DE29614928U1 - Belüftungsanlage für einen Stall - Google Patents

Description

296 1if 928.4 .· ··;· · ; ; ;· ··; · ;23. 10. 1996

Belüftungsanlage für einen Stall.

Die Erfindung betrifft eine Belüftungsanlage für einen Stall mit mindestens einem Radialventilator zur Frischluftzufuhr in den Stall, mit mindestens einem Axialventilator zur Abluftabsaugung aus dem Stall und mit Steuereinrichtungen, mit denen die Förderleistungen der Ventilatoren nach Maßgabe von im Stall vorgesehenen Meßwertgebern so regelbar sind, daß sich bei ausreichender Luftwechselrate im Stall eine innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereichs liegende Soll-Temperatur einstellt.

Bei der Massentierhaltung, bei der Tiere im allgemeinen auf engstem Raum gehalten werden, entsteht eine nicht unerhebliche Wärmeentwicklung. Belüftungsanlagen dienen deshalb dazu, die entstehende Wärme, soweit erforderlieh, mit der Abluft abzuführen und die abgeführte Luftmenge durch kühlere Frischluft zu ersetzen, die außerdem den von den Tieren benötigten Sauerstoff in den Stall bringt und den Schadstoffgehalt in der Stalluft verringert. Entsprechend den unterschiedlichen Temperaturen der Frischluft im Sommer und im Winter, sowie auch am Tag und in der Nacht, muß zum Konstanthalten der Stalltemperatur sehr unterschiedlich belüftet werden. So ist im Sommer eine hohe Luftwechselrate erforderlich, während bei kühler Temperatur die Luftwechselrate

^ geringer sein muß, damit der Stalluft nicht zu viel Wärme mit der Abluft entzogen wird. Bei der Stallbelüftung muß außerdem durch eine gezielte Luftführung dafür gesorgt werden, daß sich die zugeführte Frisch-

luft mit der Stalluft gleichmäßig mischt und im Lebensbereich der Tiere eine bestimmte Luftgeschujindigkeit nicht überschritten ujird. Um dis Luftführung zu verbessern, ujerden bereits seit längerer Zeit zur Zuführung van Frischluft Radialventilataren eingesetzt, die im Bereich der Stalldecke angeordnet sind. Diese Radialventilatoren werden im Zusammenhang mit Stallbelüftungen auch vielfach als Turbo-Ventilatoren bezeichnet. Die Radialventilatoren saugen über Ansaugkanäle oder über Dach geführte Ansaugkamine Frischluft an und verteilen diese von der Mitte des Stalles aus allseitig radial. Durch die hohe Austrittsgeschwindigkeit am Radialventilator wird verstärkt Stalluft an der Decke in die Frischluft eingemischt. Die Luftgeschujindigkeit hat sich bis in den Lebensbereich der Tiere so weit vermindert, daß dort überall auch bei Vollast der Radialventilatoren eine als zulässig angesehene Luf tgeschujindigkeit nicht überschritten wird. Die Luftströmung geht dann an den stallumschließenden Bauteilen (Außenwänden) entlang. Die Abluft wird in Bodennähe abgesaugt, ujozu Axialventilataren verwendet werden, die gegenüber Radialventilatoren einen geringeren Stromverbrauch haben und auch weniger verschmutzen. Radialventilatoren werden jedoch trotz ihres höheren Stromverbrauchs zur Einleitung der Frischluft in den Stall bevorzugt, da durch sie eine bessere Luftverteilung erreicht werden kann. Zur Steuerung der Ventilatoren und damit der dem Stall zugeführten Frischluftmenge bzw. der aus dem Stall abgesaugten Abluftmenge sind den Ventilatoren entsprechende Steuergeräte zugeordnet, die von einem oder mehreren im Stall angeordneten Raumthermostaten beeinflußt werden. Obwohl die Regelung der Förderleistung der Radialventilatoren und der Axial Ventilatoren durch unterschiedliche

Steuergeräte erfolgt, ist es insbesondere bei geringer Luftwechselrate schmierig, die Fördermengen der van den Radialventilataren eingebrachten Frischluft den Fördermengen der van den AxialventilatDren abgesaugten Abluft so aneinander anzupassen, daß diese Fördermengen in etwa gleich grüß sind. Nur wenn dies der Fall ist, kann die gewünschte gezielte Luftführung erreicht werden und der Stall in allen Bereichen gleichmäßig durchspült uerden.

