A fűtésienergia-szükséglet csökkentése az állattartásban

Kategória: Állattenyésztés, Gépesítés | 2022/09/02

Hővisszanyerő berendezések

Az állattartó épületek fűtésére fordított energia, valamint az állatok által leadott hő télen nagyobb részben a szellőztetéssel, kisebb részben a falakon keresztül a szabadba távozik. Ennek az energiának egy része hővisszanyeréssel visszavezethető az istállóépületbe.

A hővisszanyerők tulajdonképpen hőcserélők, amelyek legtöbbször az istállóból távozó hőt a szellőztetés levegőjének felhasználásával juttatják vissza az istállóba. Attól függően, hogy az istállóból távozó hőt a szellőztetőlevegőnek közvetlenül vagy közvetítő közeggel adja át, megkülönböztetünk levegő-levegő hőcserélőket és levegő-közvetítőközeges hőcserélőket.

A hővisszanyerők alkalmazásának célja kettős,
- egyrészt csökkentik a közvetlen fűtési­energia-szükségletet, és ezzel jelentősen csökken az üzemeltetés költsége;
- másrészt alkalmazásuk esetén kisebb csúcsteljesítményű fűtőberendezés szükséges, és ezzel a beruházási költség kevesebb lesz.

Mennyezetre szerelt levegő-levegő, ún. kürtős hőcserélők, központi vezérléssel

A hőcsere energiaárama a hőmérséklet-különbség hatására valósul meg. Ez a hőcsere alapelvében stacioner és folyamatos. Emiatt a rekuperatív hőcserélők egyszerű felépítésűek. Az egyszerű szerkezeti felépítés következtében a hőcserélőben részt vevő közeg tökéletesen szétválasztható.

A rekuperatív hőcserélők alkalmazásakor az gondot okoz, hogy a gyakorlatban a közegek közötti hőmérséklet-különbség meglehetősen kicsi. Ezért megfelelő hővisszanyerési teljesítmény eléréséhez nagy felületű készülékeket kell építeni.

Nagyméretű központi hővisszanyerő hőcserélő az istálló mellé telepítve

A lemezes hőcserélők egy sajátos kialakításának tekinthető a szellőztetett épülethéj. A szellőztetett épülethéj az állattartásban lehet az istálló fala vagy a födémé. A szellőztetett fal vagy födém kialakítása esetén a határolószerkezet kettős rétegű. Az istállóba beszívott levegő az egyik, a távozó levegő a másik járaton keresztül halad át. A szellőztetett épülethéj segítségével azonban nemcsak a szellőztetésével távozó hőenergiának egy részét lehet visszavezetni az istállóba, hanem a falon keresztül kialakuló konvektív hőáram is csökkenthető.

A hagyományos radiátoros és lapradiátoros légfűtést egyre gyakrabban váltják fel az elektromos- és meleg vizes fűtésű termoventilátorok. Előnyük, hogy fűtési energiaként felhasználható geotermikus forrásból nyert meleg víz, vagy a hőszivattyúzással nyert hulladék energia. Elhelyezésük igen változatos, de leggyakoribb a fali konzolra szerelt kivitelek, mivel itt oldható meg legolcsóbban a vezetékezés. Magas, nagylégterű épületeknél gyakran kombinálják középen elhelyezett elektromos vagy gázos sugárzó fűtőtestekkel.

Oldalfali vizes termoventillátorok teremfűtéshez és mennyezeti sugárzófűtés, gerinc mentén a használt levegő elszívása

Néhány gyártó ajánlja az istálló közepére függesztett meleg víz és elektromos fűtésű termoventilátorokat.
Fokozottan felhívják a figyelmet a friss levegő bevezetésének és a használtlevegő elvezetésének helyeihez viszonyított magassági elhelyezésre. Azt kívánják elérni, hogy a tartózkodási zónában terjedjen a fűtött levegő, lehetőleg kis sebességgel, majd a falak mentén kivezetik az elhasznált levegőt. A friss levegőt az így kialakult zóna fölött vezetik a légtérbe, így kedvező és egyenletes légeloszlás alakul ki.

Energiatakarékos sugárzó fűtési megoldások

A fűtésienergia-szükséglet csökkentésének egyik ilyen lehetősége a sugárzó fűtés. A jelenleg általánosan alkalmazott légfűtéshez viszonyítva a sugárzó fűtéssel elérhető energiamegtakarításnak három forrása van: az állatok tartózkodási helyén alacsonyabb istálló-hőmérsékleten is kialakítható a megfelelő hőérzet (komfort); az istállólevegő hőmérsékletének változása függőleges irányban kisebb mértékű; az istállólevegő alacsonyabb hőmérséklete miatt a szellőztető levegő által elszállított hőenergia lényegesen kevesebb. Sugárzó fűtés esetén (8. ábra) az istálló belső tere és a külső tér között kisebb lehet a hőmérséklet-különbség, és ennek következtében mindhárom felsorolt tényező hőenergiát „takarít meg”. A sugárzó fűtést helyi melegítésre (infralámpával) mint kiegészítő fűtést már régebben is alkalmazták, de önálló fűtésként csak az energiamegtakarítással összefüggésben vetődött fel.

