Einleitung - Agroscope...2017/02/23  · Eidgenössisches Departement für Wirtschaft, Bildung und...

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Eidgenössisches Departement für

Wirtschaft, Bildung und Forschung WBF

Agroscope

Einleitung

Robert Kaufmann

ETH-Zürich, Frühlingssemester 2017

Agrartechnik II/ Innenwirtschaft

4ETH FS 2017 Agrartechnik II | Technik Innenwirtschaft - Modul 1: Futterkonservierung – Heubelüftung

R. Kaufmann | © Agroscope Tänikon

Unsere Philosophie – Das Denken in Systemen

Agricultural and Biosystems Engineering (ABE) – zu

Deutsch Agrarsystemtechnik

…. is a field of engineering which …

• …. integrates engineering science and design with applied

biological, environmental and agricultural sciences.

• …. represents an evolution of the Agricultural Engineering

discipline applied to all living organisms.

Therefore, Biosystems Engineering is ‘the branch of

engineering that applies engineering sciences to solve

problems involving biological systems”.

5ETH FS 2017 Agrartechnik II | Technik Innenwirtschaft - Modul 1: Futterkonservierung – Heubelüftung

R. Kaufmann | © Agroscope Tänikon

Beispiel Milchproduktionssystem

Milchkühe Milch

Kälber

Hofdünger

Acker-

Futterflächen

KW, OA

Gebäude, Einrich-

tungen Stall (inkl.

Energie, Wasser)

Betriebsmittel Tier

(Futter, Stroh, ..)

inkl. Tierzukauf

Maschinen

Aussenwirtschaft

Dienstleistungen

Tier (Arzt ..)

Dienstleistungen

Pflanze (LU etc.)

Betriebsmittel

Pflanze (Saatgut,

Dünger N,P, PSM)

Jungvieh

Futterflächen

NW, Weiden

Emissionen

(Nx, Geruch)

Aus-/Abschwem-

mung (N,P, PSM)

Verkäufe:

Milch, Kühe,

Kälber,

Jungvieh

Verkauf:

Ackerfrüchte,

Raufutter

Zu-/Verpacht

Familien-AK bzw.

VB-Leitung

Direktzahlungen /

AdministrationDienstleistungen

Betrieb (BH,

Beratung)

Angestellte

(Melker)

Pool Arbeit

Betriebsleitung

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Milchproduktion - Innenwirtschaft

Milchkühe Milch

Kälber

Hofdünger

Acker-

Futterflächen

KW, OA

Gebäude, Einrich-

tungen Stall (inkl.

Energie, Wasser)

Betriebsmittel Tier

(Futter, Stroh, ..) inkl.

Tierzukauf

Maschinen

Aussenwirtschaft

Dienstleistungen

Tier (Arzt ..)

Dienstleistungen

Pflanze (LU etc.)

Betriebsmittel

Pflanze (Saatgut,

Dünger N,P, PSM)

Jungvieh

Futterflächen

NW, Weiden

Emissionen (Nx,

Geruch)

Aus-/Abschwem-

mung (N,P, PSM)

Verkäufe:

Milch, Kühe,

Kälber,

Jungvieh

Verkauf:

Ackerfrüchte,

Raufutter

Zu-/Verpacht

Familien-AK bzw.

VB-Leitung

Direktzahlungen /

AdministrationDienstleistungen

Betrieb (BH,

Beratung)

Angestellte

(Melker)

Pool Arbeit

Betriebsleitung

7ETH FS 2017 Agrartechnik II | Technik Innenwirtschaft - Modul 1: Futterkonservierung – Heubelüftung

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Technik Innenwirtschaft – Was ist das? Beispiel Entmistungs-, Liegeboxenreinig-ungs- und Einstreuroboter

Quelle: http://www.lfl.bayern.de/ilt/tierhaltung/rinder/082663/index.php

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Ziele Teil Innenwirtschaft

• Überblick über technische Systeme der Innen-

wirtschaft im Zusammenhang mit Futterkonservier-

ung, -umschlag sowie Fütterung, Melken und Hof-

dünger-Handling liegt vor.

• Möglichkeiten, Einsatzgrenzen und Nebenwirk-

ungen des Technikeinsatzes sowie das Zusammen-

wirken mit baulichen Massnahmen sind bekannt.

• Auswirkungen von Verfahrensänderungen auf

Betriebskonzept, Arbeits- und Betriebswirtschaft und

Umweltwirkung im Sinne Nachhaltigkeitsbe-

wertung sind abschätzbar.

