elemente de proiectare ale sistemului de ventilație pentru grajdul de fătare

Fiind instalația centrală care leagă operațiunile din amonte și din aval într-o fermă de porci, sistemul de ventilație al grajdului de fătare trebuie proiectat astfel încât să răspundă nevoilor de mediu ale scroafelor, satisfăcând în același timp și cerințele purceilor.

În practică, sistemul de ventilație al grajdului de fătare reprezintă un mediu cu constrângeri reciproce: scroafele sunt sensibile la căldură, în timp ce purceii sunt sensibili la frig. Coordonarea acestui mediu de producție este crucială pentru lactația scroafelor, estrul postpartum, creșterea și starea ulterioară a purceilor, supraviețuirea purceilor după înțărcare și chiar performanța anuală generală a efectivului. Pe baza constrângerilor reciproce dintre scroafe și purcei, în continuare sunt prezentate și analizate elementele de proiectare ale sistemelor de ventilație ale grajdului de fătare.

Moduri de ventilație:

1. Ventilația în sala de fătare poate fi organizată ca presiune pozitivă, presiune negativă, presiune egală (sau presiune ușor pozitivă) sau ventilație naturală. Modurile de presiune pozitivă și egală (sau ușor pozitivă) sunt potrivite pentru sistemele filtrate; există, de asemenea, moduri de presiune negativă utilizate cu filtrare. Ventilația naturală se aplică clădirilor tradiționale independente și este acum mai puțin obișnuită în fermele moderne. Acest articol prezintă în principal sistemul obișnuit de ventilație fără filtrare cu presiune negativă pentru sala de fătare.
2. În cazul presiunii negative nefiltre, metodele de admisie diferă: admisie prin acoperiș, admisie prin acoperiș răcit cu tampon evaporativ și un mod combinat de admisie prin acoperiș plus tampon longitudinal (tunel). În regiunile nordice reci ale țării noastre, unde temperaturile ridicate din timpul verii nu depășesc sau depășesc doar ușor 30 °C, se pot utiliza modurile de admisie prin acoperiș sau admisie prin acoperiș răcit cu panouri. În alte regiuni cu veri calde, este recomandabil un mod combinat de admisie prin acoperiș și panouri longitudinale (sau admisie prin acoperiș răcit cu panouri). Acest mod necesită materiale de izolare termică atât pentru acoperiș, cât și pentru tavanul suspendat și trebuie să asigure un volum de ventilație suficient în funcție de zona locală.

Structura clădirii și dispunerea boxelor:

1. Proiectarea ventilației pentru grajdurile de fătare nu poate fi separată de structura clădirii și dispunerea boxelor. Acestea trebuie să țină seama de dimensiunea fermei, terenul, costul investiției, ritmul de producție, rotația porcilor și alți factori. Fermele moderne utilizează în mod obișnuit proiecte de clădiri conectate, cu un flux de lucru de tip „clădire mare, unități mici, toate în interior, toate în exterior”. Lungimea grajdurilor este de obicei de maximum 30 m. Pentru fermele mai mari de scroafe, pentru a economisi spațiu, două grajduri cu lungimi de peste 20 m pot fi combinate într-o singură clădire pentru fătare cu lungimea de 50 m, cu unități de fătare dispuse simetric de-a lungul unui culoar central.
2. Pentru amenajarea boxelor, atunci când se utilizează ventilația longitudinală (tunel) cu panouri evaporative în timpul verilor toride, se recomandă ca fiecare rând să nu depășească 12 sau 13 boxe, deoarece diferențele de temperatură între capetele de evacuare și admisie afectează lactația scroafelor de la capătul rândului și următorul estru. Această diferență apare deoarece volumul de evacuare și viteza vântului din grajdul de fătare nu trebuie să fie prea mari, pentru a evita stresul provocat de frig purceilor alăptați, dar în același timp să se poată acomoda scroafele care alăptează. Prin urmare, distanțele pentru ventilația tunelului sunt relativ scurte. Când fiecare rând depășește 14 boxe, se recomandă modul de admisie a aerului prin acoperișul răcit cu panouri, deoarece în acest mod deschiderile de admisie sunt distribuite uniform pe tavanul suspendat între unitățile de fătare, asigurând lipsa zonelor moarte și îmbunătățind contactul aerului proaspăt cu efectivul.
3. Indiferent de structura clădirii sau de dispunerea boxelor, adăpostul trebuie să fie bine izolat, iar materialele de construcție izolate cu performanțe termice bune trebuie utilizate acolo unde condițiile o permit.

