Materiale og metode
Afprøvningen blev gennemført i en avlsbesætning, hvor der indgik en farestald med seks sektioner.
Hver farestaldsektion var 6,5 m bred og 26,3 m lang og indrettet med 30 farestier. Der blev i farestalden praktiseret fem ugers fravænning, og søerne blev indsat i sektionerne ca. en uge før forventet faring. Mellem hvert hold blev staldsektionerne vasket og udtørret inden indsættelse af nyt hold søer. Farestierne, som målte 2,7 m i længden og 1,7 m i bredden, var indrettet med 1,5 m fast gulv og 1,2 m spaltegulv samt vådfodring og gulvvarme i pattegrisehulerne, jf. figur A1 i appendiks. Alle seks sektioner var indrettet med diffust luftindtag og isoleret tagflade i loftsrummet. De tre af sektionerne fungerede som kontrolsektioner, og luften blev ledt ind på loftet via åbninger under tagudhænget. I de tre forsøgssektioner blev ventilationsluften tempereret via et jordkøle-varmeanlæg fra det hollandske firma INNO+. Åbningerne under tagudhænget i de tre forsøgssektioner var derfor lukkede og i stedet passerede den indtagne ventilationsluft gennem en varmeveksler, som var monteret i gavlen af stalden, jf. figur 1. Hele stalden var etableret med en fælles udsugningskanal og et centralt afkast af ventilationsluften, som blev reguleret via en ScanAirclean CB2600 centralstyring. Ventilationsluften fra den enkelte sektion blev samlet i en gulvudsugningskanal under det faste gulv i gangarealet med åbninger ud under spaltegulvsarealet i farestierne. Til styring af ventilationsydelsen i hver staldsektion var der monteret en ScanAirclean CBA2000 styring. Midt i staldsektionen var der i den ene side opsat en forbindelseskanal, hvor luften fra gulvkanalen blev ledt op i den fælles udsugningskanal, der var placeret i loftsrummet. I forbindelseskanalen, der forbandt gulvudsugningskanalen i den enkelte sektion med den centrale kanal i loftsrummet, var der monteret et ScanAirclean AQC spjældmodul med integreret målevinge, hvorved luftskiftet i den enkelte staldsektion kunne registreres og reguleres.
I kontrolsektionerne var der monteret et Ø800 mm spjældmodul, og den maksimale ventilationskapacitet var indstillet til 13.500 m3/time. I forsøgssektionerne med temperering af ventilationsluften var der monteret et Ø710 mm spjældmodul, og den maksimale ventilationskapacitet var indstillet til 10.150 m3/time. Den centrale udsugningskanal på loftsrummet havde et tværsnitsareal på 4,5 m2 og var 30,8 m lang. Kanalen var opbygget af sandwichelementer, hvor kernen bestod af PUR-skum, og siderne var beklædt med galvaniserede stålplader, som havde fået en plastikcoatning. Midt i den centrale kanal i loftsrummet var der monteret tre frekvensregulerede ScanAirclean SGS-92-D4S 2,2 kW ventilatorer hver med en maksimal ydelse på 22.800 m3/time ved 225 Pa tryktab. Ventilatorerne ledte udsugningsluften gennem en central luftrenser fra det hollandske firma INNO+ og efterfølgende ud i det fri via et afkast på taget af stalden. Luftrenseren fra INNO+ indgik ikke i nærværende afprøvning, men den pågældende type luftrenser er tidligere afprøvet af Videncenter for Svineproduktion [5]. I alle seks sektioner blev ønsket temperatur via temperaturkurven i ventilationsstyringerne indstillet til 21 ºC indtil dag 11, hvorefter staldtemperaturen blev reduceret lineært frem mod dag 21 til 18 ºC. Herefter blev ønsket temperatur fastholdt resten af diegivningsperioden. Der var på temperaturkurven indlagt et P-bånd på 3 ºC i alle seks styringer.
I juni blev der i ventilationsstyringerne i de tre forsøgssektioner indlagt en begrænsning på den maksimale ventilationsydelse på 59 %, svarende til en maksimal luftydelse på 200 m3/time/so. I de tre kontrolsektioner blev der indlagt en begrænsning på den maksimale ventilationsydelse på 85 % indtil dag 28, svarende til en maksimal luftydelse på 380 m3/time/so. Fra dag 28 og til fravænning blev begrænsningen på den maksimale ventilationsydelse hævet lineært til 96 %, svarende til en maksimal luftydelse på 430 m3/time/so. Begrænsningen i den maksimale ventilationsydelse i de seks sektioner blev fastholdt i resten af afprøvningsperioden.
Opbygning af jordkøle-varmeanlægget
Jordkøle-varmeanlægget var fra det hollandske firma INNO+, men blev i Danmark forhandlet af ScanAirclean A/S. Varmeveksleren målte 3,0 m i længden, 2,0 m i højden og 0,57 m i dybden og var opbygget af 1.248 lodretstående plastikrør (POE0600296, ITB Boxmeer) med en indvendig diameter på 23 mm. Varmeveksleren var via et rør-system forbundet med en 3,0 kW frekvensreguleret cirkulationspumpe og 8 km nedgravede PEL-slanger, hvori der blev recirkuleret vand, jf. figur A2 – A4 i appendiks. PEL-slangerne, som havde en indvendig diameter på 19,6 mm, var nedgravet i en tilstødende mark i 4 m dybde. Der var samlet fire parallelliggende slanger i jorden, og derfor var den totale gravelængde kun to km. PEL-slangerne var inddelt i fire kredse, hvorved der var mulighed for at frakoble en kreds i tilfælde af brud. Jordkøle-varmeanlægget bestod af en GEO-styring, hvor frem- og returløbstemperatur i vandkredsen, lufttemperaturen på henholdsvis udvendig og indvendig side af varmeveksleren samt vandydelsen igennem anlægget og dermed den energimængde, der blev tilført indsugningsluften til staldsektionerne, indgik som parametre. Med jordens energi skete der en forvarmning af indsugningsluften, når udetemperaturen var under 9 ºC og en køling af indsugningsluften, når udetemperaturen var over 15 ºC. Det var imidlertid først i de sidste tre måneder af afprøvningsperioden, at firmaet indstillede anlægget til kun at cirkulere vandet i systemet ved en udetemperatur under 9 ºC og over 15 ºC.