1G Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Belüftungsanlage für einen Stall der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit dem unter Erfüllung der sonstigen, für ein optimales Stallklima gegebenen \/araussetzungen, die ausreichende Luftwechselrate und Konstanthaltung der Stalltemperatur, auf einfache Weise die von dem Radialventilator in den Stall eingebrachte Frischluftmenge SD auf die von dem Axialventilator abgesaugte Abluftmenge abgestimmt werden kann, daß im Stall gegenüber der Umgebung immer annähernd gleiche Druckverhältnisse herrschen und damit eine gleichbleibend gezielte Luftführung erreicht wird.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Meßwertgeber für den Radialventilator ein den Differenzdruck zwischen Stallinnerem und der Umgebung messender Druck-Meßumformer ist, der auf die Steuereinrichtung für den Radialventilator einwirkt, und daß der Meßwertgeber für den Axialventilator ein auf dessen Steuereinrichtung einwirkender, die Stalltemperatur

3D messender Raumtemperatur-Fühler ist, oder umgekehrt.

Die Erfindung geht also van dem Gedanken aus, immer nur entweder den Abluftventilator oder den Frischluftventilatar in Abhängigkeit von der Stalltemperatur zu regeln, um dadurch bei ausreichender Luftwechselrate die Stalltemperatur konstant zu halten und durch Messung des sich im Stall gegenüber der Umgebung ergebenden Differenzdruckes den jeuieils anderen Ventilator, also im ersten Fall den Frischluftventilator und im letzten Fall den Abluftventilator, druckabhängig zu regeln, so daß sich im Stall im wesentlichen Gleichdruck, worunter auch ein geringer Unter- ader Überdruck bis etwa 2 Pa verstanden wird, gegenüber der Umgebung einstellt. üJird beispielsweise die Förderleistung des Abluftventilators temperaturabhängig geregelt, dann erfolgt die Regelung der Förderleistung des Frischluftventilators druckabhängig.

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Hierdurch wird erreicht, daß die vom Radialventilator in den Stall eingetragene Frischluftmenge immer in etwa der vom Axialventilator aus dem Stall zur Konstanthaltung der Temperatur und zum Luftaustausch erforderlichen Abluftmengs entspricht. Hierdurch stellen sich im Stall immer gleichbleibende Druckverhältnisse ein, was auch eine Voraussetzung für die gezielte Luftführung ist. Wenn bisher immer nur van einem Axialventilatar gesprochen wurde, so können natürlich in Abhängigkeit von der Stallgröße auch mehrere Axialventilatoren zur Abluftabsaugung vorgesehen sein, ebenso wie für die Frischluftzufuhr dann auch mehrere Radialventilatoren eingesetzt werden. Es ist auch möglich, die Förderleistung des oder der Radialventilatoren temperaturabhängig zu steuern und dann dementsprechend die Förderleistung des oder der Axialventilatoren druckabhängig zu steuern.

Uorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Der Gegenstand der Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt: 25

Figur 1 in schaubildlicher Darstellung einen Stall mit einer Belüftungsanlage,

Figur 2 den Querschnitt eines Stalles in einer Belüftungsanlage in einer etwas abgewandelten Form, Figur 3 einen stark vereinfachten Schaltplan.

