Prof. Massimo Lazzari
IMPIANTI E STRUTTURE
Corso di Laurea
PAAS
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IL CONTROLLO DELLA
TEMPERATURA ESTIVA
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Ventilazione estiva
Vest = qa / (cs* t)
• qa= calore prodotto dagli animali (W)
• cs=calore specifico dell’aria (0,35 Wh/m3
*°C)
• t = differenza di temperatura tra interno e
esterno
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• I valori dipendono, oltre che dal calore
sensibile, dal t ammesso; questo
valore si fissa normalmente attorno a 240C 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
5
6
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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10
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
12
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
(50g/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
Q  kv  Ai  v
3
( m / h)
• kv = efficienza delle aperture (di solito si
usa 450)
• Ai = superficie di ingresso (m2)
• v = velocità del vento (km/h)
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V (km/h)
inferiore a 1
tra 1 e 5
tra 6 e 11
tra 12 e 19
tra 20 e 28
tra 29 e 38
tra 39 e 49
tra 50 e 61
Calma di
vento
Bava di
vento
Brezza
leggera
Brezza tesa
Il fumo sale verticale
Vento
moderato
Vento teso
Vento
fresco
Vento forte
Il vento solleva polvere e fogli di carta
La direzione del vento è indicata
dall'inclinazione del fumo
Si apprezza il vento sul volto, si ode il
fruscio delle foglie
Brezza tesa
Gli arbusti ondeggiano
I rami più grossi si agitano, gli
arbusti ondeggiano
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
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Disegni Prof. Franco Sangiorgi
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Disegni Prof. Franco Sangiorgi
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Disegni
Prof. Franco Sangiorgi
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Disegni Prof. Franco Sangiorgi
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Disegni Prof. Franco Sangiorgi
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Disegni Prof. Franco Sangiorgi
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Disegni Prof. Franco Sangiorgi
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Disegni Prof. Franco Sangiorgi
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Disegni Prof. Franco Sangiorgi
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Effetto camino
Q  Ka  Ai h  t
3
(m / h)
• 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)
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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
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Disegni Prof. Franco Sangiorgi
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Effetto combinato
Qt  Q  Q
2
v
2
c
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Approfondimento sui valori di kv e ka
1500
kv
1000
ka
500
5
4,
5
4
3,
5
3
2,
5
2
1,
5
1
0,
5
0
0
valore del coefficiente
K
ventilazione naturale
Rapporto aree ingresso/uscita
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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 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.
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Figura depressione
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Disegni Prof. Franco Sangiorgi
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Disegni Prof. Franco Sangiorgi
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Disegni Prof. Franco Sangiorgi
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Disegni 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.
43
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 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.
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