Rolf Feldmann, FB 51, LWK-NRW
Schwachstelle Lüftung
Gestaltung der Zu- und AbluftführungEffiziente Lüftungssteuerungen
Für Alt- und Neubauten
Rolf Feldmann
Infoveranstaltung „ Energieeffizienzverbesserung in Stallgebäuden“ 03. Juni 2013Seminarzentrum „velcrea“, Klosterhof 10 in Willebadessen
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6
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30
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18Wochen nach der Aufstallung
°C Komfortzone von Mastschweinen
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Zuluftverteilung
Ganglüftung (Winter)
Abluftkamin
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Zuluftverteilung
Ganglüftung
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Zuluftverteilung
Ganglüftung
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Zuluftverteilung
Ganglüftung
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Zuluftverteilung
Rieselkanal
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Zuluftverteilung
Rieselkanal
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Zuluftverteilung
Rieselkanal
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Zuluftverteilung
Porendecke
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Zuluftverteilung
Strahllüftung
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Zuluftverteilung
Zuluftverteiler
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Zuluftverteilung
Nasenlüftung
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Zuluftverteilung
Schlitzlüftung
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Beispiel: 240 Mastabteil 10 m breit und 20 m lang
Benötigter Zuluftquerschnitt 2,40 m2
2,40 m2 = 12 cm Schlitz bei voller Länge bzw. 30 cm Schlitz bei einer Schlitzlänge von 8 m.
2,752,452,25
1,00
4,5 m 0,9 m 4,5 m
Zuluftverteilung
Schlitzlüftung
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2,75
2,452,25
1,00
Mindestgeschwindigkeit
4,5 m0,9 m
4,5 m
Thermik
Zuluftverteilung
Schlitzlüftung
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0,9
m
Isolierter Dachraum
4,5 m 4,5 m
2,75
2,25
1,00
Zuluftverteilung
Schlitzlüftung
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Klappenstellung
Luftführung
Zentrale Verstellung
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Absaugung Einlassdüse
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Absaugung Messventilator
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Absaugung Diffusor
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21 390
100
790
403
8 620
100
46,8
100
Quelle:
S. Pedersen, DK, SJF, ‘99
Drehzahl min-1 821 814 805 832
Leistungs-aufnahme
W 390 390 401 378
Volumen-
stromm3 /h
%
5 870
68
6 090
71
9 410
109
10930
127Spezifischer
Volumen-
strom
m3/kWh
%
15 050
70
15 620
73
23470
110
28920
135
Spezifische
Leistungs-
aufnahme
W / 1000
m3 h-1
%
66,4
142
64
137
42,6
91
34,6
74
Abluftgestaltungund Energiekonsum
Absaugung Abluftkamin
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Rieselkanal mittig liegender Ganglüftung
Der Unterdruck wird unabhängig von der Lüftungsrate konstant gehalten
Ab
luft
mittig über den Buchten Rieselkanal Unterflurabsaugung
Zentralabsaugung Regelung: Unterdruck
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Rieselkanal mittig liegender Ganglüftung
Ab
luft
mittig über den Buchten Rieselkanal Unterflurabsaugung
Es wird aus allen Abteilen eine durchschnittliche Abluftmenge errechnet
Messventilator
Zentralabsaugung Regelung: Durchschnittsmenge
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Regelung Trafo
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Regelung Triac (Elektronisch)
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Regelung Frequenzumrichter
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Regelung EC-Ventilator / ETA-Vent
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Drehzahl Triac 1 Phase Trafo 1 Phase Trafo 3 Phasen Frequenzumr. 3 Phasen Ec-motor
900 50 50 50 50 47
800 52 48 48 44 38
700 53 47 46,5 37 30,5
600 53 45 45 30 22,5
500 53,5 44 39,5 25 19
400 51 42 32,5 19 14
300 49 38 28 17 10,5
Regelung
Spezifische Leistungsaufnahme
Watt je 1000 m³/h
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Wärmehaushalt Stallgebäude
