3389187699

Wspomaganie ogrzewania i chłodzenia pomieszczeń kurnika przez OZE.

Jako temat swojej pracy inżynierskiej wybrałam „Wspomaganie ogrzewania i chłodzenia pomieszczeń kurnika przez źródła odnawialne". Zagadnienie to jest o tyle ważne, gdyż w dzisiejszych czasach dąży się do intensyfikacji chowu zwierząt. Opłacalne stają się jedynie wielko-skalowe hodowle zwierząt inwentarskich. Producenci produktów spożywczych pochodzenia zwierzęcego stają przed wyzwaniem zapewnienia zwierzętom odpowiednich warunków w taki sposób, aby osiągać jak największe zyski przy jak najmniejszych kosztach utrzymania. Analizowana przeze mnie ferma kurza opiera się na chowie ściółkowym i została zaprojektowana na obsadę do 40 DJP, co oznacza, że jednocześnie może tam przebywać maksymalnie 10 000 kur nieśnych. Wymiary budynku to 120xl5m, z czego większą część zajmuje hala produkcyjna.

Intensywny chów kur nieśnych wymaga utrzymania odpowiedniego mikroklimatu wewnętrznego kurnika. Na mikroklimat składa się wiele czynników. Oprócz odpowiedniej temperatury oraz wilgotności należy zwrócić uwagę na takie czynniki jak: oświetlenie, zapylenie czy zawartość szkodliwych gazów w powietrzu. Kury są to zwierzęta o najwyższej wśród zwierząt inwentarskich temperaturze ciała, która wynosi około 41°C. Dlatego zwierzęta te są wrażliwe na wahania temperatury. Zalecany zakres temperatury wewnętrznej waha się miedzy 10-25°C, z czego najlepsze wartości produkcji uzyskuje się przy temperaturze 18-20°C. Odpowiednią wilgotność w granicach 50-70% wilgotności względnej jest w stanie zapewnić sprawnie działający układ wentylacyjny, który dodatkowo ma za zadanie odprowadzić zanieczyszczenia gazowe pochodzące z pomiotu kurzego lub wydzielane podczas oddychania. Gazem stanowiącym główny problem jest amoniak. Jego nieprawidłowe odprowadzenie powoduje podatność kur na infekcje. Konwencjonalny system grzejny kurników realizowany jest przez nagrzewnice powietrza, a powietrze wentylacyjne doprowadzane jest przez nawiewniki ścienne. W swojej pracy postanowiłam zaprojektować system klimatyzacji dla budynku kurnika. Mimo, że nie jest to standardowe rozwiązanie, wg mojej opinii posiada szereg zalet. Po pierwsze istnieje możliwość sterowania ilością nawiewanego powietrza.

Następuje ciągła wymiana i odprowadzenie powietrza zużytego. Dodatkowo zmniejsza to ilość strat ciepła przez wentylację z racji zastosowania rurowego gruntowego wymiennika ciepła typu grunt-powietrze oraz rotacyjnego wymiennika ciepła jako elementu centrali klimatyzacyjnej, co prowadzi do wstępnego podgrzania powietrza nawiewanego. Kolejną zaletą jest możliwość regulowania parametrów powietrza nawiewanego latem. Głównym składnikiem obciążeń chłodniczych jest ilość ciepła wydzielanego przez kury. Dla analizowanego budynku jest to wartość około 56kW. O tę samą ilość ciepła pomniejszyłam obliczone zapotrzebowanie na moc cieplną budynku otrzymując wartość niespełna 35 kW. W dokumentacji projektowej, jaką otrzymałam od właściciela kurnika zawarto schemat doboru kotła na potrzeby c.o. Dobór opierał się na szacunkowej jednostkowej stracie ciepła wynoszącej 160W/m². Dobrano więc kocioł o mocy 250 kW, co wg mnie jest wartością zawyżoną. Swoje obliczenia wykonałam metodami szczegółowymi, przez co otrzymałam wartość najbardziej zbliżoną do rzeczywistej. Obniżenie zapotrzebowania na moc cieplną źródła ciepła uzyskałam również przez zastosowanie ww. gruntowego wymiennika ciepła, który zaprojektowałam zakładając podgrzanie powietrza nawiewanego zimą z temperatury projektowej zewnętrznej -18°C do 0°C. Latem wymiennik ten spełnia funkcję chłodzenia powietrza nawiewanego z projektowej temperatury zewnętrznej 30°C do około 20°C.

Projektując instalację klimatyzacji przeanalizowałam dwa modele działania systemu w trakcie lata. Pieiwszy opierał się na zastosowaniu pełnej klimatyzacji z użyciem chłodnicy jako elementu centrali klimatyzacyjnej. Natomiast drugi zakładał, że powietrze będzie ochładzane jedynie przez gruntowy wymiennik powietrza, a dodatkowy efekt schładzający uzyska się przez wprowadzenie powietrza w ruch przy użyciu sufitowych mieszaczy powietrza, co dodatkowo wyrówna temperaturę w pomieszczaniu. Mimo, że pierwszy model w pełni niweluje obciążenia chłodnicze, to analizując przemiany powietrza na wykresie Moliera otrzymałam temperaturę nawiewu wynoszącą około 8,5°C, przy czym nominalna wydajność chłodnicy wynosiłaby 180 kW. Zastosowanie tego rozwiązania niewątpliwie wpłynęłoby na opłacalność inwestycji. Dodatkowo tak niska temperatura nawiewu mogłaby doprowadzić do wychłodzenia zwierząt, ponieważ powietrze to z racji większego ciężaru gromadziłoby się w dolnych partiach pomieszczenia oddziałując tym samym bezpośrednio na zwierzęta. Rozmieszczenie nawiewników oraz wywiewników również spełnia dodatkową funkcję. Wywiewniki zostały rozmieszczone w górnych partiach pomieszczenia tak aby odprowadzać gromadzące się, ciepłe powietrze. Natomiast nawiewniki zostały rozmieszczone w dolnych partiach pomieszczenia, aby doprowadzić świeże powietrze bezpośrednio do zwierząt oraz aby wyprzeć powietrze zużyte.

•Marzec 2014*Numer 5 • Moja Rura - Magazyn Młodego Inżyniera Środowiska*

Strona 12