محاسبه نیازمندی های فن

فن‌ها محور اصلی هر سیستم تهویه مکانیکی هستند و تعیین تعداد و ظرفیت صحیح فن‌ها یک گام اساسی در فرآیند طراحی است. ظرفیت فن مورد نیاز به عواملی مانند ابعاد ساختمان طیور، تعداد و اندازه پرندگان و میزان تبادل هوای مورد نظر برای حالت‌های مختلف تهویه (حداقل، انتقالی و تونلی) بستگی دارد. به عنوان مثال، الزعیدی (2022) یک ساختمان با ابعاد خاص (120 متر طول، 12 متر عرض و 4 متر ارتفاع متوسط) را به عنوان نمونه‌ای برای محاسبه جنبه‌های سیستم تهویه انتخاب کرد. محاسبه ظرفیت فن برای تهویه تونلی شامل مساحت خالص مقطع خانه و سرعت هوای مورد نظر است. مثالی که در پیزابیوکا  ارائه شده است، این موضوع را با فرمول زیر نشان می‌دهد: ظرفیت فن (متر مکعب در ساعت) = مساحت خالص مقطع (متر مربع) × سرعت هوای مورد نظر (متر بر ثانیه) × 3600. اندازه گیری و انتخاب صحیح تعداد فن‌ها برای صرفه جویی در هزینه‌های انرژی بسیار مهم است، زیرا فن‌های بزرگتر عموماً راندمان بالاتری دارند.

انتخاب دریچه های ورودی و تاثیر آنها

طراحی و انتخاب دریچه‌های ورودی هوا به طور قابل توجهی بر کارایی سیستم تهویه تأثیر می‌گذارد. دریچه‌ها اجازه ورود هوای تازه به داخل ساختمان را می‌دهند و در صورت مدیریت صحیح، توزیع یکنواخت هوا در سراسر سالن را تضمین می‌کنند و به طور موثر به مرکز می‌رسند. "اثر کواندا"، که در آن هوای هدایت شده موازی با سقف، برد جریان هوا را افزایش می‌دهد، می‌تواند با در نظر گرفتن بافل‌های جهت دهنده هوا در دریچه‌های دیواری، محل قرارگیری دریچه‌ها نسبت به سقف، شیب سقف و اندازه بافل‌ها به دست آید. در تهویه 100٪، تمام دریچه‌ها باید کاملاً باز باشند.

انواع تهویه

سالن‌های مرغداری از سیستم‌های تهویه مختلفی استفاده می‌کنند که متناسب با شرایط آب و هوایی مختلف و سنین مختلف پرندگان طراحی شده‌اند. این سیستم‌ها عبارتند از:

• تهویه حداقلی: عمدتاً در هوای سرد برای حذف رطوبت و حفظ کیفیت هوا بدون اتلاف بیش از حد گرما استفاده می‌شود. میزان تهویه حداقلی اغلب بر اساس تعداد پرندگان و میزان تهویه به ازای هر پرنده محاسبه می‌شود. تایمرهای چرخه‌ای زمان‌های "روشن" و "خاموش" فن‌ها را برای دستیابی به میزان تهویه حداقلی مورد نظر کنترل می‌کنند.
• تهویه انتقالی: در شرایط آب و هوایی معتدل به عنوان پلی بین تهویه حداقل و تهویه تونلی استفاده می‌شود.
• تهویه تونلی: در هوای گرم برای دستیابی به سرعت‌های بالای هوا در طول سالن استفاده می‌شود و اثر خنک‌کنندگی برای پرندگان ایجاد می‌کند. این سیستم معمولاً شامل فن‌های تخلیه بزرگ در یک انتها و دریچه‌های ورودی (اغلب درهای تونلی یا پدهای خنک‌کننده تبخیری) در انتهای دیگر است.
• تهویه طبیعی: متکی به نیروهای طبیعی مانند باد و شناوری حرارتی برای تبادل هوا است. این روش در سیستم‌های مسکن باز یا نیمه باز رایج‌تر است.
• تهویه مکانیکی: از فن‌ها برای حرکت فعالانه هوا به داخل و خارج ساختمان استفاده می‌کند و کنترل بیشتری بر میزان تهویه فراهم می‌کند. سیستم‌های فشار منفی، که در آن فن‌های تخلیه خلاء ایجاد می‌کنند و هوای تازه را از طریق دریچه‌های طراحی شده به داخل می‌کشند، رایج هستند. سیستم‌های فشار مثبت نیز می‌توانند مورد استفاده قرار گیرند.

خنک کننده تبخیری

در مناطقی با آب و هوای گرم، سیستم‌های خنک‌کننده تبخیری اغلب با تهویه ادغام می‌شوند تا دمای داخل سالن‌های مرغداری را بیشتر کاهش دهند. روش‌های رایج عبارتند از:

• پدهای خنک کننده تبخیری: آب به آرامی از روی پدهای متخلخل چکه می‌کند در حالی که هوا از میان آنها عبور می‌کند و هوا را از طریق تبخیر خنک می‌کند. سطح پد مورد نیاز با ظرفیت تهویه تونلی و سرعت هوای مورد نظر از طریق پدها تعیین می‌شود. دستیابی به راندمان خنک‌کنندگی مورد نظر نیازمند سطح پد کافی برای جلوگیری از فشار استاتیک بالا است که خروجی فن را کاهش می‌دهد. زوایای مختلف پد (به عنوان مثال، 45/45 یا 45/15) می‌تواند بر افت فشار و یکنواختی جریان هوا تأثیر بگذارد.
• سیستم های مه پاش: قطرات ریز آب در هوا اسپری می‌شوند، جایی که تبخیر شده و محیط را خنک می‌کنند. سیستم‌های مه پاش فشار قوی می‌توانند در سالن‌های با تهویه تونلی، با یا بدون پدهای تبخیری، برای خنک‌کنندگی بیشتر، به ویژه در شرایط آب و هوایی شدید، استفاده شوند.

فن های دارای رتبه و فشار استاتیک

استفاده از فن‌های دارای رتبه با داده‌های عملکرد منتشر شده (CFM در سطوح فشار استاتیک خاص) برای اطمینان از اینکه سیستم تهویه نیازهای طراحی را برآورده می‌کند، بسیار مهم است. سازمان‌هایی مانند انجمن حرکت و کنترل هوا (AMCA) گواهینامه رتبه‌بندی فن‌ها را ارائه می‌دهند. فشار استاتیک، مقاومت در برابر جریان هوا در داخل ساختمان، بر عملکرد فن تأثیر می‌گذارد؛ افت فشار بالاتر منجر به خروجی فن کمتر می‌شود. اجزایی مانند دریچه‌های ورودی، پدهای تبخیری و محفظه‌های فن به فشار استاتیک کمک می‌کنند. سیستم‌های تهویه اغلب برای کار در محدوده فشار استاتیک خاصی (به عنوان مثال، 0.10 تا 0.125 اینچ آب) طراحی می‌شوند تا این مقاومت‌ها را در نظر بگیرند. مانومترها، به ویژه مانومترهای مایل، برای اندازه‌گیری اختلاف فشار استاتیک استفاده می‌شوند.

ملاحظات طراحی سالن

چندین جنبه از طراحی سالن مرغداری بر کارایی سیستم تهویه تأثیر می‌گذارد:

• آب بندی محکم: یک سالن کاملاً آب بندی شده برای عملکرد صحیح سیستم‌های تهویه با فشار منفی ضروری است و اطمینان می‌دهد که هوا از طریق دریچه‌های طراحی شده وارد می‌شود نه از طریق نشت‌های کنترل نشده.
• عایق بندی: عایق بندی مناسب به حفظ دمای مطلوب داخلی کمک می‌کند و بار سیستم‌های تهویه و خنک کننده را کاهش می‌دهد.
• جهت گیری سالن: جهت گیری مناسب می‌تواند به حداقل رساندن جذب گرما از تابش خورشید و به حداکثر رساندن کارایی تهویه طبیعی کمک کند، اگرچه این امر برای سالن‌های با تهویه مکانیکی اهمیت کمتری دارد.

کنترل فن ها

عملکرد فن معمولاً توسط تایمرها و ترموستات‌ها کنترل می‌شود. تایمرها برای تهویه حداقل برای فراهم کردن عملکرد متناوب و حفظ سطح پایه تبادل هوا استفاده می‌شوند. ترموستات‌ها مراحل فن را بر اساس دمای داخلی تنظیم می‌کنند و با افزایش دما، تهویه را افزایش می‌دهند. کنترلرهای تهویه الکترونیکی می‌توانند از چندین سنسور دما، میانگین‌گیری دما و منحنی‌های دما برای ارائه کنترل پیچیده‌تر بر اساس سن پرنده و نیازهای دمایی پیش‌بینی‌شده استفاده کنند.

