Ventilationsprincipper i smågrisestalde

SAMMENDRAG

Følgende 4 for­skellige ventilationsprincipper blev over en 2-årig periode afprøvet i to besætninger med smågrisestalde til grise i alderen 4-11 uger:

1. Vægventil fra forgang

2. Vægventil direkte fra det fri

3. Mekanisk luftblander

4. Diffust luftindtag via 100 mm mineraluld.

Der var ikke forskel i daglig tilvækst eller antal døde grise. I den ene af besæt­ninger­ne  blev der registreret en signifikant højere frekvens af halebid ved diffust luftindtag end ved luftindtag via vægventil fra forgang.

Det samlede energiforbrug var som gennemsnit fordelt med 84 pct. til varme og 16 pct. til ventilation. Energiforbrug pr. produceret smågris var mindst ved vægventil fra det fri med et gennemsnit af to besætninger på 8,7 kWh efterfulgt af vægventil fra forgang med 9,9 kWh.

Ved mekanisk luftblander og diffust luftindtag var der stor forskel i energiforbrug mellem de to besætninger; henholdsvis 13,2 kWh og 9,8 kWh ved mekanisk luftblander og hen­holdsvis 11,1 kWh og 17,1 kWh ved diffust luftind­tag.

År­sagen til det store energiforbrug ved diffust luftindtag var vindpå­virkninger. Forbruget var størst i den geografisk mest vindudsatte besætning, som havde luftindtag til loftrummet under tagudhæng. Det høje energiforbrug ved mekanisk luft­blander i den ene besætning skyldtes mekaniske problemer med luft­blanderen.

De opnåede produktionsresultater viser, at samtlige ventilationsprinci­pper kan anvendes til ventilering af smågrisestalde. Det registrerede energiforbrug viser dog, at der kræves en sikker styring af minimumsventilationen for at opnå et lavt energiforbrug.

De anvendte konstruktioner af diffust luftindtag i afprøvningen kan derfor ikke anbefales.

Det registrede energiforbruget tyder endvidere på, at en stor on/off-varmekil­de med fordel kan opdeles i flere mindre kilder.

BAGGRUND

I forbindelse med de klima- og miljøunder­søgelser, der fore­tages af teknikere fra Den rullende Afprøvning, ses der stor variation i staldklima og produktionsresul­tater i smågri­sestalde med forskellige ventilations­principper. Det er ikke fastlagt, hvor stor en del af denne variation der kan til­skrives ventilations­princippet.

Det var afprøvningens formål at under­søge, hvordan luftindta­gets udformning påvirker staldklima, produktions­resulta­ter og energiforbrug i smågrisestalde.

MATERIALE OG METODE

Afprøvningen blev gennemført i 2 besæt­ninger, hvor smågrisestalden var opdelt i 4 sektioner, som hver var indrettet med 2 storstier. Sektionerne blev fyldt over 2 uger. De øvrige produktions­forhold frem­går af tabel 1.

Afprøvningen omfattede følgende fire ventilationsprincipper:

1. Vægventil fra forgang

2. Vægventil direkte fra det fri

3. Mekanisk luftblander

4. Diffust luftindtag.

Opbygningen af de fire ventilationsprin­cipper fremgår af figur 1.1-4 og tabel 2 og 3.

Figur 1.1 Vægventiler fra forgang.

Figur 1.2 Vægventiler direk­te fra det fri.

Figur 1.3 Mekanisk luft­blander.

Figur 1.4 Diffust luftindtag.

Tabel 1. Beskrivelse af besætning og smågrisestaldenes indretning.
Besætning	1	2
Sundhedsstatus Årssøer Stimål, m Grise pr. sti Gulvudformning Fodringsprincip	Konventionel 180 2,5 x 8,0 80 Fuldspaltegulv Tørfoder ad lib	MS 105 2,0 x 6,25 50 Fuldspaltegulv Tørfoder ad lib

Tabel 2. Ventilationsanlæggenes princip og fabrikat.
	Sektion 1	Sektion 2	Sektion 3	Sektion 4
Luftfordelings- princip	Vægventil til fælles gang	Vægventil til det fri	Mekanisk luftblander	Diffust luftindtag
Fabrikat   Besætning 1   Besætning 2	KC-klimateknik Turbovent	Skov A/S Skov A/S	Funki A/S Turbovent	Lokal tøm­rer Lokal tøm­rer

Tabel 3. Varmetilførselsprincippet ved de 4 ventilationsprincipper.
Varmesy­stem	1. Væg­ventil fra forgang	2. Væg­ventil fra det fri	3. Meka­nisk luftblander	4. Diffust luftindtag
El-varme via rør, 3 kW	-	1 stk	-	-
El-varmeblæser, 3 kW	2 stk	1 stk	-	-
El-varmeblæser, 6 kW	-	-	1 stk	1 stk

Klimaanlæggene blev i begge besætninger styret via fugt- og temperaturfølere. I besætning 1 var styringen en Duo Matic DOL 91-2 fra Skov A/S, mens styrin­gen i besætning 2 var Autotron type 8804 fra Turbovent.

Det diffuse luftindtag var opført efter an­visninger fra Den rullende Afprøvning. Luftindtaget be­stod af 100 mm Glasuld B 42, oplagt på hønsetrådnet. Luftindtaget var afdækket med krydsfiner de yderste 30 cm langs vægge og med 1,4 m x 1,4 m rundt om udsugningen.

Der var endvidere påmonteret plader under spær­rene for at forhindre luften i at pas­sere mellem mineralulden og spærrene. 5 cm neden under isoleringsmaterialet var der ophængt en diffus dug bestående af Fibertex-stof.

I afprøvningsperioden blev der foretaget registrering af daglig tilvækst og døde grise samt halebid og behand­linger mod

diarré. Der blev endvidere regi­streret ener­gifor­brug til ventila­tion og var­me samt følgende forhold ved­r. stald­klima: Tempe­ra­tur og relativ fugtighed - både ind­stillet værdi, værdi ifølge display og aktuel værdi ifølge må­ling i staldafsnit­tet samt under­tryk og luftfor­de­ling ved hjælp af røg. Desu­den blev grisenes brug af stien mht. til leje- og gødeareal regi­streret.

RESULTATER OG DISKUSSION

Produktionsresultaterne er vist i tabel 4.

Der blev ikke fundet statistisk sikre for­skelle mellem de for­skellige ventilations­principper med hensyn til daglig til­vækst og procent døde. Analysen viste endvidere, at frekvensen af halebid i besætning 1 var

signifi­kant højere ved diffust luftindtag end ved luf­tindtag via vægventil fra for­gang (P<0­,05).

Det samlede energiforbrug var mindst ved luftindtag direkte fra det fri og størst ved diffust luftindtag (tabel 5). Der var endvi­dere en markant forskel i energi­forbru­gets for­deling mellem ventilation og varme ved de forskellige ventilationsprin­cipper. Som gennemsnit udgjorde forbruget til varme 84 pct. af energiforbruget, mens ventilation kun udgjorde 16 pct.

Energiforbrug til ventilation

Ved de tre typer under­tryksventila­tion, princip 1, 2 og 4, skal strømforbruget til ventilation ses i forhold til det undertryk, som ventilationsprincippet kræver for at fungere optimalt, idet strømforbruget generelt øges med stigende under­tryk i stalden.

Det mindste strømforbrug registreredes ved diffust luftindtag, hvor undertrykket vari­erede fra 1-12 Pa (1 Pa = 0,1 mm vand­søjle), størstedelen af tiden var undertryk­ket dog kun 1-2 Pa (minimumsventilation). Ved luftindtag via vægventil fra forgang var undertrykket 5-15 Pa, hvilket resultere­de i et lavere strømforbrug til ventilation end ved vægventiler direkte fra det fri, hvor undertrykket lå i intervallet 10-40 Pa. Ventilation ved mekanisk luftblander havde på grund af den ekstra ventilator i luftblan-­

deren et strømforbrug, der lå på ni­veau med, eller som var større end, strøm­for­bruget ved luftindtag direkte fra det fri.