In der Zeichnung ist mit 1 jeweils ein Stall bezeichnet Im Bereich von dessen Stalldecke 2 ist ein Frischluftkanal 3 vorgesehen, an welchem ein oder mehrere Radialventilatoren h angeordnet sind. Jeder dieser Radialventilatoren saugt Frischluft aus dem Frischluftkanal 3 axial an und bläst sie horizontal radial im Bereich der Stalldecke 2 aus, wie es in Figur 2 mit den Pfeilen angedeutet ist. Die bei der Belüftungsanlage für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehenen Radialventilataren sind so konstruiert, daS ihr Laufrad an der Ausblasseite radial freiliegt und nur von einem Schutzgitter umgeben ist, während üblicherweise bei Radialventilataren an der Austrittsseite des Laufrades dieses von einem Spiralgehäuse umgeben ist. Die von dem Radialventilator h ausgeblasene Frischluft verteilt sich van der Mitte des Stalles 1 aus allseitig radial. Die Luftströmung geht als Laminarströmung an den Stallwänden 5 nach unten und streicht über den Boden zur Stallmitte hin. Durch die Tierwärme erhält sie Auftrieb und steigt in der Stallmitte wieder nach oben, wo sich dann die erwärmte Stalluft mit der von dem Radialventilator k eingeblasenen Frischluft mischt. Hierdurch wird der Stall gut durchspült. Zur Absaugung der Abluft sind ein oder mehrere Axialventilatoren 6 vorgesehen, die über jeweils einen Hämin 7 die Abluft ins Freie fördern. Bei einem Spaltenboden B, wie er in Figur 1 links und in Figur 2 dargestellt ist, erfolgt die Abluftabsaugung unterhalb des Spaltenbodens B über einen zum jeweiligen Axialventilator 6 führenden Abluftkanal 9. Im Einstreustall 10, wie er in Figur 1 rechts dargestellt ist, erfolgt die Abluftabsaugung ebenfalls über einen Abluftkanal 9', der in Bodennähe ca. ^O - 80 cm über dem Stallboden mündet.

Die maximalE Förderleistung und die Anschlußuerte des ader der Radialventilataren k entspricht zweckmäßig nur etwa 2/3 der maximalen Förderleistung und Anschlußwerte des oder der Axialventilatoren 6. Dies ist für den nachstehend noch näher beschriebenen Regelbetrieb während der kälteren Jahreszeit ausreichend. Durch die niedrigeren Anschlußuerte der Radialventilataren k werden die Herstellungskosten für die Belüftungsanlage gesenkt und es werden die Stromkosten verringert. Im

1G Sommerbetrieb werden die Radialventilatoren zwar als Luftverteiler benötigt, jedoch nicht angetrieben, so daß ihre, gegenüber den Axialventilatoren 6 geringere Förderleistung unbeachtlich ist.

Im Frischluftkanal k ist vorteilhaft mindestens eine Mischluftklappe 11 vorgesehen, die normalerweise eine in den Stall mündende Öffnung 11a des Frischluftkanales 3 verschließt. Diese Mischluftklappe ist zweckmäßig durch einen nicht dargestellten Stellmotor zu betätigen, der seinerseits von einer noch später beschriebenen Steuereinrichtung gesteuert wird. Mit Hilfe dieser Mischluftklappe ist es möglich, der Frischluft erwärmte Stalluft zuzumischen, wenn die Frischlufttemperatur unter einen vorbestimmten Uert, z.B. 15^DC, absinkt.

Die Mischluftklappe sorgt einerseits dafür, daß nicht zu kalte Frischluft in den Stall eingeblasen wird und andererseits kann die Mischluftklappe 11 auch dazu verwendet werden, bei ausreichend belegtem Stall die vorbestimmte Soll-Temperatur im Stall einzuhalten.

In dem Außenwandbereich des Stalles 1 sind z.B. in einer Türe oder auch in einer UJandäffnung mehrere selbstregelnde, zum Stallinnern hin öffnende Rückschlagklappen 12 vorgesehen. Diese Lüftungsklappen sind bei geringem Unterdruck

im Stall normalerweise geschlossen. Erhöht sich der Unterdruck im Sammerbetrieb bei ausgeschalteten Radialventilatoren k und eingeschalteten Axialventilatoren 6, dann öffnen sich die Rückschlagklappen 12 und ihr Querschnitt nimmt mit steigendem Unterdruck zu. Durch die Rückschlagklappe 12 kann im Sommerbetrieb zusätzliche Frischluft einströmen.