Temperatura climatică și calitatea aerului:

1. După selectarea modului de ventilație, a structurii clădirii și a dispunerii boxelor în funcție de procesele de producție și condițiile de investiție, proiectarea ventilației trebuie să respecte clima locală și cerințele de mediu din interiorul grajdului de fătare. Latitudinea, altitudinea, precipitațiile și alți factori determină condițiile climatice locale, care la rândul lor influențează condițiile interne ale grajdului. Deși ventilația mecanică și intervenția umană pot controla mediul intern, faptul că ventilația îndeplinește obiectivele propuse sau nevoile de mediu ale efectivului este limitat de mai mulți factori.
2. La proiectarea ventilației grajdului de fătare, utilizați parametri adecvați de temperatură, umiditate și calitate a aerului. Temperaturile țintă tipice sunt: scroafe care alăptează 16 °C până la 18 °C, purcei nou-născuți 35 °C până la 37 °C și purcei care alăptează 30 °C până la 34 °C. Umiditatea relativă este, în general, de 60 °C până la 80 %, aplicabilă majorității grajdurilor de porci. În verile calde, umiditatea ridicată reduce eficiența răcirii prin evaporare și agravează stresul termic; în iernile reci, umiditatea ridicată crește pierderea de căldură a animalelor, afectând termoreglarea și agravând stresul provocat de frig. Umiditatea ridicată crește, de asemenea, concentrațiile de substanțe nocive din aer, favorizează dezvoltarea microbiană și promovează alterarea hranei, afectând negativ sănătatea efectivului. Umiditatea scăzută este mai puțin dăunătoare decât umiditatea ridicată, dar când umiditatea relativă scade sub 40%, poate provoca crăparea pielii și creșterea particulelor din aer, ducând la probleme cutanate sau respiratorii. Când temperatura este adecvată, umiditatea extremă este mai puțin critică; creșterea temperaturii sau a ventilației poate atenua umiditatea ridicată. Controlul excesiv al umidității poate interfera cu controlul temperaturii și cu aportul de aer proaspăt și poate reduce calitatea generală a aerului, astfel încât valorile umidității relative ar trebui utilizate ca referință.
3. În plus, gazele nocive, compușii volatili din gunoiul de grajd și urină, hrana și praful organic, precum și activitatea animalelor produc mirosuri, microbi și particule care afectează sănătatea efectivului și condițiile din grajd. Limitele solicitate în general sunt CO2 până la 3000 mg/m3, NH3 15 mg/m3 și H2S 5 mg/m3. Aceste limite sunt puțin mai stricte decât pentru alte grajduri de porci, deoarece purceii sunt mai vulnerabili. În condiții de vară caldă, grajdul de fătare ar trebui să atingă cel puțin 80 de schimburi de aer pe oră; în condiții de iarnă rece, ventilația per scroafă cu purcei ar trebui să fie de cel puțin 45 m3/h pentru a asigura aer proaspăt adecvat și o bună calitate a aerului.

Echipamente auxiliare:

