Varmegenvinding i smågrisestalde

I smågrisestalde, hvor grisene indsættes i en alder af 3-4 uger, er der behov for varmetilskud, da smågrisenes egen varmeproduktion er utilstrækkelig til at opvarme staldrummet til ca. 28 ºC. Energiforbruget til varmetilførsel afhænger af staldens isoleringsgrad samt ventilationsanlæggets styring. Der er dog altid et varmetab, som mindst svarer til den mængde varme, der fjernes ved minimumsventilation.

Ved hjælp af en luft-luft varmeveksler er det muligt at genvinde en del af den varmeenergi, der ellers går tabt via afgangsluften. Princippet i en varmeveksler fremgår af figur 1.

Figur 1. Varmevekslerens opbygning og funktion. (Figur er ikke medtaget i dette dokument, men den kan fremsendes ved henvendelse til Landsudvalget for Svin, DANSKE SLAGTERIER, tlf. 33116050).

Varmeveksleren fungerer efter modstrømsprincippet. Den varme luft fra stalden og den koldere indgangsluft føres adskilt gennem varmeveksleren, hvorved en del af varmeenergien fra afgangsluften overføres til indgangsluften.

Varmeveksleren kan være forsynet med ventilatorer, der suger den varme luft fra stalden til veksleren og blæser den forvarmede friskluft videre ind i de enkelte sektioner. Varmeveksleren kan også være konstrueret uden ventilatorer, hvorved veksleren fungerer ved det overtryk, der er i afkastningskanalen og det undertryk, der er i forgangen som følge af ventilatorerne i de eksisterende ventilationsanlæg. Begge typer varmevekslere indgik i undersøgelsen.

Formål

Formålet med undersøgelsen var at undersøge den økonomiske værdi ved anvendelse af varmevekslere i smågrisestalde.

Der indgik to besætninger i undersøgelsen. Produktionsforholdene i de to besætninger fremgår af tabel 1. Undersøgelsen blev gennemført i samarbejde med Statens jordbrugstekniske Forsøg (Orientering nr. 56, 1988, SjF).

Tabel 1. Produktionsforhold i smågrisestalden i de to besætninger
Besætning	1	2
Antal sektioner	4	4
Antal grise pr. sektion	120
Ventilationsprincip	undertryk*)	undertryk*)
Alder ved indsættelse, uger	4	4
Alder ved afgang, uger	12	12
*) Se endvidere under beskrivelserne af de to besætninger.

Besætning 1

Ventilationsanlægget var udført som undertryksanlæg med gulvudsugning. Ventilationsluften blev tilført fra et fælles forrum og blev fordelt i hver sektion via kanal. Afgangsluften fra de enkelte sektioner blev ført til en fælles kanal, som lå under gulvet i forgangen. For enden og ovenpå denne afgangskanal blev der anbragt en varmeveksler uden ventilatorer, hvorved en del af varmen fra afgangsluften blev overført til indgangsluften, inden denne kom ind i forgangen. Figur 2 viser udformning af ventilationsanlæg samt placering af varmeveksler.

Figur 2. Udformning af ventilationsanlæg samt placering af varmeveksler i besætning 1. (Figur er ikke medtaget i dette dokument, men den kan fremsendes ved henvendelse til Landsudvalget for Svin, DANSKE SLAGTERIER, tlf. 33116050).

Besætning 2

Ventilationsanlægget var et undertryksanlæg med en udsugningsskorsten i hver sektion. Den friske luft blev tilført fra forgangen og blev fordelt i hver sektion gennem et kanalanlæg. De enkelte sektioner blev opvarmet ved el-varme, som blev styret efter staldtemperaturen.

Der blev monteret en kanal til udsugning af afgangsluften fra de enkelte sektioner i stedet for afgang via udsugningsskorstenene. Afgangsluften blev i forrummet ført til varmeveksleren. Det var hermed muligt at overføre varme fra afgangs- til indgangsluften. Figur 3 viser en skitse over placering af varmeveksler samt kanaler i besætning 2. Varmeveksleren, der blev anvendt, var forsynet med ventilatorer.

Figur 3. Placering af varmeveksler og kanaler i besætning 2. (Figur er ikke medtaget i dette dokument, men den kan fremsendes ved henvendelse til Landsudvalget for Svin, DANSKE SLAGTERIER, tlf. 33116050).

I vinterperioden blev indgangs- og afgangsluften ført gennem varmeveksleren i 3 døgn, hvorefter der blev lukket for varmeveksleren de efterfølgende 3 døgn. Denne fremgangsmåde fortsatte hele perioden, så antal døgn med og uden brug af varmeveksler var ens. Energiforbruget til varme blev registreret henholdsvis med og uden brug af varmeveksler. I sommerperioden blev såvel indgangs- som afgangsluften ledt udenom varmeveksleren.

Besætning 1

I besætning 1 blev indgangsluften tilført direkte fra forrummet i de perioder, hvor varmeveksleren ikke var i drift. Luften i forrummet blev ved hjælp af en termostatstyret elektrisk varmeovn tilstræbt opvarmet til 10 ºC gennem hele vinterperioden. Energiforbruget til varmeovnen blev registreret henholdsvis med og uden varmeveksleren i drift.

