Erfassung von Energieverbrauchswerten einer Heu- Entfeuchtertrocknungsanlage mit praxisrelevanten Erntemengen. Diplomarbeit

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1 Erfassung von Energieverbrauchswerten einer Heu- Entfeuchtertrocknungsanlage mit praxisrelevanten Erntemengen Diplomarbeit aus dem Fachgegenstand: Betreuer: Außerschulischer Partner: Landtechnik und Bauen Prof. Dipl.- Ing. Stefan Waldauer Dipl.- Ing. Alfred Pöllinger durchgeführt am: LFZ- Raumberg- Gumpenstein A-8952 Irdning, Raumberg 38 vorgelegt von: Schörkmeier Johannes Oliver Stieg Mai 2014

2 Vorwort Am Beginn der Diplomarbeit wollen wir uns bei all denen bedanken die uns während der Ausführung unserer Diplomarbeit tatkräftig zur Seite standen. Als Erstes sind unsere Familien zu erwähnen. Sie haben uns immer auf unserem Lebensweg unterstützt und uns die Ausbildung an der Höheren Bundeslehr- und Forschungsanstalt für alpenländische Landwirtschaft ermöglicht. Weiters möchten wir uns bei Herrn DI Alfred Pöllinger bedanken, der uns den Inhalt dieses Versuchs näher brachte und uns bei der Ausarbeitung dieser Arbeit unterstützte und natürlich auch bei unserem Betreuer Prof. DI Stefan Waldauer für seine Hilfe und Beratung. Ein weiterer Dank gebührt auch dem Team der Bediensteten in Gumpenstein, die uns bei der praktischen Versuchsdurchführung und der Auswertung sehr geholfen haben. Vielen herzlichen Dank Oliver Stieg Johannes Schörkmeier Stieg, Schörkmeier Seite 2

3 Inhalt 1 Einleitung Landwirtschaft in Österreich Grünland Konservierungsmethoden Grassilage Dürrfutter, Gärheu Material und Methoden Standort der Anlage und der Versuchsflächen Eingesetzte Maschinen bei der Heubereitung Mähen Zetten, Wenden Schwaden Einfuhr Entfeuchtertrocknungsanlage Solarkollektor Heubox Ventilator Luftentfeuchter Wärmepumpe Steuerung Ergebnisse und Diskussion Verbrauchswerte der Trocknungsanlage Stieg, Schörkmeier Seite 3

4 3.2 Energieverbrauch der Anlage Schnitt Schnitt Schnitt Schnitt Energieverbrauch und Energiekosten Zusammenfassung: Abstract: Literaturverzeichnis Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Anhang Stieg, Schörkmeier Seite 4

5 1 Einleitung 1.1 Landwirtschaft in Österreich Österreich ist ein Agrarland. Auch wenn der Anteil des primären Sektors am BIP im Vergleich zur Nachkriegszeit abgenommen hat (STATISTIK-AUSTRIA, 2013), ist die Landwirtschaft aus dem ländlichen Raum nicht wegzudenken. Die österreichische Land- und Forstwirtschaft ist nicht nur Rückgrat eines lebenswerten ländlichen Raumes, sondern spiegelt auch die kulturelle Tradition unseres Landes wider. Geprägt durch vorwiegend kleinräumige Strukturen, wertvolle Natur- und Kulturlandschaften mit einer reichen Pflanzen- und Tierwelt, sowie beinahe unerschöpflichen Wasserressourcen, kommt ihr eine bedeutende und unverzichtbare Rolle innerhalb der österreichischen Gesamtwirtschaft zu. Abbildung 1: Produktionswert der Landwirtschaft 2009 Stieg, Schörkmeier Seite 5

6 Abb. 1 zeigt den Produktionswert der landwirtschaftlichen Erzeugnisse. Die regional unterschiedlichen Produktionsschwerpunkte zeugen von teils sehr verschiedenen klimatischen und geografischen Bedingungen. Auch der Klimawandel stellt eine Bedrohung dar und wird Anpassungen wegen Trockenheit, Temperatur und Extremereignissen erfordern (BMLFUW, 2012). Die vielen Familienbetriebe im Land, die seit Generationen die Versorgung der Bevölkerung mit besten Nahrungsmitteln sicherstellen, sind Bewahrer der Tradition und Innovationsbringer zugleich. Vom Tiroler Bergbauern, der sein Heu, wie schon Generationen vor ihm, mit dem Rechen in Handarbeit von den Steilflächen holt, bis zum Ackerbauern in Niederösterreich, der mittels modernster GPS- Technologie seine Erträge steigert und Kosten verringert (RECKLEBEN, 2008). Entwicklungen des 21. Jahrhunderts, wie der Boom der erneuerbaren Energien, strengere Umweltschutzgesetze und Globalisierung, stellen die Landwirte in Österreich vor Herausforderungen, die, besonders im Hinblick auf leere Staatskassen und damit geringer werdende Ausgleichszahlungen, die Optimierung der Betriebszweige und den Einsatz moderner und effizienter Methoden erfordern. Die folgende Diplomarbeit von uns Schülern des landwirtschaftlichen Lehr- und Forschungszentrums Raumberg-Gumpenstein soll als Hilfestellung und Datengrundlage für Energieverbrauchswerte einer Entfeuchtertrocknungsanlage dienen. Stieg, Schörkmeier Seite 6

7 1.2 Grünland Die Grünlandbewirtschaftung ist schon seit Jahrtausenden, als die frühe Menschheit mit der Haltung von Nutztieren begonnen hat, essentiell für die Ernährung derselben. Das österreichische Grünland erstreckt sich von den Niederungen des Neusiedlersees im flachhügeligen Ostösterreich bis hin zu den niederschlagsreicheren Berggebieten. Ungefähr 2,4 Millionen Hektar landwirtschaftliche Nutzfläche sind in Österreich mit Grünland bewachsen (BUCHGRABER, 2006). Auf diesen Grünlandflächen wachsen jährlich rund 6 bis 7 Millionen Tonnen Trockenbiomasse, die die Nahrungsgrundlage für rund 2,5 Millionen Tiere darstellt. Es gibt rund Grünland- und Viehbauern in Österreich. Sie halten pro ha Grünland rund 0,8 Großvieheinheiten, im Berggebiet sind es oft weniger. Rund 10 % der Grünlandbauern bewirtschaften den Betrieb nach der organisch-biologischen Wirtschaftsweise. Betrachtet man den Anteil der Grünlandbetriebe innerhalb der Bundesländer, so zeigt sich, dass in Salzburg 90 % der landwirtschaftlichen Betriebe Grünlandbetriebe sind, in Vorarlberg sind es 87 %, in Tirol 84 %, in Kärnten 59 %, in der Steiermark 38 %, in Oberösterreich 32 %, in Niederösterreich 18% und im Burgenland 6 %. Absolut betrachtet liegen die meisten Grünlandbetriebe in der Steiermark (rund ) und in Tirol (rund ) (BUCHGRABER, 2006). In Berglagen werden die Dauerwiesen je nach Lage zwei- bis dreimal, gelegentlich in den guten Tallagen (Inntal, Salzachtal, Ennstal, Murtal, Mürztal, usw.) auch viermal gemäht. Im Rheintal, im Flachgau, Innviertel und im Alpenvorland, den Grünlandgebieten Burgenlands, der Süd- und Oststeiermark sowie Südkärntens und Osttirols werden in niederschlagsreichen Jahren auch fünf- bis sechs Schnitte durchgeführt. Das Wirtschaftsgrünland (Kulturweiden und mehrmähdige Wiesen) liefert, obwohl nur 55 % der Futterfläche, rund 75 % des jährlichen Futteraufkommens für die raufutterverzehrenden Tiere in Österreich. Stieg, Schörkmeier Seite 7

