Пластикові та паперові випарні касети охолоджують не однаково. До такого висновку дійшли фахівці після всебічного дослідження, під час якого порівнювали роботи двох систем у різних умовах навколишнього середовища.
Під час використання пластикових випарних касет може погіршуватися охолодження, а значить, є потреба встановити додаткові розпилювальні форсунки для підвищення ефективності охолодження. Проте в деяких випадках пластикові касети є більш правильною інвестицією, ніж паперові.
За останні 30 років конструкція касет випарного охолодження для пташників практично не змінилася. Однак деякі незначні зміни було здійснено, а саме: змінено кут нахилу гофрів (гофри з кутом нахилу 45° і 15° ефективніші, в порівнянні з гофрами з кутом нахилу 30° і 30°), змінено товщину касети (15 см замість 10 см), але загалом традиційні паперові касети виглядають і охолоджують так само, як і десятки років тому.
Останнім часом зріс інтерес до зовсім нового типу касет випарного охолодження, які зроблено з пластику. Пластикові касети мають довший термін використання, легше піддаються санітарній обробці й стійкіші до впливу води поганої якості, ніж паперові касети. Завдяки цьому ідея використання пластикових випарних касет досить приваблива. Втім, важливо розуміти, що переважне використання традиційних паперових касет випарного охолодження має вагомі підстави.
Дизайн і конструкція
Дизайн і конструкція сучасних паперових касет випарного охолодження є результатом серйозних розробок. Розмір комірок касети повинен бути розрахований так, щоб забезпечити максимальне охолодження повітря, що поступає, але при цьому звести до мінімуму опір повітряному потоку для збільшення ККД тунельних вентиляторів. Важливо чітко дотримуватися балансу. Чим менший розмір комірки, тим краще охолоджується повітря, але при цьому підвищується опір повітряному потоку і ймовірність того, що касета засмітиться тванню або мінеральними відкладеннями.
Гофри треба розташовувати під таким кутом, щоб під час проходження потоку води комірки касети та їх поверхня були якомога чистішими. Це дає змогу максимально збільшити швидкість потоку повітря, створеного тунельними вентиляторами. Практика свідчить, що ідеальний кут нахилу гофрів 45° і 15°.
Найскладнішим завданням під час виробництва якісних паперових випарних касет є виготовлення самого паперу. Папір для випарних касет просочують полімерним складом і висушують у печі для підвищення жорсткості, після чого він стає міцним та довговічним, але водночас залишається досить м’яким і пористим. Завдяки цьому, вода легко просочується через всю площу касети, внаслідок капілярного ефекту.
Капілярний ефект є ключовим чинником, коли йдеться про максимальну ефективність охолодження за допомогою випарних касет.
Передусім це зводить до мінімуму ймовірність утворення непродуктивних сухих ділянок. А завдяки капілярному поглинанню папером касета здатна утримувати досить велику кількість води. Наприклад, стандартна секція паперової касети випарного охолодження заввишки 1,52 м і завширшки 30 см здатна утримувати 2,27 л води.
Це означає, що після відключення циркуляційного насоса касетної системи випарного охолодження паперова касета буде продовжувати охолоджувати повітря з тією ж ефективністю протягом 10–15 хв і далі до 30 хв з поступовим зниженням ефективності.
Схожа конструкція різні результати під час охолодження
Пластикові касети виготовляють подібно до конструкції паперових касет, проте між ними є істотні відмінності. Одна з найважливіших відмінностей полягає в тому, що конструкція пластикових касет складається з вигнутих або U-образних осередків, що йдуть один за одним. В осередках є невеликі отвори, які полегшують проходження потоку води через касету, але саме це і є головною проблемою пластикових касет випарного охолодження.
Якщо розглядати традиційні паперові касети, то ми бачимо, що завдяки капілярному поглинанню папером, не обов’язково подавати воду безпосередньо на кожен квадратний сантиметр касети. Один потік води, що проходить через касету, зволожує її на кілька сантиметрів далі навколо струменя води. Пластикові касети не мають такої властивості. Щоб забезпечити зволоження касети по всій її площі, фронт подання води, що проходить через касетну систему, повинен бути значно більшим, ніж зазвичай потрібно для повного і ретельного зволоження паперових касет.
