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Entwicklung eines innovativen, nachrüstbaren Moduls zur Luftkonditionierung zur Optimierung der Stallluftqualität in Schweineställen

dc.contributor.advisorTraulsen, Imke Prof. Dr.
dc.contributor.authorHalewat, Hendrik
dc.date.accessioned2022-11-04T10:42:37Z
dc.date.available2022-11-11T00:50:11Z
dc.date.issued2022-11-04
dc.identifier.urihttp://resolver.sub.uni-goettingen.de/purl?ediss-11858/14321
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.53846/goediss-9528
dc.language.isodeude
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.subject.ddc630de
dc.titleEntwicklung eines innovativen, nachrüstbaren Moduls zur Luftkonditionierung zur Optimierung der Stallluftqualität in Schweineställende
dc.typedoctoralThesisde
dc.title.translatedDevelopment of an innovative, retrofittable module for air conditioning to optimise the stable air quality in pig stablede
dc.contributor.refereeTraulsen, Imke Prof. Dr.
dc.date.examination2022-10-04de
dc.description.abstractgerEin optimales Stallklima ist bei der Haltung von Nutztieren Grundvoraussetzung für die Gewährleistung des Tierwohls und damit auch des wirtschaftlichen Erfolges. Die Temperaturen sowie die relativen Feuchten der Stallluft sollten daher an die Bedürfnisse der Schweine optimiert sein. Hitzewellen, große Schwankungen der Stalllufttemperatur und relativen Stallluftfeuchten in der Stallluft beeinträchtigen die Tiere und führen zu einer reduzierten Leistung und Futteraufnahme die mit einer reduzierten Gesundheit einhergehen kann. Es ist damit zu rechnen, dass die Anforderungen an die Lüftungstechnik in Tierproduktionssystemen weiterhin steigen werden. Grundsätzlich haben sich adiabatische Kühlsysteme etabliert. Die Effektivität dieser Systeme ist begrenzt durch Außenklimabedingungen, insbesondere von der relativen Luftfeuchtigkeit und Außentemperatur. Am Markt vorhandene Materialen sind teuer in der Anschaffung und die Wirksamkeit sowie die Lebensdauer ist begrenzt. Diese Studie hatte das Ziel, die Variation von Luftvolumenströmen und Ziegellochsteinen auf die Kühlleistung von Zuluft und konditionierter Abluft unter standardisierten Bedingungen zu analysieren. Zu klären war, wie das System auf die Einflüsse von adiabatischer Befeuchtung, Druckdifferenz, Temperatur sowie relative Luftfeuchtigkeit reagiert. Die Ergebnisse können dann als Grundlage für die Konstruktion eines nachrüstbaren Moduls an Schweineställen dienen. Die Untersuchung fanden an der Universität Göttingen unter mitteleuropäischen Klimabedingungen statt. Für die Messperioden wurden zwei baugleiche Module konstruiert. Es wurde immer nur ein Parameter gegenüber dem Referenzmodul verändert, so dass eine direkte Vergleichbarkeit von Effekten gewährleistet war. Es konnte festgestellt werden, dass Ziegellochsteine eine Alternative zu herkömmlichen Materialen wie Kunststoffpads sind. Es waren Temperaturdifferenzen von bis zu 6,5 K zur Außentemperatur möglich. Die Anforderungen an die Lüftungstechnik in der Tierproduktion werden weiterhin steigen. Dabei reicht es nicht aus mit hoher Geschwindigkeit mehr Luftvolumenstrom in das Abteil zu fördern um Hitzewellen zu minimieren. Insbesondere bei Sauen im Abferkelstall müssen zwei Klimazonen reguliert werden. Zu einen der Bereich um die Sau herum bei Temperaturen von 16-22 °C, zum anderen der Bereich der Ferkel mit 30-32 °C. Ziel des vorliegenden Vorhabens ist die Entwicklung eines innovativen nachrüstbaren Moduls zur Zuluftkonditionierung für Schweineställe. Dabei soll die Zuluft möglichst energieeffizient gekühlt, die hohen Temperaturspitzen abgemildert und die täglichen Tag- / Nachtschwankungen gedämpft werden, um ein verbessertes Stallklima zu erzielen. Als Austauschoberfläche für die adiabatische Befeuchtung wurden Ziegellochsteine verwendet. Die Untersuchungen wurden an einem Abferkelstall im Landkreis Vechta (Deutschland) unter Praxisbedingungen über einen Zeitraum von 26 Monaten durchgeführt. Neben dem Versuchsabteil stand ein baugleiches Referenzabteil für die Untersuchung zur Verfügung. Es wurde festgestellt, dass während adiabatischer Befeuchtung im Modul eine Temperaturminderung von durchschnittlich 4,47 K zur Außentemperatur bei einer Luftgeschwindigkeit von 7,12 m s-1 sowie einem Massenstrom Wasser von 8,59 g s-1 möglich war. Maximal wurde eine Temperaturdifferenz von -15 K ermittelt. Der durchschnittliche Befeuchtungsgrad lag bei 79,48 %. In Folge dessen wurde ein signifikanter Temperaturunterschied von durchschnittlich 1,59 K zwischen Versuchs und Referenzabteil festgestellt. Die relative Luftfeuchtigkeit erhöhte sich im Versuchsabteil dabei auf 65,82 %. Es wurde eine gesamteinheitliche Reduzierung von Hitzewellen und Temperaturamplituden im Versuchsabteil gemessen. In der vorliegenden Studie wurde während der Säugezeit innerhalb von 6 Durchgängen ein tendenziell höheres Absetzgewicht der Ferkel, eine Reduzierung des THI sowie des Luftvolumenstromes und NH3-Konzentration im Versuchsabteil gegenüber dem Referenzabteil festgestellt.de