8 Der Feldfutterbau mit den Kleegräsern, Wechselwiesen, Luzerne- und Rotkleebeständen wird in den letzten Jahren von den Landwirten wieder forciert. Gemessen am gesamten Ertragsvolumen aus dem Grünland liefert der Feldfutterbau nahezu 15 %. Laut BUCHGRABER (2006) werden rund ha an Ackerfläche mit einer Grünlandbrache besetzt, derenn Biomasse nur in Ausnahmefällen verfüttert werden darf. In der Regel werden diese Flächen einmal jährlich gemulcht. Den Informationen der Abb. 2 zufolge machen die landwirtschaftlich genutztenn Flächen 31 % der Gesamtlandesfläche aus. Davon D wiederrum sind 57 % Grünland (WIRTSCHAFTSMUSEUM, 2011). Diee Gesamtgrünlandfläche von ha in Österreich dientt zu 80 % der Futternutzung. Grünlandflächen, die nicht mehr genutzt werden (z.b. Almen), könntenn langfristigg zu Wald werden. Durch mangelnden finanziellen Reiz und wegen schwerer körperlicherr Arbeit ist extensive Grünlandbewirtschaftung teilweise unattraktiv. Es hängt von der agrar- und sozioökomischen Zielsetzung ab, ob diesee Flächenn als erhaltenswertt betrachtet werden. (BUCHGRABER, 2006) Abbildung Abb 2: Landnutzun ildung 2: ndnutzung g in Österrei inn ich Ö Stieg, Schörkmeier Seite 8

9 1.3 Konservierungsmethoden Es ist hinsichtlich der Nutzungsformen im österreichischen Grünland eine deutliche Veränderung weg von der Trockenfutterbereitung (Heu, Grummet) hin zur Silageerzeugung zu beobachten. Man geht von 6 Mio. Tonnen Futtertrockenmasse (inkl. Silomais) aus, die jährlich in Österreich konserviert werden. Im Jahr 1970 waren es nur 10,3 % der Futtertrockenmasse, die in Form von Grassilage konserviert wurden, 2005 waren es bereits 55,8 %. 25,9 % wurden 2005 in Form von Heu und Grummet und 17,3 % in Form von Silomais konserviert. (RESCH, 2007) Zusammen mit den Kosten der Arbeitserledigung bestimmen das Futter und die Fütterung den wirtschaftlichen Erfolg in der Milchviehhaltung. In der gemeinsamen Betrachtung der Kosten für die Milchkuh und der weiblichen Nachzucht werden fast 17 ct/kg Milch (1.200 /Kuh) für Grundfutter und rd. 8 ct/kg (600 /Kuh) für Kraftfutter aufgewendet. (DORFNER & HOFMANN, 2008) Diese Zahlen machen deutlich, dass durch das Erreichen der folgenden Ziele Verbesserungen möglich sind. Es werden Ziele an Saatgutmischung, Bestandesführung und Futterkonservierung wie folgt definiert: - besonders gute Ausdauer und Narbendichte unter den gegebenen klimatischen Bedingungen - beste Erträge bei hohen Qualitäten und nachhaltiger Bewirtschaftung - hohe Futteraufnahme und Futterakzeptanz - gute Struktur bei hoher Nutzungselastizität - hohe Energiekonzentration - beste Nährstoffzusammensetzung - beste Hygiene im Futter (HIETZ, 2009) Stieg, Schörkmeier Seite 9

10 Trotz der Fokussierung der Grundfutterleistung aus der Sicht der Saatgutqualität wird von HIETZ (2009) die Futterhygiene als eine Anforderung für hohe Grundfutterleistungen angeführt. Neben der Futterhygiene sind aber auch die Punkte Energiekonzentration und Narbendichte Anforderungsbereiche, die auch über die Futtererntetechnik mit beeinflusst werden können. Voraussetzung einer an den Nährstoffansprüchen der Nutztiere orientierten Fütterung sind beste Grundfuttermittel (Heu, Grummet, Gras- und Maissilagen). Entscheidend ist hierbei, dass die Qualität vom stehenden Bestand bis zur Futteraufnahme gewährleistet ist. (SATTLER, 2012) Daraus lässt sich ableiten, dass bei der Futterernte und -konservierung eine wichtige Zielsetzung darin besteht, die Massenverluste (Bröckel-, Rech- und Aufnahmeverluste), die Futterverschmutzung und den Stoffabbau und umbau (Atmungs- und Silierverluste) möglichst gering zu halten. (RAITH & et.al., 2010). Für die Erreichung dieser Zielsetzung bedarf es auf jedem landwirtschaftlichen Betrieb durch den Betriebsleiter einer sorgfältigen Analyse der Möglichkeiten für diesen Bereich. Stieg, Schörkmeier Seite 10

11 1.3.1 Grassilage Von RESCH (2007) werden folgende Ziele und Anforderungen als wichtige Voraussetzung für hochwertige Silagen angegeben: Ziele: Schlagkraft (in möglichst kurzer Zeit das Futter einbringen) Hohe Energiedichte der Konserve Beste Gärfutterqualität Gute Schmackhaftigkeit und hohe Futteraufnahme Aerobe Stabilität des Silofutters nach der Öffnung Hohe tierische Leistung aus dem eigenen Grundfutter Anforderungen: Gutes Management Hohes Fachwissen, Gewissenhaftigkeit und sauberes Arbeiten Qualitätskontrolle und Futterbewertung RESCH (2007) definiert unter anderem die Einhaltung von Höchstwerten beim Gehalt an Rohasche als Voraussetzung für beste Grundfutterqualitäten. Das Futter sollte demnach unter 10 % Rohascheanteil aufweisen. Die unerwünschten Gärschädlinge (Clostridien) kommen nämlich zum Großteil in der Erde vor und sind Hauptverursacher von Fehlgärungen (leicht an der übelriechenden Buttersäure zu erkennen), massiven Verlusten an Verdaulichkeit und Futterenergie, sowie Problembereiter bei der Milchqualität. Die Einstellung der Mähgeräte auf eine Höhe von 5 7 cm und die nicht zu tiefe Einstellung der Futterwerbegeräte gewährleisten nach RESCH (2007) ein sauberes Erntegut ohne erdige Verschmutzungen. Stieg, Schörkmeier Seite 11

12 1.3.2 Dürrfutter, Gärheu Für Grünland- und Viehwirtschaftsbetriebe spielt das Heu oder Grummet bei der wiederkäuergerechten Fütterung ebenfalls eine wichtige Rolle. Vor allem reine Heubetriebe, die Milch für die Hartkäseproduktion liefern, stellen heute die gleichen Qualitätsanforderungen an das Grundfutter wie reine Silagebetriebe. Dabei geht es auf vielen Betrieben nicht um die reine strukturierte Ergänzungsfütterung, damit die Wiederkäuer die Gesamtration entsprechend verdauen können, sondern um einen zusätzlichen, wichtigen Leistungsfaktor, vor allem wenn man an die Milchproduktion denkt. Denn nur mit einem hohen Niveau an energiereichen, strukturierten und hygienisch einwandfreien Grundfutter lassen sich hohe Einzeltierleistungen erzielen. (SATTLER, 2012) Die möglichst verlustfreie und saubere Dürrfutterernte ist damit ein wichtiges allgemeines Ziel bei der Futterkonservierung. Da die Bodentrocknung in vielen Grünlandgebieten Österreichs witterungsbedingt klar im Widerspruch zu den hohen Qualitätsanforderungen steht, hat sich ein breites Angebot zur Unterdachtrocknung von Dürrfutter entwickelt. (SATTLER, 2012) Stieg, Schörkmeier Seite 12