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Technik, Arbeitszeitbedarf und Massen-umschlag: Kernthemen in der Tierhaltung

Quelle: Agrarbericht 2004

0

20

40

60

80

100

120

Eimermelkanlage Rohrmelkanlage Melkstand MelkroboterArb

eit

sze

itb

ed

arf

je K

uh

u. Ja

hr

[AK

h]

0

15

30

45

60

75

90

Ha

nd

-Ma

ss

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um

sch

lag

je K

uh

u. Ja

hr

[t]

Melken Restarbeit Füttern Misten Masse/Kuh

Kurzstand 20 KüheEimermelkanlage

2 Melkeinheiten

Motormäher,

Ladewagen

120 WeidetagePortionenfütterung

Futterrüsten von

Hand

Kurzstand 25 Kühe

Rohrmelkanlage

3 Melkeinheiten

Frontmähwerk,

Ladewagen

180 WeidetageFuttermischwagen

Greiferkrananlage

Boxenlaufstall 50 KüheAMS, Einboxenanlage

Frontmähwerk,

Ladewagen

180 Weidetage

Futtermischwagen

Boxenlaufstall 35 Kühe

Tandem-Melkstand 2 x 2

Frontmähwerk,

Ladewagen

180 Weidetage

Futtermischwagen

350 t/a630 t/a

650 t/a

2100 t/a

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Stoffprogramm Innenwirtschaft

1. Modul: Futterkonservierung - Heubelüftung

2. Modul: Silagetechnik

3. Modul: Ein-/Auslagerungs- und Futtervorlagetechnik

4. Modul: Elektronik im Stall (Digitale Landwirtschaft, Smart Farming, Farming 4.0)

5. Modul: Hofdüngertechnik/Emissionen (S. Schrade)

Eidgenössisches Departement für

Wirtschaft, Bildung und Forschung WBF

Agroscope

Modul 1: Futterkonservierung –Heubelüftung

Robert Kaufmann

ETH-Zürich, Frühlingssemester 2017

12ETH FS 2017 Agrartechnik II | Technik Innenwirtschaft - Modul 1: Futterkonservierung – Heubelüftung

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Gliederung Modul 1: Futterkonservierung - Heubelüftung

• Grünland Schweiz - Konservierungsansprüche

• Bauweisen von Heulager

• Grundlagen Trocknung

• Trocknungsverfahren Systemübersicht

• Heubelüftung am Stock

• Sonnenkollektoren zur Luftvorwärmung

• Kombination Photovoltaik und Heubelüftung

• Grossballen-Trocknung

13ETH FS 2017 Agrartechnik II | Technik Innenwirtschaft - Modul 1: Futterkonservierung – Heubelüftung

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Heubelüftung – Gründe?

• Klima

• Konservierungsverluste

• Silofreie Milch

• Qualitätslabel

Grasmilch, Heumilch

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Grünland Schweiz –Konservierungsansprüche

Quelle: Gruyère AOC

15ETH FS 2017 Agrartechnik II | Technik Innenwirtschaft - Modul 1: Futterkonservierung – Heubelüftung

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Klimatische Voraussetzungen: Niederschlagshäufigkeit

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Wetterrisiko - Erntegelegenheiten

Quelle: W. Luder (2002: Betriebswachstum im Berggebiet - Heuernte organisieren. Agrarforschung 9(10)

