EnergARA – Energie uit luchtbehandelingssystemen
In 2020 en 2021 werkte Inno+ samen met het Instituut voor Landbouwtechniek van de Universiteit van Bonn aan een casestudy om de voordelen te bepalen van het gebruik van regeneratieve energie uit “systemen voor de behandeling van uitlaatlucht” (luchtwassers) voor het koelen en verwarmen van stallen.
Achtergrond
De varkenshouderij leidt tot emissies van ammoniak, stof en stank, die zowel de omwonenden als de nabijgelegen ecosystemen kunnen aantasten. Het gebruik van luchtwassers dient om deze emissies af te scheiden en te verminderen. In sommige Duitse deelstaten is het gebruik van deze systemen vereist in de goedkeuringsprocedures voor individuele installaties. Het houden van varkens in gesloten stallen vergt energie, bijvoorbeeld om een goede werking van het ventilatiesysteem mogelijk te maken, zodat de kamertemperatuur op de behoeften van de dieren kan worden afgestemd. Het is de taak van het ventilatiesysteem om verontreinigde lucht in de stalcompartimenten te verwijderen en te vervangen door verse lucht. Het gebruik van warmteterugwinningssystemen maakt het mogelijk energie over te dragen van de warme afvoerluchtstroom naar de inkomende koude verse luchtstroom en zo de behoefte aan andere, duurdere verwarming in de stal te verminderen.
In het onderzoeksproject “EnergARA” werden drie specifieke stalsystemen, die gebruik maken van een systeem voor de behandeling van afvoerlucht in combinatie met warmteterugwinning, gedurende lange perioden onderzocht. Registratie van het stroomverbruik van de afzonderlijke systemen, alsmede van de lucht- en watertemperaturen op verschillende plaatsen in de stal werden gebruikt om de efficiëntie en capaciteit van de warmteoverdracht te bepalen. De analyse van de verzamelde gegevens werd gebruikt om een economische, ecologische en op dierenwelzijn gebaseerde evaluatie te maken van de afzonderlijke installaties, alsmede van hun gecombineerde voordeel. Het doel, mogelijke synergie-effecten vast te stellen om de vraag te beantwoorden; in hoeverre kunnen systemen voor de behandeling van afgevoerde lucht worden gebruikt als regeneratieve energiebronnen voor de verwarming en koeling van varkensstallen. Het onderzoeksproject beoogt een bijdrage te leveren aan de verbetering van de energie- en hulpbronnenefficiëntie in de moderne varkenshouderij.
Onderzoeksmethodologie
Langetermijnmetingen in varkenshouderijgebouwen met luchtafvoersystemen en warmteterugwinningssystemen van verschillende fabrikanten, onder praktijkomstandigheden. De meetperioden werden voor elke technologie op ten minste 1 jaar gepland.
De gemeten parameters omvatten:
- Lucht- en watertemperaturen
- Verse lucht
- Toevoerlucht
- Compartimentlucht
- Afvoerlucht
- Waswater
- Water binnen het Triple EEE systeem [°C]
- Toevoerluchtdebiet [m³ h1]
- Stroomverbruik [kWh].
Resultaten
De beschikbare meetperiode duurde 7 maanden, van 24 november 2020 tot 30 juni 2021. Er werd opgemerkt dat de metingen tijdens deze koude periode een overschatting van de prestaties zouden kunnen geven wegens “veel koude dagen of maanden”.
De werkbelasting van het Triple EEE-systeem bedroeg in deze periode gemiddeld 87,0% (max. 100% in december 2020, min. 22,2% juni 2021). Dit betekent dat het systeem 87% van de tijd draaide, in tegenstelling tot wat veel boeren denken, namelijk dat het alleen tijdens de extreem koude periodes draait.