Elletőkutricában a melegvizes "matrac" és sugárzó fűtés megfelelő szabályozással ideális megoldást nyújt

A leválasztott malacoknál az alsó vízcsöves és felső sugárzó fűtés ideális légteret képez (nagyon fontos a megfelelő szabályozása, a sugárzó fűtés gyors reakciója). Az ilyen rendszer az első 10 napban igen előnyös. A lassú szabályozási reakciók esetén gyakoribbak a légúti megbetegedések. Talán a legenergiatakarékosabb fűtési megoldás a konduktív fűtés. A konduktív fűtésnek az állattartásban kedvező hőérzeti alkalmazási lehetősége van. A konduktív fűtés az állattartásban a padozatfűtés. Ilyen megoldások a fotón bemutatott a malacok alatt lévő vizes vagy elektromos fűtésű matracok.

Alsó és felső vízfűtés is kiváló, de a reakcióidőáltalában nagyobb

Automatizálás

Műszaki kivitelét tekintve az istálló légtér állapotának szabályozására több megoldás is van. Egyszerű megoldás, amikor a hőmérséklet-szabályozást belső termosztát végzi. A termosztát gyakorlatilag az épület belső hőmérsékletét érzékeli és a beállított értéknek megfelelően hozza működésbe azokat a szerkezeti elemeket, amelyek a hőmérséklet-változtatást elősegítik. Ez lehetséges – például nyitott istálló, vagy gravitációs szellőztetés esetén – megfelelő nyílások csappantyúinak zárásával, illetve nyitásával. A szabályozás lehet közvetlen vagy villamos áttétel révén.

A komplettebb megoldásoknál már a belső mellett a külső hőmérsékletet is mérik. Előre meghatározott értéket kiválasztva az érzékelők jelei alapján, például a külső alacsonyabb hőmérsékletű levegőt úgy vezetik az épületbe, hogy közben megfelelő keverést is végeznek (lehet pl. a talajhő is). Napjainkban a leggyakoribb megoldásoknál már számítógépes vezérlést is jelen van. Ekkor már többféle paraméter mérésére is lehetőség nyílik, így például a külső- és a belső levegő páratartalma, hőmérséklete és valamelyik káros gáz koncentrációja. Ezek alapján a PCU egység az előre szoftveresen meghatározott, „kitüntetett” értéket figyeli és annak megfelelően működteti a rendszert. Természetesen mindhárom fenti megoldásnál a beállítást el kell végezni kézi úton is meghatározott alapszintekre. A legmagasabb szintet a központi, ún. klímakomputer jelenti, amely rendszerint része az egész telepet vezérlő számítógépnek is.

A PC-hez csatolt vezérlőegységgel ellátott klímavezérlés baromfitartó istállók részére

Az előzőhöz hasonlóan itt is mérik a különféle paramétereket, s szoftverparancsok alapján végzi a PCU a szabályozást és a vezérlést. A komplett klímakomputer szoftveresen már kiértékeléseket is végez, illetve meghatározott optimalizálási feladatokat is ellát, vagyis azon értékeket választja ki, amelyek adott időpontban a leggazdaságosabbak, vagy technikailag a legegyszerűbben kivitelezhetők.

A klímavezérlő egység önállóan is képes működni (alkalmas adatok módosítására, egyes paraméterek lekérdezésére), de a programozása, adatainak feltöltése és lekérdezése a központi telepi PC segítségével történik. A PC által tárolt és feldolgozott termelési „in situ” adatok alapján kap parancsokat, miközben figyelembe veszi a környezeti klímát is. Természetesen a rendszer flexibilisen módosítható az adott állatállomány, illetve istállóépület igényei szerint. Nagy előnye, hogy a távvezérlése internetről is végezhető (pl. okostelefonról).

Az állattartó épületek légcseréjének, szellőztetésének, szellőztetésének, fűtésének és hűtésének modern, energiatakarékos, gyakorlati technikai megoldásairól Dr. Tóth László Állattartó épületek klímája című kiadványából tájékozódhatnak. Elérhető a Szaktudás Webshopban, ITT.

Ajánlott kiadványokDr. Ruda Győző - Dr. Tóth László:
Szeglemez kötésű tetőszerkezetek alkalmazása a mezőgazdaságbanBalogh Péter - Novotniné Dankó Gabriella (szerkesztők):
Versenyképes sertéshizlalásBárány lászló - Pupos Tibor - Szöllősi László (szerkesztők):
Versenyképes brojlerhizlalásDr. Tóth László:
Állattartó épületek klímája (Légcsere, szellőztetés, fűtés, hűtés)Balogh Péter - Novotniné Dankó Gabriella (szerkesztők):
Versenyképes kocatartás és malacnevelésDr. Tóth László:
Információtechnika (IT) a korszerű szarvasmarhatartásban

Ez is érdekelhetiFejlesztés az állattenyésztésben: Kocatartás A káposztafélék gépi betakarításaParlament előtt a 2025. év adózását meghatározó őszi adócsomag