Tag des Schweinehalters am 24. September 2014 · Milchvieh 400 kWh / Kuh - -- Kälbermast 100 kWh /...
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© Wilfried Brede 15.10.2014 1
Tag des Schweinehalters
am 24. September 2014
© Wilfried Brede 15.10.2014 2
Gliederung
Um Energieeffizient zu arbeiten, muss Technik und Management zueinander passen!
Ausgangspunkte Kostenstrukturen Management
Verbesserungen am Beispiel eines Maststalles Fütterung Getreideaufbereitung Lüftung Gülletechnik Beleuchtung
Verbesserungen am Beispiel eines Zuchtsauenstalles Heizung Wärme für Saugferkel Alternativen zur Raumheizung
Fazit
© Wilfried Brede 3 15.10.2014
Kostenstrukturen
Ferkelerzeugung Schweinemast
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Betriebszweig Stromverbrauch Heizenergieverbrauch Dieselverbrauch
Ferkelerzeugung 270 kWh / Sau 950 kWh / Sau --
Mastschweine 35 kWh / Platz 50 kWh / Platz --
Milchvieh 400 kWh / Kuh - --
Kälbermast 100 kWh / Platz 400 kWh / Platz --
Hähnchenmast 0,3 kWh / Tier 1,1 kWh / Tier --
Acker -- -- 100 l / ha
Grünland -- -- 80 l / ha Quelle: Energieeffizienzverbesserung in der Landwirtschaft, Verband der Landwirtschaftskammern e. V., 2009
Energieblock Schweinemast Ferkelerzeugung
Energieverbrauch [kWh/(Platz und Jahr)] 60 400
davon Anteil in % Futteraufbereitung & Fütterung 25 12 Entmistung 4 1 Reinigung 3 1 Beleuchtung 3 5 Ferkelnestbeheizung - 70 Lüftungsanlage 65 11
Quelle: HEA, 1991, ergänzt durch eigene Erhebungen
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Energieaufwand in der Landwirtschaft
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0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
0
5
10
15
20
25
30
35
A B C D E F
STR
OM
(kW
h /
Fe
rke
l
WÄ
RM
E (k
Wh
/ F
erke
l
Betrieb
Wärme
Strom
Managementeinfluss auf den Energieverbrauch
Energieverbrauch verschiedener Betriebe -Auswertung aus 110 Durchgängen-
Quelle: Bernhard Feller; LWK Nordrhein-Westfalen
Die Planung eines effizienten Heizsystems steht in direkten Zusammenhang mit der Planung der Lüftung!
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Schlechtes Management der Heizungsanlage Einstellung Anfangstemperatur Lüftung und Beginn Heizung Anordnung des Temperaturfühlers im Abteil Anordnung der Heizkörper/Heizung Zu hohe Zulufttemperatur im Zentralgang Mangelhafte Kalibrierung des Temperaturfühlers Verkehrte Einstellung der Zuluft- bzw. Abluftklappen Verluste durch nicht gedämmte Vor- und Rückläufe der Wärmeverteilung Lange Wege von der Heizung bis zum Verbraucher Zu hohe Vorlauftemperaturen
Managementeinfluss auf den Energieverbrauch
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Datenaufnahme bei einer Effizienzberatung
0,210 € / Kilowattstunde
/ Kilowattstunde0,080 €
Elektrizität
BASISDATEN
Heizenergie
Wasser 1,700 € / m³
0 Plätze 0,0 0
0 Plätze
0 Plätze
0 Plätze
0 Plätze 0,00 0
0 Plätze 0,00 0
1200 Plätze 2,70 3240
Zuchtsauenstall
Maststall
Ferkelaufzuchtstall Umtriebe / Jahr Tiere / Jahr
Umtriebe / Jahr Tiere / Jahr
Tiere / Jahr
Abferkelstall
Wartestall
Deckzentrum
Basisdaten StallFe / ZS & Jahr Tiere / Jahr
Jungsauenaufzuchtstall Umtriebe / Jahr
1000 tonnen
20 tonnen/ h
75 %