Оцінка ефективності паперових і пластикових касет
Для наочної оцінки ефективності використання пластикових і паперових касет було проведено дослідження, в рамках якого в декількох пташниках за кордоном, а також у свинарниках на території США було встановлено системи випарного охолодження з пластиковими касетами. Оскільки характеристики повітряного потоку і статичного тиску однакові як для пластикових, так і для паперових касет, то вимоги щодо розміщення в пташнику пластикових касетних систем є такими ж, як і в пташнику з традиційною системою випарного охолодження — паперовими касетами. Проте, з огляду на те, що пластикові касети вимагають більшого фронту подання води, було вжито заходів для забезпечення додаткового розподілу води по всій площі пластикової касети.
Як показав результат експерименту, пластикова касета менш ефективно охолоджувала повітря, що надходило, як порівняти з паперовими касетами (рисунок). На різницю в ефективності охолодження впливала температура зовнішнього повітря. Вранці або в денний час, коли температура повітря є в межах 27–32 °C, паперові касети, як правило, охолоджують на один-два градуси краще (наприклад, на 14,4 °C), ніж системи випарного охолодження з пластиковими касетами (на 13,3 °C). Мірою підвищення температури зовнішнього повітря і зниження відносної вологості різниця в охолоджувальному ефекті між двома системами зростає. Протягом одного, особливо спекотного, тижня, коли температура зовнішнього повітря досягала 37,8 °C, температура в приміщеннях із пластиковими випарними касетами була приблизно на три градуси вище, ніж у приміщеннях із паперовими касетами (тобто температура була знижена всього на 7,2 °C за використання пластикових касет, як порівняти з 10 °C за використання паперових).
Враховуємо ефект підвищення вологості
Важливо розуміти, що зниження температури за випарного охолодження має недолік, який полягає в тому, що охолодження відбувається внаслідок підвищення вологості повітря в приміщенні.
За зниження температури повітря на 1 °C під час випарного охолодження відносна вологість повітря в тваринницькому приміщенні підвищується приблизно на 3%. Попри знижену температуру повітря, підвищення відносної вологості перешкоджає віддачі тепла тваринами, шляхом випаровування вологи через дихання. Таким чином, незважаючи на зниження температури повітря в приміщенні за допомогою випарного охолодження, підвищена вологість несприятливо впливає на здатність птиці або свиней до природної терморегуляції.
Під час використання пластикових касет температура в приміщенні падає не так низько, як за використання паперових касет, але цей ефект компенсується нижчою відносною вологістю, що полегшує тваринам тепловіддачу через випаровування вологи з диханням. Таким чином, незважаючи на низьку ефективність конвективного охолодження приміщень, тварини втрачають тепло через випаровування вологи з роботою органів дихання, внаслідок більш низької відносної вологості. Питання полягає в тому, який метод випарного охолодження сприятливіший для тварин у вашій кліматичній зоні. Під час вибору охолодження на користь пластикових або паперових касет слід враховувати, наскільки спекотне у вас літо і наскільки висока вологість у вашій місцевості.
Зниження поглинання тепла, що виділяє птиця
У птахівництві головне завдання будь-якої системи випарного охолодження полягає в тому, щоб утримувати температуру повітря, що поступає на рівні, не вище 29 °C під час спеки, особливо якщо в пташнику утримується птиця, що досягла ринкового віку. За температури повітря понад 29 °C ефект прохолоди, який виробляється від руху повітря по пташнику, починає знижуватися до критичного рівня. Якщо температура повітря в пташнику підіймається вище 32,2 °C, кількість охолодженого рухом повітря знижується настільки, що виникає ймовірність виникнення падежу дорослої птиці. У нашому експерименті за надзвичайної спеки обидві системи випарного охолодження загалом успішно підтримували температуру повітря, що поступає, на рівні нижче 29 °C. Проте система з паперовими касетами продемонструвала зниження температури повітря до 26,7 °C.
Проблема утримання птиці в приміщеннях з пластиковою касетною системою випарного охолодження полягала в тому, що, незважаючи на підтримку температури повітря, яка поступає, нижче 29 °C, температура всередині приміщення пташника була в межах 29 °C–32,2 °C у найспекотніші години дня. Через підвищену температуру повітря, що переміщується приміщенням, забирає менше тепла від птиці.