dc.description.abstractengWhen keeping livestock, an optimal stable climate is a basic prerequisite for ensuring animal welfare and thus also economic success. The temperatures and the relative humidity of the barn air should therefore be optimized to the needs of the pigs. Heat waves, large fluctuations in barn air temperature and relative barn air humidity in the barn air affect the animals and lead to reduced performance and feed intake, which can be associated with reduced health. It can be expected that the requirements for ventilation technology in animal production systems will continue to increase. Basically, adiabatic cooling systems have established themselves. The effectiveness of these systems is limited by outdoor climate conditions of relative humidity and outdoor temperature. Materials available on the market are expensive to purchase and their effectiveness and lifespan are limited. The aim of this study was to analyze the variation of air volume flows and brick perforated bricks on the cooling performance of supply air and conditioned exhaust air under standardized conditions. It had to be clarified how the system reacts to the influences of adiabatic humidification, pressure difference, temperature and relative humidity. The results can then serve as a basis for the construction of a retrofittable module on pig houses. The investigation took place at the University of Göttingen under Central European climatic conditions. Two identical modules were constructed for the measurement periods. Only one parameter was ever changed compared to the reference module, so that a direct comparison of effects was guaranteed. It was found that perforated bricks are an alternative to traditional materials such as plastic pads. Temperature differences of up to 6.5 K to the outside temperature were possible. Practical trial The requirements for ventilation technology in animal production will continue to increase. It is not enough to pump more air volume flow into the compartment at high speed to minimize heat waves. In the case of sows in the farrowing pen in particular, two climate zones must be regulated. On the one hand the area around the sow with temperatures of 16-22 °C, on the other hand the area around the piglets with 30-32 °C. The aim of the present project is the development of an innovative, retrofittable con-air module for supply air conditioning for pigsties. The supply air should be cooled as energy-efficiently as possible, the high temperature peaks reduced and the daily day night fluctuations dampened in order to achieve an improved stable climate. Perforated bricks were used as an exchange surface for adiabatic humidification. The investigations were carried out in a farrowing pen in the district of Vechta (Germany) under practical conditions over a period of 26 months. In addition to the test compartment, an identical reference compartment is available for the investigation. It was found that during adiabatic humidification in the con-air module, a temperature reduction of an average of 4.47 K compared to the outside temperature at an air speed of 7.12 m s-1 and a water mass flow of 8.59 g s-1 was possible. A maximum temperature difference of -15 K was determined. The average degree of humidification was 79.48%. As a result, a significant temperature difference of 1.59 K on average was found between the test and reference compartments. The relative humidity in the test compartment increased to 65.82%. A uniform reduction in heat waves and temperature amplitudes in the experimental compartment was observed. In the present study, a tendency towards higher weaning weight of the piglets, a reduction in the THI as well as the air volume flow and NH3 concentration in the test compartment compared to the reference compartment was determined during the lactation period within 6 passages.de
dc.contributor.coRefereeBüscher, Wolfgang Prof. Dr.
dc.contributor.thirdRefereeBeneke, Frank Prof. Dr.
dc.subject.gerSchweinde
dc.subject.gerKühlungde
dc.subject.gerZuluftkonditionierugde
dc.subject.gerZiegellochsteinde
dc.subject.engsupply air conditioningde
dc.subject.engpigde
dc.subject.engcoolingde
dc.subject.engbrick perforated brickde
dc.identifier.urnurn:nbn:de:gbv:7-ediss-14321-0
dc.affiliation.instituteFakultät für Agrarwissenschaftende
dc.subject.gokfullLand- und Forstwirtschaft (PPN621302791)de
dc.description.embargoed2022-11-11de
dc.identifier.ppn1820789772
dc.notes.confirmationsentConfirmation sent 2022-11-04T10:45:01de


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