Kostengünstige Alternative zum herkömmlichen EWT

Größe: px

Ab Seite anzeigen:

Download "Kostengünstige Alternative zum herkömmlichen EWT"

Heinz Friedrich
vor 6 Jahren
Abrufe

1 Eidgenössisches Volkswirtschaftsdepartement EVD Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon ART Kostengünstige Alternative zum herkömmlichen EWT Ludo Van Caenegem ALB Fachtagung , Hohenheim Inhalt Rippenrohr-Erdwärmetauscher (EWT) Heiz- und Kühlleistung Bemessung/Investitionen/Wirtschaftlichkeit Alternative Erdwärmenutzung im Hohlraum unter dem Stall Bauliche Aspekte Klimamessungen Stall 1 Klimamessungen Stall 2 Heiz- und Kühlleistung Vergleich Hohlraumlüftung Rippenrohr-EWT Bemessung des Hohlraums Schlussfolgerungen 2

Energiebedarf reduzieren Stalltemperatur absenken Wärmedämmung verbessern Energieverbrauch reduzieren Lüftungsrate anpassen Zulufttemperatur erhöhen Regelung nach CO 2 - Konzentration Wärmerück

2 Energiebedarf reduzieren Stalltemperatur absenken Wärmedämmung verbessern Energieverbrauch reduzieren Lüftungsrate anpassen Zulufttemperatur erhöhen Regelung nach CO 2 - Konzentration Wärmerück -gewinnung Erdwärme nutzen 3 Nutzung von Erdwärme: klassischer Rippenrohr-Erdwärmetauscher Dank dem Rippenrohr-Erdwärmetauscher (EWT) kann in Abferkelställen auf Heizung und Kühlung verzichtet werden. EWT erfordern jedoch hohe Investitionen 4

3 EWT: Heiz- und Kühlleistung mm, L=39 m, v max = 3.5 m/s kwh Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Leistung kw Heizleistung Kühlleistung 67 kwh 5 EWT: Bemessung und Investitionen Wirkungsgrad im Sommer: 5 % ln(1 η) x = 4 Abferkelbuchten Kennzahlen β Rohrdurchmesser Anzahl Rohre m Rohrlänge m Gesante Rohrlänge m Rohrabstand a/a m Zuluft/Sammelkanal Länge m Aushub m Aushub + zudecken Rohre Fr/m Zuluft und SammelKanal Fr/m Rippenrohr Fr./m Investitionen Fr. Aushub + zudecken Rohre Fr Zuluft und SammelKanal Fr RippenrohreRohre Fr Investitionen total Fr Investitionen Fr./Abferkelbucht Investitionen./Abferkelbucht

4 EWT: Wirtschaftlichkeit Heizenergie / énergie pour le chauffage 3 25 Zuluft direkt/air d'amenée direct Zuluft über EWT/air d'amenée par ECS Energie kwh/jahr, Vormast/préengraiss. 6 E/U. Abferkelställe/box mise bas 4 E/U. Beispiel Abferkelstall Energieeinsparung: 3 kwh/jahr, Abferkelbucht Kosteneinsparung: 3kWh x.1 /kwh = 3./Jahr, Abferkelbucht Mögliche Investitionen: (1 (1 +.4).4 25 ) 3 47 / Abferkelb. Abschreibung: 25 Jahre Zins : 4.% 7 Alternative zum EWT Zuluft aus dem Hohlraum unter dem Stall Fragen: Bauliche Voraussetzungen Heiz- und Kühlleistung Investitionen im Vergleich zum EWT Dimensionierung (Berechnungsmethode) 8

5 Bauliche Aspekte (1) Isolierte Bodenplatte Wände + Dach Sandwichpaneele Tragstruktur Stahl 9 Bauliche Aspekte (2) 1

6 Bauliche Aspekte (3) 11 Stallklimamessungen 2x8 Abferkelbuchten März-Oktober 5 2x1 Abferkelbuchten Juli 5 Juni 6

7 Klimamessungen Stall 1: März-Okt Temperatur Stall Zuluft B4 Aussen Zuluft B15 Zuluft B1 Temperatur Aussen Zuluft B1 Zuluft B Stall Zuluft B Winter: dt max =.3 C Sommer: dt max = -11 C 13 Klimamessungen Stall 2: Juli 5 - Juni 6 Temperatur C Stall Zuluft B Zuluft B17 Aussen Temperatur C Aussen Stall Zuluft B4 Zuluft B Winter: dt max =.8 C Sommer: dt max = 1.5 C

