Ex Student Archive




Home About Browse Advanced Search


Carlsson, Maria (2005) Design proposal for milk centre with mechanical cooling for dairy cattle in tropical climate. Other thesis, SLU.

Full text available as:
[img]
Preview
PDF
Exjobb-16.pdf

Download (1MB) | Preview

Abstract

SUMMARY The increase of milk consumption in south East Asia requires an increase in milk production. Cows suffering from heat stress are a big problem for milk producers in these hot and humid countries. The consequences of heat stress for cows are declines in food consumption which leads to declines in milk production and fertility. If the cows shall be able to produce more milk, they or their surrounding environment must be cooled in some way. The objective of this thesis was to find out the total cooling demand in a milk centre with 160 cows, 40 cows in a double 20 parlour and a holding area fitting 120 cows. Also a proposal for mechanical cooling of the milk centre should be created. The thesis is a theoretical study where a calculation model has been made to be able to identify and quantify the different contributions of supplied heat to the milk centre. The calculations have been made representing the worst case and from that the refrigerate requirement has been established. After having the refrigerate requirement the refrigerate plant that will cool the milk centre have been dimensioned. Climate conditions were taken from Kuala Lumpur, Malaysia, which is a low land area near the ocean. This area has been chosen to get the worst climate for milk production. The calculations were made with an outdoor temperature and relative humidity at 32 °C and 60 %, respectively. The indoor climate was set to 24 °C and 80 %, which gives a THI of 73. U-value in walls and roof was 0.5 W/m2K and the floor had a value of 0.3 W/m2K. The refrigerate requirement in the milk centre was calculated to 271 kW. Almost 80 % was caused by production of heat and moisture by the cows. Heat and moisture that was brought inside the milk centre with the ventilated air caused 16 % of the refrigerate requirement. The heat gained from solar radiation caused 4 % of the refrigerate requirement and only 1 % was caused by transmission through walls and floor. The calculations made with the calculation model showed that the number of cows in the milk centre makes a big difference to the refrigerate requirement. It also indicated that the material on the outer surface of the roof should be shiny and bright so the radiation from the sun is reflected. Furthermore, it showed the importance of controlling the ventilation rate to a minimum. In this thesis the used technique for cooling the air in the milk centre was compressor cooling. The total power consumption was calculated to 66.2 kW. With the energy price in October 2004 in Malaysia the energy cost for cooling the milk centre during the warmest month of the year should be USD 2627 (18 389 SEK). If this energy cost is divided on the number of kilo milk that is produced in the milk center in that month the cost will end up at USD 0.003 (0.021 SEK) per kilo milk. The investment cost for the total cooling system will be in the quantity of USD 300 000 (2 100 000 SEK). Because the cows will only be cooled for two hours a day in the milk centre it is hard to say if the milk production will increase and make an investment in mechanical cooling feasible. SAMMANFATTNING Mjölkkonsumtionen i Sydostasien ökar vilket leder till ett behov av ökad mjölkproduktion. Ett stort problem för mjölkproducenterna i dessa länder är det varma och fuktiga klimatet som gör att korna lider av värmestress. Värmestress hos kor leder till ett minskat foderintag och således till en minskad mjölkproduktion och en lägre fertilitet. Om kornas mjölkproduktion skall kunna öka, så måste korna och deras omgivning kylas på något sätt. Syftet med examensarbetet var att fastställa det totala kylbehovet i ett mjölkningsstall med totalt 160 kor, 40 kor i en 2x20 mjölkgrop och en samlingsfålla med 120 kor. Även ett förslag med mekanisk kylning av mjölkningsstallet skulle utarbetas. Examensarbetet är en teoretisk studie där en beräkningsmodell har framtagits för att kunna identifiera och kvantifiera orsakerna till kylbehovet i mjölkningsstallet. För att dimensionera kylanläggningen har beräkningarna gjorts utifrån de högsta värmebelastningarna som kan uppträda. De väderdata som har använts härrör från Kuala Lumpur, Malaysia, som ligger i ett låglandsområde nära havet. Detta område valdes för att få det värsta klimatet för mjölkproduktion. Beräkningarna gjordes med ett dimensionerande uteklimat av 32°C och en relativ fuktighet på 80 %. Det valda klimatet inne i mjölkningsstallet var 24°C och 80 % relativ fuktighet, vilket ger ett THI på 73. Det totala kylbehovet i mjölkningsstallet beräknades till 271 kW. Utav detta stod kornas produktion av värme och fukt för cirka 80 %. Den värme och fukt som införs i mjölkningsstallet med ventilationen stod tillsammans för 16 %. Värme från solstrålning utgjorde 4 % av kylbehovet och 1 % berodde på transmission genom väggar och golv. De beräkningar som gjordes med beräkningsmodellen visade att antalet kor i mjölkningsstallet har stor inverkan på kylbehovet. Beräkningarna visade även att materialet hos den yttre takytan skall vara ljust och blankt så att solstrålarna kan reflekteras. En annan viktig faktor för kylbehovet visade sig vara att ha en kontrollerad minimiventilation så att minsta möjliga luftutbyte sker i mjölkningsstallet. I detta examensarbete har kompressorkylning använts som teknik för att kyla luften i mjölkningsstallet. Den dimensionerande effekten beräknades till 66,2 kW. Med energipriset i oktober 2004 i Malaysia blev den beräknade driftskostnaden för att kyla mjölkningsstallet under den varmaste månaden av året 18 389 SEK (USD 2627). Om denna månadskostnad delas upp på antalet kilo mjölk som produceras i mjölkningsstallet under samma månad så blir kylkostnaden per kilo mjölk 0,021 SEK (USD 0,003). Investeringskostnaden för den kompletta kylanläggningen är i storleksordningen 2 100 000 SEK (USD 300 000). Om inkomsten ökar till följd av att kornas produktion av mjölk ökar tack vare att de kyls två timmar om dagen i mjölkningsstallet är svårt att säga.

Item Type: Thesis (Other)
Keywords: dairy production, heat stress, mechanical cooling, tropical climate, milk, cattle
Subject (faculty): Faculty of Veterinary Medicine and Animal Science > Dept. of Agricultural Biosystems and Technology
Divisions: SLU > Faculty of Landscape Planning, Horticulture and Agricultural Science
Depositing User: Jenny Ericsson
Date Deposited: 14 Nov 2007
Last Modified: 18 Aug 2015 09:56
URI: http://ex-epsilon.slu.se/id/eprint/2026

Actions (login required)

View Item View Item

Downloads

Downloads per year since May 2015

View more statistics