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IMPIANTI E STRUTTURE

Corso di Laurea

PAAS

Prof. Massimo Lazzari

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IL CONTROLLO DELLA TEMPERATURA ESTIVA

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Ventilazione estiva

• qa= calore prodotto dagli animali (W)• cs=calore specifico dell’aria (0,35 Wh/m3

*°C)t = differenza di temperatura tra interno e

esterno

Vest = qa / (cs* t)

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• I valori dipendono, oltre che dal calore sensibile, dal t ammesso; questo valore si fissa normalmente attorno a 2-40C per evitare portate eccessivamente elevate. Anche in questo caso, comunque, i volumi di ventilazione estivi risultano spesso, dalle 5 sino alle 10 volte, maggiori di quelli invernali.

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tab. 6.15

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esercizio

In estate, in una porcilaia di 1000 capi all’ingrasso del peso medio di 80 kg si supponga di volere mantenere l’incremento della temperatura interna rispetto a quella ambiente entro 2 °C. Dalla tabella precedente risulta che il calore sensibile emesso in condizione estive da un suino di 80 kg è pari a circa 100 W.

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esercizio

qa = 100 (W/suini) * 1000 suini = 100 kW

Vest = 100000/(0,35 *2) = 142857 m3/h

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Velocità dell'aria

• Anche questo è un fattore i cui effetti sono strettamente correlati alla temperatura. L'aumento della velocità dell'aria comporta un aumento delle perdite di calore (per convezione) dal corpo dell'animale.

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Tab. 6.6

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gas nocivi

• I principali contaminanti gassosi che si producono nel metabolismo animale e nella fermentazione delle sostanze organiche, in particolare deiezioni sono:

• anidride carbonica • ammoniaca • acido solfidrico

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Tab 6.16

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Polveri

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Effetto delle polveri• Irritazione agli occhi e vie respiratorie• Starnuti, tosse• Perdita di appetito• Problemi respiratori dovuti ai gas nocivi

adsorbiti• Predisposizione a infezioni polmonari• Attacchi febbrili e alveoliti causate da spore

fungine e actinomiceti

Valore limite per l’uomo 5 mg/m3 per 8 ore(50g/m3 come qualità ambiente esterno)

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I sistemi di ventilazione

• Ventilazione naturale– differenza di temperatura (effetto camino)– forza del vento (effetto vento)

• La portata effettiva dipende dalla combinazione dei due effetti

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Effetto vento

• kv = efficienza delle aperture (di solito si usa 450)

• Ai = superficie di ingresso (m2)

• v = velocità del vento (km/h)

)/( 3 hmvAkQ iv

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V (km/h)

inferiore a 1 Calma di vento

Il fumo sale verticale

tra 1 e 5 Bava di vento

La direzione del vento è indicata dall'inclinazione del fumo

tra 6 e 11 Brezza leggera

Si apprezza il vento sul volto, si ode il fruscio delle foglie

tra 12 e 19 Brezza tesa Brezza tesa

tra 20 e 28 Vento moderato

Il vento solleva polvere e fogli di carta

tra 29 e 38 Vento teso Gli arbusti ondeggiano

tra 39 e 49 Vento fresco

I rami più grossi si agitano, gli arbusti ondeggiano

tra 50 e 61 Vento forte Gli alberi si agitano, la marcia controvento è difficoltosa

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esempio

Le superficie totale di finestre in un edificio zootecnico ammonta a 50 m2. Calcolare in condizioni di bava di vento (5 km/h) quanto è la ventilazione oraria.

Q = 450 * 50 * 5 = 112500 m3/h

19Disegni Prof. Franco Sangiorgi

20Disegni Prof. Franco Sangiorgi

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Disegni

Prof. Franco Sangiorgi

22Disegni Prof. Franco Sangiorgi

23Disegni Prof. Franco Sangiorgi

24Disegni Prof. Franco Sangiorgi

25Disegni Prof. Franco Sangiorgi

26Disegni Prof. Franco Sangiorgi

27Disegni Prof. Franco Sangiorgi

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Effetto camino

• ka=costante che dipende dal rapporto tra le aree di ingresso e uscita (400 in condizioni medie)

• Ai=superficie di entrata (m2)

• h= differenza di altezza tra entrata e uscita (m) t=differenza tra la temperatura interna ed esterna

(ovviamente se te > ti non si ha effetto camino in uscita, ma si ha in entrata)