Figur 1. Jordkøle-varmeanlæggets opbygning i en farestald med seks sektioner. Billede nr. 2338 og 2339
Registreringer
Afprøvningen blev gennemført gennem et helt år fra januar til og med december. For at dokumentere jordkøle-varmeanlæggets effektivitet med hensyn til at reducere lugt- og ammoniakemissionen om sommeren blev der foretaget målinger på 10 måledage fra 30. juni til og med 1. september. For at dokumentere ammoniakemissionen over året samt energiforbruget til jordkøle-varmeanlægget og ventilationsanlægget blev der foretaget målinger ca. hver 14. dag i afprøvningsperioden.
Lugtmålingerne blev foretaget ved opsamling af en repræsentativ luftmængde i forbindelseskanalen, der forbandt gulvudsugningskanalen i den enkelte sektion med den centrale kanal i loftsrummet. Der blev opsat en TeflonTM slange i målepunktet i hver sektion. Slangen var monteret til en 30 l nalophan pose, som lå i en tæt lukket kasse. Der blev i denne kasse dannet et vakuum ved hjælp af en pumpe, hvorved posen blev fyldt med luft fra målestedet. Prøverne blev udtaget i henhold til Dansk Standard [6]. Poserne blev fyldt med 1,0 liter pr. minut, hvorved de blev fyldt over ca. 30 minutter. På hver måledag blev der opsamlet to luftprøver ved hvert målested, således at der i alt blev opsamlet 12 luftprøver hver måledag. Luftprøverne blev opsamlet henholdsvis mellem kl. 11-12 og umiddelbart efter kl. 12.30. De 12 luftprøver fra hver måledag blev sendt til Slagteriernes Forskningsinstitut, Roskilde til olfaktometrisk lugtanalyse, hvor de blev analyseret den følgende dag i henhold til Dansk Standard [6]. Luftprøverne opsamlet mellem kl. 11-12 blev analyseret af ét panel, mens prøverne opsamlet efter kl. 12.30 blev analyseret af et andet panel.
Efter opsamling af de enkelte luftprøver til olfaktometrisk bestemmelse af lugtkoncentrationen samt ca. hver 14. dag i afprøvningsperioden blev der foretaget måling af ammoniak- og kuldioxidkoncentrationen i de samme målepunkter. Ammoniakkoncentrationen blev målt med Kitagawa sporgasrør 105SD, mens kuldioxidkoncentrationen blev målt med Kitagawa sporgasrør 126SF. Luftydelsen og temperaturer i de seks staldsektioner blev kontinuerligt logget hver 10. minut via loggeprogram fra Stienen B.V. Antallet af søer og pattegrise blev registreret på hver måledag. Luftens temperatur og relative fugtighed i procent blev målt med en TSI VelociCalc 8347 måler efter opsamling af hver luftprøve. Ligeledes blev der foretaget målinger af udeluftens temperatur og relative luftfugtighed i procent før opsamling af 1. luftprøve og efter opsamling af 2. luftprøve. Energiforbruget til ventilation i de seks farestaldssektioner samt energiforbruget til jordkøle-varmeanlæggets cirkulationspumpe og styring blev aflæst ca. hver 14. dag i afprøvningsperioden. Alle parametre i styringen fra jordkøle-varmeanlægget blev logget via loggeprogram fra INNO+. Forbruget af gulvvarme i de enkelte sektioner blev registreret med energimålere.
Lugtemissionen pr. so blev beregnet ud fra den analyserede lugtkoncentration, ventilationsydelse og antallet af søer i staldsektionen ved følgende formel:
Lugtemissionen pr. so blev beregnet ud fra den analyserede lugtkoncentration, ventilationsydelse og antallet af søer i staldsektionen ved følgende formel:
OUE/s pr. so = (L x Q) / (N x 3600)
hvor
L: Lugtkoncentration, OUE/m3
Q: Ventilationsydelsen, m3/time
N: Antal søer i sektionen, stk.
Ammoniakemissionen blev beregnet ud fra ammoniakkoncentration, ventilationsydelse og antallet af søer i sektionen ved følgende formel:
g NH3-N//time/so = (M x V x Q x P) / (R x T x N x 1.000)
hvor
M: Molvægten af N, 14,007 g/mol
V: Koncentration, ppm = ml/m3
Q: Ventilationsydelsen, m3/time
P: Tryk, 1 atm.
R: Gaskonstanten, 0,0821 liter x atm/(mol x K)
T: Temperaturen i Kelvin
N: Antal søer i sektionen, stk.
Statistik
Ammoniakkoncentrationer og –emissioner samt de logaritmetransformerede lugtkoncentrationer og –emissioner fra de enkelte staldsektioner blev analyseret i en variansanalyse med proceduren MIXED i SAS under hensyn til gentagne målinger pr. dag. De procentuelle forskelle af ammoniak- og lugtemissioner mellem forsøgs- og kontrolsektionerne blev ligeledes analyseret i en variansanalyse med proceduren MIXED i SAS under hensyn til gentagne målinger pr. dag. Målinger foretaget i diegivningsperiodens uge 1 blev frasorteret, idet der ikke var ensartet belægning i sektionerne, og at søerne ikke havde faret.
