Energibevidst projektering i landbruget - LandbrugsInfo

landbrugsinfo.dk

Energibevidst projektering i landbruget - LandbrugsInfo

Energibevidst projekteringi landbrugetVentilationsanlæg til stalde1


Formålet med ventilering af stalde er at sikre et passendeklima for dyrene og det personale, som til dagligt arbejderi stalden. Ventilationen skal fjerne varme og vanddampfra stalden samt støv og gødningsgasser. Varmenafgives dels ved transmission gennem bygningsdelene ogdels ved udskiftning af luften. Vanddamp fjernes ogsåved ventilation.Ventilering af slagtesvinestalde forbruger meget elektricitetog er sammen med opvarmning af smågrisestaldenlangt den største energisluger i svineproduktionen. Forbrugeti svinestalde er vurderet til 200 GWh årligt (el ogvarme), hvoraf ca. 2/3 af forbruget er til ventilation alene.Set fra et energimæssigt synspunkt vil naturlig ventilationaltid være at foretrække. I en lang række staldtyper, fortrinsvisti svine- og fjerkræstalde er det i reglen nødvendigtat installere mekanisk ventilation. Det er derfor vigtigtat vælge et anlæg med en høj energi-effektivitet.Der kan opnås væsentlige besparelser på elforbruget vedat anvende energieffektive ventilatorer. På www.spareventilator.dkkan man se en meget omfattende liste overspareventila-torer. I energisparekataloget på www.energisparekatalog.dkkan man se en positivliste over energieffektiveventilationsenheder, der kan bruges i landbruget.Elektroniske styringer kan styre kipåbningen så præcist,at luftskiftet i stalden kan holdes konstant, uafhængig afvindretning og -styrke.SvinestaldeNaturlig ventilation kan også anvendes i dybstrøelsesstaldetil drægtige søer og større slagtesvin. I stalde tilfaresøer og i toklimastalde til smågrise skal der af hensyntil dyrenes trivsel i reglen installeres mekanisk ventilation.Man kan lade følgende grove kriterium være afgørendefor valget mellem naturlig og mekanisk ventilation:• Hvis temperaturen i stalden aldrig skal være over 20grader er naturlig ventilation tilstrækkeligt.• Hvis temperaturen skal være over 20 grader vælgesmekanisk ventilation.Mekanisk ventilation kræver kontinuerlig tilførsel afenergi og kan opdeles i tre hovedtyper:• Undertryksventilation.• Ligetryksventilation.• Overtryksventilation.Undertryks- og overtryksanlæg er kendetegnet ved kunat indeholde enten udsugningsenheder eller indblæsningsenheder.Sammenlignet med ligetryksanlæg er energiforbrugetkun ca. 50 %.De største og mest rentable energibesparelser opnås vedtidligt i et projektforløb at kortlægge og analysere de basalekrav og behov, ventilationsanlægget skal kunne opfylde.Projekteringsforløb – overordnet set• Vælg ventilationstype på baggrund af personlige ønskerog erfaringer.• Vælg luftmængdeniveauer.• Opstil krav og ønskeliste til enkeltkomponenterne,(inklusive regulering).• Indhent oplysninger om anlægspris fordelt på arbejderog udstyr struktureret i komponentgrupper.• Indhent oplysninger om det årligt energiforbrug fordeltpå el og varme.Grundlæggende behov/principKvægstaldeI kvægstalde kan man med fordel anvende såkaldt naturligventilation. Ventilationen foregår gennem åbninger ivæg og kip. Højdeforskellen mellem luftindtag og luftafkaster sammen med dyrenes varmeproduktion bestemmendefor opdriften og dermed for luftskiftet i stalden.Overtryksanlæg laves i dag i mindre omfang af hensyn tilbeskyttelse af bygningskonstruktionen.Ligetryksanlægget indeholder såvel et indblæsnings- somet udsugningsanlæg og kan eventuelt forbindes via etvarmegenvindingsaggregat for minimering af varmeudgiften.Valg af luftmængdeniveauerVentilationsbehovet i en given stald varierer i løbet afdøgnet og henover året. Ventilationsanlægget skal derforkunne reguleres og arbejde tilfredsstillende inden for toklimatiske yderpunkter - vinterdrift og sommerdrift.VinterdriftOm vinteren skal stalden tilføres varme, hvorfor ventilationenskal begrænses. Man skal derfor kende ventilationsbehovetom vinteren og vælge et anlæg, der kan reguleresned til den ønskede minimumsventilation. Hervedkan der spares på udgifterne til opvarmning.2