tonnen (Lagerkapazität - eigener Verbrauch)
Lagerkapazität
Basisdaten Getreide
Auslastung
Anteil Auslagerung
Förderkapazität
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Berechnungen bei einer Effizienzberatung
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Verbraucher dt / Jahr dt / Std. kWh / dt kWh / Jahr
Mühle 8400 5,00 11,00 18480
Zubringer 1 0 5,00 1,50 0
Zubringer 2 0 5,00 1,50 0
Austrag Mühle-Mischer 0 5,00 1,50 0
Mischer 8630 5,00 5,50 9493
Komponente A 230 5,00 1,50 69
Komponente B 0 5,00 1,50 0
Austrag Mischer-Futterlager 8630 5,00 3,00 5178
0 5,00 5,00 0
0 5,00 6,00 0
0 5,00 3,00 0
Summe 33220
0,21 €
0,21 €
0,21 €
0,21 €
- €
- €
- €
1.993,53 €
0,21 € 14,49 €
Futterherstellung€uro / kwh €uro / Jahr
6.976,20 €
0,21 €
0,21 € - €
- €
3.880,80 €
0,21 € 1.087,38 €
0,21 € - €
0,21 € - €
0,21 €
Verbraucher dt / Jahr dt / Std. kWh / Motor kWh/ Jahr
Maststall 8630 1,00 1,20 10356
0 1,00 1,50 0
0 1,00 1,50 0
0 1,00 1,50 0
0 1,00 1,50 0
0 1,00 1,20 0
Summe 10356
€uro / Jahr
Fütterungsanlagen€uro / kwh
2.174,76 €
0,21 € 2.174,76 €
0,21 €
0,21 €
- €
0,21 € - €
0,21 € - €
0,21 € - €
- €
St. bzw. m³ je Stunde je Motor je Jahr
Güllemixer 100 9,0 900
Güllepumpe Mixen 100 13,5 1350
Güllepumpe Stall- Behälter 2700 4,5 13,5 8100
Güllepumpe Behälter- Fass 2700 4,5 13,5 8100
Summe 18450
kWh
€uro / kwh €uro / Jahr
3.874,50 €
Gülletechnik
Verbraucher
1.701,00 €
0,21 € 189,00 €
1.701,00 €
0,21 € 283,50 €
0,21 €
0,21 €
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Kostenverteilung Elektrizität im Schweinemastbetrieb
Fütterungsanlagen 7,4%
Futterherstellung 23,6%
Lüftung 27,3%
Gülletechnik 13,1%
Getreidetechnik 9,0%
Beleuchtung 9,0%
Sonstiges 10,7%
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Energieverbrauch von Fütterungsanlagen
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Förderverfahren
Futter-menge*
in kg
Stromverbrauch Stromkosten
Wh / kg kWh ges. € /
kWh € gesamt
Spiralförderer
14
00
00
0
0,25 350
0,2
1 €
73,50 € Seilförderer
1,08 1512 317,52 € Flüssigfütterung
2,97 4158 873,18 € Druckluft
11,60 16240 3.410,40 € * 2000 MP * 2,8 Umtriebe * 2,5 dt/Tier
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Energieeffizienz beim Mahlen und Mischen
Energiekosten 0,21 € / kWh Kosten je Jahr Kosten je dt
Mühle 11,0 kW 2,31 € / h
Zubringer 3,0 kW 0,63 € / h
Abförderung 3,0 kW 0,63 € / h
Betriebskosten bei 20 dt / h 0,18 € / dt 1.385,88 € 0,18 € Mischer 5,0 kW 1,05 € / h
Betriebskosten bei 20 dt / h 0,05 € / dt 543,48 € 0,05 € Zubringer 2,0 kW 0,42 € / h
Betriebskosten bei 20 dt / h 0,02 € / dt 54,35 € 0,01 € Austrag 2,0 kW 0,42 € / h
Betriebskosten bei 20 dt / h 0,02 € / dt 217,39 € 0,02 €
Arbeitszeitaufwand 50 Std. 15,00 € / h 750,00 € 0,07 €
2.951,10 € 0,29 €
BET
RIE
BSK
OST
EN
SUMME
Energiekosten 0,21 € / kWh Kosten je Jahr Kosten je dt
Mühle 11,0 kW 2,31 € / h
Zubringer 0,0 kW - € / h
Abförderung 0,0 kW - € / h
Betriebskosten bei 7 dt / h 0,33 € / dt 2.562,12 € 0,33 € Mischer 5,0 kW 1,05 € / h
Betriebskosten bei 7 dt / h 0,15 € / dt 1.552,80 € 0,15 € Zubringer 2,0 kW 0,42 € / h
Betriebskosten bei 7 dt / h 0,06 € / dt 155,28 € 0,02 € Austrag 2,0 kW 0,42 € / h