8 Heiz- und Kühlleistung (Stall 2) 3 Wärme-/Kühlleistung kw kwh kwh Jul 5 Aug 5 Sep 5 Okt 5 Nov 5 Dez 5 Jan 6 Feb 6 Mrz 6 Apr 6 Mai 6 Jun 6 15 Hohlraumlüftung EWT Winter 3: 42 mm L= 39 m Temperatur C Stall Zuluft Aussen Temperatur C Stall Zuluft EWT Aussen

Hohlraumlüftung EWT Sommer 3: 42 mm L= 39 m Temperatur C 34 32 3 28 26 24 25.7.

8. 15.8. Stall Zuluft Aussen.8. 17.8..8. 19.8..8. 21.8. 17 Investitionen Zuluft < Hohlraum Zuluft < EWT Investitionen Fr.

9 Hohlraumlüftung EWT Sommer 3: 42 mm L= 39 m Temperatur C Aussen Stall Zuluft Temperatur C Stall Zuluft Aussen Investitionen Zuluft < Hohlraum Zuluft < EWT Investitionen Fr. ( Abferkelbuchten) Investitionen./Abferkelbucht

Bemessung des Hohlraums Eine Zuluftabbkühlung von 6 C erfordert eine Wärmetauschfläche von etwa 25 m 2 pro Lüftungsrate von 1 m 3 /h Stalltyp Verfügbare Fläche Verfügbare Fläche m 2 /kwh m 2 /1 m 3

10 Bemessung des Hohlraums Eine Zuluftabbkühlung von 6 C erfordert eine Wärmetauschfläche von etwa 25 m 2 pro Lüftungsrate von 1 m 3 /h Stalltyp Verfügbare Fläche Verfügbare Fläche m 2 /kwh m 2 /1 m 3 /h Abferkelstall Krieger. 26. Ferkelaufzucht bis 25 kg 8.4. Mastschweine 1 kg Galtsauen 25 kg Berechnung der Wärmeleistung Zulufttemperatur C m2/1 m3/h m2/1 m3/h m2/1 m3/h m2/1 m3/h Kanallänge m dx dt x dql, x [ P α ( t t )] dx dϑ dt l, x = x l, x w, x dql, x = m dϑ c l l

11 Empfehlungen für die Praxis Grundfläche (m 2 ) 1/4 maximale Lüftungsrate (m 3 /h) für eine Abkühlung der Zuluft um max. 6 C Luftgeschwindigkeit im Hohlraum: Winter: <.15 m/s Sommer: <.6 m/s Wenn möglich Luft ansaugen von der Südseite im Winter, von der Nordseite im Sommer Seitenwände des Hohlraums frostfrei gründen 21 Schlussfolgerungen Leistung: Die Anwärmung der Zuluft im Hohlraum unter dem Stall ist im Winter mit der im Rippenrohr-Erdwärmetauscher vergleichbar. Die Abkühlung der Zuluft im Hohlraum ist im Sommer deutlich geringer als im Rippenrohr-Erdwärmetauscher. Investitionen: Die Investitionen für die Luftführung unter dem Stall sind bei Systembau weniger als die Hälfte im Vergleich zum Rippenrohr-EWT. Berechnungsgrundlagen: Der Wärmefluss unter dem Stall lässt sich modellieren. Das Berechnungsmodell hat sich als Planungsinstrument für die Dimensionierung von Zuluftkanälen unter dem Stall bewährt.

12 Besten Dank für Ihre Aufmerksamkeit Fragen? 23

Ähnliche Dokumente

Energieverbrauch und Einsparpotenzial im Sauenstall

Energieeinsparung im Sauenstall ab 10 Uhr: Energieverbrauch und Einsparpotenzial im Sauenstall Bernhard Feller, Landwirtschaftskammer NRW Mit korrekter Einstellung der Regelgeräte die Luftraten dem Bedarf