Luftskiftet skal være så stort, at luftkvaliteten er tilfredsstillende.CO 2-koncentrationen i staldluften må ikke overskride3.500 ppm.SommerdriftOm sommeren er kravet til luftskiftet stort. På sommerdage,hvor udetemperaturen er over 20 grader, skal derbruges store luftmængder for at holde staldtemperaturenpå et acceptabelt niveau. Den ønskede temperatur kanikke altid overholdes. Maksimumsventilationen bestemmesud fra, hvor høj en overtemperatur der kan accepteres.Normalt accepteres 4-5 grader.Ventilationsanlæggets opbygningMekaniske ventilationsanlæg til stalde kan funktioneltinddeles i:• Luftindtag.• Luftafkast.• Regulering.LuftindtagLuftindtaget sker typisk gennem vægventiler og/ellerloftsventiler. Man skal ved luftindtag gennem ventilervære opmærksom på at luftens impuls (hastighed, kastelængdemed videre) skal kunne opretholdes under demeget varierende driftsforhold, som sommer- og vinterdriftgiver.Ved undertryksanlæg med diffust luftindtag bliver luftentaget ind gennem hele eller dele af loftsfladen gennemmineralulden.Diffust luftindtag giver få trækproblemer, og temperaturforskellenei stalden vil være små. På grund af den løbendetilstopning af mineraluldsmåtterne i loftet bør et anlægmed diffust luftindtag dimensioneres til en luftydelse,der er ca. 5 % højere end ved et anlæg med ventiler.To forhold har stor indflydelse på ventilationsanlæggetsenergiforbrug:• Tryktab.• Luftindtagets regulerbarhed.TryktabOptimalt undertrykt i stalden er ca. 20 Pa. Større undertrykgiver et stærk forøget energiforbrug, hvorfor rengøringeller udskiftning af luftindtagsdelene kan blive nødvendig.Luftindtagets regulerbarhedVægventilens åbning skal nemt kunne justeres. Det erundertrykkets størrelse og vægventilernes udformning,der er afgørende for indblæsningshastigheden og energiforbruget.UdsugningsenhederneSom det ses af figur 1 på side 4, er udformningen af luftafkastetvigtigt for anlæggets elforbrug.BeregningseksempelUdsugningsenhederne i et ventilationsanlæg skal pr. timeyde ca. 11.000 m 3 om vinteren og ca. 22.000 m 3 omsommeren. Opgaven kan løses på flere måder:1. Fire stk. af modellen helt til venstre i figur 1:1.1 To af enhederne er i drift i 8.760 timer og1.2 To er i drift i 6.000 timer.2. To stk. af modellen helt til højre i figur 1:2.1 En enhed er i drift i 8.760 timer og2.2 En enhed er i drift i 7.091 timer.Med en elpris på ca. 0,60 kr. pr. kWh vil der efter fem årsdrift være ca. 16.500 kr. i difference på eludgiften mellemde to typer af udsugnings-enheder.Den store forskel skyldes, som figuren illustrerer, en markantanderledes udformning af kanalstykket monteret efterventilatoren.ReguleringsmekanikFor at kunne opretholde et stabilt klima i stalden er detnødvendigt at kunne regulere ventilationsanlæggets ydelse.De eksisterende reguleringsprincipper kan opdeles i:1. On/off regulering.2. Trinløs regulering:2.1 Spjældregulering.2.2 Spændingsregulering.2.3 Frekvensregulering.3. Trinvis indkobling.On/off reguleringVed on/off regulering er det en simpel termostat, der indkoblerventilationsanlægget. Reguleringen har kun toindstillingsmuligheder, hvorfor ventilationsgraden ikkekan reguleres.3


