© Foto | ebm-papst, Gernot Walter

Härte­test Land­wirt­schaft

Im Agrar­be­reich kommen viel­fäl­tige Lüftungs-, Klima- und Antriebs­tech­niken zum Einsatz. Die müssen viel leisten und möglichst wenig Energie verbrau­chen


High­tech und Bauernhof? Das passt mit der idyl­li­schen Vorstel­lung vom kleinen Land­wirt­schafts­be­trieb nicht so recht zusammen. Dabei setzt der moderne Land­wirt von heute beim Ackerbau auf satel­li­ten­ge­lei­tete Zugma­schinen, bei der Milch­pro­duk­tion auf voll­au­to­ma­ti­sche Melk­ma­schinen, bei der Schwei­ne­zucht auf Eisprung-Über­wa­chungs­elek­tronik – und im Stall auf ener­gie­ef­fi­zi­ente Lüftung und Klima­ti­sie­rung. Denn die hilft nicht nur dabei, mit dem den Alltag bestim­menden Faktor Wetter besser umzu­gehen, sondern auch, Kosten zu sparen – und die Umwelt zu schonen.

Stall­kli­ma­ti­sie­rung

Gut gelüf­tete Trut­hahn­zucht in Däne­mark

Um Vieh­zucht, Mast, Ei- und Milch­pro­duk­tion in unter­schied­li­chen Regionen und zu jeder Jahres­zeit erfolg­reich in größerem Ausmaß zu prak­ti­zieren, setzen Bauern auf ausge­klü­gelte Stall­kli­ma­ti­sie­rungen. Neben äußerst unter­schied­li­chen recht­li­chen Vorgaben zu Größe und Bele­gungsart der Ställe gibt es in jedem Land bevor­zugte Archi­tek­turen und für jede Tierart verschie­dene Systeme, die nach Besatz – also der Anzahl der Tiere pro Quadrat­meter – modi­fi­ziert werden müssen.

Kühe können mit kälteren Tempe­ra­turen gut umgehen. Daher sind ihre Ställe meist mit einer freien Lüftung versehen, bei der Wind durch Öffnungen in der Wand einströmt und durch ther­mi­schen Auftrieb über einen Kamin im Dach entweicht. Ledig­lich an extrem heißen Sommer­tagen, wenn sich kein Lüft­chen regt, kommen soge­nannte „Cow Cooler“ zum Einsatz: an der Decke montierte Venti­la­toren, die für Zirku­la­tion sorgen.

Geflü­gel­halter setzen bei der Mast und der Eipro­duk­tion auf Tunnel­ven­ti­la­tion. Dabei saugen Venti­la­toren an einer Seite des Stalls die Luft durch den Stall hindurch an. Auf der gegen­über liegenden Seite sind Klappen einge­baut, die als Einlass­öff­nung dienen. In heißen Ländern sind diese Klappen mit Luft­be­feuch­tern versehen, um die Luft abzu­kühlen. Dabei ist eine gleich­för­mige Durch­strö­mung des Stalls gefragt. Über­wie­gend kommen hier Axial­ven­ti­la­toren zum Einsatz.

In Spezi­al­an­wen­dungen werden aber auch Radi­al­ven­ti­la­toren verwendet. Beispiels­weise für die Trock­nung von Hühnerkot. Der wird in großen Hühner­ställen abtrans­por­tiert, getrocknet und als Dünger weiter­ver­wendet. Mit einem großen Unter­nehmen der Agrar­pro­duk­ti­ons­branche setzt ebm-papst eine solche Anlage mit ener­gie­spa­renden Venti­la­toren um.

Bei der Schwei­ne­zucht und -mast sind die Aufgaben ähnlich anspruchs­voll. Zum einen hat die kontrol­lierte Klima­füh­rung großen Einfluss auf Wohl­be­finden und Leis­tung der empfind­li­chen Tiere. Zum anderen müssen Stoffe, die das Gebäude und die Gesund­heit schä­digen – die soge­nannten Raum­lasten – abge­führt werden. Beson­ders fordernd ist die Frisch­luft­zu­fuhr in Ställen mit hohem Besatz: Im Sommer muss die Lüftung die Tiere vor Hitzes­tress schützen, im Winter Kondens­was­ser­bil­dung sowie zu hohe Anrei­che­rung der Luft mit Ammo­niak, Schwe­fel­was­ser­stoff und Kohlen­di­oxid vermeiden – und die Raum­luft wärmen.

