Ved undertryksanlæg kan luften indtages og fordeles via indsugningsenheder. Løsningen anvendes typisk ved sammenbyggede bygninger eller hvor der ikke kan opnås ensartede ventilationsforhold med andre løsninger.
Energiforbruget er væsentlig lavere end ved ligetryksanlæg, men det kræver, at stalden er tæt.
Figur 1. Undertryksanlæg med indsugningsenhed (tegning: Nils Krog, billede nr. 9)
Beskrivelse
Undertryksanlæg med indsugningsenheder anvendes til alle kategorier af grise.
Luften til undertryksanlæg indtages normalt direkte fra det fri, men kan også indtages via loftrummet. Luften afgår normalt via en udsugningsenhed i tagfladen, men kan også afgå via vægventilatorer eller gulvudsugningsenheder.
Energiforbrug til ventilation er ca. det halve af forbruget ved et tilsvarende anlæg med indblæsningsventilatorer (figur 1).
Indsugningsenheden udformes på flere måder:
- Spalteformet åbning (figur 2)
- Dysekrans med op til 15 dyseåbninger i ring (figur 3)
- Med/uden regulering spalte-/dyseåbning (figur 4)
- Med/uden luftblander (figur 5)
Figur 2. Indsugningsenhed/indblæsningsenhed med spalteåbning (tegning: Nils Krog, billede nr. 9403)
Figur 3. Indsugningsenhed/indblæsningsenhed med dysekrans (tegning: Nils Krog, billede nr. 9404)
Figur 4. Indsugningsenhed/indblæsningsenhed med regulering af spalteåbning (tegning: Nils Krog, billede nr. 9405)
Figur 5. Indsugningsenhed/indblæsningsenhed med luftblander (tegning: Nils Krog, billede nr. 9406)
Hvis dysekransen har mere end 15 dyser, svarer indsugningsenheden luftfysisk til en enhed med spalteåbning, idet luftstrålerne smelter sammen umiddelbart efter indblæsning.
Dimensionering
Luftfordelingen i hele reguleringsområdet skal kunne opfylde klimakravet i grisenes opholdszone. Den indtagne luft skal opblandes og opbremses, inden den når grisenes opholdszone. Desuden skal luften fordeles ensartet i staldrummet, så temperaturforskelle minimeres.
Luftfordelingen bestemmes af flere forhold:
- Luftstrålens hastighed og retning
- Afbøjning af den indtagne luft, bestemt af indblæsningstemperaturen og indetemperaturen
- Indsugningsenhedens udformning
- Om luftstrålen klæber til loftsfladen eller om den skal fordeles som en fristråle
Følgende kan anbefales ved dimensionering af indsugningsenheder:
I stalde med høj belægningsgrad, dvs. smågrise-, ung- og slagtesvinestalde, bør indsugningsenheder med spalteformede åbninger foretrækkes frem for enheder med en dysekrans, fordi luften opbremses hurtigere end ved en dysekrans. For at undgå koldluftnedslag eller for høj indblæsningshastighed skal indsugningsenheden enten være forsynet med recirkulering, en luftblander eller en regulerbar spalteåbning.
Ved høj belægningsgrad er det generelt vanskeligt at opnå tilstrækkelig lave hastigheder i grisene opholdszone. Derfor er mange små indsugningsenheder at foretrække frem for en stor, fordi dette medfører lavere hastighed i opholdszonen. Hvis indblæsningshovedet har en maksimal spalteåbning på 15-20 cm bør der højst indtages 6.000-7.000 m3/time pr. enhed.
I stalde med lille rumfang og gitterspærskonstruktion skal luften klæbe til loftsfladen ind til den er opblandet, ellers vil luften falde delvist uopblandet ned i grisenes opholdszone og skabe træk. Ved dimensioneringen skal der tages højde for, at lufthastigheden øges med ca. 40 procent, når den indtagne luft klæber til loftsfladen.
I stalde med stort rumfang og lav belægningsgrad bør der - for at sikre en god opblanding af staldluften - vælges indsugningsenheder med dysekranse, fordi luftstrålen fra en dysekrans har en større indtrængningsevne end fra spalteformet indblæsning.
For de fleste indsugningsenheder findes der information om bl.a. luftydelse og -retning samt luftstrålens afbøjning i prøverapporter fra Forskningscenter Bygholm, se figur 6.
Figur 6. Afprøvning af ventilationsdele (indblæsningsenhed): Prøverapport fra Forskningscenter Bygholm kan hentes gratis på DJF's hjemmeside i PDF-format (foto: Forskningscenter Bygholm, billede nr. 9407)
Ved dimensionering af ventilationskapaciteten, differenstryk samt antal af indsugningsenheder kan det anbefales at anvende dimensioneringsprogrammet, Staldvent 3,0+ [1].