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Beispiel: 120 Ferkel je Abteil; Abteilmaß: 5,60 m x 8,60 m; Höhe: 2,75 m Außentemperatur: -10 °C; Raumtemperatur: 28 °C
U-Wert der Außenwand: 0,40 0,50 0,60 W/m²K
U-Wert der Decke: 0,40 0,40 0,40 W/m²K
Wärmeverlust Wand: 234 293 351 W 3 – 4%
Wärmeverlust Decke: 732 732 732 W 8 – 9%
Wärmeverlust Lüftung 10 kg: 3960 3960 3960 W Wärmeverlust Lüftung 20 kg: 7440 7440 7440 W 87%
Gesamtwärmeverluste: 8406 8465 8523 W
Wärmehaushalt Stallgebäude
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Beispiel:5 Ferkelaufzuchtabteile je 200 Ferkelplätze,Min.- Luftrate pro Abteil je nach Belegstärke und Tiergewicht = 450-1300 m³/h oder 7-20% der Sommerluftraten
Angenommen wird eine (pro Abteil) um 400m³/h überhöhte Luftrate während der Hälfte des Jahres
2000m³/h je 50 W (x 24 Std x 180 Tage) = 432 kWhLuftrate spez. Leistung
432 kWh x 0,20 €/kWh = 88 €
Wärmehaushalt Energieverluste
durch erhöhte Luftraten
Lüftungsenergie:
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Beispiel:5 Ferkelaufzuchtabteile je 200 Ferkelplätze,Min.- Luftrate pro Abteil je nach Belegstärke und Tiergewicht = 450-1300 m³/h oder 7-20% der Sommerluftraten
Angenommen wird eine (pro Abteil) um 400m³/h überhöhte Luftrate an 10% der Jahresstunden
2000m³/h x 0,37 x 27K = 19980 Watt/hErh. Luftwechsel x spez. Wärmekapazität x Delta t = erh. Lüftungswärmeverlust
20kw/h x 875 Std. x 0,06€/kw = 1050 €
Wärmehaushalt Energieverluste
durch erhöhte Luftraten
Heizenergie:
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täg.Zunahme in g 758 762 738
MFA % 57,2 58 57,95
Verluste % 2,8 1,8 3,6
Futterverwertung 1: 2,9 2,8 2,9
Medikamente in € 0,55 0,55 1,10
Wärmemenge in MWh 15,3 19,8 23,4
Tierleistungen über
fünf Durchgänge
Trafo Lüftungs-
computer
Messventilator
Lüftungscomputer
u. geregelte Klappe
Abteil 1 Abteil 2 Abteil 3
Abluftklappe
Messventilator
Ventilator
Lüftungsregelung Abteil - Ausstattung mit
unterschiedlicher Technik
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Neutrale Zone
Heizung Minimum
Minimum Ventilation
Heizung Maximum Maximum VentilationBandbreite
HeizungBandbreite
Ventilation
Eingestellte Solltemperatur
Lüftungsregelung Heizung, Temperatur,
Regelbereich, Ventilation
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20 21 22 23 24 25 26
230Volt
0 Volt
Temperaturdifferenz in Grad oberhalb der Solltemperatur
Regelbereich
(Bandbreite)1
2
3
4
5 Stufe
Lüftungsregelung Traforegelung
Spreizung, Regelbereich
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• Regelbereich vergrößern
- trägere Reaktion bei Temperaturänderungen
• Regelbereich verkleinern
- schnellere Reaktion bei Temperaturänderungen
• Bei wechselndem Wetter größerer Regelbereich
- z.B. von 4 auf 6 °
• Beachten ob der Regler über Automatiken verfügt die den Regelbereich selbständig anpasst
Lüftungsregelung Grundsätze Regelbereich
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Lüftungsregelung Temperaturschwankungen
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20 21 22 23 24 25 26
230Volt
0 Volt
Temperaturdifferenz in Grad oberhalb der Solltemperatur
Spreizung Spreizung
Lüftungsregelung Funktion einer Absenkautomatik
- über die Spreizung
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Lüftung
Sollwert Sollwert Erhöhter Erhöhter (30,0 Grad)
Heizung Lüftung Sollwert Sollwert
(18,0 Grad) (20,0 Grad) Heizung Lüftung
(24,0 Grad) (26,0 Grad)
RegelbereichObergrenze (10,0 Grad)
Temp.
Lüftungsregelung Funktion einer Absenkautomatik
- über die Anhebung der Solltemperatur
Regelbereich
Lüftung
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• Sie bewirken eine Anpassung bei unterschiedlichen Außenbedingungen
• Es gibt sie für hohe oder niedrige Außentemperaturen
• Es gibt Absenkautomatiken im Bereich von
– Regelbereich
– Solltemperaturen
– Minimumlüftung und Maximumlüftung
– Alarm bei hohen Außentemperaturen
Lüftungsregelung Funktionen der Absenkautomatik
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Lüftungsregelung und die Alarmanlage beachten !!
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Lüftungsregelung - geht auch anders ☺
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Rolf FeldmannFachberater für
Systemelektronik in der Tierhaltung
Referat 51, LWK-NRW, Münster
Tel. 0251 / 2376-459
e-mail: [email protected]
☺ ☺Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit