Das Thema Energieeinsparung spielt in der Tierhaltung und hier speziell in der Hähnchenmast eine große Rolle. Neben einer guten Stallisolierung, der richtigen Heizung und einem passgenauen Ventilationskonzept kann die Wärmerückgewinnung aus der verbrauchten Stallluft einen entscheidenden Beitrag zur Einsparung von Energiekosten leisten. Ganz besonders gilt dies für Heizkosten.
Eine sinnvolle Investition kann daher der Einsatz eines Wärmetauschers sein, der thermische Energie von einem Stoffstrom auf den nächsten überträgt. Sind verbesserte Produktionsergebnisse ein weiterer Effekt, lohnt sich die Investition doppelt.
Wärmetauscher – eine sinnvolle Investition?
Der Stalleinrichter Big Dutchman aus Vechta-Calveslage wollte es genau wissen und begab sich auf die Suche nach einem Landwirt, der zwei möglichst baugleiche Ställe betreibt.
Mit Stefan Raming-Freesen fand sich ein Hähnchenmäster im Emsland, der diese Voraussetzungen erfüllt. Der Landwirt erklärte sich bereit, für einen Zeitraum von acht Mastdurchgängen einen Stall mit Wärmetauscher zu betreiben und den Wärmetauscher im zweiten Stall abzuschalten.
Unter einer Bedingung: Raming-Freesen bat darum, nach Versuchsende die Mehrkosten für den erhöhten Gasverbrauch im Stall ohne Wärmetauscher ersetzt zu bekommen. Big Dutchman erklärte sich einverstanden.
Der Versuch startete am 14. Mai 2014 mit der Einstallung des ersten Durchgangs und endete am 27. Mai 2015 mit der Ausstallung des achten Durchgangs.
In dieser Zeit wurden Daten zu Futterverbrauch, Wachstum und Tierverluste erfasst. Das Thema Heizkosteneinsparung spielte in diesem Zusammenhang erst einmal eine untergeordnete Rolle.
Heizkosten sparen in der Hähnchenmast
Das änderte sich schlagartig am 20. Juli 2015, als bei Big Dutchman eine Rechnung von Stefan Raming-Freesen einging mit der Bitte, den Betrag von 8.908 Euro auf sein Konto zu überweisen. Für Rückfragen stehe er jederzeit zur Verfügung. Von diesem Angebot wurde mit Bitte um eine detaillierte Aufstellung der Gasverbräuche Gebrauch gemacht.
Und da stand nun schwarz auf weiß. Der Gasverbrauch ohne Wärmetauscher betrug in der gesamten Periode 46.633 Kubikmeter und im Vergleich dazu bei Einsatz des Wärmetauschers nur 26.091 Kubikmeter. Das ergibt eine Einsparung von 20.542 Kubikmetern bzw. 44 % (Tabelle 1)!
| Einstallung | Gasverbrauch ohne WT m³ | Gasverbrauch mit WT m³ | Einsparung % | Kosten ohne WT Euro | Kosten mit WT Euro | Differenz |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 14.05.14 | 4.137 | 2.847 | 31,12 | 2.149 | 1.524 | 625 |
| 02.07.14 | 2.766 | 1.928 | 30,30 | 1.437 | 1.002 | 435 |
| 20.08.14 | 3.997 | 2.773 | 31,58 | 2.048 | 1.447 | 637 |
| 08.10.14 | 6.400 | 3.610 | 43,60 | 2.539 | 1.432 | 1.107 |
| 21.11.14 | 9.852 | 5.046 | 48,80 | 3.909 | 2.002 | 1.907 |
| 07.01.15 | 9.278 | 4.094 | 55,88 | 4.120 | 1.818 | 2.302 |
| 25.02.15 | 6.420 | 3.357 | 47,71 | 2.851 | 1.490 | 1.361 |
| 15.04.14 | 3.783 | 2.436 | 35,61 | 1.501 | 967 | 534 |
| Gesamt | 46.633 | 26.091 | 44,05 | 20.590 | 11.682 | 8.908 |
Tabelle 1: Gasverbräuche während der Versuchsdauer von acht Mastdurchgängen.
Die kWh kostet 4,128 Cent. WT = Wärmetauscher
Besseres Stallklima kommt Produktionsergebnissen zugute
Wie aber sahen die Produktionsergebnisse aus? Die Auswertung der acht Durchgänge mit einer durchschnittlichen Mastdauer von 38,3 Tagen ergab, dass im Stall mit Wärmetauscher etwas höher ventiliert wird, so dass der CO2-Gehalt niedriger ausfällt. Das verbesserte Stallklima kommt den Tieren zugute und steigert deren Produktivität. In der Tendenz hat dies zu geringeren Tierverlusten geführt, wobei die Verlustrate in beiden Ställen auf sehr niedrigem Niveau lag (Tabelle 2).