1. Evacuare:
   Pentru a asigura că volumul de aer evacuat din interior depășește aportul de aer proaspăt, pentru a crea o presiune negativă în interiorul grajdului și pentru a obține o ventilație mare cu o presiune negativă modestă pentru o performanță bună, se recomandă ventilatoare axiale. Carcasele ventilatoarelor disponibile pe piață sunt în principal din oțel zincat sau fibră de sticlă; carcasele din fibră de sticlă sunt mai rezistente la coroziune și mai durabile, dar mai costisitoare. Modelele tipice sunt ventilatoarele cu acționare directă de 18″, 24″ și 36″; unitățile de fătare utilizează rar ventilatoare cu acționare prin curea de 50″ până la 54″, deoarece ventilatoarele de peste 50″ au volume mari de evacuare, iar fluxul de aer brusc la pornire poate provoca stresul frigului la purcei. Unitățile de fătare sunt de obicei mici, deci sunt preferate ventilatoarele medii și mici. La calcularea volumului de evacuare, utilizați curbele ventilatorului la presiuni statice de 12,5 Pa sau 25 Pa; o presiune statică mai mare produce un flux de aer mai mic și un consum de energie mai mare. Având în vedere etanșeitatea grajdului, acuratețea datelor furnizate de producătorul ventilatorului și structura interioară, utilizarea fluxului de aer corespunzător unei presiuni statice de 25 Pa este mai sigură și mai precisă.
   De asemenea, în timpul funcționării cu ventilație redusă în timpul iernii, utilizarea evacuării prin jgheab (groapă de gunoi) este eficientă pentru suprimarea vaporilor nocivi din groapă care afectează purceii. Vara, odată cu creșterea ventilației și a frecvenței de schimb, impactul relativ al evacuării prin jgheab este redus.
2. Admisie:
   După evacuarea aerului viciat, aerul proaspăt trebuie furnizat prin două moduri de admisie: prin tavanul suspendat sau prin pereții laterali. În modul de admisie prin tavan, ferestrele mici de admisie din tavan sunt acționate pentru a se deschide în jos. La rate de ventilație scăzute, jaluzelul se deschide ușor, iar fluxul de aer se lipeste de tavan și se amestecă încet cu aerul din interior înainte de a coborî în țarcuri. La viteze de ventilație mai mari, unghiul jaluzelei crește și fluxul de aer intră în zona țarcului în mod oblic. Pentru a evita curenții verticali direcți care pot dăuna purceilor sau pot agita gazele nocive din gropile de gunoi, limitați și controlați unghiul jaluzelei. Intrările din tavan trebuie distribuite uniform pentru a crește acoperirea cu aer proaspăt și a evita zonele moarte și nu trebuie să intre în conflict cu hrănitoarele, cablurile de alimentare sau luminile.
   Modul de admisie prin peretele de capăt este utilizat pentru ventilația tunelului în timpul verii. Viteza secțiunii de vânt în grajdurile de fătare nu depășește, în general, 1 m/s; suprafața de admisie a tunelului se calculează utilizând viteze ale vântului de admisie de 3 m/s până la 4 m/s. Deschiderile de admisie pot fi reglate cu panouri din PVC acționate sau automat, în funcție de volumul de evacuare al ventilatorului.
3. Răcire:
   Răcirea prin evaporare bazată pe principiul evaporării este o metodă de răcire fiabilă și dovedită. Apa udă mediul de răcire de sus; aerul cald aspirat prin mediul de răcire sub presiune negativă intră în contact cu mediul umed și este răcit prin evaporare, crescând în același timp umiditatea interioară. Viteza vântului din tunelul de ventilație adaugă efectul de răcire prin vânt pentru a atinge temperaturile dorite. Cu toate acestea, eficiența răcirii prin evaporare scade odată cu creșterea umidității relative a mediului ambiant.
   Utilizați de obicei un material de 15 cm grosime cu un unghi de ondulare (de exemplu, 45/15 grade) pentru a asigura o intrare lină a aerului și un timp de contact prelungit între aer și material. Calculați suprafața tamponului utilizând o viteză de trecere prin tampon de 1,7 m/s până la 1,9 m/s; vitezele de trecere mai mari cresc pierderea de presiune și reduc debitul de aer al ventilatorului. Deoarece grajdurile pentru fătare evită vitezele excesive ale aerului și au adesea un număr limitat de ventilatoare, este practic să creșteți suprafața tamponului și să alegeți o viteză de trecere prin tampon mai mică.
4. Încălzire:
   Pe lângă încălzirea locală a zonelor de odihnă ale purceilor cu lămpi de încălzire, grajdurile pentru fătare necesită surse de căldură suplimentare în anotimpurile reci pentru a compensa pierderea de căldură din ventilație și a atinge temperaturile țintă. Opțiunile de încălzire sunt, în general, sistemele cu apă caldă și încălzitoarele cu gaz. Încălzirea cu apă caldă are costuri de exploatare mai mici, dar o reacție mai lentă; încălzirea cu gaz costă mai mult, dar poate crește instantaneu temperatura grajdului. În fermele mai mari de scroafe, încălzitoarele cu gaz pot scurta timpul de uscare după dezinfectare și pot îmbunătăți rotația camerei de fătare.
5. Control automatizat:
   Obiectivul ventilației este de a menține temperaturi adecvate pentru scroafe și purcei, astfel încât funcționarea echipamentelor de admisie, evacuare, răcire și încălzire necesită un control automatizat de înaltă precizie, mai degrabă decât o intervenție manuală. Alegeți controlere de mediu de precizie pentru a evita variațiile mari de ventilație care provoacă fluctuații de temperatură dăunătoare purceilor și pentru a obține o eficiență energetică bună. În sistemele de control al presiunii negative, funcțiile de alarmă sunt indispensabile, în special alarmele de anomalie a temperaturii în grajdurile de fătare.