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DE2712649A1 - Lueftungsanlage fuer staelle mit einer einrichtung zur luftreinigung - Google Patents

Lueftungsanlage fuer staelle mit einer einrichtung zur luftreinigung

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DE2712649A1
DE2712649A1 DE19772712649 DE2712649A DE2712649A1 DE 2712649 A1 DE2712649 A1 DE 2712649A1 DE 19772712649 DE19772712649 DE 19772712649 DE 2712649 A DE2712649 A DE 2712649A DE 2712649 A1 DE2712649 A1 DE 2712649A1
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exhaust air
exhaust
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DE19772712649
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KARL WEISS GIESSEN FABRIK ELEK
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KARL WEISS GIESSEN FABRIK ELEK
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Description

  • Liiftungsanlage für Ställe mit einer Einrichtung zur
  • Luftreinigung.
  • Die Erfindung bezieht sich auf Lüftungsanlagen für Ställe mit einer Einrichtung zur Luftreinigung durch Absorption.
  • Die Geruchsbelästigungen, die von Ställen der Intensivtierhaltung ausgehen, bilden ein besonderes Problem des Umweltschutzes. Es ist bekannt, daß Lüftungsanlagen für Ställe zur Abfuhr des C02-Gehaltes und des lTasserdampfes eine Mindest-Luftmenge nach DIN 18 910 haben müssen (1.interbetrieb). Im Sommerbetrieb haben die Lüftungsanlagen eine sehr hohe Luftmenge entsprechend einer Temperaturdifferenz von 2 bzw. 30 C nach DIN 18 910, damit die Temperatur im Stall nicht mehr als 2 bis 3 C über der Außentemperatur liegt.
  • Es ist weiterhin bekannt, die Stalluft durch Oxydation bzw. Bestrahlung, durch Absorption in Luftwäschern, durch Kondensation an kalten Verdampferflächen, durch Adsorption, gf. in Verbindung mit biologischen Verfahren, zu reinigen.
  • Die Schwierigkeiten bei allen diesen Verfahren liegen darin, daß die vorgeschriebene hohe Luftmenge durch die Luftreinigungseinrichtung gesaugt oder gedrückt werden muß, wobei die Ventilatoren 10 bis 30 mm WS Druckverlust überwinden müssen.
  • Die hohen Energiekosten dieser Einrichtungen, die proportional der Luftmenge, der Druckdifferenz und der täglichen Betriebszeit sind, belasten die Wirtschaftlichkeit von Tierhaltungsbetrieben außerordentlich. Die noch relativ preiswerten Absorptionseinrichtungen (Luftwäscher) sind wiederum wartungsfeindlich. Außerdem sind Ventilatoren mit so hohen Volumenströmen laut, so daß statt der Umweltbelastung durch Gerüche nunmehr Belastungen durch Lärm auftreten.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den zur Belüftung nach D 18 910 erforderlichen Vo'umenstrom erheblich zu senken und die Lüftungsanlage so auszustatten, daß mit ihr ohne ins Gewicht fallende Investitions- und Betriebskosten eine Reinigung der Fortluft nach dem Absorptionsverfahren möglich ist.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine Kombination von lRårmetauschern und Luftwäschern zur Kühlung (Sommerbetrieb) bzw. Heizung (Winterbetrieb) sowie Reinigung der Stalluft durch Bindung von Staub- und Geruchspartikeln vor.
  • Erfindungsgemäß ist eine LüLtungsanlage der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, daß im Fortluftkanal und im Außenluftkanal je ein Kältemittel-Luft-'.r.ärmetauscher angeordnet ist und die beiden Wärmetauscher durch einen in seiner Strömungsrichtung umkehrbaren Kältemittel-Kreislauf verbunden sind, in den ein Kälte-Kompressor eingeschaltet ist, und daß der Forluft-Wärmetauscher als Luftwäscher ausgebildet ist.