Betriebskosten bei 7 dt / h 0,06 € / dt 621,12 € 0,06 €
Arbeitszeitaufwand 50 Std. 15,00 € / h 750,00 € 0,07 €
5.641,32 € 0,54 €
BET
RIE
BSK
OST
EN
SUMME
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Quelle : Maiwald LLH Hessen Arbeitswerte Mühle
(Bedarf mit Motor) Masse je Arbeitseinheit
Getreideart Sieblochung kWh / dt dt / kWh
Gerste / Weizen
3 mm 0,50 - 0,90 (0,60 - 1,10) 2 2,0 - 1,15 1
5 mm 0,20 - 0,40 (0,25 - 0,50) 2 5,0 - 2,5 1
Hafer
3 mm 1,00 - 1,50 (1,20 - 1,80) 2 1,0 - 0,7 1
5 mm 0,40 - 0,80 (0,50 - 1,00) 2 2,5 - 1,25 1
Körnermais 3 mm 0,03 - 0,70 (0,36 - 0,85) 2 3,3 - 1,45 1
5 mm 0,10 - 0,3 (0,12 - 0,36) 2 10,0 - 3,3 1
1 Wert mit Motorleistung der Mühle (kW) multipliziert = Durchsatzleistung der Mühle. Beispiel: 2 dt / kWh x 7,5 kW (Mühlenmotorleistung) = 15 dt Durchsatz / h 2 Effektiver Energieverbrauch, mit dem tatsächlich gerechnet werden muss. Differenz zum Arbeitsbedarf der Mühle ca. 18 % (µ ca. 0,82)
Spezifischer Stromverbrauch (= mit Motor!) und Arbeitswerte von Mühlen
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Mahlfeinheit und Schrotstrukturen
Überprüfung der Mahlfeinheit und Struktur
zu fein Staubentwicklung, Nasenverklebungen, Magengeschwüre, Stress
zu grob Nährstoffverluste, Verdauungsstörungen, Magen- /Darmverletzungen
Allgemein Gefahr von Entmischungen nicht unterschätzen
24 % Schrotpartikel < 1 mm
50 % Schrotpartikel 1 – 2 mm
24 % Schrotpartikel 2 – 3 mm
2 % Schrotpartikel > 3 mm
Anteile in % Zuchtsauen Ferkel Mast
Tragend Laktierend Ferkel 1 Ferkel 2 VM EM
< 1 mm 30 50 45 50 45 50
1 – 2 mm 50 40 45 40 45 40
2 – 3 mm 15 5 7 7 7 5
> 3 mm 5 5 3 3 Quelle: H. Lindermeyer, LfL Bayern 2009
Z I E
L
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Energieeffizienz bei Getreidelager und -aufbereitung
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Getreidelager keine anderen großen elektrischen Aggregate zeitgleich einschalten auf pneumatische Fördereinrichtungen verzichten sinnvolle Einbindung der Fördereinrichtung möglichst kurze Förderwege
Mahl- und Mischanlagen Arbeitsabläufe automatisieren zeitlich in die Schwachlastzeit verlagern
Mahltechnik auf pneumatische Zu- und Abförderung verzichten Zu- und Abführung über frequenzgeregelte Motoren Siebe nach ca. 120 h drehen Gehärtete Hämmer und Siebe für längere Laufzeiten keine wesentlichen Unterschiede zwischen
Lochsieben Lamellensieben Drahtgewebesieben
Einsatz von Scheibenmühlen (ACHTUNG FREMDKÖRPER)
Futt
era
ufb
ere
itu
ng
& F
ütt
eru
ng
Getreidetrocknungsanlagen und Mahl- und Mischanlagen hohe elektrische Anschlusswerte hohe elektrische Leistungsspitzen
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Energieeffizienz durch andere Mahltechniken
15.10.2014 15
€1,26 €3,30 €1,79 €-
€0,50
€1,00
€1,50
€2,00
€2,50
€3,00
€3,50
Scheibenmühle Hammermühle pneumatisch Hammermühle mechanisch
Stro
mko
sten
je 1
00
0 k
g M
ahle
n
Art der Getreidemühle
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40
43
12
4
1 1
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
0 - 20 20 - 40 40 - 60 60 - 80 80 - 90 90 - 100
% d
er
Jah
ress
tun
de
n
Istwert der Lüftung Quelle: Bernhard Feller, LWK NRW
Wie hoch sind die Luftraten im Jahresmittel ?