Gemiddelde amplitudedemping van de temperatuur tussen buitenlucht en toevoerlucht: -33,1% (max. -48,7% in april 2021, min. -13,6% juni 2021). Amplitudedemping is het vermogen van het systeem om het verschil tussen de minimum- en maximumluchttemperatuur te verkleinen. Dit is bijzonder belangrijk in de overgangsseizoenen van lente en herfst, wanneer de temperaturen ’s nachts al koud zijn, maar overdag nog zeer warm. Een voorbeeld hiervan wordt in de figuur gegeven door het temperatuurprofiel van 14 februari 2021. Hoe lager de amplitude, hoe gelijkmatiger de ventilatie, en daarmee de luchtkwaliteit en de temperaturen in de stal. Een constant stalklimaat heeft een positief effect op het welzijn en de gezondheid van de dieren en kan zo bijdragen aan goede prestaties. Dit leidt ook tot economische voordelen voor de veehouder.
Uit voorlopige resultaten blijkt dat de totale teruggewonnen thermische energie 259.425,63 kWh bedroeg. De energie-efficiëntie kan worden verbeterd; in de eerste zes maanden van de metingen kon per kWh verbruikte elektrische energie 33,11 maal zoveel thermische energie worden teruggewonnen (COP = Coefficient of Performance).
De teruggewonnen thermische energie kan het verbruik van vloeibaar gas voor de verwarming van de stallen verminderen, wat gepaard gaat met de uitstoot van CO2. Warmteterugwinning kan dus niet alleen leiden tot besparingen op de verwarmingskosten voor de veehouder, maar heeft ook een positief effect op de CO2-uitstoot, die van invloed is op de opwarming van de aarde. Voor de genoemde periode konden de verwarmingskosten met 1,54 € per dierplaats worden verlaagd en werd bovendien 5,32 kg CO2 per dierplaats bespaard.
Indien u geïnteresseerd bent in verdere en meer gedetailleerde informatie en resultaten van het project, kunt u contact opnemen met mevrouw Dr. Alexandra Lengling of de heer Hauke Deeken van de Universiteit van Bonn, Duitsland.
Dr. Alexandra Lengling
Institute of Agricultural Engineering
University of Bonn, Germany
Nussallee 5
53115 Bonn
Germany
Email: lengling@uni-bonn.de
Web: https://www.landtechnik.uni-bonn.de/ilt/de/nutztierhaltung/mitarbeiterseite/mittel2
Mr. Hauke Deeken
Institute of Agricultural Engineering
University of Bonn, Germany
Nussallee 5
53115 Bonn
Germany
Email: deeken@uni-bonn.de
Web: https://www.landtechnik.uni-bonn.de/ilt/de/nutztierhaltung/mitarbeiterseite/deeken-hauke-f
Conclusies
- Combinatie van afvoerluchtbehandeling en warmteterugwinningssystemen is geschikt voor de moderne varkenshouderij
- Vermindering van de amplitude van de luchttemperatuur zorgt voor een constanter klimaat en minder verstoring van de dieren; met potentieel voor verbeterde productievoordelen
- Het Triple EEE systeem is een zeer efficiënt warmteterugwinningssysteem
- Het Triple EEE systeem helpt om het verbruik van (fossiele) grondstoffen te verminderen; dit leidt tot besparingen op stookkosten en CO2 uitstoot
- Beschikbaar voor installatie in nieuwe en bestaande stallen
Instituut voor landbouwtechniek Bonn
Voor meer informatie over het instituut voor landbouwtechniek Bonn – https://www.landtechnik.uni-bonn.de/en
De drie belangrijkste onderzoeksthema’s onder de leerstoel van Prof. W. Büscher:
- Dierenwelzijn (digitale observatie van fitnesskenmerken, patroonherkenning)
- Milieurelevante gassen en zwevende deeltjes in stallen, binnenluchtkwaliteit en emissiebelasting
- Lange-termijn-stabiliteit van geconserveerde voedersubstraten en biogassubstraten
Bent u benieuwd naar de mogelijkheden van onze luchtwassers? Vul dan onderstaand formulier in of neem contact met ons op: +31 (0) 77 – 4657360
Interesse? Wij nemen contact met u op!