Drift
Ventilationsanlæggets funktion vurderes bedst ved registrering af grisenes liggeadfærd, samt hvordan stien inddeles i gøde-, leje og aktivitetsareal. I visse tilfælde kan forringede sundheds- og produktionsresultater være en indikator på et dårligt fungerende ventilationsanlæg
Kontrol af luftfordeling
Luftfordelingen gøres synlig ved røgprøver. Hvis luftfordelingen ikke er acceptabel, skal undertrykket og dermed indblæsningshastigheden tilpasses til indsugningsenhedens åbningsgrad (figur 7).
Korrekt undertryk og god luftfordeling.
For lavt undertryk og koldluftnedfald i grisenes opholdszone.
For stort undertryk og luftsammenstød midt i stalden, hvilket kan medføre træk i grisenes opholdszone.
Figur 7. (Tegninger: Nils Krog, billede nr. 9648, 9649 og 9650)
Vedligehold
Anlægget skal rengøres regelmæssigt og mindst en gang årligt. Det anbefales at gøre det i april/maj, således at anlægget har maksimal kapacitet i sommerperioden. Ved holddrift bør anlægget rengøres mellem hvert hold.
Styreenheden og spjældmotorer samt alle bevægelige dele skal ligeledes kontrolleres regelmæssigt og desuden ved mistanke om fejl i systemet.
Specielle forhold
Før der vælges ventilationsprincip, skal der tages hensyn til staldens rumfang, fordi luftens maksimale indtrængningslængde afhænger af, om der er plads til returluften, dvs. den luft, der bevæger sig modsat af indblæsningsretningen i grisenes opholdszone som følge af luftstrålens medrivning.
Som tommelfingerregel skal rumfanget mindst være så stort, at frihøjden (lofthøjde - inventarhøjde) skal være mindst 0,3 m for hver meter, luften skal trænge ind i bygninger.
Årsag og håndtering af problem
Træk i grisenes opholdszone kan skyldes en række forhold.
Dimensionering
Typiske dimensioneringsfejl er for lille kapacitet på anlægget samt at antal og placering af indsugningsenheder ikke passer til bygningens udformning. I disse tilfælde skal ventilationsanlægget dimensioneres på ny for at opnå en ensartet og trækfri luftfordeling.
Placering samt tilpasning til bygningens udformning
Ved indsugningsenheder med en spalteformet indblæsningshoved og dysekrans, der ikke kan reguleres i forhold til rummets udformning, kan der ofte registreres for høj lufthastighed ved vægge, fordi luftfordelingen passer bedst til kvadratiske rum eller rum der kan opdeles i flere kvadrater. I nogle tilfælde kan problemet løses ved at isætte afblændingsstykker i enheden, i andre tilfælde skal der opsættes en prelplade på væggen, dvs. en 15-20 cm bred plade, der afbøjer og forhindrer luftstrålen i at skabe træk i grisenes opholdszone (figur 8).
Figur 8. Prelplade for at forhindre træk ned langs væggen (tegning: Nils Krog, billede nr. 9651)
En skæv luftfordeling kan også skyldes, at indsugningsenheden ikke er placeret midt i rummet som følge af hindringer i loftkonstruktionen (figur 9). Fx placeres indsugningsenheder som regel i tagfladen i stedet for kippen for at billiggøre ventilationsanlægget. I visse tilfælde er det nødvendigt at ændre indsugningsenhedens placering for at løse problemet.
Figur 9. Skæv luftfordeling som følge af fejlplaceret indsugningsenhed/indblæsningsenhed (tegning: Nils Krog, billede nr. 9650)
Staldrumfang
Hvis der ikke er tilstrækkelig staldrumfang, begrænses indtrængningslængden på den indtagne luft, og returluften skaber træk i grisenes opholdszone. I fladloftede stalde er indtrængningslængden maksimalt ca. 3,5 gange væghøjden (den frihøjde, der er mellem højeste lukkede forhindring, fx lukket inventar og loftet).
Hvis stalddybden overskrider 3,5 gange væghøjden, viser røgbilledet, at luften bevæger sig i "8-taller": Den indtagne luft klæber til loftsfladen ind til ca. 3,5 gange væghøjden, hvor den slipper, falder ned i grisenes opholdszone og bevæger sig med stor hastighed retur mod luftindtaget. Dybere end ca. 3,5 gange væghøjden vil luften ligeledes bevæge sig i en cirkel.