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Feld- und Lagerungsverluste

System Futterqualität Feldverluste in %des Bruttoertraqs

Lagerungsverluste in% des Feldertrags

Eingrasen Futter von sehr hoher Qualität 2 %

Futter von guter Qualität 5 % 1 %

Futter von mässiger Qualität > 10 % 3 %

Weiden gute Weidetechnik (Mähweide),intensiv

15 %

gute Weidetechnik(Dauerweide), intensiv

25 %

mässige Weidetechnik 30 %

schlechte Weidetechnik >35 %

Künstliche Trocknung ohne Anwelken 5%

leicht angewelkt 10%

Silieren gute Verhältnisse 5 % 5 %

mittlere Verhältnisse 10 % 15 %

schlechte Verhältnisse > 20 % >30 %

Heubelüftung gute Verhältnisse 5% 3%

mittlere Verhältnisse 15% 6%

schlechte Verhältnisse 25% 10%

Bodentrocknung gute Verhältnisse 10% 2%

mittlere Verhältnisse 20% 5%

schlechte Verhältnisse 30% 10%

Futterkartoffeln,Futterrüben,Zuckerrübenschnitzel

normale Lagerungschlechte Lagerung

5%20%

Ca. 90 %

Ca. 56 %

Ca. 92 %

Ca. 63 %

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• Bodentrocknung

• Belüftung

• Kalt

• Warm

• künstliche Trocknung

• Silieren

• Reinsilagen

• Mischsilagen

• Feuchtgetreide

• Flüssigkonservierung

Systemübersicht Konservierungs-verfahren

• Gras

• Mais

• Ganze Pflanze

• CCM

• Hackfrüchte

• Zucker-/Futterrübe

• Kartoffeln

• Getreide/Körnermais

• Nebenprodukte

• Biertreber

• Zuckerrübenschnitzel

Futterarten Konservierungsverfahren

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Bauweise der Heulager

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Moderne Heubelüftungsanlagen

Heubelüftungsanlage mit Photovoltaikpanels: Die elektrische und

thermische Nutzung der Sonnenenergie erlaubt eine klimaschonende

Heutrocknung.

Quelle: Aschauer, Nydegger et al. Richtlinien Heubelüftung. Agroscope Transfer | Nr. 38, 2014

21ETH FS 2017 Agrartechnik II | Technik Innenwirtschaft - Modul 1: Futterkonservierung – Heubelüftung

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Links zu nützlichen Informationen

• Allgemeine Publikationssuche auf Agroscope

• Baumgartner. 1991 A – Z der Heubelüftung

• Aschauer, Nydegger et al. 2014 Richtlinien

Heubelüftungsanlagen. Agroscope Transfer | Nr. 38

• Hofeigene Heubelüftungsanlage LfL Bayern

• Christof Baumgartner 2016 Effiziente Heutrocknung

22ETH FS 2017 Agrartechnik II | Technik Innenwirtschaft - Modul 1: Futterkonservierung – Heubelüftung

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Anordnung von Bergeräumen: längsseitig

Vorteile:

• Futter kann mit dem

Heukran vorgelegt

werden

• Tenn, wenn breit genug

kann als Abladeplatz

genutzt werden

Nachteile:

• Grosse Spannweiten

> teure Dachstrukturen

• Keine Trennung

zwischen Kalt- und

Warmbereich

LmZ, FAT: Bauen in der Landwirtschaft

23ETH FS 2017 Agrartechnik II | Technik Innenwirtschaft - Modul 1: Futterkonservierung – Heubelüftung

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Deckenlastige Lagerung

Vorteile:

• Einfach zu isolieren (Warmstall)

• Wenig Bauland beansprucht

Nachteile:

• Spätere Umnutzung beschränkt vor allem bei Betondecke

• Heu-Vorlage von Hand

• Rationelle Einlagerung von Heu bedingt Hocheinfahrt

LmZ, FAT: Bauen in der Landwirtschaft

Veraltet!

v.a. Berggebiet

24ETH FS 2017 Agrartechnik II | Technik Innenwirtschaft - Modul 1: Futterkonservierung – Heubelüftung

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Grundlagen Trocknung

Quelle: Firma Betz, Deutschland

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Prinzipien der Heubereitung

• Haltbarkeit dank Trocknung:

• Mikroorganismen (z.B. Schimmel) brauchen

Wasser zum Überleben

• Heu ist lagerstabil ab 84 % TS

• Trocknungsprinzipien:

• Die Abtrocknung von Heu basiert auf der

Wasseraufnahmefähigkeit von Luft

• Trockene und warme Luft hat eine höhere

Wasseraufnahmefähigkeit als feuchte und kalte

Luft

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Lag

eru

ng

ste

mp

era

tur

Lagerungsdauer

Abtrocknung und Verderb

°C

40

30

20

10

0 40 80 120 160 h

Schimmel

Quelle: Eimer et al (1981):

Verderb durch Schimmel als Grenzbedingung für die

Halmgut-Satztrocknungsanlagen. Grundlagen der Landtechnik 31/1

27ETH FS 2017 Agrartechnik II | Technik Innenwirtschaft - Modul 1: Futterkonservierung – Heubelüftung

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Notwendiger Wasserentzug

340

193

120

7647

2610 0

0

50

100

150

200

250

300

350

400

20 30 40 50 60 70 80 90

Ausgangs-TS-Gehalt des Futters

Quelle: Nydegger, 2007 angepasst nach Baumgartner

Abzutr

ocknendes W

asser

in k

g/1

00 k

g H

eu

28ETH FS 2017 Agrartechnik II | Technik Innenwirtschaft - Modul 1: Futterkonservierung – Heubelüftung

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Temparaturabhängkeit bei der Wasseraufnahme

Achtung:

Heustock

reagiert

adiabatisch –

Luft kühlt

sich bei

Abtrocknung

ab!