Auch die Futterverwertung konnte verbessert werden. Neben der Energieeinsparung in Höhe von 9.000 €/a erscheint eine Futterkostenersparnis in ähnlicher Größenordnung möglich.
Die Produktionszahl, die in der Hähnchenmast ein Maß für die Produktivität des Mastdurchgangs ist, liegt mit 390 im Stall mit Wärmetauscher deutlich höher als im Stall ohne Wärmetauscher (373), wobei auch diese beiden Werte überdurchschnittlich gut sind.
| Stall 3 ohne WT | Stall 4 mit WT | |
|---|---|---|
| Tierverluste in % | 2,355 | 2,209 |
| Mastdauer in Tagen | 38,27 | 38,29 |
| Durchschnittliches Gewicht, Tier/kg | 2,381 | 2,374 |
| Futterverwertung gesamt | 1,61 | 1,58 |
| Wachstum, g/Tag | 62,215 | 61,95 |
| Produktionszahl | 373 | 390 |
Tabelle 2: Durchschnittliche Produktionsergebnisse von acht Mastdurchgängen; WT = Wärmetauscher
Funktionsweise des Wärmetauschers
Der hier vorgestellte Wärmetauscher „Earny“ arbeitet auf Basis des Kreuzstromprinzips. Das bedeutet, die warme Stallluft und die kalte Frischluft werden gleichzeitig durch ein Tauscherelement geführt, jedoch ohne miteinander in Kontakt zu geraten. Das Element besteht aus Aluminium und hat eine geriffelte Struktur. Dies gewährleistet eine hohe Wärmeübertragungsrate von im Mittel 60 %. Das heißt, es werden ca. 60 % der Wärme von der Abluft auf die Zuluft übertragen (Wärmetauscher Earny im DLG Test).
Eine Filtereinheit sorgt dafür, dass nur saubere Abluft in den Wärmetauscher gelangt. Es wird eine Staubabscheidung von bis zu 99 % erreicht. So kann es während des Mastdurchgangs zu keinen Leistungsabfällen im Wärmetauscher kommen. Die vollautomatische Reinigung der Filterpatronen mit Hilfe von Druckluft ist dafür Voraussetzung. Wichtig ist ferner, dass die vorgewärmte Frischluft auf kürzestem Weg direkt in den Stall gelangt. Wärmeverluste durch lange Rohrsysteme lassen sich so vermeiden.
Investitionskosten
Big Dutchman liefert den Wärmetauscher „Earny“ sockelfertig als anschlussfertiges Komplettgerät, so dass der Montageaufwand äußerst gering ist. Ein Betonsockel, ein Abwasser- und Stromanschluss, mehr ist nicht erforderlich. Wird der Wärmetauscher nachgerüstet, ist nachträglich noch die Verbindung zum Stall über zwei kurze Rohre für die Abluft und die vorgewärmte Frischluft zu schaffen. Gesteuert wird die Anlage vom Stallklimacomputer.
Mit Investitionskosten von ca. 28.000 bis 40.000 Euro, je nach Auslegung (maximale Luftleistung von 12.000, 16.000 oder 25.000 m3/h) ist der Earny kein Billigschnäppchen. Aufgrund der durchdachten Funktionsweise sowie hohen Qualität und dem gleichbleibend hohen Wirkungsgrad amortisiert er sich je nach Höhe des Gaspreises und des jetzigen Verbrauchs in drei bis fünf Jahren.
Investition zahlt sich in Hähnchenmast aus
Innerhalb eines Jahres hat Stefan Raming-Freesen Heizkosten in Höhe von 8.908 Euro eingespart. Abzüglich der zusätzlichen Energiekosten für den Betrieb des Wärmetauschers amortisiert sich diese Investition innerhalb von fünf Jahren. Hinsichtlich der Tierverluste und Futterverwertung wurden in beiden Ställen gute Ergebnisse erreicht, wobei die Resultate bei Einsatz des Wärmetauschers noch einmal gesteigert wurden. Bei der Schlachtkörperqualität ließen sich keine signifikanten Unterschiede feststellen. Sie war in beiden Ställen mit einem Verwurf von nur 0,8 % sehr gut.
Janett Peschel, Dipl.-Ing. agr., Big Dutchman International GmbH
Stefan Raming-Freesen, B.Sc., Landwirt