Omdrejningstal rpm 821 814 790 805 832Effekt W 390 390 403 401 378Luftydelse m 3 /h 5.870 6.090 8.620 9.410 10.930Luftydelse (%) 68 71 100 109 127Special ydelse m 3 /kWh 15.050 15.620 21.390 23.470 28.920Special ydelse (%) 70 73 100 110 135Figur 1. Indkøbs- og afkastformens betydning for luftmængde og specifik ydelse, (Søren Pedersen, Forskningscenter Bygholm).SpjældreguleringMed et spjæld, der kan drejes eller skydes frem og tilbage,kan man regulere lysningen i ventilationsenheden.Spjældindstillingen kan reguleres manuelt eller mekaniskvia et snoretræk og en reguleringsmotor, der styres af entemperaturføler. Ren spjældregulering af indblæsningsogudsugningsenheder er energimæssigt ikke hensigtsmæssigt,Ventilatoren kører hele tiden for fuld kraft, hvadenten spjældet er helt åbent eller helt lukket. Spjældreguleringkombineres derfor oftest med regulering afventilatoren.SpændingsreguleringVed at nedregulere ventilatormotorens spænding framærkespændingen (230 V eller 380 V) aftager motorensmoment, hvorved ventilatorvingernes omdrejningshastighedfalder. Fuldt nedreguleret er ydelsen ca. 30 % afmaksimum ydelse. Spændingsregulerede ventilatorer erikke trykstabile i den nedre del af reguleringsområdet, ogstærke vindpåvirkninger kan skabe en injektorvirkning,hvorved der trækkes luft ud gennem udsugningsenheden.FrekvensreguleringFrekvensregulering sikrer, at motoren bevarer sit drejningsmoment,selv om hastigheden reguleres næsten nedtil nul. Ventilatoren kan således køre meget stabilt selvved lave hastigheder og stærke vindpåvirkninger. Energimæssigter frekvensregulering at foretrække frem forspændingsregulering, til gengæld er frekvensreguleringforholdsvis dyr i anskaffelse.Trinvis indkoblingNår der sidder flere indblæsnings-/udsugningsenheder isamme staldsektion, installeres der i reglen kun trinløs reguleringpå en af ventilatorerne. Ydelsen på denne ventilatorkan reguleres fra maksimum ydelse til nærved ingenydelse. De øvrige ventilatorer kan ikke reguleres, menindkobles successivt i takt med at ventilationsbehovetøges.FølereSpændings- og frekvensreguleringer er i reglen koblet tilen elektronisk styring, der responderer på impulser fratemperatur- og/eller luftfugtighedsfølere.VarmegenvindingI rum, hvorfra der bortventileres luft, vil varmeindholdet iluften normalt gå tabt. Hvis der installeres en krydsvarmeveksleri ventilationsanlægget, kan en del af denne varmeopsamles og genanvendes til opvarmning af stald ellerbrugsvand.Yderligere information kan findes på www.energisparekatalog.dkEller ved henvendelse til Dansk Landbrugsrådgivning, Landscentret, Byggeri og Teknik, Udkærsvej 15, Skejby, 8200 Århus N, telefon 8740 5000.Forfattere: Ingeniør Hans Andersen, Teknologisk Institut og konsulent Jørgen Pedersen, Dansk Landbrugsrådgivning, Landscentret, Byggeri og Teknik. Pjecener udarbejdet med støtte fra Energistyrelsen og ELFOR Dansk Eldistribution.4

More magazines by this user
Similar magazines