Determination of Heating and Cooling Energy Requirement in a Broiler House Using Degree Day Method: Kahramanmaraş Province Case, Türkiye

Yıl 2024, Cilt: 11 Sayı: 3, 338 - 344, 09.12.2024

Ali Çaylı

https://doi.org/10.19159/tutad.1550876

Öz

The aim of this study is to determine the heating and cooling energy requirements of broiler chicken houses in the climatic conditions of Kahramanmaraş province and to contribute to the development of energy management strategies based on environmental factors. In the study, the heating and cooling needs of broiler chickens at different developmental stages were calculated using the degree-day (DD) method, which is widely used to estimate energy requirements in buildings and facilities. The research was conducted between May 1, 2019, and April 30, 2020, at the research cluster of Kahramanmaraş Sütçü İmam University, Animal Production Application and Research Center. The planning of the production cycles began on May 1 and was carried out in six periods, each lasting 60 days. These periods were structured as 42 days of production followed by 18 days of interruption for disinfection and cleaning. In the study, heating degree-day (HDD) and cooling degree-day (CDD) values were determined using the DD calculation method, and energy requirements were calculated in kilowatt-hours (kWh) based on these values. During the production periods, equilibrium temperatures ranging from 30 °C to 20 °C were used, taking into account the temperature requirements of the chickens. The findings revealed significant differences in the annual heating and cooling energy requirements. In the study, the HDD value was 1676.8 and CDD value was 504.2. The total energy requirement for heating was calculated as 4433.8 kWh, and the energy required for cooling was calculated as 44,691.3 kWh. Additionally, the study’s findings indicate that the energy required for cooling is much higher than that for heating, particularly during the hot summer months. The study also suggests that relying solely on HDD and CDD values for energy requirement calculations may be misleading and that structural heat losses and the heat production of the animals should also be taken into account to calculate energy requirements accurately.

Anahtar Kelimeler

Broiler, Poultry houses, Degree-day, Heating, Cooling

Etlik Piliç Kümesinde Derece Gün Yöntemine Göre Isıtma ve Soğutma Enerji Gereksiniminin Belirlenmesi: Kahramanmaraş İli Örneği, Türkiye

Öz

Bu çalışmanın amacı, Kahramanmaraş ili iklim koşullarında etlik piliç kümeslerinin ısıtma ve soğutma enerji gereksinimlerini belirlemek ve çevresel faktörlere dayalı enerji yönetimi stratejileri geliştirilmesine katkı sağlamaktır. Çalışmada, etlik piliçlerin gelişim dönemlerine göre ısıtma ve soğutma ihtiyaçları, bina ve tesislerde enerji gereksinimini tahmin etmede yaygın olarak kullanılan derece-gün (DG) yöntemi kullanılarak hesaplanmıştır. Araştırma, Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi, Hayvansal Üretim Uygulama ve Araştırma Merkezi araştırma kümesinde 1 Mayıs 2019 ile 30 Nisan 2020 tarihleri arasında yürütülmüştür. Üretim döngülerinin planlaması 1 Mayıs'ta başlamış ve her biri 60 gün süren 6 periyot halinde gerçekleştirilmiştir. Bu periyotlar, 42 gün üretim ve 18 gün dezenfeksiyon ile temizlik için üretime ara verme şeklinde planlanmıştır. Araştırmada, DG hesaplama yöntemine göre ısıtma derece-gün (IDG) ve soğutma derece-gün (SDG) değerleri belirlenmiş ve bu verilere dayalı olarak enerji gereksinimleri kilovat-saat (kWh) cinsinden hesaplanmıştır. Üretim dönemlerinde hayvanların sıcaklık istekleri dikkate alınarak 30 °C’den 20 °C’ye kadar değişen denge sıcaklıkları kullanılmıştır. Bulgular, yıllık ısıtma ve soğutma enerji gereksinimlerinin önemli ölçüde farklılık gösterdiğini ortaya koymuştur. Çalışmada, IDG değeri 1676.8, SDG değeri ise 504.2 olarak bulunmuştur. Isıtma için toplam enerji gereksinimi 4433.8 kWh, soğutma için gereken enerji ise 44,691.3 kWh olarak hesaplanmıştır. Ayrıca, çalışmanın bulguları, özellikle sıcak geçen yaz aylarında soğutma için gereken enerjinin, ısıtmaya göre çok daha fazla olduğunu göstermektedir. Çalışma, etlik piliç kümesleri için yapılacak enerji gereksinimi hesaplamalarında, yalnızca IDG ve SDG değerlerine dayalı planlamaların yanıltıcı olabileceğini ve enerji gereksinimlerinin doğru bir şekilde hesaplanabilmesi için yapısal ısı kayıpları ile hayvanların ısı üretimlerinin de göz önünde bulundurulması gerektiğini ortaya koymaktadır.

