Möglichkeiten zur Reduktion von Hitzestress bei Milchkühen und ihre praktische Umsetzung

Transkript

1 Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft Möglichkeiten zur Reduktion von Hitzestress bei Milchkühen und ihre praktische Umsetzung Johannes Zahner 1. BFL-Beratertagung Versuchs- und Bildungszentrum Landwirtschaft Haus Düsse

2 Gliederung 1. Physiologische Wärmeregulation der Kuh 2. Lüftung durch Ventilatoren 3. Kühlung durch Ventilatoren 4. Kühlung durch Kuhduschen 2

3 1 Physiologische Wärmeregulation der Kuh Wärmeeintrag 3

4 1 Physiologische Wärmeregulation der Kuh Wärmeabgabe 4

5 1 Physiologische Wärmeregulation der Kuh Trockene (sensible) Wärmeabgabe Konvektion (Strömung) = Wärmepolster um Körper durch Luftströmung abtransportiert Konduktion (Leitung) = direkte Energieübertragung von wärmere an kältere Schicht (z.b. bei Liegen) Strahlung = Abgabe von langwelliger Wärmestrahlung Begrenzender Faktor: Lufttemperatur (Grenze bei ca. 20 C) 5

6 1 Physiologische Wärmeregulation der Kuh Feuchte (latente) Wärmeabgabe Schwitzen Hecheln = Erhöhung Atemminutenvolumen Begrenzender Faktor: Luftfeuchtigkeit 6

7 1 TH-Index THI- Diagramm: Hitzestress in Abhängigkeit von Temperatur und rel. Luftfeuchtigkeit Temperatur Luftfeuchtigkeit [rel %] [ C] kein Hitzestress 68 milder Stress 72 mäßiger Hitzestress 80 starker Hitzestress 90 Gefahr THI = (0,8 * Temperatur) + [(rel. Luftfeuchte / 100) * (Temperatur-14,4)] + 46,4 * THI Temperatur-Feuchtigkeit-Index berechnet nach Thom

8 1 TH-Index Auswirkungen von Hitzestress: THI Stressniveau Symptome Unter 68 Kein Stress Milder Stress Aufsuchen von Schattenplätzen Erhöhte Atmungsrate Erweiterung der Blutgefäße Erste Auswirkung auf die Milchleistung Mäßiger Hitzestress Starker Hitzestress Erhöhte Speichelproduktion Erhöhte Atmungsrate Erhöhte Herzfrequenz Rückgang der Futteraufnahme Erhöhte Wasseraufnahme Rückgang der Milchproduktion Rückgang der Fruchtbarkeit Unwohlsein auf Grund der ansteigenden Symptome Über 90 Gefahr Todesfälle können auftreten 8

9 2 Technische Möglichkeiten - Lüftung Reduzierung der relativen Luftfeuchtigkeit Verbesserung der Luftqualität Staub Schadgas CO 2 (Kohlendioxid) NH 3 (Ammoniak) H 2 S (Schwefelwasserstoff) Nach Scientific Veterinary Commitee (1997) Maximalkonzentration 3000 ppm 10 ppm 0,5 ppm (kurzfristig bis 5 ppm) 9

10 2 Technische Möglichkeiten - Lüftung 10

11 2 Technische Möglichkeiten - Lüftung 11

12 2 Lüftungsraten für Hochleistungskühe DLG-Merkblatt

13 2 Technische Möglichkeiten - Schlauchlüftung 13

14 2 Technische Möglichkeiten - Schlauchlüftung Berechnung der benötigten Luftwechselraten Gleichmäßige Verteilung im Raum anstreben Stark Außenwind abhängig Entlüftung mit betrachten 14

15 2 Technische Möglichkeiten - Kühlung Senkung der Wärme durch Erhöhung der Luftgeschwindigkeit Luftgeschwindigkeiten von 2,0-2,5 m/s Luftgeschwindigkeiten auf der Kuh nötig Bis 5 m/s kein Problem für die Kuh 15

16 3 Kühlung durch Ventilatoren * nach Barnwell

17 3 Vertikalventilatoren 0,65 0,65 0,55 0,2 0,75 0,6 1,5 1,25 1,9 2,3 0,0 3,0 3,0 3,0 1,1 0,0 0,45 1,0 2,0 1,6 1,0 1,3 1,1 0,2 0,6 0,3 17 Quelle: Heidenreich, LfULG Sachsen