  • Mit Hilfe des Kältemittel-Kompresors wird im Winterbetrieb die Stallwärme aus der Fortluft zurückgewonnen und mit einer Leistungsziffer zwischen 3 und 5 auf d.ie Außenluft übertragen, diese also energiesparend erwärmt. Im Sommerbetrieb wird dic angesaugte Außenluft z.L. um circa C C abgeküht und dann erst dem Stall zueftihrt. Bei Fortluftte:n"eraturen von ,° C und Außentemperaturen von O C beträgt die Zulufttemperatur damit 24°C. Entsprechend der größeren Temparaturdifferenz ist der erforderliche Luftvolumenstrom zur Abfuhr der gleichen Wärmeenergie und bei Einhaltung der gleichen Abluttemperatur von 33 C nur ca.
  • 30 % des bei der reinen Lüftungsanlage erforderlichen Volumenstromes. Dieser reduzierte Luftvolumenstrom reicht in jedem Falle zur Abfuhr des CO2-Gehaltes und des Wasserdampfes aus. Auch eine Reduzierung um 50 h führt bercits zu wertvollen Einsparungen.
  • Der zur Temperierung der Stalluft ohnenhin in der Lüftungsanlage vorhandene Fortluft-Wärmetauscher wird in bekannter Weise berieselt oder besprüht. Durch das Benetzen der großen Wärmetauscher-Oberfläche werden in der Stalluft enthaltene Geruchst und Staubpartikel gebunben und durch Überschlußwasser ausgewaschen. Gleichzeitig ergibt das Eesprühen des Wärmetauschers eine höhere Kondensationsleistung, da je kg verdunstetes Wasser 539 kcal bzw. 630 Wh "Vendunstungskälte" erzeugt werden. Darnit sinkt bei gegebenem Volumenstrom die Temperaturdifferenz über dem Wärmetauscher von ca. 150 C auf ca. 100 C.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind dazu über dem i?ortluft-Wärmetauscher Düsen zur Berieselung seiner Oberfläche und unter dem Fortluft-Wärmetauscher eine Saramelwanne für abtropfendes Wasser und unter dieser ein Sammelbehälter angeordnet, aus dem eine Schlammpumpe über eine dicht unter dem Plüssigke'.tss-piegel mündende Leitung Oberflächenwasser ansaugt und in die Düsen drückt, Konstruktiv ergibt dies eine kompakte Baugruppe, die einfach zu zarten und zur Reparatur einfach auszuwechseln is.
  • Für die Berieselung kann je nach Wasserkosten und. gewünschtem Reinigungsgrad nur Frischwasser oder Umlaufwasser benutzt werden.
  • Da die Schlammpumpe aus dem Oberflächenwasser des Sammelbehalters ansaugt, werden schwere und große Fremdkörper nicht angesaugt, sondern sinken nach unten ab. Sie werden mit einer neriodischen Abschlämmunv abgeführt. Dazu ist vorgesehen, a der Sammelbehälter über ein in seinem Boden angeordnetes Abschlämmventil in einen Güllekanal des Stalles entleerbar ist.
  • Weitere konstruktive und betriebliche Einzelheiten sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche.
  • Auch die Kombination der zentralen Lüftungsanlage des Stalles, ausgelegt für Kühlung bzw. Heizung durch Wärmrückgewinnung mit der zentralen Luftreinigung der Fortluft ist 1. nur eine Luftungsanlage für beide Zwecke erforderlich; Investitions- und Betriebskosten werden getragen von den Kosteneinsparungen durch bessere Futterverwertung bei gleichmäßigeren Stalltemparaturen, 2. ein Energiegewinn aus dem verdunsteten Wasser am Wärmetauscher vorhanden, der dazu führt, daß diese Wärmetauscherfläche ca. 50 eo kleiner sein kann als ohne Berieselung, 3. ein weiterer Energiegewinn vorhanden, weil die abgegebene Kählteleistung des Kählte-Kompressors je kW Leistungsaufnahme durch die Senkung der Kondensationstemperatur infolge der Berieselung um 10 bis 20 Y höher ist als ohne Berieselung.