Anahtar Kelimeler

Etlik piliç, Kümesler, Derece-gün, Isıtma, Soğutma

Kaynakça

• Anonim, 2024. Resmi İklim İstatistikleri. Meteoroloji Genel Müdürlüğü, Ankara, (https://www.mgm.gov. tr/veridegerlendirme/il-ve-ilceler-istatistik.aspx?k= A&m=KAHRAMANMARAS), (Erişim Tarihi: 01.09.2024).
• Atilgan, A., Yucel, A., Oz, H., 2012. Determination of heating and cooling day data for broiler housing: Isparta case. Journal of Food, Agriculture & Environment, 10(3&4): 353-356.
• Atilgan, A., Yucel, A., Saltuk, B., 2018. Determination of heating and cooling degree-day values and heating and cooling-days in broiler husbandry: Central Anatolian case. Proceedings 17th International Scientific Conference "Engineering for Rural Development", 23-25 May, Jelgava, Latvia, s. 199-204.
• Boyacı, S., 2018. Etlik piliç kümeslerinde, ısıtma ve soğutma derece gün değerlerinin derece gün yöntemiyle belirlenmesi: Kırşehir ili örneği. Nevşehir Bilim ve Teknoloji Dergisi, 7(1): 75-82.
• Büyükalaca, O., Bulut, H., Yılmaz, T., 2001. Analysis of variable-base heating and cooling degree-days for Turkey. Applied Energy, 69(4): 269-283.
• Büyüktaş, K., Atılgan, A., Tezcan, A., 2016. Tarımsal Üretim Yapıları (1. Baskı). Süleyman Demirel Üniversitesi, Ziraat Fakültesi Yayın No: 101, Isparta.
• Christenson, M., Manz, H., Gyalistras, D., 2006. Climate warming impact on degree-days and building energy demand in Switzerland. Energy Conversion and Management, 47(6): 671-686.
• Costantino, A., Fabrizio, E., Biglia, A., Cornale, P., Battaglini, L., 2016. Energy use for climate control of animal houses: The state of the art in Europe. Energy Procedia, 101: 184-191.
• Çaylı, A., 2021. Kümeslerin su gereksiniminin yağmur suyu hasadından karşılanması üzerine bir araştırma: Kahramanmaraş örneği. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Tarım ve Doğa Dergisi, 24(5): 1048-1058.
• Çaylı, A., Akyüz, A., Üstün, S., Yeter, B., 2021. Efficiency of two different types of evaporative cooling systems in broiler houses in Eastern Mediterranean climate conditions. Thermal Science and Engineering Progress, 22(1): 100844.
• Dohms, J.E., Metz, A., 1991. Stress mechanisms of immunosuppression. Veterinary Immunology and Immunopathology, 30(1): 89-109.
• Guimarães, E.B., Vasconcelos, A.C., Martins, N.R.S., Oliveira, R.F.M., Moro, L., Nunes, J.E. S., Santos, F.G.A., 2003. Porcentagem de parênquima e índice apoptótico da bolsa cloacal em frangos de corte em. Arquivos Brasileiros de Medicina, 55(2): 178-186.
• Küçüktopçu, E., Cemek, B., Banda, P., 2017. Determination of poultry house indoor heating and cooling days using degree-day method. Agronomy Research, 15(3): 760-766.
• Lin, H., Jiao, H.C., Buyse, J., Decuypere, E., 2006. Strategies for preventing heat stress in poultry. World's Poultry Science Journal, 62(1): 71-86.
• Lindley, J.A., Whitaker, J.H., 1996. Agricultural Buildings and Structures (Revised Edition). American Society of Agricultural, St. Joseph.
• Mutaf, S., 2012. Mühendislik Yaklaşımı ile Hayvan Barınaklarında İklimsel Çevre ve Denetim İlkeleri (1. Baskı). T.C. Gıda Tarım ve Hayvancılık Bakanlığı Eğitim Yayım ve Yayınlar Dairesi Başkanlığı, Tarım Bilimleri Serisi, 2012/1, Ankara.
• Şensoy, S., Sağır, R., Eken, M., Ulupınar, Y., 2007. Türkiye Uzun Yıllar Isıtma ve Soğutma Gün Dereceleri. Devlet Meteoroloji İşleri Genel Müdürlüğü, Ankara.
• Tao, X., Xin, H., 2003. Acute synergistic effects of air temperature, humidity, and velocity on homeostasis of market-size broilers. Transactions of the ASAE, 46(2): 491-497.
• Teeter, R.G., Belay, T., 1996. Broiler management during acute heat stress. Animal Feed Science and Technology, 58(1): 127-142.
• Tong, X., Hong, S.-W., Zhao, L., 2018. Using CFD simulations to develop an upward airflow displacement ventilation system for manure-belt layer houses to improve the indoor environment. Biosystems Engineering, 178(1): 294-308.
• Yahav, S., 2000. Relative humidity at moderate ambient temperatures: its effect on male broiler chickens and turkeys. British Poultry Science, 41(1): 94-100.
• Zhou, Y., Bidarmaghz, A., Narsilio, G., Aye, L., 2017. Heating and cooling loads of a poultry shed in Central Coast, NSW, Australia. World Sustainable Built Environment Conference, 5-7 Jun, Hong Kong, pp. 2127-2132.