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Wasseraufnahmefähigkeit von Luft

• Lufttemperatur Umgebung LU (°C)

• Anfangsfeuchte AF (%)

• Endfeuchte der Luft EF (%)

• Aufwärmung der Zuluft LA (Ölofen, Sonnenkollektoren) (°C)

• Barometerstand

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i-x-Diagramm nach Mollier (1)

Annahmen:

• AF 60 %

• EF 85 %

• LU(Umgebung) 20 °C

• LA(aufgewärmt) 26 °C

1.2 2.1

Wasseraufnahme-

vermögen:

Gramm/m3 Luft

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i-x-Diagramm nach Mollier (2)

1.2 2.1

Wasseraufnahme-

vermögen:

Gramm/m3 Luft

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Systemübersicht Trocknungsverfahren

33ETH FS 2017 Agrartechnik II | Technik Innenwirtschaft - Modul 1: Futterkonservierung – Heubelüftung

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Systemübersicht Heukonservierung

Feldpressen

Loseumschlag

Kaltbelüftung

Warmbelüftung

• Warmluftofen

• Zulufterwärmung mit

Sonnenkollektoren

Belüftung mit

Luftentfeuchter

Rundballenbelüftung

Futterart Verfahren Produkt

Pressballen (HD,

Rund-, Quaderballen)

Heu- und Emd

am Stock

Rundballen

Bodenheu

Belüftungsheu

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Traditionelles Verfahren der Heutrockung I

Traditionelle Heutrocknungseinrichtungen (Österreich)

Quelle: Euroaltas Quelle: Österreichischer Bericht der

IST-Bestandsanalyse

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Traditionelle Heulagerung: Triste

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Heubelüftung am Stock

Initiative Heubelüftung:

http://www.agroscope.admin.ch/tierhaltung/06683/06942/index.html?lang=de

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Verbreitung Heulagerungstechnik

Technik 1985 1990 1996 2003*) 2007

Heubelüftungen 38 954 43 561 44 833 Leicht steigend

---

Sonnen- kollektoren

652 1 534 2 140 3 360 3 393

Greiferscheune 2 918 4 776 8 836 13 419 ---

Quelle: Eidg. Betriebs- und Landwirtschaftszählung

* Hochrechnung Stichprobenerhebung und Trendschätzung. Erst März 2012 sind wieder aktuelle Zahlen vom

BFS zu erwarten.

38ETH FS 2017 Agrartechnik II | Technik Innenwirtschaft - Modul 1: Futterkonservierung – Heubelüftung

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Elemente einer Heubelüftung mit Sonnenkollektor

Luftführung: orange/rote Pfeile = Zuluft, blaue Pfeile = wassergesättigte Abluft

Quelle: Aschauer, Nydegger et al. Richtlinien Hubelüftung. Agroscope Transfer | Nr. 38, 2014

39ETH FS 2017 Agrartechnik II | Technik Innenwirtschaft - Modul 1: Futterkonservierung – Heubelüftung

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Planung einer Heubelüftungsanlage

• Bestimmung Heustockvolumen, -fläche und Funktionsmasse

• Lüfterwahl

• Dimensionierung der Luftkanäle / Rost und Einwandungen

• Steuergeräte/Luftdruckkontrolle

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R. Kaufmann | © Agroscope Tänikon

Faustzahlen für die Dimensionierung• Stockfläche: 6 bis 10 m2/GVE oder 14 bis 24 m2 belüftete

Fläche/Schnitthektar

• Erste Mindestbeschickungshöhe: 1 bis 1,5 m

• Maximale Boxenflächen 250 bis 300 m2

• Rechteckige Formen: Verhältnis Breite zu Länge max. 1,5

• Gegendruck je m Stockhöhe (statisch): 100 bis 240 Pa

(spezifischen Volumenstrom von 0,11 m3/s und m2). Druck-

verluste: Sonnenkollektor (ca. 75 bis 120 Pa), Entfeuchter

(ca. 70 bis 100 Pa), Wärmetauscher (ca. 50 bis 80 Pa)

