農業用換気扇 家禽の場合は 1 分あたり 1 回の全容積変化、豚の場合は 1 分あたり 0.5 回、温室作物の場合は 1 時間あたり 4 ～ 8 回の空気交換の最小空気交換率を実現する必要があります。ファンのサイズは、推測ではなく、建物の体積、動物の熱負荷、目標温度差によって決定されます。間違ったサイズを選択すると、20 ～ 40% のエネルギーの無駄が発生し、熱ストレスや湿気の蓄積によって測定可能な生産損失が発生します。
ファンのサイジングは 3 段階の公式に従います。建物の体積を計算し、家畜または作物の種類に応じて 1 時間あたりに必要な空気の変化を決定し、静圧とダクト損失の補正係数を適用します。サイズ不足は農場で最もよくある間違いです。
夏の条件で 1 時間あたり 60 回の空気交換を必要とする 1,000 m3 のブロイラー ハウスの場合、必要な最小ファン容量は 60,000 m3/h です。実際には、時間の経過によるファン曲線の劣化とピーク需要のスパイクをカバーするために 20% の安全マージンを追加します。
長さ x 幅 x 平均室内高。傾斜屋根の場合は、平均として 0.75 x 棟の高さを使用します。同じ空域を共有する場合は、付属の取り扱いエリアを含めます。 40 m x 12 m x 3 m のブロイラー ハウス = 1,440 m3。
ブロイラーは夏に60 ACHを必要とします。産卵鶏: 40 ～ 50 ACH。スラット上の豚: 30 ～ 40 ACH。乳牛: 20 ～ 30 ACH。温室: 冬は 4 ～ 8 ACH、夏は 30 ～ 60 ACH の冷房。これらの数値は、ASHRAE および CIGR 設計基準に基づいています。
静圧が 25 Pa ごとに、ファン出力が約 10 ～ 15% 減少します。稼働長が 60 m で標準吸気面積を備えたトンネル換気の建物は、通常 25 ～ 50 Pa で動作します。ラベル上の自由空気容量定格だけでなく、動作静圧でのファン性能曲線を常に確認してください。
| 建物の種類 | 夏のACH目標 | 冬のACHターゲット | 代表的な静圧 |
|---|---|---|---|
| ブロイラーハウス（トンネル） | 60～80 | 4～6 | 25～50Pa |
| レイヤーヘンハウス | 40～50 | 3～5 | 20～40Pa |
| 豚仕上げ | 30～40 | 2～4 | 15～35Pa |
| 乳製品フリーストール納屋 | 20～30 | 6～10 | 10～20Pa |
| 商業用温室 | 30～60 | 4～8 | 10～25Pa |
エアフローの要件は温度だけではなく、湿度、アンモニア、二酸化炭素、病原体負荷も制御します。それぞれの種と生産段階には、ファンのステージング戦略を決定する明確な最小値と最大値があります。
夏のピーク時の体重 2.5 kg のブロイラーには 11.25 m3/h が必要です。 50,000 羽の鳥の群れには 562,500 m3/h の風力が必要で、通常はトンネル モードで動作する直径 36 インチのファン 20 ～ 24 台で満たされます。
100 kg の仕上げ豚には、夏のピーク時に 300 m3/h が必要です。豚一頭当たりの換気量が 50 m3/h を下回ると、アンモニアが 20 ppm を超える可能性があり、これは呼吸器疾患や飼料転換率の 8 ～ 12% の低下に関連する閾値です。
摂氏 24 度 (THI 72) を超える熱ストレスでは、乳牛 1 頭あたり 1 日当たりの乳生産量が 1 ～ 2 kg 減少します。供給レーンに沿って 9 ～ 12 m ごとに配置された大容量循環ファンは、蒸発冷却をサポートするのに十分な、牛の高さで 1.5 ～ 2.5 m/s の空気速度を維持します。
トマトとキュウリの作物では、灰色カビ病の感染を防ぐために、草丈で最低 0.3 m/s の対気速度が必要です。夏には、周囲温度から摂氏 10 度の温度低下を維持するために、蒸発冷却システムは床面積 m2 あたり 150 ～ 200 m3/h を要求します。
定格ファン性能と実際のフィールド性能との間のギャップの 80% は、5 つの変数によって説明されます。それらを理解することで、サイズ超過のエラーやエネルギーの無駄を防ぐことができます。
すべての吸気ルーバー、鳥よけスクリーン、蒸発パッド、またはダクトの曲がりによって抵抗が増加します。蒸発パッドが汚れると、静圧がベースラインの 25 Pa から 60 ～ 80 Pa に増加し、ファンの出力が 30 ～ 40% 低下します。ファンのスクリーンに羽毛が詰まると、鶏舎内の空気の流れが 15 ～ 20% 減少します。粉塵の多い環境では、4 ～ 6 週間ごとに清掃をスケジュールしてください。