مدیریت تهویه حداقل

مدیریت موثر تهویه حداقل، به ویژه در هوای سرد، برای کنترل تجمع رطوبت و حفظ کیفیت هوای خوب بسیار مهم است. در حالی که سطح اکسیژن معمولاً در نرخ‌های تهویه حداقل نگران کننده نیست، هدف اصلی حذف رطوبت اضافه شده توسط پرندگان از طریق تنفس و دفع است. توصیه می‌شود که نرخ‌های تهویه حداقل بر اساس میزان رطوبتی که پرندگان به سالن اضافه می‌کنند، تعیین شود. سطوح رطوبت به عنوان شاخصی از اثربخشی تهویه حداقل عمل می‌کنند؛ رطوبت هدف معمولاً بین 40٪ و 60٪ است. اگر رطوبت به طور روزانه افزایش یابد، نشان دهنده تهویه ناکافی است. ماشین حساب‌های آنلاین تهویه حداقل می‌توانند در تخمین نرخ‌های مناسب بر اساس شرایط داخلی و خارجی و ظرفیت فن‌ها کمک کنند.

مدیریت تهویه انتقالی و تونلی

با گرم شدن هوا و رشد پرندگان، نیازهای تهویه افزایش می‌یابد. تهویه انتقالی شامل افزایش تدریجی عملکرد فن و احتمالاً باز کردن دریچه‌های دیواری جانبی است. تهویه تونلی زمانی آغاز می‌شود که حداکثر تهویه انتقالی حاصل شود و خنک‌کنندگی بیشتری مورد نیاز باشد. مدیریت موثر تهویه تونلی شامل اطمینان از سرعت هوای مناسب در طول سالن است که توسط ظرفیت کل فن و مساحت مقطع سالن تعیین می‌شود. محل قرارگیری فن‌های تخلیه در انتهای سالن برای ایجاد این جریان هوا مهم است.

مدیریت خنک کننده تبخیری

عملکرد سیستم‌های خنک‌کننده تبخیری (پدها و مه پاش‌ها) معمولاً بر اساس دما یا ترکیبی از دما و رطوبت تنظیم می‌شود. شروع زودهنگام خنک‌کنندگی در شرایط گرم و خشک می‌تواند مفید باشد. نگهداری منظم پدهای خنک‌کننده برای اطمینان از راندمان و جلوگیری از فشار استاتیک بیش از حد ضروری است.

نظارت بر پارامترهای محیطی

نظارت مداوم بر دما، رطوبت و پارامترهای کیفیت هوا، مانند سطح آمونیاک، برای مدیریت موثر تهویه بسیار مهم است. در حالی که حس بویایی انسان برای تشخیص آمونیاک غیرقابل اعتماد است، دستگاه‌های اندازه‌گیری مختلفی، از کاغذ تورنسل ارزان قیمت گرفته تا سنسورهای الکترونیکی دقیق‌تر، در دسترس هستند. در حالت ایده‌آل، نظارت مداوم بر آمونیاک می‌تواند بینشی در مورد تجمع شبانه، که می‌تواند به طور قابل توجهی بالاتر از سطح روز باشد، ارائه دهد. در حالی که استفاده از سنسورهای آمونیاک برای کنترل مستقیم فن‌ها مورد بحث است، آنها به عنوان ابزارهای آموزشی ارزشمندی برای تولیدکنندگان برای درک پویایی آمونیاک و تنظیم استراتژی‌های تهویه بر این اساس عمل می‌کنند. سرعت هوا را می‌توان با استفاده از بادسنج‌های پره‌ای یا نوارهای سرعت هوا برای ارزیابی عملکرد فن‌ها و دریچه‌های ورودی اندازه‌گیری کرد.

مدیریت دریچه ورودی هوا

تنظیم صحیح دریچه‌های ورودی هوا برای هدایت جریان هوا و اطمینان از توزیع یکنواخت بدون ایجاد کوران در سطح پرندگان بسیار مهم است. سیستم‌های کنترل پیشرفته دریچه می‌توانند به طور خودکار دهانه‌های ورودی را بر اساس فشار استاتیک تنظیم کنند. مدیریت دریچه‌های محیطی جنبه کلیدی تهویه انتقالی است.

مدیریت بستر و آبخوری

مدیریت رطوبت بستر برای کنترل تولید رطوبت و آمونیاک ضروری است. بستر باید جاذب و به خوبی مدیریت شود تا از ایجاد نقاط مرطوب، به ویژه در اطراف خطوط آبخوری، که منابع اصلی رطوبت هستند، جلوگیری شود. مدیریت صحیح آبخوری، از جمله تنظیم ارتفاع و فشار آب، برای حفظ بستر خشک حیاتی است. پیش گرم کردن کف و استفاده از یک لایه نازک بستر نیز می‌تواند به کنترل رطوبت کمک کند.

بهره وری انرژی

انتخاب فن‌های کم مصرف، به ویژه فن‌های بزرگتر با مخروط، می‌تواند به طور قابل توجهی هزینه‌های عملیاتی را کاهش دهد. عایق بندی مناسب و به حداقل رساندن تهویه بیش از حد در هوای سرد نیز به صرفه جویی در انرژی کمک می‌کند.