Die Steuerung der Radialventilatoren k und der Axial-

1D Ventilatoren 6 sowie der Mischluftklappe 11 erfolgt gemäß dem in Figur 3 vereinfacht dargestellten Schaltbild. Die Förderleistung des ader der Radialventilatoren 4 wird durch eine Steuereinrichtung 13 geregelt. Auf die Steuereinrichtung 13 wirkt ein Druck-Meßumformer *\k ein, der die Druckdifferenz zwischen dem Stallinnern 1a und der Umgebung mißt. Für den oder die Axialventilatoren ist eine Steuereinrichtung 15 vorgesehen, bei der es sich zweckmäßig um einen Steuercomputer nadeln kann, an dem bestimmte Soll-üJerte eingegeben werden können. Auf die

2G Steuereinrichtung 15 wirkt mindestens ein die Stalltemperatur messender Raumtemperatur-Fühler 16 ein. Die Steuereinrichtung 15 wird so eingestellt ader programmiert, daß über die Axialventilatoren 6 eine Mindestluftmenge abgesaugt wird, die ausreicht, um wasserdampf- und schadgasbelastete Luft aus dem Tierbereich abzusaugen und auch genügend Frischluft einströmen zu lassen, die für die Temperaturregelung und Sauerstoffzufuhr notwendig ist. Steigt die Temperatur im Stall über einen vorbestimmten Wert von beispielsweise 20°, dann wird dies durch den Raumtemperaturfühler 16 an die Steuereinrichtung 15 gemeldet und diese erhöht daraufhin die Förderleistung der Axialventilatoren 6. Verringert sich die Temperatur, z.B. unter 20⁰C, dann wirkt die Steuereinrichtung 16 auch auf den Stellmotor der Mischluftklappe 11 ein, so daß der durch den Frischluftkanal 3 einströmenden Frischluft

in Abhängigkeit von deren Temperatur eine mehr oder weniger große Menge erwärmter Stalluft zugemischt wird. Die Mischluftklappe 11 sargt dafür, daß in einem ausreichend belegten Stall die varbestimmte Temperatur einen Soll-Wert nicht unterschreitet. Durch die Absaugung der Abluft mittels der Axialventilataren S entsteht im Stall ein Unterdruck. Dieser wird wan dem Druck-Meßumfarmer 1^ gemessen und an die Steuereinrichtung 13 weitergegeben. Dieser regelt daraufhin die Förderleistung der Radialventilatoren k je nach Höhe des festgestellten Unterdrucks so weit, bis sich im Stall ein an der Steuereinrichtung 13 voreingestellter geringer Unterdruck einstellt. Dieser wird auf etwa 0,3 - Z Pa eingestellt. Ein geringer Unterdruck wird auch deshalb benötigt, weil sonst der Druck-Meßumformer 1A- nicht anspricht. Durch diesen Regelbetrieb wird erreicht, daß in der kälteren Jahreszeit der Luftvolumenstrom der durch die Radialventilatoren k in den Stall eingebrachten Frischluft und der Luftvalumenstrom, der durch die Axialventilatoren 6 aus dem Stall abgesaugten Abluft immer mit gleichbleibendem Druckabstand zueinander geregelt werden. Es stellen sich dadurch im Stall gleichbleibende Druckverhältnisse gegenüber der Umgebung ein. Bei geringem Unterdruck oder Gleichdruck im Stall ist sichergestellt, daß Frischluft immer nur über die Radialventilataren k in den Stall einströmt und Abluft immer nur über die Axialventilataren 6 abgesaugt wird und nicht durch andere Öffnungen Fehlluft einströmt oder ausströmt. Hierdurch wird dann die gewünschte gezielte Luftführung erreicht, die in Figur 2 mit Pfeilen

^O angedeutet ist und weiter oben stehend beschrieben wurde. Alternativ könnte die Belüftungsanlage auch mit einem geringen Überdruck im Stall van 0,3 - 2 Pa betrieben werden.

