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

2,5^a

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

5,0^b

^*) 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.