)/(m 3 hthAKQ ia

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esercizio

Nel medesimo edificio zootecnico di cui all’esercizio precedente, con una differenza di altezza tra colmo e bordo superiore delle finestre pari a 2 m, si calcoli la ventilazione per effetto camino con Δt 12,5 °C

Q = 400 * 50 * √(2 * 12,5) = 400 * 50 * 5 == 100000 m3/h

30Disegni Prof. Franco Sangiorgi

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Effetto combinato

22cvt QQQ

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Approfondimento sui valori di kv e ka

ventilazione naturale

0

500

1000

1500

Rapporto aree ingresso/uscita

valo

re d

el c

oef

fici

ente

K

ka

kv

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Ventilazione artificiale• Il ricambio si ottiene per effetto di ventilatori

appositamente predisposti. Il vantaggio consiste nella possibilità di regolare, in modo abbastanza preciso ed automatico, le portate di ricambio indipendentemente dalle condizioni climatiche esterne.

• E’ possibile quindi attuare la ventilazione in relazione alle esigenze specifiche degli animali ospitati nel ricovero.

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• Per contro, a fronte di questo vantaggio si ha un consumo di energia elettrica; la convenienza ad adottare questo sistema deve risultare quindi dalla riduzione di mano d'opera e dalla maggior produttività degli animali.

• La ventilazione dinamica è inoltre praticamente insostituibile nelle porcilaie su pavimento fessurato ove le fermentazioni, che si sviluppano nelle deiezioni stoccate a lungo, producono gas nocivi che, se non allontanati direttamente dalle fosse potrebbero facilmente raggiungere livelli intollerabili in ambiente

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• Il ricambio dell'aria può essere ottenuto sia in pressione (o pressione positiva od immissione), sia in depressione (o estrazione o pressione negativa) a seconda che l'aria di rinnovo sia immessa direttamente da un ventilatore o entri, dalle aperture predisposte, perché richiamata in ambiente dalla depressione creata da un ventilatore estrattore.

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Sistema in depressioneE’ la soluzione indubbiamente più diffusa nei ricoveri zootecnici. Consiste, nel predisporre dei ventilatori estrattori, e nelle posizioni opportune, le aperture di ingresso dell'aria. Dalla disposizione di queste ultime, e dalla velocità d'ingresso dell'aria, dipende la corretta distribuzione in ambiente; per questo è necessario che tali aperture siano regolabili per adattarle alle necessarie variazioni di portata nel ricovero. Con tale sistema non è possibile effettuare il riciclo dell'aria ambiente ed è più difficile il trattamento. Per contro l'impianto è particolarmente semplice ed affidabile.

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Figura depressione

38Disegni Prof. Franco Sangiorgi

39Disegni Prof. Franco Sangiorgi

40Disegni Prof. Franco Sangiorgi

41Disegni Prof. Franco Sangiorgi

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Sistema in pressione

• Normalmente il ventilatore immissore viene collegato ad una canalizzazione, rigida o flessibile, che provvede alla distribuzione uniforme dell'aria in tutto il ricovero.

• Con questo sistema è possibile avere ambienti omogenei anche con valori di ricambio molto bassi; il che si può tradurre in pratica, in sensibili economie di energia.

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• Questo sistema, inoltre, concentrando in pochi punti (in alcuni casi addirittura in uno solo) l'ingresso, rende facile ogni eventuale trattamento dell'aria come la filtrazione, la disinfezione, il riscaldamento o raffreddamento. A fronte di questi aspetti positivi si ha una maggior complessità di impianto e quindi la necessità di una esecuzione, e successiva gestione, più accurata.

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Figura pressione

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• Entrambi i sistemi possono essere validamente utilizzati per il controllo degli ambienti zootecnici; la scelta deve essere fatta caso per caso in considerazione delle specifiche condizioni ed esigenze di allevamento non ultima la preparazione professionale dei personale.

• La variazione della portata è affidata a una centralina con sonda sensibile alla temperatura. Nella centralina è inoltre possibile fissare la velocità minima dei ventilatore in modo da assicurare in ogni caso la ventilazione minima insopprimibile.

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Sistemi mistiSi prevede l'impiego della ventilazione dinamica nel periodo invernale, mentre, nelle mezze stagioni e nel periodo estivo, le maggiori esigenze di ricambio si ottengono con la ventilazione naturale. In questo modo si possono ridurre notevolmente le potenze dei ventilatori; negli altri periodi climatici la ventilazione dinamica assume funzione di soccorso e di allontanamento dei gas pesanti.