  • Im folgenden wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel und der Zeichnung erläutert. Es zeigen: Fig. 1 das Prinzipbild eines Stall-Klimagerätes und Fig. 2 die Installation eines Stall-Klimagerätes in Grundriß und Querschnitt eines Stalles.
  • Im Winterbetrieb wird die Außenluft dem Wärmetauscher 1 zugeführt, gemischt mit einem Abluftanteil aus dem Stall 20 über die Abluftöffnung 7 (Fig. 2). Der Ventilator 2 i Außenluftteil 21 fördert die im Winterbetrieb aufgeheizte Luft in den Zuluftkanal 9. Der Wärmetauscher 1 ist in diesem Fall Kältemittel-Kondensator.
  • Ein weiterer Abluftanteil wird aus dem Güllekanal 8 angesaugt und über den \!ärmetauscher 4 im Fortluftteil 22, in diesem Betriebsfall als Kältemittel-Verdampfer geschaltet, abgekühlt und vom Ventilator 5 als Fortluft über Dach geführt. Die Kältemaschine 3, ein Kältemittel-Kompressor, arbeitet in diesem Betriebsfall in Wärmepumpenschaltung.
  • Im Sommerbetrieb wird der Wirkungssinn der Kältemaschine 3 durch das Umkehrventil 6 getauscht, so daß nunmehr der Wärmetauscher 1 als Kältemittel-Verdampfer die Außenluft abkühlt. Der Ventilator 2 fördert damit Zuluft in den Stall, die etwa 60 C kälter ist als die Außenluft. Die Abluftöffnung 7 ist in diesem Betriebsfall über die Klappe 10 geschlossen, die Klappe 15 im Außenluftkanal ist geöffnet (Fig. 2). Die Abluft wird vollständing z.B. über den GUllekanal 8 angesaugt und über den Fortluft-Wärmetauscher 4 (als Kältemittel-Kondensator) geführt. Der Ventilator 5 gibt um etwa 100 C überhitzte Fortluft über Dach.
  • Kältemaschine 3 und Aggregate des Luftwäschers sind in einem Abteil 23 untergebracht. Der LuStwäscher besteht aus dem Fortluft-Wärmetauscher 4, der Düse 11 rait ausreichendem Querschnitt und der Itasser-Sammelwanne 12.
  • Die korrosionsfeste Pumpe 14 saugt über Leitung 19 dicht unter der Oberfläche des Sammelbehälters 13 wasser an, das über die Düse 11 versprüht wird. überschüssiges Wasser wird von der Sammelwanne 12 aufgefangen, die sich in den Sammelbehälter 13 entleert. Der Sarmelbehälter 13 hat ein ausreichendes Volumen, um alle Schmutzbestandteile absinken zu lassen. Diese werden über das Abschlämmventil 16 mit großem Querschnitt periodisch schwallartig z., in den Güllekanal 8 abgelassen. Uber einen Schwiamerschalter 18 wird Frischwasser nachgespeist. Der Uberlauf 17 ist ein Sicherheitsüberlauf.
  • In der Ausführung empfiehlt es sich, daß die Gehäuse für das Außenluftteil 21 und das Fortluftteil 22 eine insbesondere gegen Ammoniak korrosionsfeste Innenverkleidung besitzen, und auch die Wärmetauscher 1 und 4 sollten einen gegen Ammoniak korrosionsfesten Uberzug besitzen. - Um Wartung und Reinigung der Einrichtung zu erleichtern, besitzt ihr Gehäuse zweckmäßig seitlich rechts und links leicht abnehmbare Deckel, damit die Wärmetauscher 1 und 4 für eine Reinigung mit Druclwasser oder Pressluft durch das Wartungspersonal leicht zugänglich sind. - Ferner ist es vorteilhaft, wenn Fortluftteil 22 und Außenluftteil 21 zur Senkung der Fertigungskosten baugleich sind. Auch der Wärmetauscher 1 im Außenluftteil 21 kann mit einer Berieselungsvorrichtung wie Düsen 11 versehen sein, um eine LuItreinigung bei Umluftbetrieb zu ermöglichen.