13 Heubelüftungen Das leicht getrocknete Erntegut wird mit Hilfe von technischen Anlagen bis zum gewünschten Restfeuchtegehalt getrocknet. Laut PÖLLINGER (2003) eignen sich Heutrocknungsanlagen nicht so sehr für den eigentlichen Trocknungsvorgang des Futters, sondern sie eignen sich eher nur zum Nachtrocknen des noch nicht ganz lagerfähigen Heus Heubelüftung mit Flachrost und Umwandung Sie werden auch Kasten- bzw. Boxenlüftungen genannt. In der Regel werden sie mit druckstärkeren und druckstabileren Radiallüftern betrieben. Sie gewährleisten einen störungsfreien Trocknungsverlauf, da auch genügend Luft in die obersten Heuschichten geblasen wird. Dieses System ist auch für größere Grundflächen und Höhen bis zu 5 m gut geeignet (GINDL, 2002) Heubelüftung mit Unterdachabsaugung Diese Technik wir auch Solartrocknung, Kollektorbelüftung oder Dachabsaugung genannt (GINDL, 2002). Bei dieser Technik wird die unter der Dachhaut erwärmte Luft abgesaugt und zur Belüftung verwendet. Dies führt zu einer Verbesserung der Leistung. Laut GINDL (2002) bewirkt schon eine Temperaturerhöhung von 5 C und darüber, im Vergleich zu einer Kaltbelüftung, eine Verdoppelung der Trocknungsleistung. Ein Vorteil dieser Anlage ist die Verminderung des Lärms, da der Lüfter abgeschirmt ist. Die Dachflächen sollten eine nach Süden bzw. nach Südwest zeigende Neigung von % aufweisen, damit sie sich optimal erwärmen. Stieg, Schörkmeier Seite 13

14 Rundballen Heubelüftung Dieses System stellt ebenfalls hohe Anforderungen an den Betriebsführer, da die Luftführung im Ballen schwierig ist und hohe Luftwiderstände zu überwinden sind. Laut Gindl (GINDL, 2002) werden die besten Ergebnisse durch Pressen mit einer variablen Presskammer erzielt. Ebenfalls gilt, dass ein am Abend gepresstes Futter weniger transpiriert und fermentiert als ein in der Tageshitze gepresstes Futter. Das Erntegut sollte nicht über 35 % Wassergehalt aufweisen (GINDL, 2002). Der Autor schreibt weiter, dass ein Ballen der 35 % Feuchtigkeit aufweist, eine Trocknungsdauer von etwa Stunden braucht. Die Betriebsdauer wird halbiert, wenn eine Warmbelüftung zum Einsatz kommt. Weitere Einsparungen werden durch ein Wenden der Ballen sowie den Tausch der oberen und unteren Ballensätze erzielt. Nachteile ergeben sich durch die hohen Anschaffungs- und Betriebskosten im Verhältnis zur Durchsatzleistung (GINDL, 2002) Heubelüftung mit einer Luftentfeuchter Wärmepumpe Sie wird auch als Kondensationsbelüftung bezeichnet. Das Prinzip ist jenes einer Wärmepumpe. Die Außenluft wird angesaugt und die Lamellenkühler entziehen der Luft Feuchtigkeit, in Form von kondensierendem Wasser. Anschließend wird die gekühlte und trockene Luft durch einen Wärmeaustauscher, auch Kondensator genannt - geführt und um etwa 3 C über dem Eintrittszustand wieder erwärmt. Die Leistung dieses Systems ist besser als von bisher beschriebenen Verfahren, weil geringer erwärmte Luft zur Verfügung steht, welche dem Erntegut größere Wassermengen in kürzerer Zeit entzieht. Dies hat Vorteile bei ungünstigen und regnerischen Witterungsverhältnissen während der Belüftungszeit. Einen Nachteil stellen jedoch kühle Nächte dar, wobei aber ein Schutzschalter vorgesehen ist. Einen weiteren Nachteil stellen die enormen Anschaffungskosten für die Wärmepumpe und der hohe Anschlusswert an das Stromnetz dar. An den Betriebsführer werden auch hohe Anforderungen gestellt. (SATTLER, 2012) Stieg, Schörkmeier Seite 14

15 2 Material und Methoden 2.1 Standort der Anlage und der Versuchsflächen Die Heutrocknungsanlage befindet sich in der Forschungsanstalt Raumberg- Gumpenstein im steirischen Ennstal auf etwa 700 m Seehöhe. Die dazugehörigen Versuchsflächen beim 1.Schnitt waren die Stainacher Wiese (4,92 ha) und die Präsollwiese (7,64 ha). Beide Flächen befinden sich am Rande der Enns, sind gräserbetonte Mehrschnittwiesen, welche 4-mal im Jahr genutzt werden. Der Bodentyp der Flächen befindet sich im Bereich von mittelschwer schwer, und hat eine relativ gute Ertragslage. Die Versuchsflächen beim 2.Schnitt waren die Felsnerwiese (4,62 ha), die E- Werkwiese (1,21 ha) und wieder ein Teilfläche der Präsollwiese (1,63 ha). Sie sind ebenfalls gräserbetonte Dauerwiesen die 4 - mal im Jahr genutzt werden. Der 3.Schnitt erfolgte wieder auf der Versuchsfläche, Stainacher Wiese (4,83 ha) und der 4.Schnitt auf der Präsollwiese (6,64ha) und der E-Werkwiese (1,21 ha) welche bereits beschrieben wurden. 2.2 Eingesetzte Maschinen bei der Heubereitung Mähen Gemäht wurde mit den Traktoren Steyr Profi 4115 und Fendt 310 mit Front- Heckkombinationen von der Firma Pöttinger. Tabelle 1: Maschinenkennzahlen beim Mähen (Quelle: Wildling 2013) Tätigkeit Traktor Gerätetypen Km/h Motordrehzahl Zapfellendrehzahl Mähen Steyr 4115 F/Novacat 306 AM, H/Novadisc 400, Mähen Fendt 310 F/Novacat 301 AM, H/Novadisc 350, / /540 Stieg, Schörkmeier Seite 15

16 Tabelle 2: Technische Daten der Traktoren Steyr Profi 4115 Motor Max. Leistung (KW/PS) 85/116 Turbo Nenndrehzahl (U/min) 2200 Zylinderanzahl/Hubraum (cm 3 ) 4/4485 Max. Drehmoment (Nm)/bei Drehzahl 520/1400 Kraftstoff Diesel Antrieb Antriebstyp Allrad Getriebe Steyr Power-2, 2-fach Lastschaltbares Wendegetriebe mit 4 Gängen In 3 Ranggruppen Gewichte Eigengewicht 5010 Max. zulässiges Gesamtgewicht 8100 Fendt 310 Motor Nennleistung (kw/ps) 66/90 Max. Leistung (kw/ps) 77/105 Zylinderanzahl/Einspritzverfahren 4/Common Rail Nenndrehzahl 2100 Max. Drehmoment (Nm/Drehzahl) 445/1450 Getriebe Getriebebauart: stufenloses Vario-Getriebe Höchstgeschwindigkeit (km/h) 40 Gewichte Eigengewicht (kg) 4130 Zul. Gesamtgewicht (kg) 8000 Stieg, Schörkmeier Seite 16

17 2.2.2 Zetten, Wenden Das Zetten wurde mit einem Steyr 975 und einem Kreiselzettwender der Marke Lely Lotus 900 mit einer Arbeitsbreite von 9m durchgeführt. Tabelle 3: Technische Daten beim Zetten (Quelle: Wildling 2013) Tätigkeit: Traktor Gerätetypen Km/h Gang Motordrehzahl Zapfellendrehzahl 2. Zetten Steyr 975 Lely Lotus Gruppe Schwaden Geschwadet wurde mit einem Fendt 209 und einem Mittelschwader der Firma Pöttinger. Tabelle 4: Technische Daten beim Schaden (Quelle: Wildling2013) Tätigkeit: Traktor Gerätetypen Km/h Motordrehzahl Zapfellendrehzahl Schwaden Fendt 209 Pöttinger Doppelschwader Einfuhr Das Erntegut wurde mit den Traktoren, welche bei der Mahd eingesetzt wurden eingefahren. Die Ladearbeit wurde mit zwei baugleichen Ladewagen, von der Firma Pöttinger, durchgeführt. Jede Fuhre wurde an der Brückenwaage in Gumpenstein verwogen und die Gewichte protokolliert, danach wurde das Heu mittels Heukran in die Heubox der Entfeuchtertrocknungsanlage eingelagert. Tabelle 5: Technische Daten bei der Einfuhr (Quelle: Wildling 2013) Tätigkeit: Traktor Gerätetypen Km/h Motordrehzahl Zapfellendrehzahl Ernten Steyr 4115 Pöttinger Ladeprofi Ernten Fendt 310 Pöttinger Ladeprofi Stieg, Schörkmeier Seite 17

