления — одна из важнейших составляющих выращивания зимних бройлеров, но не единственная.Не менее важна минимальная система вентиляции, которая включает в себя вентиляторы (Рисунок 4), боковые воздухозаборники (Рисунок 5) и вентиляционные устройства (Рисунок 6). Чтобы добиться успеха в минимальной вентиляции, нужно приложить немало усилий. Количество воздухозаборников или вентиляционных отверстий должно соответствовать правильному размеру и количеству вентиляторов, чтобы поддерживать правильное статическое давление, которое будет втягивать холодный наружный воздух через входные отверстия высоко в доме и поддерживать его движение вдоль потолка до тех пор, пока он не приблизится. центр дома для правильного перемешивания и утепления.

Рисунок 4. Вентиляторы в бройлерном помещении

Рисунок 5. Боковой воздухозаборник

Рисунок 6. Вентиляционная установка

Хорошее практическое правило относительно давления в помещении состоит в том, что на каждые 0,01 дюйма статического давления воздух проходит около двух футов. Следовательно, чтобы направить воздух из входного отверстия в середину дома и удерживать его у потолка, в доме шириной 40 футов требуется около 0,10 дюйма давления. Это означает, что ваш дом должен выдерживать давление 0,15 дюйма или более со скоростью 1 кубический фут в минуту (куб.фут / мин) на квадратный фут площади пола во время теста на герметичность с приводом от вентилятора.У вас должно быть правильное статическое давление и входное отверстие для достижения правильной скорости воздуха и перемешивания.

Если у вас слишком широкая или узкая вентиляционная дверца, вы, скорее всего, будете направлять холодный наружный воздух прямо на цыплят, вместо того, чтобы закалять и перемешивать этот воздух до того, как он достигнет их. Один из простых методов контроля воздушного потока в доме — это повесить обзорную ленту или ленты на потолок, чтобы вы могли видеть, как система вентиляции втягивает воздух в центр дома. Лента поможет вам визуализировать движение воздуха, которое иначе трудно увидеть.

Как и управление системой отопления, обслуживание вентиляционных устройств, воздухозаборников, кабелей или стальной проволоки — это почти бесконечная работа. Постоянное включение и выключение вентиляционного оборудования, когда птицы находятся в птичнике, означает, что трос или стальной стержень всегда растягиваются, а иногда ломаются и требуют почти постоянной регулировки и ремонта.

Кроме того, среда птичника (пыль, высокая влажность, аммиак и т. Д.) Может негативно сказаться на оборудовании (шестерни и подшипники в вентиляционных машинах, петли на вентиляционных дверцах, подшипники вентиляторов и т. Д.)). Шестерни и подшипники следует смазывать регулярно, а шарниры — маслом, чтобы ржавчина и коррозия не вызывали неисправности оборудования. Все крышки и ограждения должны оставаться на месте в целях безопасности и для предотвращения контакта чувствительного оборудования с окружающей средой птичника.

Время от времени проверяйте, не атакуют ли грызуны или жуки-мусорщики изоляцию на задней стороне вентиляционных дверей. Убедитесь, что все вентиляционные дверцы закрываются должным образом.

Двери, которые закрываются только частично, снижают герметичность дома, допускают нежелательную утечку воздуха и могут затруднить поддержание необходимого статического давления.

Держите под рукой запас запчастей, которые вы можете заменить в случае возникновения чрезвычайной ситуации. Иногда бывает сложно найти ремонтника в выходные, праздничные дни или среди ночи. Брудер или кормораздаточная линия, не работающие даже в одночасье, теряют производительность, и ее уже невозможно восстановить.

Если вы научитесь выполнять множество мелких работ самостоятельно, например, замену воспламенителя, замену изношенного или сломанного ремня вентилятора, отключение двигателя линии подачи или простое нажатие кнопки сброса на двигателе, вы и ваши птицы будете в меньшей степени зависеть от кто-то другой, который может не разделять ваш уровень интереса или чувство безотлагательности в том, чтобы собрать вещи вместе.Вы не сможете все исправить, но чем больше работы вы сможете выполнить самостоятельно и чем реже вам придется ждать полдня или дольше, тем лучше будет для вас и ваших птиц.

Сводка

Научные и технические аспекты птицеводства значительно выросли за последние 20–30 лет, особенно в том, что касается жилья и оборудования.

Но даже с этими достижениями, большая часть выращивания цыплят сегодня по-прежнему остается простой вещью, основанной на здравом смысле, как это было всегда.Во-первых, вы должны быть преданным садоводом, который заботится о своей работе и о птицах, о которых вы заботитесь. Во-вторых, необходимы помещения и оборудование, способные обеспечить оптимальные условия для выращивания цыплят. Генетика, корм и вода также играют решающую роль.

Несколько лет назад мы думали в днях или даже неделях, когда дело доходило до наших программ управления и когда мы вносили изменения в кормушки, поилки, минимальные настройки вентиляции, температуру и так далее.

Этого мыслительного процесса недостаточно для современных бройлеров; сегодня мы должны мыслить часами.Потерянные часы или ошибки, сделанные при неоптимальных условиях, не могут быть компенсированы позже в стаде. Особенно это касается ошибок, допущенных с системами отопления и минимальной вентиляции. Холодные птицы используют корм, чтобы оставаться в тепле, а не для роста, и это приведет к катастрофе при конверсии корма во время сбора урожая.

Неисправная система или программа минимальной вентиляции — это крушение поезда. Как качество воздуха, так и качество подстилки зависят от минимальной системы вентиляции, выполняющей свою работу.В свою очередь, такие аспекты, как здоровье птицы и качество лап, зависят от качества воздуха и подстилки.

Системы отопления и вентиляции важны для выращивания бройлеров, но именно производитель, управляющий этими системами, определяет, насколько хорошо они выполняют свою работу и, в конечном итоге, насколько хорошо работает стадо.

Авторами этой статьи были Том Таблер (доцент кафедры птицеводства Государственного университета Миссисипи (МГУ)), Йи Лян (доцент кафедры биологической и сельскохозяйственной инженерии Университета Арканзаса), Джонатан Р.Мойл (специализированный специалист по птицеводству, Расширение Мэрилендского университета), Ф. Дастан Кларк, ветеринарный врач по расширению ветеринарии, Кооперативная консультативная служба Университета Арканзаса), Морган Фарнелл (доцент кафедры птицеводства МГУ) и Джессика Уэллс (инструктор-консультант МГУ по птицеводству ).

Октябрь 2014

Что такое пассивная вентиляция с рекуперацией тепла?

Пассивная вентиляция с рекуперацией тепла (PVHR ™) — это запатентованный метод обеспечения постоянного потока свежего воздуха при значительном сокращении потерь тепла с использованием систем естественной вентиляции.Это достигается за счет надежной передачи тепловой энергии от отработанного воздуха к свежему поступающему. Он был разработан в 2013 году с помощью исследователей из Имперского колледжа Лондона для модернизации домов с помощью систем вентиляции, удаляющих застоявшийся воздух, сырость и загрязняющие вещества. С тех пор эта концепция была расширена для использования в школах, офисах и новостройках. Как правило, люди постоянно генерируют тепло, дыша и перемещаясь. Кроме того, такое оборудование, как компьютеры, освещение и проекторы, при использовании выделяет тепло.Традиционные методы вентиляции беспрепятственно выводят этот нагретый воздух из здания, тратя впустую все тепловые выгоды. Методы PVHR направляют этот отработанный воздух через тонкие металлические трубки, которые поглощают тепло и передают его входящему воздуху без какого-либо перемешивания или загрязнения.

Технология сочетает в себе простоту пассивной батареи с эффективностью рекуперации тепла механического устройства с приводом — без связанных с этим затрат, технического обслуживания и энергопотребления. Это зависит от естественного воздушного потока поднимающегося горячего воздуха, генерируемого внутри здания, который удаляет несвежий воздух, сырость и загрязняющие вещества, втягивая свежий воздух снаружи.Он работает за счет использования энергии ветра и естественной плавучести для пассивного воздушного потока. Сила ветра нагнетает свежий воздух в вентиляционную систему снаружи, создавая постоянный поток. По мере того, как закаленный воздух входит в комнату, он естественным образом опускается на дно, в результате чего более теплый воздух поднимается и выходит через систему вентиляции. Чем выше скорость ветра или плавучесть, тем выше скорость течения. Лучше всего то, что у него нет движущихся частей, которые можно сломать, и не требуется энергии для работы.

Что есть в пассивной вентиляции с системой рекуперации тепла?

Система состоит из трех элементов, обеспечивающих ее конструктивные особенности; облицованный наружу кожух, теплообменник и диффузор воздушного потока.Капот будет располагаться на крыше здания и предназначен для улавливания ветра, вталкивая его в систему. Сочетание ветра и плавучести обеспечивает достаточную силу для потока приточного воздуха.

Второй элемент представляет собой узел рекуперации тепла из двух коаксиальных теплообменников. Входящий и выходящий потоки воздуха направляются через серию переплетенных металлических трубок. Алюминиевые ребра в каждой трубе передают тепло от потока воздуха с более высокой температурой к потоку с более низкой температурой без смешивания потоков воздуха.Это означает, что, когда температура внутреннего вытяжного воздуха выше, чем входящего свежего воздуха, входящий свежий воздух будет нагреваться. Летом, когда наружная температура может быть выше, поступающий воздух охлаждается.

В изделиях Ventive (Windhive, PASSIVE), которые обеспечивают приток и вытяжку из одного и того же устройства, диффузор разделяет входящий и выходящий потоки воздуха. Входящий воздух выталкивается в комнату, а выходящий воздух собирается сверху. Это усовершенствование архитектуры потока увеличивает плавучесть, эффективно увеличивая скорость подачи воздуха.Постоянный выходящий поток воздуха создает дисбаланс давления, который поддерживает постоянную циркуляцию свежего воздуха для пассажиров, отсутствие сквозняков, рекуперацию тепла и безопасный способ проветривания помещений в течение ночи.

Ventive ACTIVE имеет две отдельные настенные решетки, которые создают тот же эффект без необходимости использования специального диффузора.

Насколько эффективна пассивная вентиляция с системой рекуперации тепла?