Quer­schnitt durch einen Schwei­ne­stall

Für Schwei­ne­züchter eignet sich die soge­nannte Abteil­lüf­tung sehr gut. Dabei saugen Venti­la­toren einzelne Parzellen des Stalls über einen Kamin ab. Hierfür gibt es dezen­trale Lösungen, bei denen die Venti­la­toren über den gesamten Stall verteilt sind. Bei der zentralen Lösung befinden sich Venti­la­to­ren­gruppen in einem Druck­raum und saugen über Kanäle in Decke oder Boden die Abluft aus dem Stall. Zusätz­lich ist die Luft­rei­ni­gung über Filter­sys­teme möglich. Darauf setzen vor allem Tier­be­triebe in Orts­rand­ge­bieten, um die Geruchs­be­läs­ti­gung für Anwohner möglichst gering zu halten. Speziell dafür bietet ebm-papst neben den Nieder­druck­ver­sionen der Venti­la­toren, die für Kamin- und Tunnel­ab­sau­gung beson­ders gut geeignet sind, auch leis­tungs­stär­kere Venti­la­toren an, die bei diesen nach­ge­schal­teten Reini­gungs­sys­temen zum Einsatz kommen. Dabei wird die Luft durch aufge­schüt­tete Biomasse, Rinde oder spezi­elle Granu­late gedrückt, die einen Teil des Geruchs absor­bieren.

Schwei­ne­mäster verwenden inzwi­schen auch Abluft­sys­teme, die mit Wärme­rück­ge­win­nung arbeiten, wie sie in der Gebäu­de­lüf­tungs­technik üblich sind. Dabei gibt die ausströ­mende Luft in kühleren Gefilden oder im Winter ihre Wärme an die einströ­mende Luft ab. Damit spart der Züchter Heiz­kosten ein. Denn je nach Größe und der einge­stellten Mindest­luft­rate können die Tiere den Raum nicht mit Eigen­wärme heizen und dann muss zuge­heizt werden. Über­wie­gend mit Gas – das verur­sacht entspre­chende Kosten.

Das Thema Ener­gie­sparen gewinnt deshalb in der Land­wirt­schaft immer mehr an Bedeu­tung. Einer­seits greift dort die Venti­la­to­ren­ver­ord­nung der EU. Die heute übli­chen Land­wirt­schafts­ven­ti­la­toren – auch bei Neubauten – sind größ­ten­teils span­nungs­ge­re­gelt, nehmen viel Strom auf und sind daher inef­fi­zient. Ande­rer­seits müssen Land­wirte immer stärker rechnen und Green­Tech EC-Venti­la­toren machen sich schnell bezahlt. Im Vergleich zu herkömm­li­chen Systemen kann über das Jahr gesehen enorm Energie einge­spart werden.

Søren Pedersen prüft die Einspa­rungen an den Zählern der Lüftungs­an­lage seiner Schwei­ne­ställe

Das zeigt das Beispiel von Søren Pedersen: Der Schwei­ne­züchter aus dem däni­schen Bjer­ringbro hatte zunächst in nur einem Stall auf Green­Tech EC-Venti­la­toren umge­stellt. Schon nach einem Monat zeigte der direkte Vergleich mit einem anderen Stall, der noch mit herkömm­li­chen Venti­la­toren gelüftet wird, einen um bis zu 70 Prozent verrin­gerten Ener­gie­ver­brauch. Daher rüstet Pedersen nun alle Schwei­ne­ställe um. Diese Inves­ti­tion wird sich für ihn in drei Jahren amor­ti­siert haben.

Für die Venti­la­toren ist die Stall­lüf­tung ein echter Härte­test. In den meisten Anwen­dungen muss die Leis­tung der Venti­la­toren sehr genau gesteuert werden, sei es über Tempe­ratur, Feuch­tig­keit, Kohlen­di­oxid­ge­halt oder mehrere dieser Para­meter zusammen. Die EC-Technik ist bei der bedarfs­ge­rechten Zufüh­rung von Luft wegen ihrer inte­grierten, sehr genauen Rege­lung und der hohen Wirkungs­grade vor allem im Teil­last­be­reich deut­lich im Vorteil. Daher empfiehlt sie sich in jedem der Anwen­dungs­ge­biete – und amor­ti­siert sich schnell.

Die Venti­la­toren werden auch einer weiteren Heraus­for­de­rung gerecht: Sie halten Umwelt­be­las­tungen durch aggres­sive Stoffe und Einflüsse wie abge­schabte Borsten, Haut­teile sowie Staub vom Futter­mittel stand. Dafür haben die Inge­nieure bei ebm-papst in Zusam­men­ar­beit mit den Kunden durch speziell abge­dich­tete Lager, Korro­si­ons­schutz der metal­li­schen Teile, Verwen­dung von Edel­stahl als Befes­ti­gungs­ma­te­rial und zusätz­li­chen Schutz des Motors gesorgt.

Lage­rung

Quer­schnitt durch ein Kartof­fel­lager

Bei der Lage­rung von Obst und Gemüse kommen eben­falls Venti­la­toren zum Einsatz. Äpfel­lager sind ein gutes Beispiel für die beson­ders aufwen­dige Klima­ti­sie­rung von Räum­lich­keiten, in denen Obst lagert. Die Früchte werden über ein ganzes Jahr haltbar gemacht, indem sie mit einer maxi­malen Diffe­renz von plus/minus einem halben Grad nahe am Gefrier­punkt gela­gert werden. Zusätz­lich wird CO² einge­blasen. Diese Maßnahmen verhin­dern den Faul­pro­zess.

Vertriebs­in­ge­nieur Alexey Vinnik von ebm-papst Belarus beim Besuch des rund­erneu­erten Kartof­fel­la­gers

Ein wenig einfa­cher gestaltet sich die Kartof­fel­la­ge­rung: Die Frucht liegt rund sechs bis acht Monate als Schüttgut auf einem Rost und wird von Luft umströmt, um die Tempe­ra­tur­schwan­kung in einem Bereich von 0,5 Grad Celsius inner­halb eines Tages zu halten. So verlang­samt sich der Feuch­tig­keits- und damit der Quali­täts­ver­lust. Mit der Firma Agro­Master aus Weiß­russ­land setzt ebm-papst solche Lösungen um. Die Luft­menge wird in der Anlage mithilfe von Sensoren, einer Soft­ware und Green­Tech EC-Venti­la­toren genau dosiert. Im Vergleich zum veral­teten Stan­dard in den GUS-Staaten erhöht die moderne Anlage nicht nur den Erhal­tungs­grad des Gemüses um rund 45 Prozent, sondern senkt gleich­zeitig den Ener­gie­ver­brauch um die Hälfte.

Traktor

Bestens klima­ti­sierte Kabine im 900er-Fendt

Auch außer­halb von Gebäuden finden ebm-papst Venti­la­toren ihre Anwen­dung. Damit ein Traktor selbst in schwerer Erde und am Hang genü­gend Power hat, setzen Anbieter auf Motoren mit Lade­luft­küh­lung, die Leis­tung und Wirkungs­grad erhöhen. In den neuen Modellen von John Deere dreht sich direkt auf dem Lade­luft­kühler ein extrem flacher Axial­ven­ti­lator, der ursprüng­lich der Buskli­ma­ti­sie­rung diente. Für den Einsatz im Traktor waren ein paar Anpas­sungen nötig: Denn bei „Notaus“ steht alles still – die Kühlung ebenso. Der aufge­heizte Lade­luft­kühler strahlt aller­dings noch immer Hitze ab. Daher hält das speziell ausge­wählte Mate­rial des Wandrings Tempe­ra­turen von bis zu 130 Grad Celsius ohne Verfor­mung aus. Zudem modi­fi­zierten die Mulfinger dessen Form, damit der Lüfter neben der axialen auch eine radiale Luft­strö­mung entwi­ckelt und so den erhitzten Lade­luft­kühler noch effi­zi­enter kühlt. Die Steue­rung ist mit dem Zusatz­fea­ture „Dreh­rich­tungs­um­kehr“ ausge­stattet und kann so den Kühler­grill des Lade­luft­küh­lers bei Verschmut­zung frei­blasen.

Der Venti­lator in der Kabi­nen­kli­ma­ti­sie­rung der Trak­toren von Fendt und John Deere muss eben­falls einiges aushalten: Vibra­tionen, Stöße, Staub und große Tempe­ra­tur­un­ter­schiede sind sein Alltag. Alles, damit der Land­wirt auch bei sengender Hitze auf dem Feld arbeiten kann – und dem Wetter trotzt.

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