Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft Gliederung Lüftung von Gebäuden Wie funktioniert die Luftverteilung? Johannes Zahner und Stephanie Geischeder Lüftung durch Ventilatoren Kühlung durch Ventilatoren Kühlung durch Kuhduschen Stallklima Rindvieh 06 HAFL Zollikofen Wärmeeintrag Wärmeabgabe 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 Feuchte (latente) Wärmeabgabe Schwitzen Hecheln = Erhöhung Atemminutenvolumen Begrenzender Faktor: Lufttemperatur (Grenze bei ca. 0 C) Begrenzender Faktor: Luftfeuchtigkeit ZJ 6/0 5 ZJ 6/0 6
TH-Index TH-Index THI- Diagramm: Hitzestress in Abhängigkeit von Temperatur und rel. Luftfeuchtigkeit Temperatur Luftfeuchtigkeit [rel %] [ C] 0 5 0 5 0 5 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 00 6 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 6 6 6 6 7 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 8 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 9 6 6 6 6 6 6 6 6 6 65 65 65 65 66 66 66 66 0 6 6 6 6 65 65 65 65 66 66 66 67 67 67 67 68 68 65 65 65 66 66 66 67 67 67 67 68 68 68 69 69 69 70 66 66 66 67 67 67 68 68 69 69 69 70 70 70 7 7 7 67 67 67 68 68 69 69 70 70 70 7 7 7 7 7 7 7 68 68 68 69 69 70 70 7 7 7 7 7 7 7 7 75 75 5 69 69 70 70 7 7 7 7 7 7 7 7 75 75 76 76 77 6 70 70 7 7 7 7 7 7 7 75 75 76 76 77 78 78 79 7 7 7 7 7 7 7 7 75 76 76 77 77 78 79 79 80 8 8 7 7 7 7 7 75 76 76 77 78 78 79 80 80 8 8 8 9 7 7 7 75 75 76 77 78 78 79 80 8 8 8 8 8 8 0 7 7 75 76 77 77 78 79 80 8 8 8 8 8 8 85 86 75 75 76 77 78 79 80 80 8 8 8 8 8 85 86 87 88 76 76 77 78 79 80 8 8 8 8 8 85 86 87 88 89 90 77 77 78 79 80 8 8 8 8 85 86 87 88 89 90 90 9 78 79 79 80 8 8 8 8 85 86 87 88 89 90 9 9 9 5 79 80 8 8 8 8 85 86 87 88 89 90 9 9 9 9 95 6 80 8 8 8 8 85 86 87 88 89 90 9 9 9 95 96 97 7 8 8 8 8 85 86 87 88 90 9 9 9 9 95 96 97 99 8 8 8 8 85 86 87 89 90 9 9 9 95 96 97 98 99 00 9 8 8 85 86 87 89 90 9 9 9 95 96 97 99 00 0 0 0 8 85 86 87 89 90 9 9 9 95 96 98 99 00 0 0 0 85 86 87 89 90 9 9 9 95 96 98 99 00 0 0 0 06 60 kein Hitzestress 68 milder Stress 7 mäßiger Hitzestress 80 starker Hitzestress 90 Gefahr THI = (0,8 * Temperatur) + [(rel. Luftfeuchte / 00) * (Temperatur-,)] + 6, * THI Temperatur-Feuchtigkeit-Index berechnet nach Thom 959 Auswirkungen von Hitzestress: THI Stressniveau Symptome Unter 68 Kein Stress 68-7 Milder Stress Aufsuchen von Schattenplätzen Erhöhte Atmungsrate Erweiterung der Blutgefäße Erste Auswirkung auf die Milchleistung 7-79 Mäßiger Hitzestress Erhöhte Speichelproduktion Erhöhte Atmungsrate Erhöhte Herzfrequenz Rückgang der Futteraufnahme Erhöhte Wasseraufnahme Rückgang der Milchproduktion Rückgang der Fruchtbarkeit 80-89 Starker Unwohlsein auf Grund der ansteigenden Symptome Hitzestress Über 90 Gefahr Todesfälle können auftreten 7 8 Technische Möglichkeiten - Lüftung Reduzierung der relativen Luftfeuchtigkeit Verbesserung der Luftqualität Staub Schadgas Maximalkonzentration CO (Kohlendioxid) 000 ppm NH (Ammoniak) 0 ppm H S (Schwefelwasserstoff) 0,5 ppm (kurzfristig bis 5 ppm) Nach Scientific Veterinary Commitee (997) Technische Möglichkeiten - Lüftung 9 0 Technische Möglichkeiten - Lüftung Lüftungsraten für Hochleistungskühe DLG-Merkblatt 6