V ベルト駆動のファンは、ベルトの滑りや位置ずれによりモーター出力の 5 ～ 15% を失います。ダイレクトドライブファンはこれを完全に排除します。年間 6,000 時間稼働する 2.2 kW ファンの場合、ベルト駆動から直接駆動に切り替えると、年間 800 ～ 2,000 kWh を節約できます。古い設備では、500 稼働時間ごとにベルトの張力を確認してください。
空気力学的断面を備えたグラスファイバーまたは強化ポリプロピレンのブレードは、同じ直径の打ち抜き鋼製ブレードよりも、ワット当たり 12 ～ 18% 多くの空気を移動させます。ブレードのピッチ角は製造時に設定されます。 32 度のピッチは、ほとんどの農業ファンにとって最適です。肥料や粉塵が堆積した状態で動作するブレードは、濾過されていない家畜環境では 30 日以内に 8 ～ 12% の効率が低下します。
排気ファンに風が当たると (ネガティブアシスト)、風速 5 ～ 10 m/s で出力が 5 ～ 25% 低下します。ファンは風下側の壁に設置することをお勧めします。円錐形の排気ファンは、排気ジェットを建物の壁から遠ざけ、再循環を減らすことにより、露出した設置場所での平面排気よりも 10 ～ 15% の効率を回復します。
ASHRAE では、ファンブレード掃引面積の 1.25 ～ 1.5 倍に等しい吸気面積を推奨しています。入口のサイズが小さいと、乱流の高速入口流が発生し、有効静圧が増加します。よくある間違いは、450 mm 用に設計された吸気口に 600 mm ファンを取り付けることです。これにより、ファンのサイズが大きくなったにもかかわらず、実際のエアフローの供給が 18 ～ 22% 減少します。
すべての農業環境に最適な単一のファンはありません。正しい選択は、建物の構成、気候帯、収容されている種や作物によって異なります。実際の農場での使用における主なカテゴリの比較は次のとおりです。
トンネル換気式養鶏および養豚舎の標準。直径は 450 mm ～ 1,250 mm、ユニットあたりの容量は 5,000 ～ 60,000 m3/h です。亜鉛メッキまたはグラスファイバーハウジングを備えたダイレクトドライブモデルは、腐食性の納屋環境でも 15 ～ 20 年間持続します。ベスト プラクティス: 単一の特大ファンを実行するのではなく、可変速コントローラーで複数のユニットをステージングします。
直径 3 ～ 7.3 m の大容量低速ファンは、大量の空気を低速 (ブレード先端で 0.5 ～ 0.7 m/s) で移動させます。 1 台の 7.3 m HVLS ファンで 1,400 平方メートルの床面積に空気を循環させることができ、従来の 10 ～ 20 台のファンを置き換えることができます。モーターのサイズは 0.75 kW ～ 3.7 kW であり、カバーエリアに対して非常にエネルギー効率が高くなります。従来のファンと比較した投資回収期間: エネルギーの節約と乳量の向上により 18 ～ 36 か月。
遠心ファンは、長いダクトの走行、地下ピットの換気、バイオマスの乾燥に適した高い静圧 (200 ～ 1,000 Pa) を生成します。開放型畜産棟ではあまり一般的ではありませんが、養豚仕上げ施設のマルチゾーン床下空気分配システムには不可欠です。前方に湾曲したブレードは、高湿度の環境でもより効果的に自己洗浄します。後方に湾曲したブレードまたは放射状ブレードは、ブレードに過負荷をかけることなく粉塵の多い気流を処理します。
軸流排気ファンと吸気側のセルロースまたはグラスファイバー蒸発パッドを組み合わせます。湿ったパッドを通過する空気は、低湿度気候 (相対湿度 60% 未満) では 8 ～ 14 ℃ 低下します。乾球温度が摂氏 35 度を超える地中海、中東、南アジアの気候に効果的です。パッドの交換は 3 ～ 5 年ごとに必要です。水質と pH 管理はパッドの寿命にとって非常に重要です。
| 農場の種類 | 推奨ファン | 主な理由 |
|---|---|---|
| ブロイラートンネルハウス | 軸方向排気（1,070～1,250mm） | 大容量、低静圧、耐腐食性ハウジング |
| 乳製品フリーストール納屋 | HVLS循環ファン | 最大の床面積、低騒音、高いエネルギー効率 |
| 豚仕上げピット | 遠心ダクトファン | ピット内の H2S を含む空気を処理し、高い背圧にも耐えます |
| 温室（暑い気候） | 気化冷却ファン | 冷凍エネルギーコストをかけずに温度を下げる |
| 産卵鶏の充実したケージ | 軸方向排気 (450 ～ 600 mm) | 階層型ケージ列には、単一の大型ユニットではなく分散抽出が必要です |
| 穀物乾燥小屋 | 遠心ラジアル（中圧） | ブレードを詰まらせることなく穀物床の抵抗を克服 |
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