18 2.3 Entfeuchtertrocknungsanlage verändert nach (PÖLLINGER, 2014) Das Futter für die Entfeuchtertrocknung wurde nach dem Mähen in der Regel zweimal gewendet der Bereich erstreckt sich von zweimal bis viermal Wenden. Danach wurde das Futter geschwadet und eingefahren, bei einem Trockenmassegehalt von rund 75 %, wobei der Trockenmassegehalt sehr stark zwischen 66 % und 87 % schwankte. Die Anlage befindet sich im Mehrzweckversuchsstall am LFZ Raumberg- Gumpenstein. Sie besteht aus einer Luftentfeuchter- Wärmepumpe, einem Lüfter, der nötigen Steuer- und Regelungstechnik, sowie einem Solarkollektor. Der Kollektor befindet sich am gesamten Dach des Mehrzweckversuchsstalls. Das Ziel dieser Anlage ist es, einen möglichst hohen Wirkungsgrad zu erreichen. Dies schafften wir indem wir die Luftentfeuchter- Wärmepumpe mit den Kollektoren kombinierten. Weiters wollen wir damit die variablen Kosten senken. Abbildung 3: Systemskizze Anlage Gumpenstein (Gotthard Wirleitner, Februar 2010) Stieg, Schörkmeier Seite 18

19 2.3.1 Solarkollektor Der Kollektor für die Anlage wurde erst nachträglich in die Dachfläche des Mehrzweckversuchsstalls eingebaut. Das Dach wurde von innen mit Spanplatten ausgekleidet. Auf den Brückenkran wurde eine Arbeitsplattform dafür angebracht. Der Kollektor ist als freiliegender Absorber ausgeführt, somit fungiert das Welleternit des Dachabdeckmaterials als Absorber. Die Wärmeleitfähigkeit und das Absorptionsvermögen sollten möglichst groß ausgeführt sein, um so viel wie möglich Energie an dessen Unterseite zu transportieren. Die Dachflächenneigung beträgt 20 und ist in Richtung Nord/Süd geneigt. Die Kollektorfläche beträgt 410 m 2, mit einer Leistung von 200 W/m 2, ergibt sich daraus eine Gesamtleistung der Dachabsaugung von 71 kw. Tabelle 6: Ausnutzungsgrad der Sonneneinstrahlung in Abhängigkeit von Dachneigung und Südabweichung (FAT Bericht Nr:407) Exposition Dachneigung (Süd) (West) (Nord) Wie in Tabelle 7 zu erkennen ist, lässt sich aus den südseitig liegenden Kollektoren im Gegensatz zu den nordseitigen die beste Wirkung während der Dürrfutterperiode erzielen. Die Größe des Solarkollektors sollte erfahrungsgemäß etwa dem doppelten bis zum dreifachen der Heustockfläche entsprechen, im Falle Stieg, Schörkmeier Seite 19

20 von der Versuchsanlage in Gumpensteinn beträgt Vierfache der Heustockfläche. die Kollektorfläche sogar das Abbildung 4: Dachabsaugung im Heutechnik 2012) Pfettendach mit mittigem Sammelkanal (Wirleitner, Heubox Die Heubox hat eine Grundfläche von 96 m², das Volumen V beträgt dabei 576 m³. Die Maße der Heubox sind 12 m x 8 m x 6 m. Die Box besteht aus Holzwänden. Der Rost befindet sich in einer Höhe von 0,6 m (Unterkante). In die Heubox passt somit ein Volumen von 518,4 m³ ³ an Heu. Der Kanal für das Gebläse befindet sich nordseitig in der Mitte angebracht. Am oberen Rand der Heubox befindet sich noch ein Aufbau mit einerr Höhe von ungefähr 2 m bis unter die Brückenkranschiene, der aus Kompostflies besteht. Diesess Flies wird mittels Stahlrohren aufgezogen. Die Aufgabe der Konstruktion ist es, die austretende Luft bei Umluftbetrieb möglichst in Richtung der Umluftklappe zu lenken. Stieg, Schörkmeier Seite 20

21 Abbildung 5: Gitterrost mit Rundholzstehern, Versuchsanlage am LFZ Raumberg Gumpenstein (Pöllinger) In Abbildung 3 sieht man den Gitterrost aus Baustahl, der von Rundholzstehern gehalten wird. Dadurch wird eine maximale Luftzufuhr auf das eingelagerte Erntegut erreicht. Abbildung 6: Boxenüberhöhung über dem Heustock, Versuchsanlage am LFZ Raumberg Gumpenstein (Pöllinger) Stieg, Schörkmeier Seite 21

22 2.3.3 Ventilator In der Heutrocknungsanlage wurde der Ventilator SR 1000 mit einer Leistung von 22 kw eingebaut, er ist für den nötigen Volumenstrom zuständig. Er ist für diese Anlage mit 96 m² Boxengröße ziemlich groß dimensioniert. Ventilatoren seiner Leistungsklasse können bis zu einer Boxengröße von 220 m² eingesetzt werden. Tabelle 7: Technische Daten Ventilator SR 1000 Ventilator Type SR 1000/22/6/DR 270 Baujahr 2011 Luftfördermenge m³/h Tabelle 8: Antriebsmotor des Ventilators Antriebsmotor Nennleistung Nennstrom V/Hz Nenndrehzahl 22 kw 44,5 A 400 V/50 Hz 980 U/min Stieg, Schörkmeier Seite 22

23 2.3.4 Luftentfeuchter Wärmepumpe Die Luftentfeuchter-Wärmepumpe ist von der Firma Reindl Kältetechnik GmbH und hat eine Größe von 2,00 m x 2,15 m x 1,10 m (L x B x H). Die Luftentfeuchter- Wärmepumpe hat eine Anschlussleistung von 16 kw. Die Fläche, welche von der Trocknungsluft durchströmt wird, beträgt 4 m². Die Lamellenoberfläche beträgt 220 m². Die Luftentfeuchter- Wärmepumpe befindet sich im Hauptstrom. Somit muss der gesamte zu trocknende Luftstrom durch den Entfeuchter laufen. Die Komprimierung des Kältemittels erfolgt durch einen Schraubenverdichter mit integrierter Ölwanne. Der Frequenzumformer steuert automatisch die Drehzahl in Abhängigkeit des Kältemitteldruckes. Dadurch kann sich der Entfeuchter der Luftdurchsatzgeschwindigkeit automatisch anpassen und so können negative Einflüsse des Betriebszustandes eingeschränkt werden. Bei geringen Außentemperaturen kann eine Vereisung des Verdampfers vermieden werden. Abbildung 7: Luftentfeuchter Wärmepumpe SR 60, Versuchsanlage am LFZ Raumberg Gumpenstein (Pöllinger) Stieg, Schörkmeier Seite 23

24 In Abbildung 5 kann man die Luftentfeuchter-Wärmepumpe sehen welche zwischen Verdampfer- und Kondensatorregister sitzt. Die Entfeuchteranlage sollte tägliche Einfuhrflächen von ha ohne Probleme bewerkstelligen können. Das ist aufgrund der großen Dimensionierung möglich. Tabelle 9: Technische Daten der Luftentfeuchter Wärmepumpe von Reindl Kältetechnik GmbH Luftentfeuchter - Wärmepumpe Type SR 60 N M JR Baujahr 2011 Kältemittel R407c Kältemittelmenge 45 kg Spannung 400 V Anschlussleistung 16 W Steuerung Die Steuerung der Entfeuchtertrocknungsanlage mit Wärmepumpe erfolgt über eine SPS-Steuerung. Abbildung 8: SPS Zentraleinheit, Versuchsanlage am LFZ Raumberg Gumpenstein (PÖLLINGER) Stieg, Schörkmeier Seite 24