83 % der Jahresstunden
5 % der Jahresstunden
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Wärmeverlust durch Überlüften
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Anzahl Abteile 10 Abteile Plätze im Abteil 200 Ferkel Luftrate je Ferkel 35 m³/h Maximale Luftrate 7000 m³/h Minimale Luftrate 500 – 1400 m³/h Ventilator: Durchmesser 50 cm max. Luftrate 7500 m³/h bei 50 Pascal min. Luftrate 1800 m³/h
Wärmeverlust: 500 m³/h * 1,27 kg/m³ * 1,004 kJ *25 K = 15,9 MJ/h = 4,43 kW
Kosten je 1 Abteil: 4,43 kW * 876 h * 0,08 €/kWh *1 = 310,45 € Kosten je 5 Abteile: 4,43 kW * 876 h * 0,08 €/kWh * 5 = 1552,25 € Kosten je 10 Abteile: 4,43 kW * 876 h * 0,08 €/kWh * 10 = 3104,50 €
Situation: zu hohe Abluftrate 500 m³/h Jahresstunden 10 %
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Energiebilanzen
Wärmeproduktion der Tiere
+ Zusatzheizung
= Summe der Wärmemenge
Lüftung 75 - 90 %
Wand 3 - 5 %
Stalldecke 15 - 20 %
Fenster, Türen 3 - 5 %
Bodenplatte 3 - 5 %
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Gute Dämmung ist die wichtigste Kühlung
Stallgrundfläche: 16,00 m x 25,00 m = 400 m²
U-Wert der Stalldecke: 0,58 W/m² K 0,42 W/m² K 0,28 W/m² K
Temperatur Dachraum: 70°C 70°C 70°C
Temperatur Abteil: 25°C 25°C 25°C
Temperaturdifferenz: 45 K 45 K 45 K
Wärmeübergang Abteil 10440 Watt 7560 Watt 5040 Watt
je m² 26 Watt / m² 19 Watt / m² 13 Watt / m²
Rechengang: W/m²K x m² x K = Wärmeübergang
WLG
025
WLG
030
WLG
035
WLG
040
WLG
050
60 0,38 0,45 0,52 0,58 0,71
80 0,29 0,35 0,40 0,45 0,55
100 0,24 0,28 0,33 0,37 0,45
120 0,20 0,24 0,27 0,31 0,38
Dicke
in mm
Wärmeleitgruppe
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Grundsätze für zentrale Abluftführungen Absolute Dichtheit in den Dachraum Verwendung von Nut – Feder Platten oder H – Profilen Rechtwinkelige Umlenkungen vermeiden Alle Kanten gerundet oder umgelenkt Druckverluste bei der Ventilatorauswahl einrechnen Gruppenschaltung zur Gewährleistung von hohen Abluftgeschwindigkeiten
Quelle: Pflanz, LSZ Boxberg
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Betriebskosteneffizienz durch fachgemäße Detaillösungen
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Betriebskosteneffizienz durch fachgemäße Detaillösungen
Drehzahl U / min 821 814 790 805 832
Leistungsaufnahme W 390 390 403 401 378
Volumenstrom
m³ / h 5870 6090 8620 9410 10930
% 68 71 100 109 127
Spezifischer
Volumenstrom
m³ / kWh 15050 15620 21390 23470 28920
% 70 73 100 110 135
Spezifische
Leistungsaufnahme
W / 1000 m³ 66,4 64 46,8 42,6 34,6
% 142 137 100 91 74
0,460
1,000
0,750
1,000 1,000
1,000
1,000
0,820
0,620 0,620 0,620 0,620 0,620
Quelle: S. Pedersen, DK, SJF, 1999
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Betriebskosteneffizienz durch entsprechende Technik
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400
spez
ifis
che
Leis
tun
gsau
fnah
me
in W
je 1
.00
0 m
³/h
Drehzahl je Minute
elektronische Regelung
transformatorische Regelung
transformatorische Regelung (Dreidraht)
Frequenzumrichter (alt. EC-Motor)
Quelle: Niethammer, DLG
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Betriebskosteneffizienz durch entsprechende Technik
Messungen bei Jens Ludwig-Morell; Carlsdorf
Verbrauch / Jahr Preis / Einheit
