© 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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