• Spezifischer Volumenstrom (z.B. 0,11 m3/s*m2 belüftete

Fläche)

• Ventilator-Antriebsleistung: 11 kW je 100 m2 belüftete Fläche

oder 0,75 kW pro ha Schnittfläche

• Empfehlung: Im Heuet ganze Fläche nutzen. Sehr hohe

Heustöcke (6 m oder höher) vermeiden (Druckverluste)

41ETH FS 2017 Agrartechnik II | Technik Innenwirtschaft - Modul 1: Futterkonservierung – Heubelüftung

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Einflussfaktoren Lagerbedarf

Futteranfall

Feldverluste

Futterertrag

Konservier-

ungsverluste

Lagerbedarf

Raumge-

wichte

Verkauf ab „Feld“ Verkauf ab Lager Futterzukauf

Futterbedarf

Ration

Tierbestand

Fütterungs-

dauer

Fütterungs-

verluste

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Raumprogramm: Einflussfaktoren Heustockvolumen (gerechnet nach Fütterungsbedarf)

BV = RH * GVE * DW * 100 9.5*50*180*100

= 871 m3

RG * TS 128*88

BV = Belüftungsstock-Volumen (m3)

RH = Heu (belüftet) in der Ration (kg TS/GVE u. Tag)

TS = TS-Gehalt des lagerfähigen Heus (in der Regel 88 %)

GVE = Anzahl mit Heu gefütterter Grossvieheinheiten

DW = Dauer der Winterfütterungsperiode (Tage)

RG = Raumgewicht (kg Heu/m3)

TS = TS-Gehalt des lagerfähigen Heus (in der Regel 88 %)

Beispiel: Silobetrieb mit Heubelüftung

43ETH FS 2017 Agrartechnik II | Technik Innenwirtschaft - Modul 1: Futterkonservierung – Heubelüftung

R. Kaufmann | © Agroscope Tänikon

Raumgewichte: Im Fussbereicham höchsten!

Proben von 24 Stöcken Quelle: Baumgartner (1995): Das Raumgewicht von Heu. FAT-Berichte Nr. 471

44ETH FS 2017 Agrartechnik II | Technik Innenwirtschaft - Modul 1: Futterkonservierung – Heubelüftung

R. Kaufmann | © Agroscope Tänikon

Planung einer Heubelüftungsanlage

• Bestimmung Heustockvolumen, -fläche und Funktionsmasse

• Lüfterwahl

• Dimensionierung der Luftkanäle/ Rost und Einwandungen

• Steuergeräte/Luftdruckkontrolle

45ETH FS 2017 Agrartechnik II | Technik Innenwirtschaft - Modul 1: Futterkonservierung – Heubelüftung

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Radialventilatoren, der Standard

Quelle: Firmenbilder Barth-Lüfter

46ETH FS 2017 Agrartechnik II | Technik Innenwirtschaft - Modul 1: Futterkonservierung – Heubelüftung

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Quelle: Firmenbilder Barth-Lüfter

47ETH FS 2017 Agrartechnik II | Technik Innenwirtschaft - Modul 1: Futterkonservierung – Heubelüftung

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Statischer Druck bei Wiesenheu in Boxen

49ETH FS 2017 Agrartechnik II | Technik Innenwirtschaft - Modul 1: Futterkonservierung – Heubelüftung

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Lüfterleistung bei Druckunterschieden

22.1

19.7 19.7

22.1

16.3

13.7 14.1

17.7

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

BARTH SUMAG WILD ZUMSTEIN

Fabrikat

m3/s

Messung 5 mbar

Messung 8 mbar

Max. 24.2

Opt. 22.0

Min. 19.8

Min. 14.0

Quelle: U. Wolfensberger. Fachtagung Landtechnik, 27. Februar 2008 | Heulüfter-Vergleichsprüfungen

51ETH FS 2017 Agrartechnik II | Technik Innenwirtschaft - Modul 1: Futterkonservierung – Heubelüftung

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Planung einer Heubelüftungsanlage

• Bestimmung Heustockvolumen, -fläche und Funktionsmasse

• Lüfterwahl

• Dimensionierung der Luftkanäle / Rost und Einwandungen

• Steuergeräte / Luftdruckkontrolle

52ETH FS 2017 Agrartechnik II | Technik Innenwirtschaft - Modul 1: Futterkonservierung – Heubelüftung