kWh ct / kWh im Abteil je Mastplatz
ETA-VENT 1195 12,29 146,87 € 0,86 €
Asynchron 4448 12,29 546,66 € 3,22 €
Gesamtkosten / Jahr
Motor
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Energieeffizienz bei der Lüftung
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Energieeffiziente Ventilatoren Wenn möglich Schutzgitter demontieren Lüfterflügel sauber halten
Energieeffiziente Regeltechnik Externe Frequenzumrichter EC-Motoren
Strömungsgeschwindigkeiten reduzieren (> 3m/s)
Umlenkungen in Zu- & Abluftkanälen mit Leitblechen Querschnittsänderungen mit Übergängen versehen keine Verjüngungen Anströmdüsen (Ventilator, Ansaugstutzen) reduzieren den Energieverbrauch Diffusoren reduzieren den Energieverbrauch
Zuluftsysteme mit niedrigen Widerständen Sauberkeit der Zulufteinrichtungen Ausreichende Querschnitte wählen (Zuluft)
Rieselkanal < 2,50 m/s Luftgeschwindigkeit Türgang < 2,50 m/s Luftgeschwindigkeit
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Energieeffizienz bei der Gülletechnik
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Güllepumpen und – rührwerke hohe elektrischen Anschlusswerte (7,5 kW bis 25 kW)
Entm
istu
ng
Auswahl der Aggregate Leistung auf die Anlagenerfordernisse abstimmen leistungszehrende Umlenkungen vermeiden Querschnittberechnung
kleine Rohrdurchmesser vermeiden große Förderhöhen vermeiden
Kein zeitgleicher Betrieb mit anderen großen elektrischen Aggregaten Fassbefüllung
Schleppergetriebene Pumpen Drehkolbenpumpen
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Stromverbrauch von Leuchtstoff- und LED-Röhren
Länge des Leuchtmittels 60 cm 12 cm 150 cm
Leuchtstoffröhre 18 W/h 36 W/h 58 W/h
LED-Röhre 9 W/h 18 W/h 22 W/h Verbrauch der Vorschaltgeräte (VG): 5 – 20 W
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Energiekostenreduzierung durch LED-Technik
Leuchtstoffröhre
LED Röhre LED Lampe inkl. KVG inkl. EVG
Lichtausbeute in Lumen 89 lm/W 100 lm/W 126 lm/W 126 lm/W
mittlere Lebensdauer 13.000 h 24.000 h 40.000 h 40.000 h
Anzahl der Lampen 100 100 100 100
Wattleistung der Lampen 122 104 72 72
Leuchtdauer am Tag 10 10 10 10
Leuchtdauer im Jahr 3650 3650 3650 3650
kwh / Tag 122,00 104,00 72,00 72,00
€ je kwh 0,21 0,21 0,21 0,21
Stromkosten
Tag 25,62 € 21,84 € 15,12 € 15,12 €
Jahr 9.351,30 € 7.971,60 € 5.518,80 € 5.518,80 €
Spareffekt 1.379,70 € 3.832,50 € 3.832,50 €
Wechselintervall nach 3,6 Jahre 6,6 Jahre 11,0 Jahre 11,0 Jahre
Wartungskosten (Lampenwechsel) 1.045,00 € 1.140,00 € 0,00 € 0,00 €
Wartungskosten / Jahr 293,40 € 173,38 € 0,00 € 0,00 €
Investitionskosten / Lampe 6,00 € 85,00 € 400,00 € 280,00 €
Invesitionskosten Gesamt 600,00 € 8.500,00 € 40.000,00 € 28.000,00 €
Betriebskosten
/ Jahr 9.644,70 € 8.144,98 € 5.518,80 € 5.518,80 €
/ Lampe 96,45 € 81,45 € 55,19 € 55,19 €
nach 10 Jahren 96.447,04 € 81.449,75 € 55.188,00 € 55.188,00 €
Ersparnis 1.499,73 € 4.125,90 € 4.125,90 €
Ammortisationsdauer 5,43 Jahre 9,69 Jahre 6,79 Jahre
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Beleuchtungssimulation
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Energie sparen bei der Beleuchtung
Einsatz von LED-Lampen Wenig langfristige Erfahrungen in Schweineställen industrielle LED-Produkte nicht immer geeignet Einsatz im Stallbereich muss geprüft sein Ammoniakverträglichkeit, chemische Inkompatibilität Verschmutzung der Kühlrippen