Це підтверджується тим, що під час роботи всіх вентиляторів протягом найспекотнішого часу дня різниця температур між тією стороною пташника, де встановлені випарні касети, і торцевою стороною з тунельними вентиляторами знижується до показника менше як 1,66 °C. За рівної кількості робочих вентиляторів у пташниках із паперовими випарними касетами така різниця температур становить близько 2,78 °C.
Оскільки ми розглядали повністю закритий пташник, насамперед саме тепло, вироблене птицею, є причиною підвищення температури повітря, що рухається від касет до вентиляторів. Таким чином, за інших рівних умов (конструкція пташника, кількість робочих вентиляторів, герметичність пташника тощо) менший перепад температур найчастіше свідчить про те, що повітря, яке пройшло через пластикові касети, мірою руху через пташник гірше забирає тепло, що виробляють птахи. Менша відносна вологість у пташнику з пластиковими касетами сприятиме тепловіддачі у птиці через дихання. Але чи буде це достатньо компенсувати скорочення втрат тепла через тепліше повітря, що переміщується пташником?
Втрати води під час зволоження
Ще один недолік пластикових касетних систем полягає у великих втратах води. Через велику витрату води, яка треба для забезпечення постійного ретельного зволоження пластикових касет, під час встановлення системи подання води важливо враховувати здатність циркуляції великого обсягу води, необхідного для достатнього зволоження пластикових випарних касет. Втрати води можна скоротити шляхом зменшення споживання, але це, ймовірно, призведе до зниження ефективності охолодження.
Крім того, треба брати до уваги, що пластикові касети важать набагато більше, ніж традиційні паперові касети (вага касети розміром 1 . 1,52 м у сухому стані становить 16,7 кг для пластику і 4,3 кг для паперу). Таким чином, пластикові касети рекомендується встановлювати тільки в стіни або в системи, які здатні утримувати додаткову вагу.
Накопичення пилу й забруднень
Так само, як і за використання паперових касет, мірою накопичення бруду і пилу в пластикових комірках, охолоджувальний ефект, як правило, зростає. Це пояснюється тим, що забруднення сприятимуть посиленню капілярного ефекту касети.
Важливо пам’ятати, що забруднення, які накопичилися на касетах, перешкоджають проходженню повітряного потоку крізь касету і через приміщення. У зв’язку з цим рекомендується не допускати накопичення пилу, мінеральних органічних відкладень на касетах як пластикових, так і паперових. При цьому слід врахувати, що пластикові касети набагато стійкіші до миття під високим тиском і до засобів для очищення відкладень, і відповідно, строк їх експлуатації довший, ніж паперових касет.
Правильний вибір
Як показує практика, пластикові касети випарного охолодження мають свої переваги завдяки більшій стійкості до чищення і довшому строку експлуатації. Обмірковуючи вибір між пластиковими або паперовими касетами, потрібно враховувати такі недоліки пластикових касет, як нижча ефективність охолодження і вища початкова вартість системи, з огляду на довговічність системи з пластиковими касетами. Часто власники схильні віддавати перевагу традиційним паперовим касетам, втім, пластикові касети теж мають певну популярність на ринку. Наприклад, якщо ферму забезпечено водою з дуже високим умістом мінеральних солей, щоб уникнути засмічення випарних касет, треба проводити додаткове оброблення води, для зниження її мінералізації. У разі, якщо така фільтрація неможлива, варто розглядати варіант використання пластикових касет замість паперових. Однак використання пластикових касет не скасовує потреби в їх регулярному чищенні очисними препаратами чи засобами для видалення мінеральних відкладень.
За матеріалами, які надали фахівці-птахівники й наукові співробітники університету штату Джорджія Майкл Зарік та Брайан Фейрчайлд
журнал «Наше Птахівництво», липень 2020 року
Усі авторські права на інформацію, розміщену у журналі “Наше Птахівництво” та інтернет-сторінці журналу за адресою https://agrotimes.ua/ належать виключно видавничому дому «АГП Медіа» та авторам публікацій згідно із Законом України «Про авторське право та суміжні права».
Використання інформації дозволяється тільки після отримання письмової згоди від видавничого дому «АГП Медіа».
Наше Птахівництво