Technische Möglichkeiten - Schlauchlüftung Technische Möglichkeiten - Schlauchlüftung Berechnung der benötigten Luftwechselraten Gleichmäßige Verteilung im Raum anstreben Stark Außenwind abhängig Entlüftung mit betrachten Technische Möglichkeiten - Kühlung Kühlung durch Ventilatoren Senkung der Wärme durch Erhöhung der Luftgeschwindigkeit Luftgeschwindigkeiten von,0 -,5 m/s Luftgeschwindigkeiten auf der Kuh nötig Bis 5 m/s kein Problem für die Kuh * nach Barnwell 00 5 6 Vertikalventilatoren Axialventilatoren in Querausrichtung 0,65 0,65 0,55 0, 0,75 0,6,5,5,9,,0, 0,0,0,0 0,0 0,5,0,0,6,0,, 0, 0,6 0, Quelle: Heidenreich, LfULG Sachsen 7 8
Axialventilatoren in Längsausrichtung Axialventilatoren in Längsausrichtung Vorteile Gezieltes Bewirken des Liegebereichs Geringes zusätzliches Abtrocknen der Laufflächen (Reinigung, Emission) 9 0 Bauteile: Regler/Bedienteil Bauteile: Regler/Bedienteil Zur Eingabe/Steuerung Verschiedene Ausführungsklassen Steuerung nach THI Steuerung nach Temperatur Bauteile: Frequenzumrichter Bauteile: Frequenzumrichter
Bauteile mit EC-Motoren Leistungsmerkmale Ventilator Elektrische Leistungsaufnahme Durchmesser Drehzahl Wurfweite im freien Raum Durchdringung im freien Raum Schalldruckpegel Investitionsbedarf Wartungsaufwand 5 6 Leistungsmerkmale Ventilator Umsetzung Technik Ventilator Hersteller Drehzahl Leistungsaufnahme Schalldruckpegel Wurfweite* Listenpreis [U/min] [kw] [db (A)] [m] FFowlet-FF09-6DQ.6F.AP Ziehl-Abegg 890 0,86 65 7, auf Anfrage FFowlet-FF06-6DQ.I.A5R Ziehl-Abegg 90 0,5 6 6,7 auf Anfrage FFowlet-FF06-ZIQ.DG.A5P Ziehl-Abegg 00 0,8 69, auf Anfrage Abbi-Fan 0-XG Abbi Aerotech 50,00 70 6,9 550 Multifan D0-PG-55 Vostermans 550,6 66 5,9 0 Multifan 8D9-PG-5 Vostermans 90 0,69 7 6,8 0 Multifan E0-6PP-0 Vostermans 0 0, 60-75 Multifan E50-6PP-0 Vostermans 60 0,8 66, 85 Offene Liste, kein Anspruch auf Vollständigkeit, weitere Ventilatoren können ergänzt werden * Weite, bei der im Versuchstand noch eine Luftgeschwindigkeit von m/s in der Achse erreicht wird. Einbau von Ventilatoren in den Gruber Milchviehstall Ventilatoren 9 cm Durchmesser EC-Motor 0V; max. 950 U/min; max. 5 db Steuerung nach TH Index Messung von Temperatur und rel. Luftfeuchte im Stall Beginnt mit 60 % Drehzahl bei THI 68, ab THI 7 volle Drehzahl 7 8 Stromverbrauch Grub 0 Umsetzung Technik Summe:.50 kwh Max. Leistungsaufnahme: 5,0 kw 6 bei 6ct je kwh 0 je TP Tagesdurchschnittstemperatur 9 0 5
Erhöhung der Luftgeschwindigkeit Umsetzung Technik Einbauhinweise Ventilatoren: Einbau über den Liegeboxenreihen Wurfweite ca. 5-0 m Abstand zur Giebelwand ca.,5 m, oder in der Giebelwand Besser ohne Schutzgitter, dann Einbauhöhe,7 m Winkel ca. 5-5, je nach Einbauhöhe und Wurfweite Überprüfung vorort mit Nebelmaschine sinnvoll Kühlung durch Verdunstungskälte Soaking/Fogging Kühlung der Luft Nutzung des Phänomens der Verdunstungskälte Luft nur bedingt als Träger von Kälte geeignet Luft muss Feuchtigkeit aufnehmen können Wasser muss Zeit zum verdunsten haben. Hochdruck- Verneblung von Wasser in die Luft Soaking/Fogging Kühlung der Luft Kuhdusche Kühlung der Kuh 5 6 6
Kuhduschen Fazit 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: Beregnung, Pause Temperaturgesteuert: ab ca. C Luftfeuchtigkeitsgesteuert: bis max. 70 % RH 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 7 Danke für die Aufmerksamkeit! 8 7