reduzierte Lebensdauer durch schlechte Kühlung Brandgefahr durch Staub oder Schmutz an den Kühlkörpern
Glühbirnen (Orientierungslicht) Ersatz durch Energiesparlampen
Leuchtstoffröhren Ersatz von konventionellen Vorschaltgeräten (KVG) durch elektronischen Vorschaltgeräten (EVG) Einsparpotential: 30 bis 50%
Lichtsteuerung Einsatz von Zeitschaltuhren in den Ställen Einsatz von Bewegungsmeldern auf Zentralgang bzw. Verbinder Lange Zentralgänge oder Verbinder abschnittsweise beleuchten
Anzahl der Lampen Stufenweise Schalten
© Wilfried Brede 30 15.10.2014
Energiekosten in der Ferkelerzeugung
€0,00
€20,00
€40,00
€60,00
€80,00
€100,00
€120,00
€140,00
5 6 7 8 9 Mittelwert
28 kg Ferkel
€23,19
€3,83 €5,17 €16,67
€1,90 €6,89
€27,54
€17,22
€27,68
€24,51 €49,89 €29,83
€82,52
€56,46
€72,91 €43,53
€73,26
€61,54
Euro
je Z
uch
tsau
Betriebe
Energie
Strom
Wasser
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Verlauf der Bodentemperatur bei unterschiedlichen Aufheizverfahren
10
15
20
25
30
35 B
egi
nn
2h
4h
6h
8h
10
h
12
h
24
h
35
h
36
h
37
h
38
h
39
h
40
h
41
h
42
h
43
h
1 Tag, 50 °C
Spaltenkerntemperatur Oberflächentemperatur
23 kg Flüssiggas 295 kWh 9 kg Flüssiggas 115 kWh
1 Tag, 40 °C
2 Tage, 30 °C
Quelle: Bernhard Feller; LWK NRW
Aufheizen der Abteile vor einer Neubelegung
15.10.2014
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Anforderungen an das Ferkelnest
Min. 0,06 m² je Tier
Bei 10 Ferkeln 0,60 m²
Bei 12 Ferkeln 0,72 m²
Bei 14 Ferkeln 0,84 m² etc.
Gleichmäßige Wärmeverteilung
Hohe Energieeffizienz
Hoher Liegekomfort
gute Rutschfestigkeit
Isolierung der Bodenheizplatte
Isolierung der Warmwasserleitungen
Hygienische Konstruktion
Haltbares Material
FERKELNESTABDECKUNG !
Fotos : Brede, Werkbild
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Strahlungswärme im Ferkelnest
Fotos bzw. Grafiken: Jais, HDT, Möller, Werkbild
Schlechte Verteilung Raumlufterwärmung
Niedrige Investitionskosten
Infrarotstrahler und Gasstrahler
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Neue Entwicklungen bei der Strahlungswärme im Ferkelnest
Langwellige Infrarotstrahler erwärmen primär die Oberfläche sekundär die Luft
Einfache Regelungstechnik Ferkelnestbezogene Regelung Übersichtliche Montage
Betriebs- bzw. Anlagenkosten berücksichtigen
Fotos: Filip Tech GmbH
Grafik: Ensama GmbH
KOSTEN kWh je Wurf
€ je kWh
Wirkungs- grad
€ je Wurf
€ je Sau & Jahr
Strom 45 0,21 100 9,45 € 22,21 €
Warmwasser 65 0,08 85 4,42 € 10,40 €
Differenz 5,03 € 11,81 €
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Energieeffizienz von Fußbodenheizungen für Ferkel
Anteil vorteilhafte Temperatur 93 %
184 W
57 %
100 W
55 %
83 %
Anteil optimale Temperatur
Leistungsaufnahme
Energiebedarf
Energieeffizienzklasse
0,22 kWh/m²
C + A +++
0,11 kWh/m²
Fotos: Brede Grafiken: Tenderfoot, TÜV
Prüfung durch die
317 327 390 393
429
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
MIK Thermo W 600x1200
MIK Thermo W 500x1200
Rexlan Polmerbeton
480x1200
Rotecna KST 400x600
Premium Floor Therme 500x600
Spezifische Leistungsaufnahme (Wh/m²)
Energieeffizienz von Fußbodenheizungen ist wichtig, aber………………..