Система вентиляции должна обеспечивать качество воздуха с минимальным влиянием на потребление электроэнергии и внутреннюю температуру.Реальные данные о производительности начальной школы Horniman в Льюишеме, представленные на техническом симпозиуме CIBSE в 2017 году, показали, что установка Ventive PVHR достигла рекуперации тепла с эффективностью 94% за девятимесячный период. Уровни CO2 в контролируемом классе оставались ниже 1000 ppm в течение 55,5% занятых часов, ниже 1500 ppm в течение 85% занятых часов и ниже 2000 ppm в течение 97,5% занятых часов, что вполне соответствует требованиям для школьных классов.

Долгосрочные испытания показали, что регулярно достигается 72% тепловой КПД при экономии 1500 кВт / ч в год.Система работает лучше всего, когда существует значительная разница между внешней и внутренней температурами. Это связано с тем, что при прохождении через теплообменник передается больше тепла, а эффект плавучести при подъеме теплого воздуха способствует более высокой скорости потока воздуха в комнату. Кроме того, скорость ветра способствует большему притоку воздуха в помещения.

Посмотреть системы пассивной вентиляции Ventive

Сравнение стратегий вентиляции для жаркого и влажного климата

Первое, что нужно знать о вентиляции дома, это 1 кубический фут в минуту на выходе = 1 кубический фут в минуту на выходе.Это означает, что дом будет пытаться уравновесить, когда воздух входит или выходит из дома. В зависимости от вашей климатической зоны и времени года важно контролировать, в каком направлении будет толкать воздух, чтобы выровняться. По мнению экспертов в области строительства, в жарком и влажном климате лучше всего создать небольшое положительное давление в доме, чтобы избежать всасывания влажного наружного воздуха в дом через стены.

Есть три основных подхода, которые следует учитывать при рассмотрении того, как реализовать стратегию вентиляции свежим воздухом, когда мы рассматриваем контроль влажности внутри конструкции.В том числе в дождливые дни, когда на улице 70 °:

• Вытяжная вентиляция — выдувание воздуха из дома
• Приточная вентиляция — выдувание воздуха в жилище
• Сбалансированная вентиляция — нагнетание воздуха в дом и из дома

У каждого подхода есть свои преимущества и недостатки, которые зависят от климатической зоны.

Вытяжная система вентиляции

проста и недорога в установке.

Но для жаркого / влажного климата вытяжная вентиляция не рекомендуется из-за опасений, что воздух, попадающий в конструкцию, может быть влажным и остывать при прохождении через конструкцию на пути в дом, что может привести к конденсации влаги в полости стены.Кроме того, поскольку свежий воздух поступает отовсюду, нет возможности фильтровать, сушить, нагревать или охлаждать наружный воздух до того, как он попадет в дом.

Сбалансированная вентиляция — лучшая стратегия вентиляции в жарком / влажном климате, поскольку она позволяет избежать разгерметизации дома.

В большинстве сбалансированных систем используется вентилятор с рекуперацией тепла (HRV) или вентилятор с рекуперацией энергии (ERV). Эти системы выдувают воздух из дома и в него одновременно и пропускают два воздушных потока через сердцевину, которая обменивается теплом (HRV) или теплом и влагой (ERV).Эти системы помогают снизить стоимость вентиляции, поскольку поступающий воздух смягчается выходящим воздухом. С другой стороны, эти устройства дороги и не способны механически удалять влагу. В ERV способность удалять влагу зависит исключительно от разницы в степени влажности между одним воздушным потоком и другим. Если оба имеют одинаковое содержание влаги, влагообмен отсутствует. Важно

В большинстве сбалансированных систем используется вентилятор с рекуперацией тепла (HRV) или вентилятор с рекуперацией энергии (ERV).

Эти системы выдувают воздух из дома и в него одновременно и пропускают два воздушных потока через сердцевину, которая обменивается теплом (HRV) или теплом и влагой (ERV). Эти системы помогают снизить стоимость вентиляции, поскольку поступающий воздух смягчается выходящим воздухом. С другой стороны, эти устройства дороги и не способны механически удалять влагу. В ERV способность удалять влагу зависит исключительно от разницы в степени влажности между одним воздушным потоком и другим.Если оба имеют одинаковое содержание влаги, влагообмен отсутствует.
важно понимать, что каждый раз, когда уровень влажности снаружи превышает уровень в помещении, он добавляет скрытую нагрузку на конструкцию. Затем она остается на усмотрение системы кондиционирования, чтобы удалить эту влагу, чтобы поддерживать ее на приемлемом уровне.

Приточная вентиляция считается лучшим подходом для вентиляции в жарком влажном климате, поскольку она поддерживает движение воздуха изнутри дома наружу, устраняя опасения по поводу внутренней конденсации.

Системы приточной вентиляции обеспечивают подпиточный воздух для вентиляторов точечной вентиляции, например, вытяжных вентиляторов для ванных комнат и вытяжек. Герметизация дома также снижает объем общей вентиляции, которую будет испытывать дом из-за других факторов давления на дом, таких как ветер. Установка упрощенной системы приточной вентиляции может стоить недорого.

Поскольку воздух поступает в дом из воздуховода наружу, подход приточной вентиляции также дает возможность фильтровать, сушить, нагревать или охлаждать наружный воздух перед его подачей.Основная проблема с вентиляцией свежего воздуха на юге заключается в том, что горячий влажный воздух проникает в дом, увеличивая как скрытую, так и явную охлаждающую нагрузку. По этой причине в программе Building America Агентства по охране окружающей среды использование дополнительных систем осушения воздуха в жарком / влажном климате указано как лучшая практика.

В отличие от типичного HRV или ERV, используемого для реализации стратегии сбалансированной вентиляции, стратегия приточной вентиляции с осушением, например, осушитель воздуха для всего дома Ultra-Aire.

Это дает возможность механически удалять воду из вентилируемого воздуха до тех пор, пока не будет достигнута определенная уставка. Хотя установка приточной вентиляции более дорогая, чем упрощенная установка приточной вентиляции, приточная система вентиляции с дополнительным осушением может обеспечить вентиляцию свежего воздуха вместе с круглогодичным контролем влажности. Это приводит к созданию здоровой, комфортной внутренней среды и идеальных условий, способствующих защите и сохранению здания и его содержимого.

Для обеспечения максимального качества воздуха в помещении — особенно в современных плотных, хорошо изолированных домах в жарком влажном климате — рассмотрите возможность использования приточной системы вентиляции с дополнительным осушением.

Лучшие из этих систем сочетают в себе независимое управление вентиляцией и осушением, высокоэффективную фильтрацию поступающего воздуха и энергоэффективные системы осушения (обратите внимание на этикетку Energy Star®). Это особенно важно для влажного климата. Ultra-Aire возникла в категории вентиляционных осушителей для всего дома и предлагает самые энергоэффективные устройства на рынке.Компания предлагает несколько размеров и конфигураций, чтобы обеспечить наличие устройства для каждого приложения.

Вентиляция с рекуперацией тепла для вашего коммерческого помещения: что это такое? — Sobieski Services

В коммерческой среде одной из основных проблем является обеспечение достаточной вентиляции при сохранении тепла внутри помещений без потери энергии и денег. Зимой, когда для вентиляции подается холодный воздух, системе отопления, возможно, придется работать сверхурочно, чтобы нагреть входящий вентилируемый воздух до приемлемой температуры.Когда это происходит, вы жертвуете улучшением качества воздуха в помещении на увеличение текущих затрат на коммунальные услуги. Система вентиляции с рекуперацией тепла обеспечивает надежный способ решения этой проблемы, обеспечивая достаточное количество свежего воздуха при снижении затрат на отопление. Вот краткий обзор вентиляции с рекуперацией тепла, как она работает и как она может принести пользу как вашему коммерческому пространству, так и вашему ежемесячному бюджету:

Основы вентиляции с рекуперацией тепла

Вентиляторы с рекуперацией тепла (HRV) или вентиляторы с рекуперацией тепла воздушные теплообменники, обеспечивают высокий уровень вентиляции жилых и коммерческих зданий.В то же время эти системы рекуперируют и рециркулируют большую часть тепла, содержащегося в отработанном воздухе, перекачиваемом на улицу. В противном случае это тепло было бы потеряно в процессе вентиляции. HRV повторно используют значительную часть тепла, за которое вы уже заплатили, а это значит, что вам не нужно платить столько за обогрев поступающего воздуха.

Система повышает общую эффективность оборудования HVAC и снижает сумму, которую вы платите за отопление вашего коммерческого объекта. Система вентиляции с рекуперацией тепла наиболее эффективна, когда она устанавливается на чердаке или наверху, где она может служить в качестве вентилятора всей конструкции, обеспечивая свежий, предварительно нагретый воздух.Цикл вентиляции начинается с того, что HRV втягивает застоявшийся воздух в систему HVAC изнутри вашего коммерческого здания. Этот воздух может содержать твердые частицы, запахи и влажность, накопленные в результате деятельности, происходящей на объекте.

Однако этот отработанный воздух также содержит значительное количество тепловой энергии. Если бы воздух выводился напрямую через систему вентиляции, эта тепловая энергия была бы потрачена впустую. Вместо этого отработанный воздух направляется в высокоэффективный теплообменник внутри HRV.Теплообменник оснащен теплообменными пластинами, которые легко собирают и передают тепло через несколько воздушных каналов, встроенных в пластины. С другой стороны пластин теплообменника поток свежего воздуха втягивается извне здания.

Этот воздушный поток соприкасается с пластинами, поглощая при этом большую часть тепла, которое было извлечено из отработанного воздуха, выходящего через каналы на противоположной стороне пластины. Два потока воздуха никоим образом не смешиваются и не смешиваются, что гарантирует отсутствие попадания загрязняющих веществ в поступающий свежий воздух.Система предварительно нагревает входящий холодный воздух за счет тепла, рекуперированного из выходящего потока отработанного воздуха. Затем поступающий воздух попадает в обычную систему распределения воздуха в отопительном оборудовании помещения. Дополнительный обогрев доводит поступающий свежий воздух до требуемой температуры. Затем свежий воздух вдувается в воздуховоды и распределяется в обычном режиме.

Преимущества вентиляции с рекуперацией тепла

• Высокий уровень эффективности рекуперации тепла — HRV могут улавливать и рециркулировать до 80 процентов тепловой энергии, содержащейся в выходящем отработанном воздухе.
• Улучшение качества воздуха в помещении — Когда в коммерческое помещение поступает постоянный приток свежего воздуха для вентиляции, качество воздуха в помещении на вашем предприятии значительно улучшится.
• Меньше нагрузки на отопительное оборудование — Ваша система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха сможет обогревать коммерческие помещения с меньшим износом оборудования, что продлит срок службы системы и снизит потребность в ремонте.