25 In Abbildung 8 kann man sehen, dass am Display der SPS- Zentraleinheit alle wichtigen Messgrößen angezeigt werden. Die Steuerung verfügt auch über eine Netzwerkverbindung, sodass die aktuellen Werte am PC protokolliert und veranschaulicht werden Einschalten und Inbetriebnahme der Anlage Als Erstes muss der Hauptschalter der Heutrocknungsanlage, mindestens 24 Stunden vor der geplanten Heutrocknung eingeschaltet werden, um das Öl im Kompressor auf Betriebstemperatur zu bringen. Bei der Inbetriebnahme werden nun nacheinander der Hauptschalter des Ventilators und der SPS-Zentraleinheit betätigt. Danach werden durch Betätigung des Schlüsselschalters auf der SPS- Zentraleinheit die verschiedenen Modi MANUELL / AUTOMATIK oder NACHLÜFTEN gewählt. Manuell Bei dieser Stellung läuft der Frequenzumsteller (nachfolgend FU) des Lüfters automatisch an. Die Luftentfeuchtung muss erst eingeschaltet werden. Die Umluftklappe kann bei Stellung MANUELL am Display der SPS-Zentraleinheit mit Pfeil-nach-Oben und Pfeil-nach-Unten betätigt werden. Wenn die Luftentfeuchtung eingeschaltet wird und sich aufgrund der hohen Luftfeuchtigkeit auch zu einem späteren Zeitpunkt einschaltet, wird der FU des Lüfters von der SPS-Zentraleinheit auf den Parameter 1 gekoppelt. Bei jeder neuen Inbetriebnahme, z.b.: bei der Füllung der Heubox, müssen das Potentiometer des FU und der Parameter SR 1 neu eingestellt werden. Mit dem Potentiometer wird die maximale Stromaufnahme gesteuert. Beim Parameter SR 1 wird die maximale zulässige Luftgeschwindigkeit in m/s eingestellt. (3 m/s Idealwert des Herstellers) Stieg, Schörkmeier Seite 25

26 Automatik Bei der Stellung AUTOMATIK reguliert sich die Umluftklappe mittels eines Elektrozylinders vollautomatisch je nach Temperatur, welche am Display umgestellt werden kann. Die Anlage steuert sich ca. 60 h selbst. Diese Zeit kann im Hauptlüftungsprogramm am Display eingestellt bzw. umgestellt werden. Anschließend geht die Anlage automatisch zum NACHLÜFTEN über. Falls die Differenztemperatur zwischen Heu- und Kanaltemperatur mehr als 3 C beträgt, verlängert sich das Hauptlüftungsprogramm automatisch. Nachlüften Wenn das Heu bereits trocken sein sollte, kann vorzeitig auf das Programm NACHLÜFTEN umgestellt werden. Dieses Programm läuft neun Tage jeweils zwischen 14:00 und 15:00 Uhr. Die Luftentfeuchtung muss nach 15:00 Uhr manuell am blauen Displayschalter abgeschaltet werden Klappensteuerung Die Klappe für die Umluft befindet sich im Sammelkanal der Solardachabsaugung. Diese Klappe wird mittels eines Elektrozylinders betätigt. Im Modus Dachabsaugung ist die Klappe geschlossen und der gesamte vom Lüfter angesaugte Luftstrom wird über den Solardachkollektor geführt. Die Klappe ist beim Umluftbetrieb geöffnet und die Luft wird nur aus dem Raum oberhalb der Heubox angesaugt. Die nordseitigen Schieber im Dach werden zusätzlich geschlossen, um das Ansaugen von Luft über die Dachabsaugung zu verhindern. Wenn der eingestellte Sollwert für die Solardachtemperatur erreicht wird, und die Temperatur über dem Heustock niedriger ist als die Solardachtemperatur, schaltet die Klappe vom Umluftbetrieb auf Dachabsaugung um. Stieg, Schörkmeier Seite 26

27 Solardachsteuerung Die Unterdachabsaugung ist in der gesamten Dachfläche des Mehrzweckversuchsstalles integriert. Die angesaugte Luft wird im Sammelkanal über dem Heustock zusammengeführt. Die Dachfläche ist in Viertel aufgeteilt. Am Ende jedes Viertels sitzt ein Holzschieber vor der Mündung in den Sammelkanal. Dieser Schieber wird mittels Elektromotor von unten in den Dachraum geschoben, um den Luftstrom absperren zu können. Abbildung 9: Motor für den Solardachschieber, Versuchsanlage am LFZ Raumberg Gumpenstein (PÖLLINGER) Stieg, Schörkmeier Seite 27

28 3 Ergebnisse und Diskussion Im folgenden Teil werden die gesammelten Ergebnisse und Messdaten graphisch und tabellarisch aufgegliedert und näher erläutert. 3.1 Verbrauchswerte der Trocknungsanlage Tabelle 10: Verbrauchswerte der Trocknungsanlage Energieverbraucher 1. Schnitt Fläche 1 1. Schnitt Fläche 2 2. Schnitt 3. Schnitt 4. Schnitt Entfeuchter Gebläse In dieser Tabelle sieht man die zusammengefassten Werte der Stromverbrauchszähler. Angeführt sind: Entfeuchter- und Gebläseverbrauch. Diese Daten sind die Grundlage der Energieverbrauchsrechnung, die unter Bereitstellung der nötigen Formeln durch Herrn DI Pöllinger, von den Diplomanden erstellt wurde. Auf Tabelle 17 sieht man die fertig berechneten Energiekosten, denen diese Tabelle zugrunde liegt. Wie man sieht, ist der erste Schnitt auf zwei Schläge aufgeteilt. Der Energieverbrauch ist sehr stark vom Wetter abhängig. Zum einen, weil die Witterungsbedingungen bei der Ernte einen entscheidenden Einfluss auf den TM- Gehalt des Heus haben. Andererseits hängt der Energieverbrauch auch davon ab, wie stark die Luft in den Solarkollektoren erwärmt wird. Auch dieser Prozess der Trocknung wird von den vorherrschenden meteorologischen Einflussfaktoren entscheidend geprägt. Stieg, Schörkmeier Seite 28

29 3.2 Energieverbrauch der Anlage Schnitt Die 1.Fläche, Stainacherwiese (4,93 ha), wurde am im Vegetationsstadium Ähren-Rispenschieben gemäht und die Anlage war von um ca.18:15 Uhr bis in Betrieb. Nach der Antrocknung am Feld auf einen TM-Gehaltswert von 69,8 % wurden kg Frischmasse in die Heubox eingelagert. Das sind somit kg TM, welche auf eine Restfeuchte von 13 % zu trocknen waren. Für die erste Fläche wurden insgesamt W verbraucht. Auf die Tonne Trockenmasse bezogen sind das 345 kwh. Mit den derzeitigen Energiekosten von 0,18 pro Kilowattstunde ergeben sich Energiekosten von 6,2 Cent pro kg Trockenmasse. Tabelle 11: Ablaufdaten beim 1.Schnitt 2013, Stainacherwiese Tätigkeit Einheit Wert Fläche ha 4,9273 Mähen Datum/Uhrzeit / 12:30-13:30 Zetten Datum/Uhrzeit / 12:30-13: / 10:00-11:00/ 15:00-16: / 10:00-10:45/ 13:00-13:45 Schwaden Datum/Uhrzeit / 15:50-16:30 Einfuhr Datum/Uhrzeit / 15:50-18:15 Einfuhrmasse kg Trockenmasse % 69,8 Trocknungsbeginn/Ende Datum/Uhrzeit /18: / Nachlüften Stieg, Schörkmeier Seite 29