  • Im Betrieb der Lüftungsanlage kann der Fortluftteil 22 mit seiner Berieselungsvorrichtung 11 auch als reiner Luftwäscher ohne den Kältemittel-Kompressor 3 und das Außenluftteil 21 eingesetzt werden.

Claims (14)

  1. Patentansprüche 1. Lüfttungsanlage für Ställe it einer Einrichtung zur Luftreinigung durch Absorption, dadurch $gekennzeichnet, daß im Fortluftlanal uncl im Außenluftkanal je ein Kältemittel-Luft-Wärmetauscher (1,4) angeordnet ist und die beiden Wärmetauscher durch einen in seiner Strömungsrichtug umkehrbaren Kältemittel-Kreislauf verbunden sind, in den ein Kälte-Kompressor (3) eingeschaltet ist, und daß der Fortluft-Wärmetaucher (4) als Luftwäscher ausgebildet ist.
  2. 2. Luftungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über dem Fortluft-Wärmetauscher (4) Düsen (11) zur BerieselunC seiner Oberfläche und unter dem Fortluft Wärmetauscher eine Sammelwanne (12) für abtrepfendes tasser und unter dieser ein Sammelbehälter (13) angeordnet sind, aus dem eine Schlammpumpe (14) über eie dicht un-ter dem Flüssigkeitsspiegel mündende Leitung (19) Oberflächenwasser ansaugt und in die Düsen drückt.
  3. 3. Liftungsanlaze nach Anspruch 2, dadurch (ekennzeichnet, daß die Öfînungsquerschnitte der Berieselungsdüse-(n) so gro gewählt sind, daß die Schwebeteilchen im Oberflächenwasser sie nicht verstopfen.
  4. 4. Lüftungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Semmelbehälter (13) über ein in seinem Boden angeordnetes Abschlärn:nventil (16) in einen Güllekanal (8) des Stalles entleerbar ist.
  5. 5. Lüftungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Saminelbehälter (13) über einen Schwimmerschalter (18) an eine Frischwasserleitung, angeschlossen ist.
  6. 6. Luftungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuse für Außenluft- und Fortluftteil (21, 22) eine insbesondere gegen Ammoniak korrosionsfeste Innenverkleidung besitzen.
  7. 7. Lüftungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscher (1,4) einen gegen Ammoniak korrosionsfesten t;terzug besitzen.
  8. 3. Lüftungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscher (1,4) für eine Reinigung mit Drukwasser oder Pressluft durch seitlich rechts und links angeordnete, leicht abnehmbare Deckel zugänglich sind.
  9. 9. Lüftungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Fortluftteil (22) und Außenluftteil (21) zur Senkung der Fertigungskosten baugleich sind.
  10. 10. Lüftungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Außenluft-Wärmetauscher (1) als Luftwäscher bei Umluftbetrieb ausgebildet ist.
  11. 11. Verfahren zum Betrieb einer Lüftungsanlage nach Anspruch 1 und/oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß durch ständige Berieselung des Wärmetauschers mit Überschußwasser Geruchs-und Staubpartikel abgewaschen und in den Sammelbehälter (13) abgeführt werden.
  12. 12. Verfahren zum Betrieb einer Lüftungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelbehälter (13) periodisch und schwallartig über einen großen Querschnitt abgeschlämmt wird.
  13. 1'. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dai; wahlweise nur Frischwasser oder Umlaufwasser für die Berieselung benutzt wird.
  14. 14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er Fortluftteil (22) mit Derieselungsvorrichtung (11) als reiner Luftwäscher ohne Kältemittel-Kompresor (3) die Außenluftteil (21) eingesetzt wird.
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