Наша цель — помочь обучить наших клиентов сантехнике, HVACR, противопожарной защите и системам сигнализации в коммерческих, промышленных и жилых помещениях.Для получения дополнительной информации о вентиляции с рекуперацией тепла и о том, как она может улучшить производительность, а также сократить ваши счета за электроэнергию, свяжитесь с Sobieski.

Вентиляция и снижение температуры — The Dairyland Initiative

ТЕПЛОВАЯ УБОРКА И ВЕНТИЛЯЦИЯ ВЗРОСЛЫХ КОВРОВ

Критерии проектирования вентиляции коровника для взрослых коров

Не существует единой идеальной конструкции вентиляции, которая могла бы использоваться повсеместно, учитывая большое разнообразие молочных коровников, которые поддаются разнообразным вентиляционным решениям.

Производители молочных продуктов должны решить, использовать ли для вентиляции коровника естественную, поперечную, туннельную, гибридную систему подачи или систему подачи с избыточным давлением. Мы рекомендуем, чтобы какая бы система ни была выбрана, план должен соответствовать следующим критериям проектирования:

1. Обеспечьте заданную скорость воздуха в микросреде зоны отдыха коровы.

Нам необходимо обеспечить быстрый воздух в зоне отдыха летом и легкий ветерок зимой. Это может быть достигнуто пассивно за счет расположения впуска и размещения перегородки или активно за счет использования вентиляторов и систем подачи труб положительного давления.

2. Отводите тепло, влагу, пыль и ядовитые газы из коровника с достаточной скоростью круглый год.

Вентиляция — это подача свежего воздуха в помещение, которое вытесняет загрязненный теплый влажный воздух. Если мы не будем эффективно вытягивать этот воздух, то скот будет подвергаться риску теплового стресса (лето / жаркий климат) и плохого состояния органов дыхания (зима / холодный климат).

3. Убедитесь, что система работает нормально в любое время года.

Слишком часто конструкция системы вентиляции эффективна в течение одного сезона (чаще всего летом), но не работает зимой, когда скорость воздухообмена снижается.Важно с самого начала спроектировать систему, которая может одинаково хорошо работать как при низкой, так и при высокой скорости вентиляции.

Если инженеры будут придерживаться этих критериев проектирования, система будет успешной для коровы и производителя молочных продуктов.

Контрольный список для проектирования вентиляции:

• Обеспечивает заданную скорость воздуха в зоне отдыха
• Обеспечивает адекватную вентиляцию круглый год
• Хорошо работает в любое время года

Корова и ее тепловая среда

Молочные коровы выделяют много тепла.Корова, дающая 120 фунтов (54 кг) молока в день, производит около 6300 БТЕ (британских тепловых единиц) в час — в два раза больше тепла, чем корова, производящая всего 40 фунтов (18 кг) молока в день (3300 БТЕ / ч). и в 19 раз больше, чем 330 БТЕ / га, производимая человеком в состоянии покоя.

В то время как коровы довольно терпимы к холоду, они подвергаются тепловому стрессу при температуре, которую большинство людей считает комфортной; их термонейтральная зона находится в диапазоне от 40 до 70 ^° ° F (от 4 до 21 ^° ° C). Поэтому при проектировании комфортной тепловой среды для молочного скота необходимо, чтобы она функционировала независимо от вмешательства человека.Коровы не могут дождаться, когда мы включим вентиляторы!

Мы часто держим скот в тепле зимой, что снижает качество воздуха, чтобы рабочие не охлаждались, а летом мы не включаем системы охлаждения при достаточно низкой температуре.

Задача при проектировании коровника зимой состоит в том, чтобы обеспечить достаточную циркуляцию воздуха внутри коровника для получения воздуха хорошего качества. Это ограничит риск респираторных заболеваний и, как правило, означает, что нам необходимо проветривать коровник с частотой от 4 до 8 воздухообменов в час.Между тем, летом потребность в чистом свежем воздухе для вентиляции коровника сохраняется с большей скоростью — примерно от 40 до 60 воздухообменов в час.

Мы знаем, что коровы чувствительны к сочетанию жары и влажности. Чтобы учесть и то, и другое, мы используем индекс температуры и влажности (THI), который регулирует температуру с учетом воздействия высокой влажности для описания климатических условий.

THI рассчитывается как:

THI = (сухой термометр) Наружная температура ^o F — (0.55- (0,55 x (относительная влажность% / 100)) x (температура наружного воздуха ^o F — 58)

THI учитывает влияние относительной влажности (RH) на корову. На поведение и продуктивность коров влияет примерно THI, равный 68. При относительной влажности 20% это будет при 75 ^o F (24 ^o C), но при относительной влажности 90% коровы будут испытывать стресс при 69 ^o F (21 ^o ° C). Таким образом, чем выше влажность, тем ниже температура окружающей среды, при которой корова будет испытывать тепловой стресс.

Коровы быстро накапливают тепло, когда они лежат (около одного градуса по Фаренгейту (0.5 ^o C) за час покоя) и рассеивают тепло, когда они стоят (около половины градуса F (0,25 ^o C) в час). При повышении температуры количество схваток лежа в день остается неизменным, но продолжительность схваток лежа сокращается. Ежедневное время лежания может быстро сокращаться до 6 часов в день во время теплового стресса, поскольку коровы больше стоят и теряют температуру в трусах. Коровы могут выдыхать из легких более 4 галлонов (15 литров) воды в день! Это значительное изменение поведения в сочетании с физиологическими изменениями, происходящими из-за теплового стресса, является причиной клинических признаков, которые мы связываем с жаркой погодой.

Корова оснащена вагинальным регистратором температуры и регистратором активности, определяющим, когда корова стоит (верхняя горизонтальная оранжевая линия) и лежит (нижняя горизонтальная оранжевая линия). Обратите внимание, как температура тела коровы увеличивается, когда она лежит, и снижается, когда она встает. (Из Atkins et al. (2018). Transactions of the American Society of Agricultural and Biological Engineers (ASABE) .61 (5): 1475-1485, 2018)

Скучивание — обычная жалоба летом, особенно в стойловых стойлах, где коровы тянутся к центру стойла, а не к боковым стенкам.Этому поведению есть простое объяснение: коровы — пасущиеся животные, и они запрограммированы на поиск тени в жаркую погоду. Стадные коровы пытаются сказать нам, что они горячие и что текущие стратегии снижения жары не позволяют охладить коров в достаточной степени. Скопление также является реакцией на беспокойство мух и может быть вызвано попаданием в стойло устойчивых мух.

Признаки теплового стресса

Производители могут скептически относиться к влиянию теплового стресса на своих коров. Записи по молочным продуктам можно использовать для определения значительного влияния на продуктивность коров, чтобы решить, следует ли вкладывать средства в меры по охлаждению коров.

Контрольные признаки теплового стресса, которые следует искать в документации молочного завода:

1. Снижение молочной продуктивности — Используйте суточный вес молока, чтобы увидеть снижение удоя более чем на 5 фунтов (2 кг) на корову в день в периоды теплой погоды. Не используйте ежемесячные тесты, так как воздействие теплового стресса может происходить между тестами.
2. Снижение скорости зачатия — обратите внимание на снижение скорости зачатия на 5 или более пунктов в летние месяцы по сравнению со среднегодовой скоростью зачатия.
3. Увеличение хромоты — Посмотрите в истории болезни копыт, чтобы узнать об увеличении кровоизлияний и язв на подошве через два месяца после периода основного теплового стресса, обычно наблюдаемого ранней осенью.
4. Поведенческие изменения, например, скопление в загонах в теплую погоду.

Любой или все эти признаки указывают на проблему теплового стресса, заслуживающую внимания.

Контрольный список теплового стресса

• Ваши коровы могут подвергнуться тепловому стрессу, если:
  • Суточный вес молока снижается более чем на 5 фунтов (2 кг) на корову в период теплой погоды
  • Уровень зачатия в летние месяцы снижается на 5 или более пунктов
  • Хромота из-за острой язвы на подошве в начале осени примерно через два месяца после начала течки
  • Коровы собираются летом у боковых и торцевых стен

Охлаждающие коровы

Коровы теряют тепло из-за механизмов явного и скрытого тепла.Явная потеря тепла происходит без фазового перехода — например, при движении воздуха по коже, вдыхании холодного воздуха и охлаждении при контакте с холодной поверхностью. Скрытая потеря тепла происходит при фазовом переходе — например, при испарении пота и тепловом дыхании. Когда температура окружающей среды приближается к температуре тела, скрытая потеря тепла становится более важной, чем ощутимая потеря, так что она может составлять 80% от общей потери тепла при 81 ^o F (27 ^o C).

Эффективная система вентиляции должна обеспечивать как ощутимую, так и скрытую теплопередачу, и система должна влиять на микроклимат зоны отдыха коровы, удаляя накопленное тепло для поддержания благоприятного градиента теплопередачи, чтобы корова оставалась в покое в течение более длительных периодов времени. .

К сожалению, большинство спецификаций вентиляции игнорируют тот простой факт, что воздух в коровнике не распределяется равномерно. Корова живет в загоне внутри коровника, и в этом загоне она лежит в стойле. Эффективный дизайн вентиляции должен учитывать различные микросреды в коровнике, что обычно означает, что какую бы систему вентиляции мы ни выбрали, нам необходимо использовать вентиляторы или перегородки, чтобы влиять на движение воздуха в помещении для отдыха.

Концепция микросреды коровника, загона и стойла (Ветеринарные клиники Северной Америки, 2019)

Также очевидно, что коровы остаются подверженными тепловому стрессу после того, как температура окружающей среды начинает снижаться в течение дня.Системы, которые контролируются исключительно температурой окружающей среды, отключают вентиляцию и охлаждение слишком рано, когда коровам все еще требуется помощь. Поэтому мы рекомендуем системы, которые контролируются THI, если это возможно, с переопределениями, чтобы гарантировать, что они продолжат работать после наступления темноты.

Как обеспечить быстрое движение воздуха в зоне отдыха?

Цель любой конструкции вентиляции — обеспечить скорость воздуха от 200 до 400 футов / мин (от 1 до 2 м / с) как можно большему количеству коров в зоне отдыха с помощью перегородок или вентиляторов.

Скорость воздуха может быть направлена ​​в микросреду зоны отдыха коровы с помощью вентиляторов или перегородок, в зависимости от конструкции системы вентиляции. Перегородки чаще всего используются в конструкциях с перекрестной вентиляцией, а вентиляторы используются как в коровниках с механической, так и естественной вентиляцией.

