Učinkovito prezračevanje farme in kmetijskih objektov z rekuperacijo toplote

Ustrezno načrtovano prezračevanje farme je eden najpomembnejših dejavnikov za ohranjanje zdravja živali, visoke produktivnosti in konstrukcijske trajnosti kmetijskih objektov. V sodobnih hlevih in rejskih prostorih nastajajo velike količine vlage, amonijaka (NH3), ogljikovega dioksida (CO2) in prašnih delcev. Klasično naravno ali nevodeno mehansko zračenje pozimi povzroča ogromne toplotne izgube, saj z izpihovanjem toplega, a onesnaženega zraka izgubljamo dragoceno energijo. Vgradnja prezračevalnega sistema z rekuperacijo toplote omogoča stalno menjavo zraka ob hkratnem vračanju toplotne energije nazaj v prostor.

Izzivi mikroklime v rejskih in kmetijskih prostorih

Kmetijski objekti imajo bistveno bolj obremenjeno mikroklimo kot stanovanjske ali poslovne zgradbe. Živali s presnovo in iztrebki neprekinjeno oddajajo vlago in škodljive pline. Če ti ostajajo ujeti v prostoru, pride do pojava kondenzacije na stenah in stropih, kar pospešuje razvoj plesni ter korozijo kovinskih delov opreme.

• Presežek vlage: relativna zračna vlažnost nad 80 % povečuje tveganje za bolezni dihal pri živalih in poslabšuje kakovost stelje.
• Koncentracija amonijaka in CO2: visoke ravni škodljivih plinov zmanjšujejo prirast, znižujejo odpornost črede in ustvarjajo nevarne delovne pogoje za oskrbnike.
• Toplotni stres pozimi in poleti: pomanjkanje nadzora nad pretoki zraka vodi v prepih ali pregrevanje, kar neposredno vpliva na proizvodne rezultate.

Delovanje rekuperacije toplote v specifičnem kmetijskem okolju

Pri klasičnem prezračevanju hleva moramo pozimi za vsak kubični meter izsesanega toplega zraka dovesti enako količino hladnega zunanjega zraka, ki ima lahko temperaturo pod 0 °C. Za dogrevanje tega zraka na primerno raven (npr. med 15 °C in 20 °C v prašičereji ali perutninarstvu) je potrebna velika grelna moč v kilovatih (kW).

Rekuperacijski sistem deluje tako, da topel, odpadni zrak potuje skozi toplotni izmenjevalnik, kjer svojo toploto preko lamel odda svežemu, filtriranemu vstopnemu zraku. Tokova se med seboj ne mešata, kar preprečuje prenos vonjav in patogenov nazaj v objekt. Sodobni ploščni izmenjevalniki omogočajo izkoristke med 70 % in 85 %, kar drastično zmanjša potrebo po dodatnem ogrevanju in stabilizira notranjo temperaturo brez pojava prepiha.

Tehnične zahteve za kmetijske prezračevalne naprave

Prezračevalne enote za farme morajo biti prilagojene agresivnemu okolju. Standardne stanovanjske naprave v takšnih razmerah niso primerne, saj bi kislost amonijaka in visoka stopnja prašnosti hitro uničili komponente. Za zanesljivo delovanje so ključni naslednji elementi:

• Materiali, odporni proti koroziji: toplotni izmenjevalniki morajo biti izdelani iz posebnih polimerov ali zaščitenega aluminija, ohišja pa iz nerjavnega jekla ali ojačane plastike.
• Robustna stopnja filtracije in pralni filtri: sistem potrebuje grobe predfiltre, ki zadržijo prah in perje, ter omogočajo hitro čiščenje z vodo ali stisnjenim zrakom.
• Samodejno odtaljevanje: pri nizkih zunanjih temperaturah (npr. pod -5 °C) se zaradi visoke vlažnosti odpadnega zraka v izmenjevalniku tvori kondenz, zato je nujen zanesljiv cikel odtaljevanja.
• EC ventilatorji z natančno regulacijo: elektronsko komutirani ventilatorji omogočajo brezstopenjsko prilagajanje pretoka glede na trenutno število živali ali podatke iz senzorjev vlage in CO2.

Povezovanje prezračevanja z ogrevalnimi sistemi

V kmetijskih obratih, kjer so poleg rejskih prostorov tudi predelovalnice (kot so sirarne, mesnice ali pakirnice) ter bivalni prostori, je smiselno prezračevanje načrtovati celostno. Z zmanjšanjem toplotnih izgub preko rekuperacije se zmanjša tudi potrebna nazivna moč primarnega vira ogrevanja.

V sodobnih objektih se prezračevalni sistemi odlično dopolnjujejo s toplotnimi črpalkami Qvantum in nizkotemperaturnim talnim ogrevanjem Thermotech. Stabilna mikroklima z zmanjšanimi konicami toplotnih izgub omogoča, da toplotna črpalka deluje v optimalnem območju z visokim grelnim številom (COP), kar še dodatno znižuje letne stroške električne energije.

Ekonomska upravičenost in spodbude Eko sklada

Začetna investicija v rekuperacijski sistem za kmetijski objekt se povrne skozi več dejavnikov. Glavni neposredni prihranek predstavlja manjša poraba energentov za ogrevanje v prehodnih in zimskih obdobjih, kar lahko pomeni več sto ali celo tisoč evrov prihranka letno, odvisno od velikosti objekta in rejske panoge. Posredni prihranki se kažejo v boljšem prirastu živali, manjšem zvočnem stresu in nižjih stroških veterinarske oskrbe zaradi manjše pojavnosti respiratornih obolenj.

Kmetijska gospodarstva in podjetja lahko za ukrepe učinkovite rabe energije v nestanovanjskih stavbah kandidirajo tudi za nepovratne finančne spodbude Eko sklada. Subvencije za vgradnjo energetsko učinkovitih sistemov prezračevanja z vračanjem toplote ter toplotnih črpalk bistveno skrajšajo vračilno dobo celotnega projekta.