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Konstruktive Details

Quelle: Aschauer, Nydegger et al. Richtlinien Heubelüftung. Agroscope Transfer | Nr. 38, 2014

53ETH FS 2017 Agrartechnik II | Technik Innenwirtschaft - Modul 1: Futterkonservierung – Heubelüftung

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Sonnenkollektor (Dachabsaugung)

Sparrendach mit

obenliegendem

Sammelkanal

Pfettendach mit

mittigem Sammel-

kanal in der Breite

eines Binderfeldes

Quelle: Aschauer, Nydegger et al. Richtlinien Heubelüftung. Agroscope Transfer | Nr. 38, 2014

54ETH FS 2017 Agrartechnik II | Technik Innenwirtschaft - Modul 1: Futterkonservierung – Heubelüftung

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Sammelkanal

55ETH FS 2017 Agrartechnik II | Technik Innenwirtschaft - Modul 1: Futterkonservierung – Heubelüftung

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Lüfter in Sammelschacht

56ETH FS 2017 Agrartechnik II | Technik Innenwirtschaft - Modul 1: Futterkonservierung – Heubelüftung

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Dachquerschnitt eines Sonnenkollektors

Quelle: Aschauer, Nydegger et al. Richtlinien Heubelüftung. Agroscope Transfer | Nr. 38, 2014

57ETH FS 2017 Agrartechnik II | Technik Innenwirtschaft - Modul 1: Futterkonservierung – Heubelüftung

R. Kaufmann | © Agroscope Tänikon

Planung einer Heubelüftungsanlage

• Bestimmung Heustockvolumen, -fläche und Funktionsmasse

• Lüfterwahl

• Dimensionierung der Luftkanäle / Rost und Einwandungen

• Steuergeräte / Luftdruckkontrolle

58ETH FS 2017 Agrartechnik II | Technik Innenwirtschaft - Modul 1: Futterkonservierung – Heubelüftung

R. Kaufmann | © Agroscope Tänikon

Steuerung/Überwachung des Belüft-ungsstocks

• Elemente:

• Schaltuhr

• Steuergerät (Schaltuhr + Hygrostat)

• Steuerautomat (Messung der Abluft)

• Bedienung der Anlage

• Dauerbetrieb am Anfang

• Intervall nach Bedarf

• Luftdruckkontrolle

Speicherprogrammierbare

Steuerung (Barth)

Messen des

statischen

Druckes. Ein

Schlauchende

wird unterhalb

des Boxenrostes

verlegt, 1 mm

Wassersäule

entspricht ca.

10 Pa.

59ETH FS 2017 Agrartechnik II | Technik Innenwirtschaft - Modul 1: Futterkonservierung – Heubelüftung

R. Kaufmann | © Agroscope Tänikon

Praxisbeispiel 1: Heustock in Stall integriert

Bronschhofen (CH):

Neuerstellung der Ökonomiegebäude (Heulager unter dem selben Dach)

3000 m3 Heulager: reicht bei 30 m3 pro GVE für 100 GVE

Geschätzter Aufpreis zum Stall ohne Heulager: ca. Fr. 500 000.-

(5000.-/GVE)Quelle: Nydegger, 2007

60ETH FS 2017 Agrartechnik II | Technik Innenwirtschaft - Modul 1: Futterkonservierung – Heubelüftung

R. Kaufmann | © Agroscope Tänikon

Praxisbeispiel 2: In Stall integriert

Le Brouillet (CH):

Integriertes Heulager (2100 m3) mit Sonnenkollektor aus Blech.

Quelle: Nydegger, 2007

61ETH FS 2017 Agrartechnik II | Technik Innenwirtschaft - Modul 1: Futterkonservierung – Heubelüftung

R. Kaufmann | © Agroscope Tänikon

Beispiel 3: Schnitt

Quelle: Nydegger, 2007

62ETH FS 2017 Agrartechnik II | Technik Innenwirtschaft - Modul 1: Futterkonservierung – Heubelüftung

R. Kaufmann | © Agroscope Tänikon

Praxisbeispiel 3: Separate Halle

Überlingen (D):

Neuerstellung einer separaten Heuhalle neben dem Stallgebäude

3600 m3 Heulager: reicht bei 30 m3 pro GVE für 120 GVE

Erstellungskosten inkl. Erschliessung: Fr. 650 000.- (5400.- / GVE)

Quelle: Nydegger, 2007

63ETH FS 2017 Agrartechnik II | Technik Innenwirtschaft - Modul 1: Futterkonservierung – Heubelüftung