Насколько быстро это быстро?

В то время как коровы демонстрируют поведенческое предпочтение быстро движущемуся воздуху в жарком климате, очень немногие исследования спрашивают, с какой скоростью воздух должен двигаться.Доступные с 1950 года исследования показывают, что минимальная скорость охлаждающего воздуха (MCAS), которая должна быть обеспечена каждой корове в зоне отдыха, составляет 200 футов / мин (1 м / с). Есть свидетельства того, что есть некоторые дополнительные преимущества в обеспечении увеличенной скорости воздуха до 400 футов / мин (2 м / с), но мало доказательств в поддержку обеспечения скорости воздуха, превышающей эту. Было показано, что скорость воздуха в этом диапазоне снижает частоту дыхания коровы при повышенных температурах, снижает негативное влияние влажности на частоту дыхания, снижает температуру влажной кожи и снижает сопротивление волосяного покрова, тем самым улучшая теплопроводность волосяного слоя.В контролируемых исследованиях не было показано, что высокая скорость воздуха увеличивает время лежания, но, по некоторым данным, это было замечено на фермах с улучшенными системами вентиляции.

Использование перегородок

С целью перенаправления воздуха в зону отдыха коровы использование перегородок рекомендуется только в коровниках с механической перекрестной вентиляцией. В таких сараях над стойлами располагается занавеска или металлическая перегородка.

Были опробованы и смоделированы различные высоты, углы и положения перегородки, что привело к следующим основным рекомендациям:

1. Лучше всего делать перегородку из материала завесы, чтобы перегородку можно было убрать зимой, когда больше не требуется высокая скорость воздуха.Выдвижные перегородки служат для улучшения циркуляции воздуха зимой при более низкой скорости вентиляции и предотвращения скопления застоявшегося воздуха за ними.
2. Нижний край перегородки должен выходить на высоту от 9 до 10 футов (от 2,7 до 3 м) над полом сарая, чтобы уменьшить мощность выхлопа, необходимую для вентиляции сарая, при одновременном обеспечении достаточной скорости воздуха в зоне отдыха под перегородкой.
3. Перегородка должна быть вертикальной, так как наклон перегородки лишь незначительно влияет на воздушный поток и увеличивает стоимость установки.
4. В верхней части перегородки должно быть оставлено открытое пространство примерно 12 дюймов (30 см), чтобы воздух мог выходить через нее, уменьшая конденсацию и скопление застоявшегося воздуха за перегородкой.
5. Оптимальное размещение перегородок зависит от коровника, но, как правило, перегородки идеально расположены посередине ряда стойл, расположенных напротив друг друга, и влияют на воздушный поток на расстоянии примерно от 3 до 4,6 м (от 10 до 15 футов). Альтернативой является размещение перегородки на краю площадки стойла, ближайшей к входным отверстиям, но необходимо принять меры для защиты перегородки от механизмов, используемых в сарае.
6. Как показывает опыт, каждая перегородка увеличивает статическое давление на 0,017 дюйма ртутного столба, поэтому количество перегородок, добавляемых к сараю, необходимо учитывать при выборе типа вентилятора для выпуска воздуха.

Использование вентиляторов

В предыдущих рекомендациях по размещению вентиляторов в коровниках говорилось, что вентиляторы следует размещать на расстоянии 10 диаметров вентиляторов друг от друга и располагать под углом к ​​коровам. Эта рекомендация не соответствует цели обеспечения достаточной скорости воздушного потока как можно большему количеству коров в зоне отдыха, и ее больше не следует использовать.

Когда воздух выходит из вентилятора, он немедленно контактирует с «неподвижным» воздухом в коровнике. Часть воздуха в коровнике «увлекается» воздушной струей, заставляя струю замедляться и расширяться, создавая «угол увлечения» внутри воздушной струи. Угол увлечения составляет от 22 до 24 градусов и хорошо выражен возле вентилятора, но становится волнообразным по мере удаления от вентилятора. Это явление создает конус быстро движущегося воздуха, покидающего вентилятор, который расширяется по мере удаления от вентилятора.Использование жалюзи перед вентилятором не оказывает существенного влияния на воздушный конус.

Очевидно, что существует широкий диапазон типов и диаметров вентиляторов, используемых для этой цели, с диаметрами вентиляторов от 36 до 72 дюймов (от 91 до 183 см). Вентиляторы большей мощности могут перемещать большее количество воздуха дальше с более высокой скоростью, что позволяет использовать меньшее количество вентиляторов с большим расстоянием между ними и меньшими затратами на проводку и установку. Однако коровы, стоящие и лежащие в стойлах, сами действуют как перегородки, перенаправляя воздух вокруг себя, поэтому стремление к оптимальному распределению скорости воздуха побуждает нас чаще размещать вентиляторы с меньшим расстоянием между ними.

На практике с опорами крыши, обычно расположенными на расстоянии от 10 до 12 футов (от 3 до 3,7 м) по центру, мы рекомендуем размещать один вентилятор от 48 до 55 дюймов (от 122 до 140 см) над стойлами на высоте от 24 до 30 футов ( 7,3–9,1 м), повернутые с одной стороны платформы стойла на противоположную сторону, наклоняя вентилятор так, чтобы он был нацелен на стойло под следующим соседним вентилятором в очереди. Над каждым рядом стойл должны быть вентиляторы. При расположении пера «голова к голове» один веер может располагаться под углом по платформе или они могут располагаться в шахматном порядке по обе стороны от чередующихся опорных стоек.Могут использоваться большие расстояния, если известно, что расстояние выброса вентилятора превышает указанные выше общие рекомендации. Например, циклонные вентиляторы 72 дюйма (183 см) могут быть расположены через каждые 40–60 футов (12,2–18,3 м).

Воздушные форсунки от черного вентилятора обеспечивают быстрое движение воздуха непосредственно под красным вентилятором, если они расположены с интервалом 24 фута (7,3 м). Без красного вентилятора струи от черного вентилятора не достигли бы 20-футовой (6 м) зоны под синим вентилятором до того, как струи синего вентилятора достигнут пола (Ветеринарные клиники Северной Америки, 2019).

Направление вентиляторов должно соответствовать преобладающему ветру или направлению вытяжки вентилятора в механических системах. Вентиляторы должны включаться при температуре выше 68 ^o F (20 ^o C).

Высокопроизводительные низкоскоростные вентиляторы (HVLS) не предназначены для оптимизации обеспечения заданной скорости воздуха в помещении для отдыха коровы. Если они должны использоваться, предпочтительнее расстояние между вентиляторами 40 футов (12,2 м), при этом вентилятор должен располагаться непосредственно над зоной отдыха.

Трубные системы положительного давления

Системы подачи с трубками положительного давления

могут успешно устанавливаться над стойлами для охлаждения коров, обеспечивая быстрое движение свежего воздуха над зоной отдыха. Они особенно используются в плохо вентилируемых коровниках, где они обеспечивают вторичное преимущество подачи свежего воздуха в коровник. Эти системы будут дополнять естественную вентиляцию, но они не смогут достичь желаемой скорости вентиляции 40 воздухообменов в час или более только летом.

Проблемы при установке трубных систем положительного давления над стойлами:

1. Доступ к внешней стене для размещения вентилятора
2. Подвеска труб и монтажная высота — трубы должны быть в стороне от механизмов, используемых вокруг переходов, и вне досягаемости коров
3. Воздействие бокового ветра на воздушные жиклеры от открытых боковин
4. Мощность вентилятора и длина трубки для покрытия больших расстояний

Длина ручки может превышать несколько сотен футов, что затрудняет подачу достаточного количества воздуха по длине трубок.Текущая доступность вентиляторов ограничивает этот тип системы небольшими загонами, длина которых составляет менее 128 футов (39 м).

Система труб, установленная над одним рядом стойл в отдельно стоящем помещении.

Варианты вентиляции — естественная и механическая

После того, как в помещение для отдыха поступит быстро движущийся воздух, стойло можно проветрить, чтобы обеспечить целевую смену воздуха в час с помощью различных естественных, механических и гибридных вариантов для соответствия климатическим условиям и экономическим условиям.

При условии, что ограничения площадки для естественной вентиляции минимальны, у нас есть сильное желание сохранить некоторую возможность естественной вентиляции в стойлах для взрослых коров в умеренном климате. Однако, если местоположение снижает способность коровника к естественной вентиляции и в климате, который создает тепловой стресс круглый год, мы считаем, что системы механической вентиляции необходимы для поддержания здоровья и благополучия коров.

Естественная вентиляция

Естественная вентиляция — эффективный и наименее затратный вариант во многих ситуациях.Свежий воздух попадает в сарай, а затхлый воздух выходит в основном из-за разницы в давлении ветра по всему зданию и, в меньшей степени, разницы между внутренней и внешней температурой. Ветер, дующий через открытый гребень, создает эффект всасывания, вытягивая теплый влажный воздух из сарая и втягивая свежий воздух через карниз и открытые боковые стены. Летом открытие гребня играет относительно второстепенную роль. Гораздо большее значение имеет способность улавливать ветер с юга и юго-запада (в Северной Америке) через открытые боковые стены.В тихие дни тепловая плавучесть вытесняет воздух через отверстие гребня, этот процесс называется «эффектом дымохода».

Когда воздух входит в сарай через открытые карнизы и боковые стены, он по-разному взаимодействует с воздухом, уже находящимся внутри сарая, в зависимости от времени года и ветровых условий и в конечном итоге выходит через открытый гребень.

Эффект дымохода усиливается за счет разницы температур внутри и снаружи коровника.Ночью при низких скоростях ветра (<10 миль / ч или <16 км / ч) внутренняя температура коровника будет на 1,5–4 градуса выше, чем снаружи, а при более высоких скоростях разница может составлять всего около 2 градусов. Было исследовано использование изоляции крыши для увеличения этой разницы температур. Однако изоляция со значением R до 14,3 дала относительно небольшую разницу температур менее 2 градусов, что эквивалентно увеличению плотности поголовья коровника с 1 до 1,2 коровы на стойло в 4-рядном стойле.Таким образом, изоляция крыши не рассматривается как существенное преимущество во всех климатических условиях, кроме самых суровых.