30 Die 2.Fläche, Präsollwiese (7,64ha), wurde am im Vegetationstadium Vollblüte bis Ende der Blüte gemäht und die Anlage wurde am um ca.16:15 bei einer Stockhöhe von 4,5 Meter in Betrieb genommen und lief bis Nach der Antrocknung am Feld auf einen TM-Gehaltswert von 72,7 % wurden kg Frischmasse in die Heubox eingelagert. Daraus ergibt sich ein Trockenmassegehalt von kg, welche auf eine Restfeuchte von 13 % zu trocknen waren. Für die zweite Fläche wurden insgesamt W verbraucht. Auf die Tonne Trockenmasse bezogen sind das 51 kwh. Mit den derzeitigen Energiekosten von 0,18 pro Kilowattstunde ergeben sich Energiekosten von 0,9 Cent pro kg Trockenmasse. Die sehr hohe Energiekostendifferenz zwischen 1.Fläche und 2.Fläche lässt sich dadurch erklären, dass offensichtlich das Wetter nach der Einfuhr der 2.Fläche um einiges besser war, dadurch geht die Trocknung schneller, was sich in den Energiekosten wiederspiegelt. Tabelle 12: Ablaufdaten beim 1.Schnitt 2013, Präsollwiese Tätigkeit Einheit Wert Fläche ha 7,64 Mähen Datum/Uhrzeit / 10:00-11:15 Zetten Datum/Uhrzeit / 10:00-11:15/ 13:00-14:00/ 15:00-16: / 10:00-10:45/ 13:00-13:45 Schwaden Datum/Uhrzeit / 15:10-16:30 Einfuhr Datum/Uhrzeit / 15:10-18:45 Einfuhrmasse kg Trockenmasse % 72,7 Trocknungsbeginn/Ende Datum/Uhrzeit / 16: / Nachlüften Stieg, Schörkmeier Seite 30

31 Schnitt Der zweite Schnitt auf den Fläche Felsnerwiese (4,62 ha), E-Werkwiese (1,21 ha) und Präsollwiese (1,63 ha), erfolgte am im Vegetationstadium Vollblüte bis Ende der Blüte. Die Anlage wurde im Zeitraum von um ca. 17:05 bei einer Stockhöhe von 4,0 Meter bis in Betrieb genommen. Das Erntegut wurde mit einem TM - Gehaltwert von 87,7% in die Heubox eingelagert, somit wurden kg Frischmasse geerntet. Das sind umgerechnet kg Trockenmasse. In diesem Fall war aufgrund einer Schönwetterperiode bei der Bodentrocknung der TM-Gehalt bei der Einfuhr bereits sehr hoch, das Erntegut ist aber trotzdem aus Sicherheitsgründen nachgetrocknet worden. Für den zweiten Schnitt waren W notwendig, umgelegt auf die Tonne Trockenmasse sind das 47 kwh. Mit den Energiekosten von 0,18 /kwh werden die Energiekosten von 0,8 Cent pro kg Trockenmasse berechnet. Tabelle 13: Ablaufdaten beim 2.Schnitt 2013, Felsner, E Werk und Präsollwiese Tätigkeit Einheit Wert Fläche ha 7,46 Mähen Datum/Uhrzeit / 09:00-12:10 Zetten Datum/Uhrzeit / 09:00-12:10/ 13:30-15: / 10:00-11:00/ 13:00-14:00/ 16:00-17: / 10:00-10:45 Schwaden Datum/Uhrzeit / 12:38-16:00 Einfuhr Datum/Uhrzeit / 12:38-16:50 Einfuhrmasse kg Trockenmasse % 87,7 Trocknungsbeginn/Ende Datum/Uhrzeit / 17: / Nachlüften Stieg, Schörkmeier Seite 31

32 Schnitt Der dritte Schnitt erfolgte am auf der Stainacherwiese. Die Anlage wurde von um ca.17:56 Uhr bei einer Stockhöhe von 2,5 Meter bis in Betrieb genommen. Das Erntegut wurde mit einem TM Gehalt von 76,2 % eingefahren. Es wurden kg an Frischmasse geerntet, somit beträgt die Trockenmasse kg. Es waren für die Trocknung auf 13 % Restfeuchte W notwendig. Auf die Tonne Trockenmasse sind das 173 kwh. Mit 0,18 /kwh Energiekosten werden die Energiekosten von 3,1 Cent pro kg Trockenmasse errechnet. Tabelle 14: Ablaufdaten beim 3.Schnitt 2013, Stainacherwiese Tätigkeit Einheit Wert Fläche ha 4,8342 Mähen Datum/Uhrzeit / 12:30-13:30 Zetten Datum/Uhrzeit / 12:30-13:30/ 16:30-17: / 10:30-11:15/ 13:30-14:15 Schwaden Datum/Uhrzeit / 16:42-17:20 Einfuhr Datum/Uhrzeit / 16:50-19:05 Einfuhrmasse kg Trockenmasse % 76,2 Trocknungsbeginn/Ende Datum/Uhrzeit / 17: / Nachlüften Stieg, Schörkmeier Seite 32

33 Schnitt Der vierte Schnitt erfolgte am auf den Flächen Präsollwiese (6,64 ha) und E-Werkwiese (1,21 ha) im Vegetationsstadium Vollblüte bis Ende der Blüte. Die Anlage wurde am um ca.17:33 Uhr bei einer Stockhöhe von 2,6 Meter in Betrieb genommen und lief bis Das Erntegut wurde mit einem TM Gehalt von 66,68 % eingefahren. Es wurden kg an Frischmasse geerntet, was eine Trockenmasse von kg ergibt. Es waren für die Trocknung auf 13 % Restfeuchte W notwendig. Auf die Tonne Trockenmasse sind das 226 kwh. Mit 0,18 /kwh Energiekosten werden die Energiekosten von 4,1 Cent pro kg Trockenmasse errechnet. Die Anlage hätte man schon am um ca. 11:00 Uhr aus trocknungstechnischer Sicht auf Nachlüften umstellen können, dies wurde aber aus Sicherheitsgründen nicht gemacht. Tabelle 15: Ablaufdaten beim 4.Schnitt 2013, Felsner, E Werk und Präsollwiese Tätigkeit Einheit Wert Fläche ha 7,85 Mähen Datum/Uhrzeit / 12:40-14:35 Zetten Datum/Uhrzeit / 12:40-14:35/ / 10:30-12:20/ 15:00-16: / 10:30-12:00/ 12:30-14:00/ 14:30-15:45 Schwaden Datum/Uhrzeit / 16:35-18:00 Einfuhr Datum/Uhrzeit / 16:35-18:45 Einfuhrmasse kg Trockenmasse % 66,7 Trocknungsbeginn/Ende Datum/Uhrzeit / 17: / Nachlüften Stieg, Schörkmeier Seite 33

34 3.3 Energieverbrauch und Energiekosten Tabelle 16 zeigt an, wie hoch Energieverbrauch in kwh (pro Tonne) und Energiekosten (pro Tonne) in Cent sind. Es sind zwischen den Schnitten teils beachtliche Unterschiede zu erkennen. Beim 1. Schnitt sind, trotz einem TM-Anteil im Einfuhr-Heu von nur 72,7 %, niedrige Energiekosten von 0,9 Cent/ kg TM aufgetreten. Beim 3. Schnitt beträgt der TM-Anteil 76,2 %, die Trocknungskosten betragen trotzdem 3,1 Cent pro kg TM. Dieser Unterschied lässt sich damit erklären, dass die Temperatur Mitte Mai höher war als im Spätsommer ( ). Dadurch wurde die Luft unter dem Dach nicht so stark erwärmt. Ein weiterer Erklärungsversuch wäre, dass die Trocknung zu spät abgeschaltet wurde. Tabelle 16: Energieverbrauch und Energiekosten Entfeuchtertrocknung 1. Schnitt 1.Schnitt 2. Schnitt 3. Schnitt 4.Schnitt Felsnerwiese + Praxisversuch Felsnerwiese + Stainacher Wiese Präsollwiese Präsollwiese Stainacherwiese Präsollwiese Erntetermine Entfeuchter W Gebläse W Gesamt W Einfuhr FM in kg kg TM in % % 72,7% 69,8% 87,7% 76,2% 66,68% TM i.d.box in kg kg Heugewicht i.d.box in kg kg Wassergehalt abzutrockenen in kg kg Energieverbrauch: pro Tonne TM in KWh kwh pro Tonne Heu in KWh kwh spez.energieverbr. W/kg Wasser W Energiekosten (18 C/kWh): 18 pro kg TM Cent 0,9 6,2 0,8 3,1 4,1 pro kg Heu Cent 0,8 5,5 0,7 2,8 3,6 Stieg, Schörkmeier Seite 34