R. Kaufmann | © Agroscope Tänikon

Kombination Photovoltaik und Heubelüftung

• Solarstrahlung

• Gebäudeausrichtung

• Verschattung

• Beispiele (In- und Auf-Dach-Anlagen)

• Kombiniert mit Heubelüftung

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(Quelle: Meteotest)

Einstrahlungskarte Schweiz (kWh/m2 und Jahr)

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Sonneneinstrahlung je nach Wetterlage

Sonneneinstrahlung und Leistung einer Photovoltaik-Anlage bei

unterschiedlichen Wetterbedingungen

An einem bewölkten Sommertag mit einem diffusen Anteil von 80 % kann

der Wert der Einstrahlung durchaus noch 300 W/m² ausmachen.

Leistung

in Watt

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Sonnenstand

21.03./23.09. => 43°

21.12. => 20°

21.06. => 66°

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Solarertrag nach Ausrichtung

An- und AufbaumöglichkeitenAusrichtung

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Auf – Dach - Anlage

Scheune in Stalden, OW, 125 kWp Photovoltaikanlage

• herkömmliche Dacheindeckung unter Panels

• reine Stromproduktion (ohne thermische Nutzung)

• Panelneigung unabhängig von Dachneigung

• konstante Hinterlüftung der Panels => besserer

elektrischer Wirkungsgrad der Panels

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Beispiel Auf – Dach - Anlage

• Panelneigung frei wählbar

• Bessere Zugänglichkeit der

einzelnen Panels

• Optimale Hinterlüftung

• Panels sind Windexponierter

• Schneerückhalt durch Panelreihen

• Schattenwurf durch Panelreihen

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Hinterlüftung Photovoltaikanlage

In – Dach – Anlage ohne thermische Nutzung

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-4.00

-3.50

-3.00

-2.50

-2.00

-1.50

-1.00

-0.50

0.00

20 18 16 14 12 10 8 6

Abstand PV-Unterdach cm

Ele

ktr.

Lei

stu

ng

sver

lust

%

.

60

61

62

63

64

65

66

67

68

Mo

du

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per

atu

r °C

.

Verlust el. Leistung %

Modultemperatur °C

20°

Einfluss Abstand PV – Unterdach beinatürlicher Lüftung

X =

Quelle: L. van Caengem

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Varianten für den Sammelkanal

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Energie durch und für die Landwirtschaft!

Durch energieautarke Gebäude ……….

……. zeigt sich die Landwirtschaft voller Energie!

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• Kaltbelüftung (ältere Anlagen)

• Erwärmung Zuluft:

• Sonnenkollektoren (heute Standard

• Ölofen

• andere (Holzheizung, Abwärme)

• Trocknung (Erwärmung) Zuluft:

• Luftentfeuchter-Wärmepumpe

Luftkonditionierung zur Erhöhung der Trocknungskapazität

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Heizkanone

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Warmluftofen und Leistungsbedarf

Warmluftofen für Hackgut Erforderliche Heizleistung bei

Schlechtwettereinsatz (Faustzahl

Heizleistung bei Warmbelüftung:

12,5 kW je m3/s Ventilator-Volumen-

strom und 10 °C Anwärmung

Quelle: Aschauer, Nydegger et al. Richtlinien Heubelüftung. Agroscope Transfer | Nr. 38, 2014

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Sicherheitstechnische Vorschriften

• Direktbefeuerte Lufterhitzer, die im Freien aufgestellt werden,

sind von Bauten und Anlagen mindestens 3 m entfernt zu

halten. Im Gebäudeinnern hat die Aufstellung in separaten

Heizräumen mit Feuerwiderstand EI 60 (nbb) zu erfolgen…..

• Bei Lufterhitzern für feste und flüssige Brennstoffe dürfen die

Abgase nicht durch das Trockengut geleitet werden…..

• Der Lufterhitzer ist mit dem Heubelüfter so zu verriegeln,

dass das Feuerungsaggregat nur betrieben werden kann,

wenn der Heubelüfter läuft…..

• Zwischen der Mündung des Warmluftrohres und dem

Heubelüfter ist ein Sicherheitsabstand von 0.5 m einzuhalten.

Die Temperatur der Mischluft nach dem Heubelüfter darf

40°C nicht übersteigen.