Ключевые критерии естественной вентиляции

Чтобы обеспечить надлежащее движение воздуха для оптимальной естественной вентиляции, необходимо выполнить четыре ключевых критерия:

1. Найдите здание без теней от ветра

В большей части Северной Америки амбары должны быть ориентированы с востока на запад, чтобы улавливать общие преобладающие юго-западные ветры. См. Региональные карты роз ветров на веб-сайте Университета штата Айова — Экологической сети Айовы по адресу http: // mesonet.agron.iastate.edu/sites/locate.php. Поскольку большинство преобладающих ветров в Северной Америке дует с юго-запада, непосредственная близость близлежащих строений к югу и западу от естественно вентилируемого сарая является потенциальной проблемой для оптимизации естественной вентиляции из-за эффекта ветровой тени — явления, когда воздушный поток нарушается с подветренной стороны от препятствия, такого как здание, дерево, бункер или холм.

Чтобы найти минимальное расстояние между наветренным препятствием и зданием, которое должно вентилироваться естественным образом (D _мин ), было предложено следующее уравнение:

D _мин = 0.4 * (высота препятствия в футах или метрах) * [(длина препятствия в футах или метрах) ^0,5 ]

Например, здание, расположенное с подветренной стороны от конструкции высотой 13 футов (4 м) и длиной 96 футов (29,3 м), должно быть 0,4 x 13 x 96 ^0,5 = 5,2 x 9,8 = 51 фут (0,4 x 4 х 29,3 ^0,5 = 15,5 м). Для сарая высотой 30 футов (9,1 м) и длиной 500 футов (152,4 м) расстояние разделения должно составлять не менее 268 футов (81,7 м).

Эти расстояния для больших зданий не приемлемы с текущими строительными стандартами, площадью, доступной для сараев на большинстве участков, и стоимостью соединения сараев вместе.У Стоуэлла есть практическое правило для определения минимального расстояния между зданиями — возьмите квадратный корень из высоты x длины здания. Например, здание высотой 30 футов (9,1 м) и длиной 500 футов (152,4 м) даст минимальное разделительное расстояние в 123 фута (37,5 м) — все же больше, чем типичные 100 футов (30,5 м), которые мы обычно видим. в отрасли.

Ориентация коровника также влияет на тепловой стресс. Когда сараи ориентированы с севера на юг, а не с востока на запад, будет больше солнечного излучения вдоль западной стороны сарая в дневные часы, создавая проблемы с группированием и уменьшая использование внешнего ряда стойл.

Солнечные углы сарая, ориентированного с востока на запад, на 21 августа, 40 градусов северной широты (Омаха-Спрингфилд).

Солнечные углы сарая, ориентированного с севера на юг, на 21 августа, 40 градусов северной широты (Омаха-Спрингфилд).

2. Отрегулируйте проем боковой стенки так, чтобы по крайней мере половина площади поверхности боковой стенки могла открываться летом и 1 дюйм на 10 футов (2,5 см на 3 м) ширины здания зимой.

Зимой входные отверстия карниза следует открывать на 1 дюйм на каждые 10 футов (2,5 см на 3 м) ширины здания с каждой стороны сарая. В условиях минимальной скорости ветра и умеренных температур естественная вентиляция обеспечивается тепловой плавучестью и эффектом дымохода. Отверстия карниза менее 0,5 дюйма на 10 футов (1,3 см на 3 м) ширины не могут обеспечить минимальные требования к вентиляции — четыре воздухообмена в час. Это следует рассматривать как минимальное время открытия круглый год, независимо от погодных условий.Любые признаки конденсации укажут на необходимость увеличенного открытия входного отверстия карниза. В идеале карниз никогда не должен закрываться полностью.

Летом должна быть открыта не менее половины общей площади боковины. Боковые занавески предпочтительны, так как вся стена может быть открыта в летнюю жару, а приточная часть контролируется зимой. Занавески, которые расположены на две трети высоты боковой стенки, защищают материал от постельного белья зимой и позволяют легко регулировать проем верхней трети для создания входного размера, равного половине проема конька наверху. с каждой стороны сарая так, чтобы общий проем карниза равнялся полному проему конька.

Для коровников с естественной вентиляцией высота боковой стенки обычно составляет от 14 до 16 футов (4,3 и 4,9 м), что позволяет иметь проем на 12 футов (3,7 м) для облегчения потока воздуха. При больших проемах в боковых стенках рекомендуется свес крыши от 3 до 4 футов (от 0,9 до 1,2 м) для защиты проема от снега и проливного дождя.

3. Убедитесь, что гребень достаточно открыт для выхода воздуха из коровника.

Ширина проема конька должна быть не менее 6 дюймов (15 см) для коровников до 30 футов (9.1 м) в ширину и 2 дюйма в ширину на 10 футов ширины здания (5 см на 3 м ширины здания) для сараев шириной более 30 футов (9,1 м).

Гребень подходящего размера в сочетании с правильной плотностью животных обычно не приводит к попаданию большого количества осадков в стойло. Однако отверстие можно изменить, чтобы уменьшить количество осадков, попадающих в сарай, если это является проблемой.

Некоторые коровники оснащены регулируемыми коньковыми вентиляторами, которые можно свести к минимуму в суровую погоду.Самый распространенный коньковый вентилятор — это тот, в котором для подъема и опускания трубы используется труба из ПВХ и нейлоновый шнур.

Самая простая модификация конька без ущерба для проема — это добавление вертикальных перегородок с обеих сторон проема конька. Это значительно уменьшит занос снега, но не устранит его полностью. Вертикальный бортик обычно имеет размер в 1,5–2 раза больше ширины проема конька.

Другие решения для уменьшения количества осадков, попадающих в коровник, включают установку конькового колпака или использование перекрывающей крыши.

Коньковые насадки могут ограничивать поток воздуха через коньки, поэтому они должны быть правильно спроектированы. В этих конструкциях вертикальные перегородки отклоняют воздух над гребнем гребня. Они часто используются, когда наслоения расположены ниже гребня, а не бетонной аллеи. Общая ширина проема гребня должна быть постоянной, поскольку воздух движется под крышкой и вокруг нее.

Альтернативный гребенчатый колпак, используемый в молочных стадах Огайо, по-видимому, сохраняет поток воздуха, предотвращая попадание осадков в коровник.Для типичного отверстия размером 20 дюймов (51 см) крышка расположена на 20 дюймов (51 см) над линией крыши с перегородкой на 4 дюйма (10 см). Колпачок перекрывает отверстие гребня на 6 дюймов (15 см) с каждой стороны.

В последние годы стало популярным использование крыши с перекидным верхом. Однако, по нашему опыту, эти отверстия не решили проблему осадков и, в зависимости от направления ветра, могут уменьшить втягивание воздуха через гребень и направить снег в коровник.

Модификации конька могут значительно увеличить стоимость постройки. Например, крыша с перекрытием по сравнению с простым коньком может стоить примерно на 60 долларов за фут (30 см) дороже.

Летом исследовалось влияние гребня на вентиляцию. Сараи с герметичным утепленным потолком без конькового выхода сравнивают с традиционными коньковыми проемами. Когда ветер дул перпендикулярно над амбаром с открытым коньком, была достигнута дополнительная вентиляция, на которую не повлияло расширение конькового проема более 2 дюймов на 10 футов (5 см на 3 м) ширины здания.При скорости ветра 10 миль / ч (16 км / ч) увеличение вентиляции составило около 20%.

4. Наклон крыши должен позволять подниматься по крайней мере на 1 единицу на каждые 4 единицы в поперечнике (1 из 4)

Вертикальное разделение карниза и конька влияет на разницу давлений, создаваемую тепловой плавучестью и эффектом дымохода. Чаще всего новые коровники с естественной вентиляцией строятся с уклоном крыши 4 на 12. Соответствующий уклон необходим, если необходимо, чтобы воздух беспрепятственно направлялся к отверстию конька для зимней вентиляции.Этому потоку способствует относительно гладкая облицовка потолка, свободная от поперечных балок и стропильных ферм. Сведите к минимуму глубину используемых прогонов до 4 дюймов (10 см), если они не накрыты, или выровняйте более глубокие прогоны, чтобы избежать попадания воздуха между ними.

Скаты крыши с меньшим уклоном (например, уклон крыши 2 из 12) не остановят естественное движение воздуха к коньку, но уменьшат его.

Контрольный список требований к естественной вентиляции

• Без теней от ветра
• Проем в боковине не менее 50% летом и минимальный проем карниза 1 дюйм на 10 футов (2.5 см на 3 м) ширины здания зимой
• Открытый конек 2 дюйма на 10 футов (5 см на 3 м) ширины здания
• Рекомендуемый уклон крыши 1 из 4 с гладкими потолками

Механическая вентиляция

В следующих ситуациях механическая вентиляция более предпочтительна, чем естественная:

1. Сарай имеет значительные тени от ветра
2. Сарай должен быть ориентирован с севера на юг, а не с востока на запад
3. В коровнике более 4 рядов стойл
4. Несколько коровников планируется параллельно друг другу
5. Стадо коров из-за теплового стресса

Чтобы определить требования к вентиляции для вашей фермы или устранить неполадки в существующей конструкции, загрузите Рабочий лист вентиляции для взрослых коров.

Типы систем механической вентиляции

Хлев может вентилироваться с использованием положительного давления (когда свежий воздух нагнетается в хлев) или отрицательного давления (когда воздух выходит из хлева, а свежий воздух всасывается через предусмотренные входные отверстия).