35 4 Zusammenfassung: Am LFZ Raumberg-Gumpenstein wurde im Frühjahr/Sommer 2013 ein Versuch mit dem Ziel durchgeführt, die exakten Energieverbrauchswerte einer Heu- Entfeuchtertrocknungsanlage zu erfassen. Um ein möglichst aussagekräftiges Ergebnis zu bekommen, wurde der Versuch mit praxisrelevanten Erntemengen durchgeführt. Es wurden auf Versuchsflächen des LFZ Raumberg-Gumpenstein 4 Schnitte mit modernster Landtechnik und gut ausgebildetem Personal geerntet. Bei der Ernte wurde neben der Bestimmung der Erntemengen mittels Brückenwaage auch eine Erfassung des TM-Gehalts durchgeführt. Nach der Ernte wurde das Heu direkt in der 576 m² fassenden Heubox eingelagert. Bei der Trocknungsanlage handelt es sich um eine solarunterstützte Entfeuchtertrocknungsanlage, die sich direkt im Mehrzweckversuchsstall des LFZ befindet. Die Solarkollektoren ermöglichen bei passender Witterung deutlich reduzierte Energiekosten. Ausgehend von den aufgezeichneten Daten der Sensoren haben wir einige Berechnungen durchgeführt. Zum einen wurden die Energieverbrauchswerte pro Schnitt festgestellt, zum anderen die Trocknungskosten pro kg TM. Diese lagen zwischen 0,8 und 6,2 Cent. Es wurden Stromkosten in Höhe von 18 Cent angenommen. Auf das umfangreiche gesicherte Datenmaterial können auch zukünftig andere Publikationen von Mitarbeitern und Schülern des LFZ Raumberg- Gumpenstein Bezug nehmen. Die Verfasser dieser Diplomarbeit können abschließend sagen, dass man Heu mit einer Entfeuchtertrocknungsanlage auch unter schwierigeren klimatischen Bedingungen effizient produzieren kann. Allerdings waren die Erntemengen im Jahr 2013 nicht groß genug um ein eindeutiges Fazit zu erlauben. Deshalb wäre es angebracht, den Versuch zu gegebener Zeit zu wiederholen. Stieg, Schörkmeier Seite 35

36 5 Abstract: In the year of 2013 two students of the LFZ Raumberg- Gumpenstein school and research center had to conduct an experiment. They were supported by some employees of the LFZ, mainly Dipl.- Ing. Alfred Pöllinger and their teacher Prof. Dipl.- Ing. Stefan Waldauer. There s one thing we know exactly: Good-quality hay is a very important method of preserving fodder, so our cows always have enough fodder. Grass and crop silage are very popular, especially in regions with a large livestock (Upper and Lower Austria, or the Inn-Valley). Not quantity, but quality is the key for little farmers to survive in the steep Austrian mountains. And some say hay milk tastes better, there are even special programs of hay- milk-producing in the Austrian Supermarkets. The objective was to receive data about the energy consumption of the haydrying-facility in Gumpenstein. The fields of Gumpenstein were harvested three to four times, and there have been different harvesting conditions. The hay- dryingfacility was supported by solar-energy. The capacity of the drying- facility is 576 m² large. So if there are some cloudy days after harvesting, you need more electrical power to dry the hay. The harvest TM (without the drying- facility) was fluctuating between 66,68 % to 87,7 %. The consequence of this were different costs per kg dry matter, which were between 0,8 and 6,2 Cent. Concluding, we can say that a hay-drying-facility helps the farmers to produce good hay qualities. But for final results, it s needed to gather more data. Stieg, Schörkmeier Seite 36

37 6 Literaturverzeichnis BMLFUW. (2012). Das Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft. BUCHGRABER. (2006). Grünlandbewirtschaftung in Österreich. Ländlicher Raum Jahrgang DORFNER, & HOFMANN. (2008). Hohe Grundfutterleistung - ein Schlüssel für den erfolgreichen Milchviehhalter. FRITZ, R. (2013). Grünlandbewirtschaftung. GINDL. (2002). Zeitgemäße Heubereitung und Heuqualität in der Praxis. HIETZ, M. (2009). Auswirkungen der Saatgutqualitäten sowie der Arten- und Sortenauswahl von Gräser- und Kleearten bei internationalen Dauergrünlandmischungen auf den Pflanzenbestand im Österreichischen Alpenraum. PÖLLINGER. (2014). Heutrocknungsverfahren im Vergleich. 19.Alpenländisches Expertenforum, S RAITH, & et.al. (2010). Grundlagen der Nutztierhaltung. RECKLEBEN. (2008). Vorzüge und Schwachstellen von GPS in der Landwirtschaft. RESCH. (2007). Produktion von hochwertigem Grundfutter. SATTLER. (2012). Untersuchung der Funktion einer Luftentfeucher-Wärmepumpe in der Heutrocknung. STATISTIK-AUSTRIA. (2013). Österreich. Zahlen. Daten. Fakten. WEISS et.al., J. (2005). Tierproduktion. Parey Verlag. Wirtschaftsmuseum, Ö. G.-u. (2011). Land- & Forstwirtschaft in Ö. Stieg, Schörkmeier Seite 37

38 7 Abbildungsverzeichnis Abbildung 1: Produktionswert der Landwirtschaft Abbildung 2: Landnutzung in Ö Abbildung 3: Systemskizze Anlage Gumpenstein (Gotthard Wirleitner, Februar 2010) Abbildung 4: Dachabsaugung im Pfettendach mit mittigem Sammelkanal (Wirleitner, Heutechnik 2012) Abbildung 5: Gitterrost mit Rundholzstehern, Versuchsanlage am LFZ Raumberg Gumpenstein (Pöllinger) Abbildung 6: Boxenüberhöhung über dem Heustock, Versuchsanlage am LFZ Raumberg Gumpenstein (Pöllinger) Abbildung 7: Luftentfeuchter Wärmepumpe SR 60, Versuchsanlage am LFZ Raumberg Gumpenstein (Pöllinger) Abbildung 8: SPS Zentraleinheit, Versuchsanlage am LFZ Raumberg Gumpenstein (PÖLLINGER). 24 Abbildung 9: Motor für den Solardachschieber, Versuchsanlage am LFZ Raumberg Gumpenstein (PÖLLINGER) Stieg, Schörkmeier Seite 38

39 8 Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Maschinenkennzahlen beim Mähen (Quelle: Wildling 2013) Tabelle 2: Technische Daten der Traktoren Tabelle 3: Technische Daten beim Zetten (Quelle: Wildling 2013) Tabelle 4: Technische Daten beim Schaden (Quelle: Wildling2013) Tabelle 5: Technische Daten bei der Einfuhr (Quelle: Wildling 2013) Tabelle 6: Ausnutzungsgrad der Sonneneinstrahlung in Abhängigkeit von Dachneigung und Südabweichung (FAT Bericht Nr:407) Tabelle 7: Technische Daten Ventilator SR Tabelle 8: Antriebsmotor des Ventilators Tabelle 9: Technische Daten der Luftentfeuchter Wärmepumpe von Reindl Kältetechnik GmbH. 24 Tabelle 10: Verbrauchswerte der Trocknungsanlage Tabelle 11: Ablaufdaten beim 1.Schnitt 2013, Stainacherwiese Tabelle 12: Ablaufdaten beim 1.Schnitt 2013, Präsollwiese Tabelle 13: Ablaufdaten beim 2.Schnitt 2013, Felsner, E Werk und Präsollwiese Tabelle 14: Ablaufdaten beim 3.Schnitt 2013, Stainacherwiese Tabelle 15: Ablaufdaten beim 4.Schnitt 2013, Felsner, E Werk und Präsollwiese Tabelle 16: Energieverbrauch und Energiekosten Stieg, Schörkmeier Seite 39