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Mit der Wärmebildkamera Fehlern auf der Spur
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© Wilfried Brede
Hydraulischer Abgleich ist eminent wichtig
Systemskizze Tichelmann-System
Grafik & Bilder : Brede
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© Wilfried Brede 39 Fotos: Werkbilder und Brede 15.10.2014
Strompreis 21,0 Cent / kWh Strompreissteigerung 1,5 % pro Jahr Pumpenpreis: 350,00 € Kapitalzins: 5 % Betriebsstunden 7000 h / Jahr
Energieeffizienz von Heizungspumpen
Standardpumpe: 80 Watt Energieeffizienzpumpe: 15 Watt Leistungsaufnahme
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Energieeffizienz von Heizungspumpen
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(€272) (€189)
(€100) (€5)
€97
€204
€319
€441
€571
€708
€855
€1.010
€1.175
€1.350
€1.535
-400,00 €
-200,00 €
0,00 €
200,00 €
400,00 €
600,00 €
800,00 €
1.000,00 €
1.200,00 €
1.400,00 €
1.600,00 €
1.800,00 €
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Euro
/ J
ahr
Jahr nach Investition
EnergieeffizienzpumpeLeistungsaufnahme 80 Watt Leistungsaufnahme 15 Watt
Betriebsstunden 5.860 h / Jahr Betriebsstunden 5.860 h/a
Stromverbrauch 469 kWh / Jahr Stromverbrauch 88 kWh/a
Strompreis 21,0 Cent / kWh Strompreis 21,0 Cent/kWh
Jährl. Stromkosten 98,45 € / Jahr Jährl. Stromkosten 18,46 €/a
381 kWh / Jahr
79,99 € / Jahr
Standardpumpe
Einsparpotential
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Pumpenwarmwassersysteme sollen die Wärme gleichmäßig entsprechend dem jeweiligen Bedarf in die Abteile verteilen.
Planungsgrundlagen
Dem Prinzip des geringsten Widerstandes gemäß versucht das erwärmte Wasser auf kürzesten Weg zurück zum Wärmeerzeuger zu kommen.
Fehleinschätzungen aus der Praxis:
zu kleine Pumpen zu geringe Vorlauftemperaturen zu kleine Wärmeerzeuger
Energieverbrauch Wärmeverbrauch Wärmeverteilung
Strömungsgeräusche Ungleiche Temperaturen
Querschnittberechnung, Widerstandsüberprüfung, Pumpenplanung Anschluss nach Tichelmann (gleiche Rohrleitungslängen) Einsatz von Regelventilen mit stetig öffnenden Regelschürzen
Abhilfe mit durchdachter Planung und Installation:
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Fehler beim Heizen
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Schlechtes Management der Heizungsanlage Einstellung Anfangstemperatur Lüftung und Beginn Heizung Anordnung des Temperaturfühlers im Abteil Anordnung der Heizkörper/Heizung Zu hohe Zulufttemperatur im Zentralgang Mangelhafte Kalibrierung der Temperaturfühler Verkehrte Einstellung der Zuluft- bzw. Abluftklappen Verluste durch nicht gedämmte Vor- und Rückläufe der Wärmeverteilung Lange Wege von der Heizung bis zum Verbraucher Zu hohe Vorlauftemperaturen
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Funktion eines Luft-Luft-Wärmetauschers
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20 Tage mit einer Außentemperatur von
-10 °C. Dies ergibt eine Temperaturdifferenz von
30 K. So ergibt sich eine Heizleistung von 10080 kWh
50 Tage mit einer Außentemperatur von
0 °C. Dies ergibt eine Temperaturdifferenz von
20 K. So ergibt sich eine Heizleistung von 16800 kWh
40 Tage mit einer Außentemperatur von
10 °C. Dies ergibt eine Temperaturdifferenz von
10 K. So ergibt sich eine Heizleistung von 6720 kWh
110 Heiztage 33600 kWh
25 Tage mit einer Außentemperatur von
-10 °C. Dies ergibt eine Temperaturdifferenz von
30 K. So ergibt sich eine Heizleistung von 12600 kWh
60 Tage mit einer Außentemperatur von
0 °C. Dies ergibt eine Temperaturdifferenz von
20 K. So ergibt sich eine Heizleistung von 20160 kWh
70 Tage mit einer Außentemperatur von
10 °C. Dies ergibt eine Temperaturdifferenz von
10 K. So ergibt sich eine Heizleistung von 11760 kWh
155 Heiztage 44520 kWh
20 °C Ablufttemperatur 16.000,00 € Investitionskosten 70 % Wirkungsgrad 12,0 % Abschreibung (15 Jahre, Unterhaltung 2 %, Zinsansatz 2,5 %)
0,1 kW Stromverbrauch je kWh Heizleistung 0,22 € Stromkosten je kWh
Lohnt sich eine Wärmetauscher ?