Energiforbrug til varme

Som det fremgår af tabel 5, blev der regi­streret store forskelle i varmeforbrug af­hængigt af luftfor­delingsprin­cippet. Varme­forbruget ved meka­nisk luft­blander var på samme niveau som ved væg­ventiler direkte fra det fri i besætning 2, mens det var 4,4 kWh pr. produceret gris større i besætning 1. For­klaringen herpå er, at fordelerhove­det i luftblanderen kunne sætte sig fast ved vask, hvilket umuliggjorde en styring af luftskiftet. Den anvendte luftblander i besætning 1 blev taget ud af markedet i løbet af afprøvningsperioden.

Ved vægventiler fra forgang var der et højere varmefor­brug end ved vægventiler direkte fra det fri på henholdsvis 2,0 og 1,3 kWh pr. produceret gris. Noget af denne forskel kan tillægges forvarmning af venti­lationsluften i forgangen, hvilket giver et større transmissionstab, da det opvarme­de areal forøges. Det største varmeforbrug blev registreret ved diffust luftindtag. Varmeforbruget pr. produceret gris var henholdsvis 3,4 og 8,6 kWh pr. produceret gris større end ved vægventiler direkte fra det fri.

Tabel 4. Samlede produktionsresultater fra begge besætninger
	1. Væg­ventil fra forgang	2. Væg­ventil fra det fri	3. Meka­nisk luftblander	4. Diffust luf­tind­tag
Antal hold Antal grise Vægt v. inds., kg Vægt v. afgang, kg Daglig til­vækst, g*) Døde ialt, pct. Diarré, pct. Halebid, pct.	19 2377 6,9 28,8 430 2,0 1,7 2,5a	21 2603 7,0 27,9 418 1,3 0,5 3,6	20 2456 6,8 27,9 418 1,9 0,4 3,2	19 2319 7,0 28,9 429 1,4 0,1 5,0b

 

^*) korrigeret for vægt og alder ved indsættelse: ^a og ^b er signifikant forskellige, P<0,05

Tabel 5. Energiforbrug pr. gris til varme og ventilation.
	1. Væg­ventil fra forgang	2. Væg­ventil fra det fri	3. Meka­nisk luftblander	4. Diffust luf­tind­tag
Besætning 1:   Antal grise   Antal hold Energiforbrug   Ventila­tion, kWh   Varme, kWh   Ialt, kWh	1582 10   1.56 8.30 9.86	1675 11   2.19 6.32 8.51	0 11   2.55 10.7 13.2	1516 10   1.37 9.74 11.1
Besætning 2:   Antal grise   Antal hold Energiforbrug   Ventila­tion, kWh   Varme, kWh   Ialt, kWh	795 9   1.16 8.85 10.0	928 10   1.49 7.58 9.07	856 9   2.55 7.29 9.84	803 9   0.89 16.2 17.1
Samlet energiforbrug pr. gris, kWh	9.91	8.71	12.0	13.2

Det højere varmeforbru­g må tillægges venti­lationsprincippets manglende evne til at styre minimumsventilationen. En af årsa­gerne kan være, at undertrykket ved diffust luftindtag er meget lille i det lave ventila­tionsområde. Derfor kan selv små trykpå­virk­ninger forårsaget af blæst æn­dre luft­gennemgangen i det diffuse luftind­tag og dermed øge minimumsventi­latio­nen over den krævede mængde. Tryk­sving­ninger i loftrummet, der påvirker luftgen­nemgangen i mineralulden, kan også resul­tere i varmetab gennem det diffuse luftind­tag. Dette på trods af, at der teore­tisk kun er et ubetydeligt varmetab gennem et diffust luftind­tag, idet mineraluld fun­gerer som en var­mevek­sler, hvor den ind­kom­mende frisk­luft optager transmis­sions­var­metabet.

Det betydeligt større energiforbrug, der blev registreret i sektionen med diffust luftindtag i besætning 2 sammenlignet med besætning 1, må tillægges to forhold af betydning for tryksvingninger i loftrum­met: Be­sætning 2 lå i det vestlige Jylland uden nogen form for læ mod vest og var derfor langt mere udsat for blæst og vind­påvirk­ninger end besæt­ning 1, der lå inde i lan­det. Udform­ningen af åbningsarealet til lof­trummet har været forskellig i de to be­sætninger. Vur­deret ud fra energiforbru­get har luftindtag til loftrum via ventila­tions­skor­stene i besæt­ning 1 været en mindre vind­følsom kon­struktion end luf­tindtag under tagudhæng som i besæt­ning 2.