Da det er luftfysisk umuligt at opnå en acceptabel luftfordeling i disse staldtyper, bør problemet løses ved at ændre ventilationsprincippet. Som en midlertidig løsning for at begrænse trækgenerne fra returluften bør indblæsningshastigheden sænkes så meget som muligt, uden at klæbeeffekten forsvinder. En reduceret indblæsningshastighed mindsker luftens medrivning og dermed også den luft, der skal retur mod luftindtaget.
Styring og indregulering
Det er vigtigt for luftfordelingen, at lufthastigheden og retningen på den indtagne luft er korrekt i hele reguleringsområdet. Styringen afhænger af, om anlægget er udstyret med luftblander eller regulering af spalte-/dyseåbningen.
Ved indsugningsenheder med luftblander skal luftblanderen sikre, at den kolde indtagne luft opblandes og "bæres oppe" af den staldluft luftblanderen recirkulerer. I vinterperioden, hvor der indtages en lille luftmængde med stor temperaturforskel, skal luftblanderen indblæse den størst mulige luftmængde. I takt med at der indtages mere luft udefra skal luftblanderens ydelse reduceres. Ved maksimal ydelse skal den som regel stoppes.
Ved anlæg, hvor spalte- eller dyseåbningen reguleres, kan der opstå træk, fordi hastigheden og retningen på den indtagne luft er forkert. Problemet kan evt. løses ved at udstyre indblæsningshovedet med en luftretningsplade (figur 10).
Figur 10. Indsugningsenhed/indblæsningsenhed med luftretningsplade for at give luften en retning opad (tegning: Nils Krog, billede nr. 9402)
Indblæsningshastigheden reguleres ved at ændre på samspil mellem luftindtag og -afgang. Hvis samspillet er dårligt, skal anlægget indreguleres på ny, evt. med ændring i wiretræk, udveksling osv.
I nogle tilfælde kan problemet skyldes begrænsninger i styringssystemet. Problemet er som regel, at en ændring af samspillet mellem luftindtag og -afgang et sted i reguleringsområdet ændrer på samspillet i resten af reguleringsområdet. I så fald kan problemet løses ved at udskifte styreenheden med en ny type, hvor samspillet kan ændres vilkårligt i 5-10 punkter i reguleringsområdet (figur 11).
Figur 11. Et eksempel på en styreenhed (tegning: Nils Krog, billede nr. 9414)
Utæt bygning
Utætheder medfører, at luftindtaget via indsugningsenheden reduceres. Dette kan medføre en uensartet temperaturfordeling i stalden som følge af falsk luftindtag, kort kastelængde og dårlig opblanding af den indtagne luft.
Tryktest af stalden
- Undertryksmåler
- Maksimal ventilations ydelse
- Lukket luftindtag
- Aflæs undertryk
- DJF-prøverapport
- Aktuelle ventilator
- Aflæs maksimal tryk (Pa)
- Sammenlign trykket
12. Ved tryktest af bygningen sammenlignes det registrerede undertryk med det maksimalt opnåelige for udsugningsenheden jvf. prøverapport fra Forskningscenter Bygholm (tegning Nils Krog, billede nr. 6440 og 6441)
Bygningens tæthed kontrolleres ved tryktest:
- Luftindtag lukkes
- Udsugningsventilatorer sættes på maksimal ydelse med fuldt åbent spjæld
- Registrerer undertryk og sammenhold dette med det maksimalt opnåelige jvf. SjF-Prøverapport for den pågældende udsugningsenhed (figur 12).
Stalden er tæt, hvis der kan opnås et undertryk svarende til det maksimalt opnåelige for den pågældende ventilator. Ved undertryk derunder må stalden betragtes som værende mere eller mindre utæt.
Hvis der maksimalt kan opnås et undertryk på ca. 50 Pa ved en tryksvag ventilator (maks. undertryk på 80-120 Pa) eller ca. 100 Pa ved en trykstærk ventilatortype (maks. undertryk på 160-220 Pa) - er stalden meget utæt og normalt uegnet til undertryksventilation, medmindre stalden tætnes.
Hvis det registrerede undertryk ligger i mellemområdet vil bygningens egnethed til ønskede ventilationsanlæg bero på et skøn ud fra utæthedernes størrelse og placering.
Utætheder påvises med røg og findes følgende steder i bygningen:
- Utæt eller manglende dampspærre
- Døre og vinduer
- Gødningskanaler
- Rørgennemføringer
- Overgang mellem væg og loft (figur 13).
Figur 13. Eksempler på utætheder i en bygning (tegning Nils Krog, billede nr. 6320)
En utæt dampspærre er en vanskelig utæthed at eliminere, da det som regel kræver opsætning af en ny dampspærre.