18 3 Axialventilatoren in Querausrichtung 18

19 3 Axialventilatoren in Längsausrichtung 19

20 3 Axialventilatoren in Längsausrichtung Vorteile Gezieltes Bewirken des Liegebereichs Geringes zusätzliches Abtrocknen der Laufflächen (Reinigung, Emission) 20

21 3 Bauteile: Regler/Bedienteil 21

22 3 Bauteile: Regler/Bedienteil Zur Eingabe/Steuerung Verschiedene Ausführungsklassen Steuerung nach THI Steuerung nach Temperatur 22

23 3 Leistungsmerkmale Ventilator Elektrische Leistungsaufnahme Durchmesser Drehzahl Wurfweite im freien Raum Durchdringung im freien Raum Schalldruckpegel Investitionsbedarf Wartungsaufwand 23

24 3 Leistungsmerkmale Ventilator Ventilator Hersteller Drehzahl Leistungsaufnahme Schalldruckpegel Wurfweite* Listenpreis [U/min] [kw] [db (A)] [m] FFowlet-FF091-6DQ.6F.A3P2 Ziehl-Abegg 890 0, ,3 auf Anfrage FFowlet-FF063-6DQ.4I.A5R2 Ziehl-Abegg 920 0, ,7 auf Anfrage FFowlet-FF063-ZIQ.DG.A5P1 Ziehl-Abegg , ,4 auf Anfrage Abbi-Fan 140-XG Abbi Aerotech 530 1, ,9 550 Multifan 4D130-3PG-55 Vostermans 550 1, ,9 420 Multifan 8D92-3PG-25 Vostermans 910 0, ,8 410 Multifan 4E40-6PP-40 Vostermans , Multifan 4E50-6PP-40 Vostermans , ,1 285 Offene Liste, kein Anspruch auf Vollständigkeit, weitere Ventilatoren können ergänzt werden * Weite, bei der im Versuchstand noch eine Luftgeschwindigkeit von 2 m/s in der Achse erreicht wird. 24

25 3 Umsetzung Technik Einbau von Ventilatoren in den Gruber Milchviehstall Ventilatoren 91 cm Durchmesser EC-Motor 230V; max. 950 U/min; max. 53 db Steuerung nach TH Index Messung von Temperatur und rel. Luftfeuchte im Stall Beginnt mit 60 % Drehzahl bei THI 68, ab THI 72 volle Drehzahl 25

26 3 Stromverbrauch Grub 2014 Summe: kwh Max. Leistungsaufnahme: 5,10 kw 611 bei 26ct je kwh 10 je TP Tagesdurchschnittstemperatur 26

27 3 Umsetzung Technik 27

28 3 Umsetzung Technik Einbauhinweise Ventilatoren: Einbau über den Liegeboxenreihen Wurfweite ca m Abstand zur Giebelwand ca. 2,5 m, oder in der Giebelwand Besser ohne Schutzgitter, dann Einbauhöhe 2,7 m Winkel ca , je nach Einbauhöhe und Wurfweite Überprüfung vorort mit Nebelmaschine sinnvoll 28

29 4 Kühlung durch Verdunstungskälte Nutzung des Phänomens der Verdunstungskälte Luft nur bedingt als Träger von Kälte geeignet Luft muss Feuchtigkeit aufnehmen können Wasser muss Zeit zum verdunsten haben. 29

30 4 Kondensationskälte Kühlung der Luft 30

31 4 Kondensationskälte Kühlung der Kuh 31

32 4 Kondensationskühlung Luft nur bedingt als Träger von Kälte geeignet Luft muss Feuchtigkeit aufnehmen können Wasser muss Zeit zum verdunsten haben. Nach Möglichkeit Einbau in den Auslauf Kuhdusche mit Steuerung Zeitgesteuert: 3 Beregnung, 12 Pause Temperaturgesteuert: ab ca. 24 C Luftfeuchtigkeitsgesteuert: bis max. 70 % RH 32

33 Fazit Lüftung durch Ventilatoren Reduzierung der Luftfeuchtigkeit gerade in Stallanlagen mit ungenügender natürlicher Lüftung Kühlung durch Ventilatoren Betriebswirtschaftlich sinnvoll und im Sinne des Tierwohls Steuerung sinnvoll Kühlung durch Kuhduschen Begrenzter Einsatzbereich mit begrenzter Wirkung Danke für die Aufmerksamkeit! 33