Quelle: Ausschnitt Regelung nach Vereinigung Kantonaler Feuerversicherungen (VKF)

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Luftentfeuchter

Schema eines Luftentfeuch-

ters (Luftfluss s. Pfeile)

Schema einer Luftentfeuchtung im

Hauptstrom mit Umschaltklappe

(Luftfluss s. Pfeile)

Quelle: Aschauer, Nydegger et al. Richtlinien Heubelüftung. Agroscope Transfer | Nr. 38, 2014

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Trocknung von Rundballen

• Machbarkeit

• Wirtschaftlichkeit

Siehe auch: Martin Holpp, 2004:

Trocknung von Rundballen – Machbarkeit

und Wirtschaftlichkeit, FAT-Bericht Nr. 616Quelle: Bio-Heu, Deutschland

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Weshalb Rundballen trocknen?

• Nutzung rationeller

Grossballentechnik

auch für Heubetriebe

in Siloverbotszone

• Flexibilität bei

Betriebserweiterung mit

geringen Investitionen

Quelle: Martin Holpp, Fachtagung Landtechnik,10.03.2004

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System Tecnolam

• Obenbelüftung mit Hauben

• Ventilatorantrieb durch Elektromotor

• Luftanwärmung mit Ölheizung

• erweiterungsfähig

Quelle: Martin Holpp, Fachtagung Landtechnik,10.03.2004

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Trocknungsqualität

• Beobachtungen

• ungleichmässige Abtrocknung

• harte Zonen generell

problematisch

• schlechte Kontrolle des

Trocknungsprozesses

• Einfluss des Pressentyps und

der Grad der Pressung

• Folgerungen

• min. 65 % TS beim

Pressen

• gleichmässige Dichte

von ca. 100 kg/m3 TM

• bei Trocknungsende

Ø min. 90 % TS

• Ballen wenden

Geba

V Ø 1.2 mTecnolam

V Ø 1.5 m

Tecnolam

F Ø 1.2 m

Inventagri

V Ø 1.5 m

Inventagri

F Ø 1.2 m Legende

TS 80-88 %

TS > 88 %

TS < 80 %

Quelle: Martin Holpp, Fachtagung Landtechnik,10.03.2004

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• Im ersten Schnitt

• am meisten Futter

• grösstes Wetterrisiko

• zwei bis vier Ernte-

gelegenheiten

• TS-Gehalt bestimmt

• Trocknungsdauer

• max. Erntemenge

• benötigte Erntetage

Anlage grosszügig auslegen !

0

10

20

30

40

0 5 10 15 20

Be

tig

te E

rnte

-/T

roc

kn

un

gs

tag

e

Erntefläche ha / Anzahl Rundballen

trocken in 24 h

trocken in 16 h

trocken in 8 h

Ausgangsbasis:

Kapazität 8 Plätze

Ertrag 1. Schnitt 30 dt/ha

5/65 10/130 15/195 20/260

Dimensionierung

Quelle: Martin Holpp, Fachtagung Landtechnik,10.03.2004

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Rundballentrocknung unterdach

Quelle „Richtlinien zur Trocknung von Rundballen“ Agroscope transfer Nr. 91 / 2015

Schema einer Rundballentrocknung mit Untenbelüftung und

Dachabsaugung mit Luftentfeuchtung.

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Rundballentrocknung unterdach –Beschickung mit Frontlader

Zweireihige Anlage mit Bodenkanal, darüberliegende dritte Ballenreihe

Quelle „Richtlinien zur Trocknung von Rundballen“ Agroscope transfer Nr. 91 / 2015

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Rundballentrocknung unterdach

Quelle „Richtlinien zur Trocknung von Rundballen“ Agroscope transfer Nr. 91 / 2015

Links zweireihige Anlage mit Betonkanal und Rollplane an der Gebäude-

aussenseite; rechts Anlage mit fixem Blechkanal/Zwischenringen.

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Resümee

• min. TS-Gehalt im Schwad

Rundballen 65-70 % Loseheu ~ 50 %

• min. TS-Gehalt nach der Trocknung

Rundballen > 90 % Loseheu ~ 88 %

• Trocknung von Rundballen im absätzigen Verfahren verursacht

einen Flaschenhals

Degressive Effekte können nicht realisiert werden

• Trocknung von Rundballen bietet hinsichtlich Verfahrensleistung,

Arbeitszeitbedarf, Energieverbrauch, Flexibilität und

Gesamtkosten keine Vorteile

Quelle: Martin Holpp, Fachtagung Landtechnik,10.03.2004