Besætning 2

I besætning 2 blev den forvarmede friskluft fordelt til de enkelte sektioner gennem en kanal med spjælde ud for indsugningskanalernes åbning, når varmeveksleren var i drift. Indsugningskanalerne kunne dermed tilføres forvarmet luft fra varmeveksleren eller kold luft fra forgangen, afhængig af indstillingen af spjældene.

Da varmeveksleren kun kunne styre temperaturen i én sektion ad gangen, blev der, ved hjælp af manuelt betjente spjæld, kun suget varm luft fra en sektion ad gangen. Luften til varmevekslerenblev altid taget fra stalden med de største grise, som har den største varmeproduktion.

Energiforbruget til varme og til varmeveksleren blev registreret i perioderne med og uden varmeveksleren i drift. Endvidere blev staldluftens indhold af CO2 registreret. Herved var det muligt indirekte at bestemme ventilationsluftmængden, hvilket var ønskeligt, da energiforbruget bl.a. afhænger af luftskiftet i stalden.

Besætning 1

Energiforbruget til opvarmning af smågrisestalden, henholdsvis med og uden varmeveksleren i drift, fremgår af tabel 1.

Tabel 1. Gns. energiforbrug til varmeovnen pr. døgn med og uden varmeveksler
Periode	Veksler	Gns.temp.,forgang, ºC	Gns.udetemp. ºC	Gns.energiforbrug,kWh/døgn
22.1 -	med	9,9	0,1	20
10.4.	uden	11,4	-0,8	37
13.11 -	med	11,3	-0,9	3
27.3.	uden	11,2	-0,3	18

I første vinterperiode var energibesparelsen på 17 kWh pr. døgn ved anvendelse af varmeveksleren og i anden vinterperiode 15 kWh pr. døgn. Dette svarer til en årlig besparelse på 2.400 kWh eller ca. 790 kr., hvis der regnes med, at varmeveksleren anvendes i vinterperioden (5 mdr.) og prisen pr. kWh er 0,33 kr.

Besætning 2

Resultaterne viste, at anvendelse af varmeveksleren medførte en stigning i temperaturen på indgangsluften. Denne stigning var størst ved lave udetemperaturer.

Ud fra måleresultaterne blev det samlede energiforbrug til varme for alle 4 sektioner beregnet til 167 kWh pr. døgn uden anvendelse af varmeveksler og 110 kWh pr. døgn ved anvendelse af varmeveksler. Disse tal er beregnet ved en udetemperatur på ca. 1,5 ºC. Den reelle besparelse var 37 kWh pr. døgn, da driften af varmeveksleren medførte et energiforbrug på 20 kWh.

Anvendelse af varmevekslere i de to smågrisestalde medførte en gennemsnitlig energibesparelse på 16 kWh pr. døgn for de 4 sektioner ved anvendelse af varmeveksleren. Dette svarer til en besparelse på 790 kr. pr. år, når der regnes med, at varmeveksleren anvendes i vinterperioden (5 mdr.), og at prisen pr. kWh er 0,33 kr. Forrentning og afskrivning af den investerede kapital beløber sig årligt til ca. 1.950 kr. ved en afskrivningsperiode på 10 år og en kalkulationsrente på 12 pct.

I besætning 2 blev den samlede energibesparelse for de 4 sektioner beregnet til 37 kWh pr. døgn ved anvendelse af varmeveksleren ved en udetemperatur på 1,5 ºC. Dette svarer til en årlig besparelse på ca. 1.800 kr., når der regnes med, at varmeveksleren er i drift i vinterperioden (5 mdr.), og at prisen pr. kWh er 0,33 kr. Forrentning og afskrivning af den investerede kapital beløber sig årligt til ca. 4.400 kr. ved en afskrivningsperiode på 10 år og en kalkulationsrente på 12 pct.

Resultaterne fra besætning 1 og 2 kan ikke direkte sammenlignes. Dette skyldes såvel staldenes som anlæggenes forskellige opbygning, og at de to besætninger var med i undersøgelsen i to forskellige vinterperioder.

Registreringerne i besætning 1 blev foretaget i perioder, hvor den gennemsnitlige udetemperatur varierede fra -0,9 til 0,1 ºC. I vinterperioden, hvor målingerne blev foretaget i besætning 2, var udetemperaturen sjældent under 0 ºC. Disse milde vintre medførte forholdsvis ugunstige forhold for anvendelse af varmeveksler.

Energiforbruget til varme i en given stald afhænger af dyrenes egen varmeproduktion (dyrenes størrelse), luftskiftet i stalden og temperaturforskellen mellem stald- og friskluft. Der vil være størst effekt af at anvende varmeveksler i smågrisestalde i kolde vintre. Endvidere vil effekten af at anvende varmeveksler afhænge af, hvornår grisene afgår fra smågrisestalden. Afgår grisene efter 8 uger som i denne undersøgelse, vil der være en større varmeproduktion og dermed en større effekt af at anvende varmeveksler, end hvis grisene afgår efter f.eks. 4 uger.

Det kan dermed ikke anbefales at installere varmegenvindingsanlæg med den afprøvede udformning, da de registrerede energibesparelser ikke kan dække omkostningerne til forrentning og afskrivning.