Varmetilførsel

Det registrede varmeforbrug tyder på, at energiforbruget til varme var mindst, når den nød­vendige varmeeffekt på 6 kW var opdelt på 2 varmekilder. Dette var tilfældet ved væg­ventiler direk­te fra det fri, hvor den pri­mære varmekilde var et varmelege­me neden for ventilerne, som sekundært blev suppleret med en 3 kW varmeblæ­ser.

Problemet ved de principper, hvor varmen tilføres via én 6 kW varmeblæser, er den forholdsvise store eftervarme, når var­meblæseren slår fra. Eftervarmen ud­nyttes dårligt, hvilket resulterer i en min­dre effektiv varmetilførsel end ved en gradvis tilsætning fra flere varmekilder. En kraftig on/off-varmetilsætning giver lige­ledes anledning til større temperatur- og fugtig­heds­udsving end en gradvis varmetil­sæt­ning, der svarer til varmebehovet.

Grisenes gøde- og hvileadfærd

Ventilationsprincippet var i begge besæt­ninger medbestemmende for grisenes opde­ling af stien i gøde- og hvileområder, men også andre forhold såsom van­dventilers, fo­derautomater­s og aflastningsstiers pla­cering (2-etagesstier) påvirkede adfærden.

De områder, hvor luftfordelingsprincippet kunne forårsage træk i stalden, var ofte det foretrukne gødeområde. Fx are­alet mod­sat vægventilerne direkte fra det fri og arealet langs indervæggene ved luft­blander­ne.

Luftfordeling

Luftfordelingen varierede i løbet af året, men der var dog visse gennem­gående træk: Ved vægventiler fra forgang blev der ved flere besøg konstateret for korte kastelæng­der på friskluften med koldluftnedslag i stien til følge. I sektioner­ne med vægventi­ler fra det fri var der generelt et højt un­der­tryk, hvilket resul­terede i en stor kaste­længde. Dette kunne resultere i for høje luft­hastigheder ned langs modstå­ende væg og ind i stien. Ved luft­blanderne viste røg­prøver, at der i det høje regu­leringsom­råde ofte forekom luftsam­men­stød med vægge. Det resulterede i store luft­hastig­heder ned langs væggene og ind i stien.

Temperaturstabilitet

Den aktuelle temperatur målt ved føler

afveg normalt mindre end +/- 1 grader celcius fra den indstillede temperatur og temperatur ifølge computerstyringens display. Der blev ikke konstateret for­skelle, som kunne tillægges ventila­tions- og klimaanlæg.

Fugtighedsstabilitet

Den aktuelle fugtighed afveg sjældent mere end +/- 5-procentenheder fra den indstille­de fugtighed og fugtighed ifølge computer­styringens display i besætning 1, hvorimod der ofte var afvigelser på op til +/- 10 pro­centenheder i besætning 2. Forklaringen herpå ligger i de anvendte styringer og fugtfølere. I besætning 2 var det ofte nød­vendigt for registrering­steknikeren og be­sætnings­ejeren at kalibrere fugtføleren, idet følerens skalaindstil­ling var skredet. I besætning 1 kunne fugtfølerne ikke kali­breres, hvilket der heller ikke var behov for i afprøvningsperioden.

Styring

Den anvendte computerstyring i besætning 2 har i løbet af afprøvningen undergået flere ændringer. Computerstyringens pro­gram er ændret for at imødegå styrings­tekniske problemer, der resulterede i ud­sving i staldklimaet. Det eneste problem, der blev registreret med styringen af venti­lationsan­læggene i besætning 1, var pendu­lering af ventilationsanlægget i sektionen med dif­fust luftindtag. Årsagen hertil var en fejl­tilslutning, der blev rettet i begyn­delsen af afprøvningen.

Samtlige ventilationsprinci­pper kan an­vendes til ventilering af smågrisestalde. Det registrerede energifor­brug viser dog, at der kræves en sikker styring af mini­mumsven­tilationen for at opnå et lavt energiforbrug. De anvendte kon­struk­tioner af diffust luftindtag i afprøv­ningen kan derfor ikke anbefales til venti­lering af smågri­sestalde.