1 IMPIANTI E STRUTTURE Corso di Laurea PAAS Prof. Massimo Lazzari.

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1 1 IMPIANTI E STRUTTURE Corso di Laurea PAAS Prof. Massimo Lazzari

2 2 IL CONTROLLO DELLA TEMPERATURA ESTIVA

3 3 Ventilazione estiva q a = calore prodotto dagli animali (W) c s =calore specifico dell’aria (0,35 Wh/m 3 *°C)  t = differenza di temperatura tra interno e esterno Vest = qa / (c s *  t)

4 4 I valori dipendono, oltre che dal calore sensibile, dal  t ammesso; questo valore si fissa normalmente attorno a 2- 4 0 C 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.

5 5 tab. 6.15

6 6

7 7 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.

8 8 esercizio qa = 100 (W/suini) * 1000 suini = 100 kW Vest = 100000/(0,35 *2) = 142857 m3/h

9 9 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.

10 10 Tab. 6.6

11 11 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

12 12 Tab 6.16

13 13 Polveri

14 14 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/m 3 per 8 ore (50  g/m 3 come qualità ambiente esterno)

15 15 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

16 16 Effetto vento k v = efficienza delle aperture (di solito si usa 450) A i = superficie di ingresso (m 2 ) v = velocità del vento (km/h)

17 17 V (km/h) inferiore a 1Calma di vento Il fumo sale verticale tra 1 e 5Bava di vento La direzione del vento è indicata dall'inclinazione del fumo tra 6 e 11Brezza leggera Si apprezza il vento sul volto, si ode il fruscio delle foglie tra 12 e 19Brezza tesa tra 20 e 28Vento moderato Il vento solleva polvere e fogli di carta tra 29 e 38Vento tesoGli arbusti ondeggiano tra 39 e 49Vento fresco I rami più grossi si agitano, gli arbusti ondeggiano tra 50 e 61Vento forteGli alberi si agitano, la marcia controvento è difficoltosa

18 18 esempio Le superficie totale di finestre in un edificio zootecnico ammonta a 50 m 2. Calcolare in condizioni di bava di vento (5 km/h) quanto è la ventilazione oraria. Q = 450 * 50 * 5 = 112500 m 3 /h

19 19 Disegni Prof. Franco Sangiorgi

20 20 Disegni Prof. Franco Sangiorgi

21 21 Disegni Prof. Franco Sangiorgi

22 22 Disegni Prof. Franco Sangiorgi

23 23 Disegni Prof. Franco Sangiorgi

24 24 Disegni Prof. Franco Sangiorgi

25 25 Disegni Prof. Franco Sangiorgi

26 26 Disegni Prof. Franco Sangiorgi

27 27 Disegni Prof. Franco Sangiorgi

28 28 Effetto camino k a =costante che dipende dal rapporto tra le aree di ingresso e uscita (400 in condizioni medie) A i =superficie di entrata (m 2 ) 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)

29 29 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 m 3 /h

30 30 Disegni Prof. Franco Sangiorgi

31 31 Effetto combinato

32 32 Approfondimento sui valori di kv e ka

33 33 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.

34 34 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

35 35 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.

36 36 Sistema in depressione E’ 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.

37 37 Figura depressione

38 38 Disegni Prof. Franco Sangiorgi

39 39 Disegni Prof. Franco Sangiorgi

40 40 Disegni Prof. Franco Sangiorgi

41 41 Disegni Prof. Franco Sangiorgi

42 42 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.

43 43 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.

44 44 Figura pressione

45 45 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.

46 46 Sistemi misti Si 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.