Все механические системы для стойл для взрослых коров указаны в соответствии с руководящими принципами, изложенными в Стандартах ASABE 2012, которые, в основном, включают:

1. Избегайте повышения температуры в коровнике на 1,8–3,6 ^° F (1-2 ^° ° C)
2. Обеспечьте стены с достаточной изоляцией, чтобы избежать температуры точки росы при относительной влажности от 70 до 80% внутри помещения
3. Поддерживайте содержание вредных газов в допустимых пределах (NH ₃ <10 ppm, CO <50 ppm, H ₂ S <0.7 частей на миллион, CH ₄ <30 000 частей на миллион, CO ₂ <3000 частей на миллион)

На практике эти стандарты не особенно полезны, поскольку таблицы тепловыделения, на которых они основаны, не обновлялись с 1950-х годов, а коровы производят гораздо больше молока и выделяют больше тепла, чем 70 лет назад. Основываясь на наших выводах и наблюдениях в отрасли, The Dairyland Initiative предоставляет следующие дополнительные дополнительные рекомендации по проектированию систем механической вентиляции для взрослого молочного скота:

1. Достаточный воздухообмен в час (ACH)
   • 4-8 ВЧ зимой
   • От 40 до 60 ACH летом (обычно ~ 40 ACH для туннелей, ~ 50 ACH для коровников с перекрестной вентиляцией)
   • Линейная или ступенчатая функция изменения минимальной и максимальной интенсивности вентиляции
2. Достаточный воздухообмен на единицу массы тела при пиковом тепловом стрессе (лето)
   • 1,500 кубических футов в минуту (2,550 м ³ / ч) на взрослую корову
3. Скорость воздуха в поперечном сечении (примечание: 90 фут / мин = 1 миля в час и 0.5 м / с = 2 км / ч)
   • Используется только при определенных обстоятельствах, например, в системах перекрестной вентиляции, где целевая скорость воздуха под перегородкой составляет от ~ 400 до 500 футов / мин (от 2 до 2,5 м / с)
   • Общая скорость воздуха в поперечном сечении не должна использоваться для определения вентиляции коровника, поскольку воздух не распределяется равномерно по поперечному сечению здания, что делает оценку бесполезной
4. Скорость на входе
   • Поддерживайте скорость на входе от ~ 500 до 800 футов / мин (2.От 5 до 4 м / с), чтобы обеспечить хорошее перемешивание воздуха без ограничения потока воздуха к вытяжным вентиляторам. Ограниченный поток воздуха к вентиляторам называется «засорением» вентиляторов.
5. Поддержание статического давления в амбаре на уровне менее 0,15 дюйма ч30 (37 Па)

Хлевы для дойных коров превышают эти стандарты и, как правило, не причиняют вреда коровам. Основным недостатком эксплуатации системы вентиляции коровника с более высокой скоростью вытяжки вентилятора является более высокая стоимость покупки и установки, а также более высокие эксплуатационные расходы.

Механические варианты вентиляции

Гибридные помещения с положительным давлением

Этот тип системы является относительно новым для отрасли и основан на преимуществах других систем положительного давления в других отраслях животноводства. По сути, хлев спроектирован как хлев с естественной вентиляцией в течение большей части года, но летом он переключается на хлев с механической вентиляцией и положительным давлением в жарких условиях (температура выше 68 ^o F, 20 ^o C).В некоторых устанавливаются вентиляторы HVLS для использования зимой только для удаления стратификации воздуха.

Летом вентиляторы, расположенные вдоль каждой боковой стенки, нагнетают воздух в центр коровника, направляя его на соседнюю площадку стойла. Шторы закрыты, а конек открыт. Достаточная мощность вентилятора обеспечивает от 40 до 60 А / ч, в зависимости от температуры и условий. Первые установки были установлены с вентиляторами 1 HP диаметром 36 дюймов (91 см), установленными через каждые 10 футов (3 м). Однако эти вентиляторы не были предназначены для этой цели, и для более поздних конструкций были предложены вентиляторы большего размера, которые более стабильны при более высоких статических давлениях.

Эта система отвечает требованиям 3-х критических конструкций при условии, что конструкция коровника ограничена 4-рядным расположением стойла «голова к голове» с центральным приводом через подачу, и это относительно низкая стоимость для круглогодичного использования.

Однако система имеет следующие недостатки:

1. По сравнению с эквивалентной конструкцией сарая с перекрестной вентиляцией, используется в 4 раза больше вентиляторов и необходимо устанавливать боковые занавески, что приводит к высоким затратам на установку. За каждым вентилятором нужно ухаживать.
2. Внутри коровника создается значительное статическое давление, в связи с чем требуется больший проем в гребне (около 4,5 футов (1,4 м) шириной), чем обычно. Высокое статическое давление может иметь долгосрочное негативное влияние на производительность вентилятора, если его не устранить.
3. Во время дождя вентиляторы могут выталкивать дождевую воду с крыши в коровник, загрязняя грядки стойл.

Система подходит для использования в помещениях для содержания коров и других стойлах для коров, которые трудно вентилировать, которые относительно узкие, если зона отдыха находится рядом с боковой стенкой.

Гибридный сарай с положительным давлением с 36-дюймовыми (91 см) вентиляторами, расположенными вдоль каждой боковой стены через каждые 10 футов (3 м) в 4-рядном сарае лицом к лицу (любезно предоставлено доктором Горди Джонсом, Хэнком Вагнером)

Сараи с туннельной вентиляцией

Туннельная вентиляция — это коровники с механической вентиляцией с отрицательным давлением, втягивающие воздух через предусмотренные впускные отверстия на одном конце коровника по длине коровника параллельно кормовой дорожке. Большинство новых туннельных амбаров предназначены для механической вентиляции круглый год, обычно с боковыми стенками из поликарбонатного композитного материала, что исключает необходимость в дорогостоящих занавесках.

Конструкции обычно ограничиваются коровниками, имеющими от 1 до 2 кормовых дорожек и до 12 рядов стойл. Качество воздуха ухудшается по мере того, как он перемещается по длине коровника, что делает длину коровника ограничивающим фактором. Как правило, эти сараи имеют длину не более 500 футов (152 м). Были построены несколько более длинных коровников, где свежий воздух поступает через входные отверстия в боковых стенках в дальнем конце коровника, входные отверстия на крыше или вентиляторы с положительным давлением. Однако с помощью этих конструкций сложно равномерно распределить воздух в вытяжной части коровника.

Мы рекомендуем, чтобы большая часть входного отверстия располагалась в конце коровника (обычно на южном / юго-западном конце коровника), а не на боковой стене. Воздух поступает в загоны для коров прямо и равномерно через входное отверстие и направляется к вытяжным вентиляторам, расположенным на северной / северо-восточной оконечности коровника. Воздухозаборники необходимо будет проектировать для летних и зимних нужд. Очень важно сделать переходные стены в этих коровниках как можно более низкими (не намного выше, чем высота стандартного водного желоба), чтобы не препятствовать потоку воздуха в зону отдыха.

Поскольку объем коровника влияет на производительность выхлопных газов, туннельные амбары строятся с меньшим уклоном крыши, чем естественные вентилируемые; обычно от 1 до 2 из 12 шагов. Как вариант, можно установить плоский подвесной потолок. Однако даже с этим меньшим объемом помещения для коров на площадь загона приходится только 13% от общей вентиляции коровника, при этом большая часть воздуха перемещается над коровами и вниз по кормовой дорожке.

Перегородки не могут быть расположены достаточно низко, чтобы влиять на поток воздуха в загонах или влиять на такое количество стойл, как в стойлах с перекрестной вентиляцией, поэтому мы не одобряем использование перегородок в туннельных стойлах.

Модели

Computational Fluid Dynamic (CFD) показывают, что оптимальная вентиляция может быть достигнута в туннельном коровнике, рассчитанном на 40 ACH в течение лета (при условии, что это дает не менее 1500 кубических футов в минуту (2550 м ³ / час) на взрослую корову) с вентиляторами более зоны отдыха, как описано ранее.

Туннельно-вентилируемый 6-рядный сарай с плоским изолированным потолком и большими 72-дюймовыми (183 см) циклонными вентиляторами над зонами отдыха

Туннельные гибридные коровники

Туннельные гибридные сараи по сути представляют собой гибрид туннеля и сарая с естественной вентиляцией, предназначенные для переключения между туннельной вентиляцией летом и естественной вентиляцией зимой.Таким образом, эти амбары обеспечивают большую гибкость и устраняют один из главных недостатков конструкции туннельных амбаров — риск плохой вентиляции зимой. Гибридные туннельные коровники позволяют гибко переключаться между системами и могут использоваться там, где коровы должны иметь доступ наружу. Они подходят для более умеренного климата с большими перепадами температур между сезонами. Их строительство более дорогое, потому что они требуют установки вытяжных и циркуляционных вентиляторов, боковых стенок занавеса и управляемого конькового проема; с системой занавеса или купола (дымохода) с вытяжными вентиляторами или без них — затраты, которые трудно оправдать в регионах с очень жарким климатом круглый год.

Дизайн и конструкция такие же, как у туннельного амбара, но боковые стенки снабжены полной или частичной завесой для обеспечения зимнего приточного воздуха. Хлевы с единственной кормовой дорожкой обычно имеют сдвинутую крышу с открывающимся по коньку занавесом, который можно закрывать летом. В коровниках с 2-мя кормовыми коридорами чаще можно увидеть купольную (дымовую) систему с вытяжными вентиляторами в крыше, чтобы облегчить поток воздуха к коньку, особенно в коровниках с меньшим уклоном крыши, чем 3 или 4 из 12. шаг считается идеальным для естественной вентиляции.

Гибридный коровник с туннельной вентиляцией, 6-рядным стойлом, боковыми стенками-занавесками и проемом конька, управляемым занавесом

Сараи с перекрестной вентиляцией

Поперечная вентиляция — это коровники с механической вентиляцией с отрицательным давлением, втягивающие воздух через предусмотренные впускные отверстия вдоль одной стороны коровника по ширине коровника перпендикулярно кормовой дорожке. Большинство новых коровников с перекрестной вентиляцией предназначены для механической вентиляции круглый год, без возможности естественной вентиляции.

Несмотря на то, что широкофюзеляжные коровники были построены с несколькими коридорами подачи и 26 или более рядами стойл, они страдают теми же ограничениями, что и туннельные помещения, в отношении снижения качества воздуха, особенно в холодную погоду при низкой скорости вентиляции, как и коровники становиться шире. По этой причине мы отдаем предпочтение коровникам шириной не более 10 рядов стойл с максимум 3 полосами подачи корма. Попытки улучшить качество воздуха в более широких коровниках были предприняты с использованием систем впуска воздуха через крышу, но распределение воздуха при низкой скорости вентиляции по-прежнему является проблемой.

В коровниках с перекрестной вентиляцией обычно предпочтительны кормовые коридоры, расположенные по внешнему периметру коровника, так что воздух, поступающий во входное отверстие, нагревается в кормовой дорожке, прежде чем он попадет в загон для коров. Боковые стены обычно имеют высоту от 13 до 16 футов (от 4 до 4,9 м) с уклоном крыши от 0,5 до 1: 12. Конек либо закрыт, либо может быть оборудован системой купола (дымохода).