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Bei warmer Witterung im Sommer steigt die Temperatur im Stall infolge der zugeführten wärmeren Frischluft und infolge der von den Tieren abgegebenen Wärme an. Um die Temperatur nicht oder nicht wesentlich über die Außentemperatur ansteigen zu lassen, wird die Förderleistung der Axialventilatoren 6 nach Maßgabe der Raumtemperaturfühler 16 erhöht. Bei Bedarf werden zusätzliche Axialventilataren 17 (Sommerabluftventilatoren) zugeschaltet, die erwärmte Stalluft aus dem Deckenbereich absaugen. Eine Stellklappe 18, die im Abluftkamin 19 dieses Sommerabluftventilators 17 angeordnet ist, hält den Abluftkamin 19 verschlossen, solange der Sommerabluftventilator nicht in Betrieb ist. Die Stellklappe 18 verhindert das Ein- oder Ausströmen von Fehlluft, solange der Sammerabluftventilatar 17 nicht in Betrieb ist. Im Sammerbetrieb werden die Radialventilataren durch die Steuereinrichtung 15 über die in Figur 3 strichpunktiert eingezeichnete Leitung abgeschaltet. Die eingeschalteten Axialventilatoren 6 und 17 erzeugen in dem Stall einen Unterdruck, der Frischluft über die abgeschalteten Radialventilataren in den Stall einströmen läßt. Diese drehen sich im Leerlauf und sorgen für eine gute Frischluftverteilung. Zusätzliche Frischluft kann je nach Förderleistung der Axialventilataren 6 und 17 über die Rückschlagklappen 12 in den Stall einströmen. Hierdurch wird im Sommer eine hohe Luftwechselrate und ebenfalls eine gute Luftführung erreicht. Durch das Abschalten der Radialventilataren 6 im Sammerbetrieb läßt sich ferner Energie einsparen.

Claims (1)

1. - 11 Schutzansprüche

   1. Belüftungsanlage für einen Stall mit mindestens einem Radialventilator zur Frischluftzufuhr in den Stall, mit mindestens einem Axialventilator zur Abluftabsaugung aus dem Stall und mit Steuereinrichtungen, mit denen die Förderleistungen der Ventilatoren nach Maßgabe von im Stall vorgesehenen Meßwertgebern so regelbar sind, daß sich bei ausreichender Lufttdechselrate im Stall eine innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereichs liegende Soll-Temperatur

   ig einstellt, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertgeber für den Radialventilator ein den Differenzdruck zwischen Stallinnerem (1a) und der Umgebung messender Druck-Meßumformer (14) ist, der auf die Steuereinrichtung (13) für den Radialventilator (k) einwirkt, und daß der Meßwertgeber für den Axialventilator (6) ein auf dessen Steuereinrichtung (15) einwirkender, die Stalltemperatur messender Raumtemperatur-Fühler (16) ist oder umgekehrt.

   2. Belüftungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Förderleistung und Anschlußwerte des oder der Radialventilatoren (k) etwa 2/3 der maximalen Förderleistung und Anschlußwerte des oder der Axialventialtoren (6) betragen.

   3. Belüftungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Frischluftkanal (3) des Radialventilators (4) mindestens eine Mischluftklappe (11) vorgesehen ist, über die erwärmte Stall-

   3G luft in den Frischluftkanal (3) einleitbar und der Frischluft beimischbar ist.

   k. Belüftungsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischluftklappe (11) van der dem Raumtemperatur-Fühler (16) zugeordneten Steuereinheit (15) steuerbar ist.
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   5. Belüftungsanlage nach einem der Ansprüche 2 bis k, dadurch gekennzeichnet, daß ein dem Axialventilator (S) zugeordneter Ansaugkanal (9) für Abluft mindestens eine Ansaugöffnung in Badennähe oder im Bereich

   1D unterhalb eines Spaltenbodens (8) aufweist.

   6. Belüftungsanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Außenuandbereich des Stalles (1) selbstregelnde, zum Stallinnern hin öffnende Rückschlagklappen (12) vorgesehen sind.