Variante 1 Variante 2
Direktkosten 740,- € 979,- €
Festkosten 1920,- € 1920,- €
Summe 2660,- € 2899,- €
Cent je kWh 7,9 cent 6,5 cent
Var
ian
te 1
V
aria
nte
2
Ver
glei
ch
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Kostenvergleich verschiedener Energieträger
Energieträger
Strom Tag 1,0 kWh 21 Cent / kWh 21,00 Cent / kWh Cent / kWh 21,00 Cent / kWh
Strom Nacht 1,0 kWh 9 Cent / kWh 9,00 Cent / kWh Cent / kWh 9,00 Cent / kWh
Heizöl 9,8 kWh / l 70 Cent / l 7,14 Cent / kWh 0,83 Cent / kWh 7,97 Cent / kWh
Erdgas 9,8 kWh / m³ 42 Cent / m³ 4,29 Cent / kWh 0,58 Cent / kWh 4,87 Cent / kWh
Flüssiggas 6,8 kWh / l 47 Cent / l 6,91 Cent / kWh 1,01 Cent / kWh 7,92 Cent / kWh
Raps-/Palmöl 9,3 kWh / l 80 Cent / l 8,60 Cent / kWh 0,83 Cent / kWh 9,43 Cent / kWh
Stroh 4,1 kWh / kg 6 € / dt 1,46 Cent / kWh 3,90 Cent / kWh 5,36 Cent / kWh
Getreide 4,2 kWh / kg 18 € / dt 4,29 Cent / kWh 3,72 Cent / kWh 8,01 Cent / kWh
Holzpellets 5,0 kWh / kg 22 € / dt 4,40 Cent / kWh 1,35 Cent / kWh 5,75 Cent / kWh
Hackschnitzel 4,7 kWh / kg 18 € / dt 3,83 Cent / kWh 3,08 Cent / kWh 6,91 Cent / kWh
Solarthermie 9,00 Cent / kWh 9,00 Cent / kWh
Wärmetauscher 1 7,90 Cent / kWh 7,90 Cent / kWh
Wärmetauscher 2 6,50 Cent / kWh 6,50 Cent / kWh
Energiegehalt Preis / Einheit Energiekosten Anlagenkosten Gesamtkosten
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
Ce
nt
/ kW
h
Energiekosten
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Fazit
Eine ordentliche Anlagenplanung hilft energieeffizienter im Stall zu arbeiten.
Effizient heizen heißt:
Wärmetauscher sind bei konsequenter Planung und Umsetzung sehr energieeffizient.
Geld zu sparen, aber nicht zu verdienen!
Warmwasserheizungen bieten für einen energieeffizienten Einsatz ein breiteres Spektrum an Möglichkeiten.
Das Zusammenspiel zwischen Heizung und Lüftung zu kennen und beherrschen.
Fußbodenheizungen sind für kleine Tiere effizienter wie Strahlungsheizungen.
Regenerative Energiequellen sind mittelfristig günstiger und damit kosteneffizienter.
© Wilfried Brede
Fazit
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Ermittlung und Analyse des Energieverbrauchs Tagesgang Jahresganges
Energieverbrauch ist ein wichtiges produktionstechnisches Entscheidungskriterium En
tsch
eid
un
gska
skad
e
Kurzfristige Maßnahmen Funktionskontrolle, Wartung Einsatzzeiten von Verbrauchern Optimierung bei den Tarifen
Langfristige Maßnahmen alternative Energietechniken Änderung der Produktionsverfahren
Mittelfristige Maßnahmen Einsatz moderner Techniken bzw. Verfahren Lastmanagement
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