Эти сараи могут быть спроектированы с перегородками или вентиляторами над стойлами или с плоским потолком (именуемым конструкцией «большой ящик»).Мы отдаем предпочтение амбарам с выдвижными перегородками по следующим причинам:

1. Перегородки обеспечивают заданную скорость полета в зоне отдыха при правильном расположении без необходимости покупать, устанавливать и обслуживать вентиляторы. Это делает эти амбары относительно недорогими в строительстве и эксплуатации.
   • Система вентиляции коровника рассчитана на основе площади под перегородкой — скорость воздуха составляет от 400 до 500 футов / мин (от 2 до 2,5 м / с). Мы видим большинство коровников, рассчитанных на производительность ~ 50 ACH и> 1500 кубических футов в минуту (2550 м ³ / ч).
   • Перегородки препятствуют прохождению воздуха зимой, поэтому их выдвижные занавески позволяют нам устранить это препятствие при низких расходах воздуха, облегчая прохождение воздуха через коровник.
2. Установка вентиляторов над стойлами вместо использования перегородки сводит на нет одно из самых больших преимуществ экономии затрат на птичник с перекрестной вентиляцией по сравнению с туннельным сараем. Как правило, установка и эксплуатация перегородок обходятся дешевле, чем вентиляторы.

Конструкции

3. «Big Box» обеспечивают приемлемую скорость воздуха в зоне отдыха при летней вентиляции, но их очень сложно успешно вентилировать зимой.Эти конструкции должны быть ограничены жарким климатом круглый год, если они должны быть рассмотрены.

10-рядный коровник с перекрестной вентиляцией с 3-мя кормовыми дорожками с использованием перегородок над площадками стойл «голова к голове»

В жарком климате с низкой влажностью у коровников с перекрестной вентиляцией есть дополнительное преимущество, заключающееся в том, что они идеально подходят для использования испарительных охлаждающих подушек на входе для снижения температуры внутри помещения.

Затраты на установку и эксплуатацию

Поскольку многие коровники могут быть спроектированы с несколькими вариантами вентиляции, мы рекомендуем оценить затраты на установку и эксплуатацию любого данного коровника с различными системами для данного местоположения.

Мы создали конструкторскую электронную таблицу для использования в наших мастерских, которая оценивает эксплуатационные расходы для каждой системы, и в обычном порядке мы рассчитываем текущие расходы для следующих операционных систем, используя вышеупомянутые рекомендации:

1. Естественная вентиляция с вентиляторами над стойлами
2. Гибридная вентиляция с положительным давлением
3. Туннельная гибридная вентиляция с купольными вентиляторами и завесами для зимней вентиляции
4. Туннельная вентиляция с вентиляторами над стойлами
5. Поперечная вентиляция с вентиляторами над стойлами
6. Поперечная вентиляция с перегородками
7. Поперечная вентиляция «Big Box» с плоским потолком

Эти семь вариантов могут быть разработаны и использованы для расчета относительных затрат.Например, для коровника на 800 коров, расположенного в Грин-Бей, штат Висконсин, с использованием схемы ниже, затраты на установку системы вентиляции варьировались от 104 до 290 долларов США на корову, а эксплуатационные расходы варьировались от 20 до 61 доллара США на корову в год. Для сравнения, предполагаемые предельные потери из-за стоимости теплового стресса для коров в Грин-Бей, штат Висконсин, составляют 74 доллара США на корову в год, что говорит о том, что все доступные варианты являются рентабельными и могут рассматриваться на основе их относительных достоинств. Эти расходы будут варьироваться в зависимости от расположения сарая.

Пример компоновки коровника на 800 коров для поперечной или туннельной вентиляции, используемый для сравнения затрат

Пример компоновки коровника на 800 коров для гибридной вентиляции с естественным или положительным давлением, используемой для сравнения затрат

Затраты на установку и эксплуатацию коровника на 800 коров в Грин-Бей, штат Висконсин, с использованием одних и тех же моделей вентиляторов для каждой системы вентиляции. Значения в этой таблице приведены только для иллюстрации и будут меняться в зависимости от модели используемого вентилятора и расположения коровника

Такая оценка затрат может позволить производителю молочной продукции принять обоснованное решение относительно того, какой вариант выбрать, исходя из количества вентиляторов, которые необходимо установить и обслуживать, затрат на эксплуатацию и установку, а также эффективности каждой системы. относительно друг друга, уравновешивая потенциальные выгоды от улучшения качества воздуха и снижения теплового стресса.

Выбор вентилятора и стандарты

После расчета мощности вытяжного вентилятора для коровника выбор вентилятора основывается на характеристиках, надежности, стоимости и производительности. При выборе вентилятора стоимость эксплуатации любой системы вентиляции может варьироваться на 30 долларов на корову в год или больше, что делает это очень важным решением, столь же важным, как и тип используемой системы вентиляции.

Мы рекомендуем вентиляторы, прошедшие независимые испытания. В США ищите одобренные AMCA (Ассоциация воздушного движения и контроля) результаты испытаний или результаты независимых испытаний, сообщенные такими учреждениями, как Bess Labs в Университете Иллинойса при требуемом статическом давлении 0.От 10 до 0,15 дюйма вод. Ст. (От 25 до 37 Па) для систем с отрицательным давлением.

Показатели производительности, которые следует учитывать при выборе вентилятора:

• Скорость воздушного потока (мощность вентилятора), указанная в куб. Фут. В минуту (м ³ / ч) — определяет количество вентиляторов, необходимое для обеспечения требуемой скорости воздухообмена
• Эффективность вентилятора или коэффициент эффективности вентиляции (VER), представленный как CFM ( ³ / ч) на ватт / киловатт потребляемой электроэнергии, что позволяет выбрать вентиляторы, которые потребляют меньше электроэнергии на единицу перемещаемого воздуха
• Airflow ratio (AFR) — расход воздуха при 0.Статическое давление 2 дюйма вод. Ст. (50 Па), разделенное на расход воздуха при статическом давлении 0,05 дюйма вод. Ст. (12 Па). При необходимости вентиляторы с высоким AFR могут хорошо работать в условиях более высокого статического давления.

Вентиляторы должны быть установлены правильно и подключены с учетом функции линейного изменения, используемой для перехода между сезонами, чтобы рабочие вентиляторы при каждой уставке могли распределяться равномерно. Также становится обычным делом иметь вентиляторы с регулируемой скоростью, которые могут работать более эффективно.

Согласно стандартам OSHA, вентиляторы в пределах 7 футов (2.1 м) пола или рабочего уровня необходимо охранять. Отверстия в ограждении не должны быть больше 0,5 дюйма (1,3 см) в ширину.

Каждый установленный вентилятор необходимо регулярно чистить и обслуживать. Плохо обслуживаемые вентиляторы могут потерять от 20 до 50% своей производительности, поэтому мы рекомендуем как минимум проводить техническое обслуживание каждые два года.

Использование воды для дополнительного охлаждения

Вода может использоваться для усиления охлаждения путем непосредственного замачивания коровы или использования мелкодисперсного тумана или охлаждающей подушки с испарением для охлаждения воздуха до того, как он достигнет коровы.

Стратегии впитывания воды

Эффективное охлаждение коровы достигается за счет увлажнения кожи коровы и воздействия на нее движущегося воздуха. Поскольку коровы выделяют очень мало пота на коже, необходимо использовать воду для увлажнения кожи для оптимального охлаждения. Лучше всего это делать с помощью крупных капель воды, а не тумана. Оптимальный диапазон скорости воздуха для охлаждения составляет от 200 до 400 футов / мин (от 1 до 2 м / с) (Берман, 2008 г.). Используя модель влажной кожи, Берман (JDS 91: 4571, 2008) показал, что неподвижный воздух и воздух движутся со скоростью 100 футов / мин (0.5 м / с) не смогли охладить кожу. Однако при скорости воздуха от 200 до 400 футов / мин (от 1 до 2 м / с) охлаждение достигалось в течение примерно 10 минут.

При более высокой скорости воздуха повторное увлажнение должно происходить чаще, поскольку кожа сохнет, а сама скорость воздуха оказывает минимальное влияние. Относительная влажность (RH) движущегося воздуха также оказывает существенное влияние на скорость испарения и охлаждение коровы. Увеличение относительной влажности на 10% существенно снизит эффективность испарительного охлаждения (Берман, 2006).

Температура влажной поверхности изменяется при воздействии воздуха, движущегося с разной скоростью (Берман, 2006)

Установка Soaker

Стаканы

были установлены в помещениях для хранения, доильных залах, на выходах из доильных залов и над кормушками в загонах для свободного размещения, потому что тщательное увлажнение коровы — отличный способ уменьшить потери тепла при испарении. Существуют блоки управления для изменения времени и интервалов замачивания при различных температурах окружающей среды.

Однако замачивать загоны вдоль кормушки проблематично.Дополнительная вода в переулке вызывает перенос влажного навоза на свободную подстилку, повышая риск мастита. В амбарах с песчаным слоем лишняя вода приводит к оседанию песка в перегрузочных каналах и приемных ямах, что приводит к проблемам с перекачкой. Кроме того, вода тратится зря, когда коровы не лежат на койке (19 часов в день!).

Одна из идей повышения эффективности замачивания состоит в создании станций замачивания вокруг загонов, куда коровы могут добровольно заходить в течение всего дня и замачиваться, активируя оптический датчик, когда они того пожелают.Для облегчения этого подхода теперь доступны новые блоки управления замачивателем (например, система охлаждения движения Edstrom Cool SenseTM с двойными датчиками движения и активацией температуры). По мере того, как оптические датчики становятся дешевле и надежнее, мы наблюдаем системы питающих линий, в которых форсунки активируются при наличии коровы под ними.

Спринклеры низкого давления (от 15 до 20 фунтов на квадратный дюйм, от 103 до 138 кПа или от 1 до 1,4 бар) могут использоваться вдоль питающей камеры в загонах, чтобы обеспечить 0,03 галлона воды на квадратный фут (1.1 литр воды на квадратный метр смачиваемой площади на спринклер за цикл при температурах выше 70 ^o F (21 ^o C). Смачиваемая область в загонах для свободной установки должна быть настроена таким образом, чтобы покрывать область от 6 до 8 футов (1,8–2,4 м) за линией подачи, а размер источника воды должен быть таким, чтобы обеспечивать необходимый расход воды.

Мы рекомендуем проводить циклы смачивания с замачиванием на 0,5–1,5 минуты каждые 10 минут при температуре выше 70 ^o F (21 ^o C). Однако, возможно, потребуется увеличить частоту замачивания в периоды сильного теплового стресса.При температуре 85 ^o F (29 ^o C) смачиватели должны включаться каждые 5 минут.

