خنک کننده های هدایتی

با استفاده از خنک کننده های هدایتی، گرما از طریق تماس مستقیم گاو (درحالت خوابیده) و سطح خنک منتقل می شود. (بستر، تشک آب ،یا هر مبدل حرارتی آب سرد زیر بستر). تحقیقات اندکی درباره ارزیابی اثربخشی  خنک کننده های هدایتی بر روی گاوهای شیری انجام شده است چرا که   تنها گاو با ۲۰% از سطح بدن خود حرارت را انتقال می دهد.

بستر

در دامداری های شیری تجاری، موادسازنده بستر براساس امکان اقتصادی، راحتی گاو، تمیزی، و سلامت پستان انتخاب می شود. برخی تولیدکننده ها  موادی را برای  بستر مورد توجه قرار می دهند که آسایش حرارتی را فراهم می کند. کامینز [۱]پیشنهاد می کند که مواد سازنده بستر در دامداری شیری می بایست بخشی از استراتژی کاهش حرارت باشد؛ دمای  سنگ آهک(۲۵.۹درجه سانتی گراد)، شن (۲۶.۹ درجه سانتی گراد) در  مقایسه با تراشه ی چوب (۲۸.۶درجه سانتی گراد) در فاصله ی  ۲۵ میلی متر از سطح بستر گزارش شده است. مطالعات اخیر آزمایشگاهی و محاسباتی نشان داده که بستر شن جریان گرمایی بالاتری نسبت به  کاه و تشک هایی که با گرانول های پلاستیکی پرشده است، برای گاو ایجاد می کند. در یک مطالعه استفاده از مبدل های حرارتی [۲] درعمق  ۲۵ سانتی متری زیر بستر با جنس شن یا کود خشک شده ، برای خنک کردن گاوها ارزیابی شد. بستر شنی نسبت به بستر کود در تمام محیط ها (ترمونوترال ، گرم و خشک، گرم و مرطوب) و در تمام مراحل خنک کردن(در هنگام استفاده ازآب یا در زمانی که از آب استفاده نمی شود) سردتر باقی می ماند..

مبدل های حرارتی آب سرد

خنک کننده هدایتی با مبدل های حرارتی آب سرد [۳]، دارای مزیت استفاده از آب بازیافتی به عنوان مایع در سیستم بسته است و به انرژی کمتری نسبت به واحد های خنک کننده تبخیری نیازمند است.این سیستم ها همچنین ممکن است بهداشت حیوان را بهبود بخشد ورطوبت را در جایگاه نسبت به سیستم های خنک کننده تبخیری کاهش دهد.

اولین کار برای استفاده از این سیستم ها که از یک تشک که با آب پر شده است ( آب داخل محفظه ای بین دولایه لاستیک تقویت شده با پارچه مصنوعی برای افزایش ثبات)  یک کار تجربی  بود. در این مطالعه، پیش بینی شده بود که  گاو ها زمانی که بر روی تشک آب استراحت می کنند (آب با ۱۰ درجه سانتی گراد) می توانند ۲۰ الی ۲۵ درصد از حرارت متابولیسم خود را از طریق هدایت کاهش دهند(حدود ۱۶۰۰W). روژانو [۴] و همکاران بر اساس محاسبه ی دینامیک سیالات (CFD) ، نشان دادند که  یک مبدل حرارتی که در زیر بستر قرار گرفته است تا ۲۰%  به اثر خنک کنندگی در شرایط هوای سرد (۱۸درجه سانتی گراد) کمک می کند. در حالی که در شرایط هوای گرم (۳۸درجه سانتی گراد) این میزان به حدود ۹۰% می رسد.  مونداکا[۵] و همکاران، یک مدل دو بعدی از انتقال گرما را ایجاد کردند، که نشان می دهد بخشی از گرما که توسط هدایت، منتقل می شود(۲۰%)، زمانی که هوا خشک و پوست گاو کاملا مرطوب باشد، در هر درجه حرارتی تقریبا ثابت باقی می ماند.لازم به ذکر است که در این دو مطالعه ی اخیر، آزمایشی بر روی حیوان زنده (گاو) انجام نگرفته و بنابراین مدل ها تایید شده نیست. پرانو [۶] و همکاران مطالعه تجربی گسترده ای انجام دادند، تا حیوانات را در معرض شرایط گرم و مرطوب قرار دهند (THI of 79-81 units) دراین مطالعه  تنها نیمی از گاوها با تشک آب خنک شدند (۴.۵ یا ۱۰ درجه سانتی گراد). زمانی که گاو ها با آب ۴.۵ درجه سانتی گراد خنک می شوند، درجه حرارت رکتال ، تعداد تنفس، مصرف ماده خشک و شیر به ترتیب تا یک درجه سانتی گراد، ۱۸ تنفس در دقیقه، ۳.۱ کیلوگرم در روز و ۲.۵کیلوگرم در روز نسبت به گاوهای کنترل  بهبود یافته است. زمانی که گاوها با آب ۴.۵درجه سانتی گراد خنک شوند درجه حرارت رکتال ۰.۳ درجه سانتی گراد پایین تر از زمانی است که دمای آب  ۱۰ درجه سانتی گراد است، اما در مورد سایر متغیرها اختلاف معنی داری بین دمای ۴.۵ درجه و  دمای ۱۰ درجه مشاهده نشد. ارتیز[۷] و همکاران اثر استفاده از مبدل های حرارتی (آب با دمای ۷ درجه سانتی گراد) که ۲۵ سانتی متر زیر بستر شن یا کود خشک شده دفن شده را ارزیابی کردند. اختلاف قابل ملاحظه ای در تعداد تنفس بین گاو های خنک شده و خنک نشده گزارش نشده ، اما دمای مرکزی بدن به ترتیب به میزان ۰.۱۳درجه و ۰.۱۴ درجه سانتی گراد؛ (هنگامی که شن و کود خشک شده در بستر استفاده شده است) کاهش می یابد.

[۱] Cummins

[۲] heat exchangers

[۳] Conductive cooling with water-cooled heat exchangers

[۴] Rojano

[۵] Mondaca

[۶] Perano

[۷] Ortiz

منبع:

Fournel, S., V. Ouellet and E. Charbonneau (2017). “Practices for Alleviating Heat Stress of Dairy Cows in Humid Continental Climates: A Literature Review.” Animals (Basel) 7(5).