40 9 Anhang Praxisversuch Stainacherwiese Fläche 4,9273 ha Dauerwiese 4 Nutzungen Gräserbetont veg. Stadium der Gräser: Ähren Rispenschieben Herbstdüngung: Rindergülle 20 m³/ha uvb, Frühjahrsdüngung: Hyperkorn 100 kg/ha, zwischen den einzelnen Schnitten ca. 16m³/ha Rindergülle! Datenerhebung und Zusammenfassung Wirtschaft Team des Institutes Mähen 12:30 ca. 13:30 Uhr und Zetten Zetten 10:00 11:00 Uhr Zetten 15:00 16:00 Uhr Zetten 10:00 10:45 Uhr Zetten 13:00 13:45 Uhr Schwaden 15:50 16:30 Uhr Ernte 15:50 18:15 Uhr TS in %: Fuhre = 69,75 Frischmasse = kg Entfeuchteranlageanlage um ca. 18:15 Uhr EIN Stockhöhe ca.2,00 Meter. Keine Boxenüberhöhung. Vom auf den lief die Anlage nicht auf Umluftbetrieb siehe dazu das Messprotokoll!? Lüfteranlage zum Reinigen um ca AUS und um EIN. Stieg, Schörkmeier Seite 40

41 Praxisversuch Präsollwiese Fläche 7,64 ha Dauerwiese 4 Nutzungen Gräserbetont veg. Stadium der Gräser: Vollblüte Ende der Blüte Herbstdüngung: Rindergülle 20 m³ verdünnt/ha, Frühjahrsdüngung: Hyperkorn 100 kg/ha, zwischen den einzelnen Schnitten wird 16m³/ha gedüngt! Datenerhebung und Zusammenfassung Wirtschaft Team des Institutes Mähen und Zetten Uhr Zetten 13:00 14:00 Uhr Zetten 15:00 16:00 Uhr Zetten 10:00 10:45 Uhr Zetten 13:00 13:45 Uhr Schwaden 15:10 16:30 Uhr Ernte 15:10 18:45 Uhr TS in %: Fuhre = 67, Fuhre = 74, Fuhre = 76,6 Frischmasse = kg Entfeuchteranlage um ca. 16:15 Uhr EIN Stockhöhe 4,5 Meter Boxenüberhöhung um 19:53 fertig montiert Entfeuchteranlage auf Nachbelüften gestellt.(stockhöhe 3,5 Meter) Stieg, Schörkmeier Seite 41

42 Praxisversuch Felsnerwiese, E Werk und Präsollwiese Präsollwiese (Teilfläche) 1,63 ha E Werkwiese 1,21 ha Felsnerwiese 4,62 ha Dauerwiesen 4 Nutzungen Gräserbetont veg. Stadium der Gräser: Vollblüte Ende der Blüte Herbstdüngung: Rindergülle15 m³/ha, Frühjahrsdüngung: Hyperkorn 100 kg/ha, zwischen den einzelnen Schnitten wird 12m³/ha gedüngt! Datenerhebung und Zusammenfassung Wirtschaft Team des Institutes Mähen u. Zetten Uhr Zetten 13: Uhr Zetten 10:00 11:00 Uhr Zetten 13:00 14:00 Uhr Zetten 16:00 17:00 Uhr Zetten 10:00 10:45 Uhr Schwaden 12:38 16:00 Uhr Ernte 12:38 16:50 Uhr TS in %: Präsollwiese 2 Fuhren = 88,55 E Werkwiese 2 Fuhren = 85,20 Felsnerwiese 6 Fuhren = 88,30 Frischmasse gesamt = kg Entfeuchteranlage um ca. 17:05 Uhr EIN Stockhöhe 4,0 Meter Entfeuchteranlage um ca. 16:20 Uhr AUS (auf Nachbelüften gestellt, tägl. 16:00 17:00 Uhr) Anlage hat sich beim Nachbelüften vorzeitig abgeschaltet! Sicherungsautomaten wieder auf ON und Sicherungswechsel um ca. 16:30 Anlage hat sich wieder beim Nachbelüften vorzeitig abgeschaltet, Sicherungswechsel und den Entfeuchter weggeschaltet, um 16:39 wieder EIN! Letztes mal nachbelüftet! ( zur Kontrolle nachbelüftet) Stieg, Schörkmeier Seite 42

43 Praxisversuch Stainacherwiese Fläche 4,8342 ha Dauerwiese 4 Nutzungen Gräserbetont Herbstdüngung: Rindergülle 16 m³/ha, Frühjahrsdüngung: Hyperkorn 100 kg/ha, zwischen den einzelnen Schnitten wurde 10m³/ha Rindergülle gedüngt! Datenerhebung und Zusammenfassung Wirtschaft Team des Institutes Mähen 12:30 ca. 13:30 Uhr und Zetten Zetten 16:30 17:15 Uhr Zetten 10:30 11:15 Uhr Zetten 13:30 14:15 Uhr Schwaden 16:42 17:20 Uhr Ernte 16:50 19:05 Uhr TS in %: Fuhre = 76,15 Frischmasse = kg Entfeuchteranlage um ca. 17:56 Uhr EIN Stockhöhe ca.2,50 Meter Lüfteranlage um ca. 18:25 Uhr AUS und auf Nachbelüften gestellt. Das Heu wäre mit Sicherheit schon am nachmittags trocken gewesen! :33 17:45 Uhr wegen Softwarefehler Manuel zum Nachlüften eingeschalten! :39 18:29 Uhr wegen Softwarefehler Manuel zum Nachlüften eingeschalten! Korrektur der Daten aus Lueftunghyper v lt. Hannes Wildling vom Neue Steuerung: 5:45 Uhr Alte Steuerung: 11:58 (Datum: ) Richtige Zeit 18:29 Stieg, Schörkmeier Seite 43

44 Praxisversuch Felsnerwiese, E Werk und Präsollwiese Präsollwiese 6,64 ha E Werkwiese 1,21 ha Dauerwiesen 3 4 Nutzungen Gräserbetont veg. Stadium der Gräser: Vollblüte Ende der Blüte Herbstdüngung: Rindergülle15 m³/ha, Frühjahrsdüngung: Hyperkorn 100 kg/ha, zwischen den einzelnen Schnitten wird 12m³/ha gedüngt! Datenerhebung und Zusammenfassung Wirtschaft Team des Institutes Mähen u. Zetten Uhr Zetten 10: Uhr Zetten 15:00 16:30 Uhr Zetten 10:30 12:00 Uhr Zetten 12:30 14:00 Uhr Zetten 14:30 15:45 Uhr Schwaden 16:35 18:00 Uhr Ernte 16:35 18:45 Uhr TS in %: Präsollwiese 6 Fuhren = 69,15 E Werkwiese 1 Fuhre = 51,88 Frischmasse: Präsollwiese = kg E Werkwiese = kg Entfeuchteranlage um ca. 17:33 Uhr EIN Stockhöhe 2,6 Meter Entfeuchteranlage um ca. 11:00 Uhr AUS (auf Nachbelüften gestellt, tägl. 16:00 17:00 Uhr) Die Anlage hätte man schon am um ca. 11:00 Uhr aus trocknungstechnischer Sicht auf Nachbelüften umstellen können, wurde aber aus Sicherheitsgründen noch nicht gemacht! Ab für 3 Tage (je 1 Std.) auf nachbelüften gestellt! Stockhöhe nach dem Belüften ca. 2,20 m Höhe Stieg, Schörkmeier Seite 44

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