Vindpåvirkning
Undertryksanlæg med indsugningsenheder er relativt lidt vindfølsomme - specielt, hvis luftindtag og -afgang sker over kippen. Ved enheder placeret under kipniveau - specielt på tagflader med en hældning over 20 grader, kan det blive nødvendig med foranstaltninger for at mindske vindfølsomheden, fx at føre luftindtag og -afgang over kipniveau. Desuden kan to eller flere indsugningsenheder, der er placeret i forskellig højde på tagfladen, medføre en uensartet luftfordeling.
Koldluftnedslag
Koldluftnedslag kan skyldes forhindringer på tværs af luftretningen, fx bærende bjælker, foderrør, lysstofsarmaturer, loftbrædder mv. Problemet kan ofte løses ved at opsætte ledeplader.
Solopvarmning af loftrum
Hvis friskluften indtages via loftrummet, skal åbningsarealet til loftrummet have en vis størrelse for at undgå nedsat anlægsydelse og for at undgå unødig solopvarmning af den indtagne luft i sommerperioden.
Når åbningsarealet er større end 1 cm2 pr. m3/time ved maks. ventilation har åbningsarealet kun en ubetydelig indflydelse på anlæggets kapacitet. Åbningsarealet bør dog være større end 1,5 cm2 pr. m3/time ved maksimumsventilation af hensyn til solopvarmning af den indtagne luft. Et lille åbningsareal medfører en opblanding af den temperaturmæssigt lagdelte luft i loftrummet, dels vil et relativt stort undertryk trække uforholdsmæssigt meget luft ind fra utætheder i tagfladen, dels vil en større hastighed på den indtagne luft medføre en større opblanding i loftrummet (tabel 1).
Tabel 1. Undertryk og lufthastighed ved varierende åbningsareal til loftrummet (åbning med et modstandstal på 2)
|
Åbningsareal
|
Undertryk
|
Lufthastighed i åbning
|
|
cm2 pr. m3/time
|
Pa
|
m/s
|
|
1,0
|
9,6
|
2,8
|
|
1,5
|
4,3
|
1,9
|
|
2,0
|
2,1
|
1,4
|
|
2,5
|
1,5
|
1,1
|
|
3,0
|
0,9
|
0,9
|
Solopvarmning af loftrum kan medføre en væsentlig temperaturforøgelse på den indtagne luft ved en uheldig udformning af loftrummet. Ved en god udformning vil luften maksimalt blive forvarmet 2-3 °C i slagtesvinestalde [2] og 4-5 °C i drægtigheds- og farestalde (figur 14).
Figur 14. Ved solopvarmning af loftrum lagdeles luften så meget, at der kan blive 10-15 °C varmere ved kip end umiddelbart over luftindtaget (tegning Nils Krog, billede nr. 9388)
Følgende forhold kan medføre en betydelig overtemperatur:
- For lille åbningsareal.
- Loftrum forbundet med andre loftrum.
- Utætheder i tagflade og i kip.
- Luftbevægelser op langs tagfladen.
- Uensartet fordeling af åbninger til loftrum.
- Luftindtag via uhensigtsmæssige placerede ventilationsskorstene.
Hvis der er problemer med for høje temperaturer i sommerperioden, bør ventilationsanlæggets kapacitet kontrolleres.
Følgende bør foretages i nævnte rækkefølge:
- Loftrummet skal være adskilt fra andre loftrum, der ikke bruges som luftindtag
- Åbningsarealet skal være på 1,5-3 cm2 pr. m3/time ved maksimumsventilation, mindst i smågrise-, ung- og slagtesvinestalde, størst i sostalde
- Åbninger til loftrum skal være ensartet fordelt. Åbninger under tagudhæng i begge sider af bygningen er at foretrække
- Der bør anvendes lyst/blankt tagbeklædning
- Lagdeling af luft på loftrum skal fremmes. Luftretning op langs tagfladen samt luftindtag via kip eller utætheder i tagfladen skal undgås.
- Etablere ventileret luftrum mellem tagflade og loftrum
- Isolering af tagfladen
Uensartet temperaturfordeling kan skyldes:
- Uensartet belægning
- Uensartet placering af indsugningsenheder
- Falsk luftindtag
- Vindpåvirkning af luftindtag
- Dårlig luftfordeling i stalden forårsaget af:
- dårlig vedligeholdt anlæg
- fejldimensioneret anlæg
- dårlig styring/indregulering af anlæg
- for lidt rumfang
Referencer
|
[1]
|
Morsing, S., Strøm, J.S. og Steinmetz, H.V. (1997): StaldVent version 3.0. Et edb-program til beregning af staldventilation. Brugervejledning for grundmodul. Forskningscenter Bygholm, 50 pp
|
|
[2]
|
Pedersen, Poul (1994): Ventilationsprincipper i slagtesvinestalde. Meddelelse nr. 294, Landsudvalget for Svin.
|