Форсунки на ватерлинии обычно подвешены на высоте от 6 до 12 дюймов (от 15 до 30 см) над верхней частью головных замков, от 5 до 6 футов (от 1,5 до 1,8 м) над коровьей аллеей и от 12 до 18 дюймов (от 30 до 46 см) за линией подачи. Форсунки, используемые в сарае, должны распылять воду по дуге 180 градусов, и они должны располагаться на расстоянии в соответствии с диаметром распыления, который обычно составляет от 6 до 8 футов (от 1,8 до 2,4 м). Избегайте использования форсунок, создающих мелкий туман.Капли должны быть большими, чтобы проникать в шерсть и охлаждать кожу коровы. Всегда проверяйте выравнивание форсунок, чтобы убедиться, что вода действительно попадает на спины коров, и используйте форсунки с обратными клапанами, чтобы предотвратить слив воды из распределительной линии после каждого цикла.

Рекомендуемый диаметр трубы для форсунок TeeJet разной мощности в зависимости от длины линии подачи.
Производительность форсунки влияет на время, необходимое для подачи 0,05 дюйма воды на квадратный фут (1.3 см воды на квадратный метр) за цикл.

* Предположим, что расстояние между форсунками составляет 8 футов (2,4 м) по центру при использовании сельскохозяйственных форсунок с минимальным давлением 20 фунтов на кв. Дюйм (138 кПа или 1,4 бара) на выходе из форсунки.
** Потребление воды основано на максимальной скорости потока 5 футов в секунду (1,5 метра в секунду) в трубе.

Из статьи «Снижение теплового стресса в 4-рядных стойлах с естественной вентиляцией (стойла с встречным проходом) с использованием форсунок TeeJet Turbo Jet.’Дж. П. Харнер, Дж. Ф. Смит, Дж. Бумер и М. Брук

Схема компонентов спринклерной системы (Бюллетень расширений KSU)

Контроллеры

• Термостатический контроль запуска спринклерной системы
• Управление несколькими зонами с помощью электромагнитных клапанов

Фильтр: канистровый фильтр 50 микрон, соответствующий требуемой пропускной способности

Электромагнитные клапаны

• Сопоставьте размер трубы спринклера и расход (галлон сопла в минуту, умноженный на количество сопел, или литр сопла в минуту, умноженный на количество сопел)
• Используйте «нормально закрытые» соленоиды

Редуктор давления

• Более низкое давление воды приводит к увеличению размера капли воды, которая проникает сквозь волосы и до кожи коровы
• Регулируемые редукторы давления понижают давление до рекомендуемых значений от 15 до 20 фунтов на кв. Дюйм (от 103 до 138 кПа или от 1 до 1.4 бар) в загонах и кормушках

Сопла и наконечники

• Используйте наконечники для подачи от 0,5 до 1 галлона в минуту (от 1,9 до 3,8 литра в минуту), низкого давления и большого размера капель
• Обратные клапаны на 10 фунтов на кв. Дюйм (69 кПа или 0,69 бар) обеспечивают заполнение трубопроводов между циклами подачи воды
• Зажимные корпуса форсунок типа «седло» зажимают предварительно просверленные отверстия 3/8 дюйма (0,95 см) в трубе из ПВХ S40 с максимальной длиной спринклерной линии 180 футов (54,9 м). Используйте 1-дюймовую (2,5 см) трубу с 0.Форсунки 5 галлонов в минуту (1,9 литра в минуту).
• Резьбовые корпуса форсунок ввинчиваются непосредственно в резьбовые отверстия 1/4 дюйма (0,64 см) в ПВХ или стальной трубе S80. Используется для труб большого диаметра не менее 1 дюйма (2,5 см).
• Крышки сопел с резьбой требуют гаечного ключа для очистки сопла, но безопасны для коров, в то время как для «быстрых крышек» не требуются инструменты для очистки
• Сопла удерживающей ручки должны иметь обратные клапаны от 6 до 8 фунтов на квадратный дюйм (от 41 до 55 кПа или от 0,41 до 0,55 бар) с пропускной способностью, обеспечивающей 1 галлон на 150 квадратных футов (1 литр на 3 штуки).7 квадратных метров)

Поставщики

Форсунки:

Teejet Technologies — www.teejet.com

Edstrom Industries — www.avidityscience.com

Nelson Irrigation Corporation — www.nelsonirrigation.com

Senninger Irrigation Inc — www.senninger.com

Контроллеры:

Edstrom Industries — www.avidityscience.com

FarmTek — www.farmtek.com

Мистеры и испарительное охлаждение

Когда вода используется для охлаждения воздуха, движущегося к корове, требуются условия относительно низкой влажности.К вентиляторам могут быть добавлены мистеры, чтобы помочь охладить воздушный конус, выходящий из них, или могут использоваться подушки испарительного охлаждения для охлаждения воздушного потока, когда он втягивается через подушку испарительного охлаждения. Этот тип охлаждения может быть умеренно эффективным в условиях низкой влажности с возможными перепадами температуры более 10 градусов F (5 ^o C). Однако при относительной влажности более 55% падение температуры может быть менее 1 градуса по Фаренгейту (0,5 ^o C), что делает этот тип охлаждения неэффективным (см. Исследование Бермана ниже).

В климате, где влажность часто превышает 60%, испарительное охлаждение менее надежно, поэтому замачивание коровы является предпочтительным методом охлаждения.

Эффективность испарительного охлаждения при различной относительной влажности% (Берман, JDS 89: 3817, 2006) с охлажденным воздухом при относительной влажности 65%

6 способов вентиляции вашего дома (и что лучше всего)

Должен ли зеленый дом потребовать вентиляционного оборудования, такого как Zehnder HRV?

Фото: Алекс Уилсон
Одна из особенностей нашего нового дома, которая меня больше всего волнует, не вызывает удивления у некоторых посетителей: система вентиляции.Я считаю, что у нас есть самый эффективный вентилятор с рекуперацией тепла (HRV) на рынке — или, по крайней мере, он находится на вершине.

Но сначала многие люди могут задаться вопросом, а должна ли «зеленая» жилая площадь требовать механической вентиляции? Многие люди могут подумать, что это как раз та энергопотребляющая система, от которой дома должны избегать, при этом открывая окна для свежего воздуха.

Зачем вентилировать?

Веками дома не вентилировались, и все было в порядке, не так ли? Зачем нам сегодня нужно прилагать все эти усилия (а зачастую и значительные затраты), чтобы проветрить дома?

Существует несколько причин, по которым вентиляция сегодня важнее, чем это было когда-то давно.Самое главное, что дома 100 лет назад действительно протекали. Обычно у них не было теплоизоляции в стенах, поэтому свежий воздух мог довольно легко проникать через все щели, трещины и дыры в оболочке здания.

Кроме того, строительные материалы, используемые 100 лет назад, были в основном натуральными продуктами, которые не приводили к значительному выделению летучих органических соединений (ЛОС), формальдегида, антипиренов и других химикатов, которые так широко распространены в современных строительных материалах, мебели и других материалах. другие вещи.

Опции вентиляции

Вентиляция может принимать разные формы. В общем, системы можно разделить примерно на полдюжины общих типов:

Схема системы вентиляции из информационного бюллетеня Building Science Corporation по сбалансированной вентиляции.

Изображение: Building Science Corp.

• Только вытяжная механическая вентиляция. Это относительно распространенная стратегия, при которой небольшие вытяжные вентиляторы, обычно в ванных комнатах, работают либо непрерывно, либо с перерывами, чтобы удалить застоявшийся воздух и влагу, образующуюся в этих комнатах.Эта стратегия создает умеренное отрицательное давление в доме, и свежий воздух поступает либо через трещины и другие места утечки воздуха, либо через специально размещенные воздухозаборники для подпитки. Преимущество этой стратегии — простота и невысокая стоимость. Недостатком является то, что отрицательное давление может притягивать радон и другие почвенные газы, которые нам не нужны в домах.
• Только приточная вентиляция механическая вентиляция. Как следует из названия, вентилятор подает свежий воздух, а несвежий воздух выходит через щели и места утечки воздуха в доме.Подача воздуха может подаваться в одно место, распределяться по каналам или подаваться в систему распределения каналов системы принудительного воздушного отопления для рассеивания. Приточная система вентиляции создает давление в доме, что может быть хорошим средством предотвращения проникновения радона и других загрязняющих веществ в дом, но при этом существует риск попадания влажного воздуха в полости стен и потолка, где могут возникнуть проблемы с конденсацией и влажностью.
• Сбалансированная вентиляция. Гораздо лучшая вентиляция обеспечивается за счет сбалансированной системы , в которой отдельные вентиляторы управляют как приточным, так и вытяжным воздухом.Это позволяет нам контролировать, откуда поступает свежий воздух, куда поступает свежий воздух и откуда забирается отработанный воздух. Сбалансированные системы вентиляции могут быть точечными или канальными. С помощью канальных систем имеет смысл подавать свежий воздух в места, где больше всего живут (гостиная, спальни и т. Д.), И выпускать воздух из помещений из мест, где образуется влага или загрязняющие вещества (ванные комнаты, кухня, комната для занятий).
• Сбалансированная вентиляция с рекуперацией тепла. Если есть отдельные вентиляторы для подачи свежего и вытяжного воздуха в помещение, имеет смысл разместить эти вентиляторы вместе и включить воздухо-воздушный теплообменник , чтобы выходящий из помещения воздух предварительно кондиционировал входящий наружный воздух .Этот воздухо-воздушный теплообменник, который сегодня чаще называют вентилятором с рекуперацией тепла или HRV , отлично подходит для работы в более холодном климате. Немного другая версия, известная как вентилятор с рекуперацией энергии (ERV), похожа, но передает влагу, а также тепло от одного воздушного потока к другому, поддерживая большую желаемую влажность в доме зимой и уменьшая количество влажности. завезен летом с улицы.

Я твердо убежден, что во всех домах должна быть механическая вентиляция.В более плотно изолированных домах вентиляция становится все более важной. Но даже в очень дырявом доме нельзя рассчитывать на приток свежего воздуха или спокойные дни весной и осенью, когда нет перепада давления в ограждающей конструкции здания.

Если позволяет бюджет, настоятельно рекомендуется использовать сбалансированную вентиляцию, а если вы делаете это в относительно холодном климате, таком как наш, то обеспечить рекуперацию тепла не составит труда. Механическая вентиляция всегда требует энергии; с рекуперацией тепла потери энергии свежего воздуха сводятся к минимуму.

Алекс является основателем BuildingGreen, Inc . и исполнительный редактор Environmental Building News. В 2012 году он основал Resilient Design Institute . Чтобы быть в курсе последних статей и размышлений Алекса, вы можете подписаться на его ленту в Twitter.

.