Broilerihallin ilmanvaihdon hienosäätö

Broilerihallien ilmanvaihdon hienosäätö -hankkeen tavoitteena oli optimoida ilmanvaihdon säätö- ja ohjaustapa huomioiden ilmanvaihtojärjestelmän tyyppi ja mitoitustekijät, Suomen olosuhteet ja kasvatusjaksojen olosuhdevaatimukset. Hanke jakautui kolmeen toiminnalliseen osioon: web-kyselyyn broilerikasvattajille, olosuhdemittauksiin valituissa kasvatushalleissa sekä ilmanvaihdon simulaatiolaskentaan vuoden jaksolle. Ilmanvaihdon toimintaa havainnollistettiin esimerkkihalliin tehdyllä simulointilaskennalla yhden vuoden kuudelle kasvatusjaksolle. Laskennalla kuvattiin ilmanvaihdon ja lämmityksen ohjaustapojen vaikutusta lämmön ja puhallinsähkön kulutukseen sekä hallin sisälämpötilaan, kosteuteen ja epäpuhtauspitoisuuksiin. Esimerkkihallin pinta-ala oli 1600 m² ja sisätilavuus 5900 m³. Untuvikkojen määränä laskelmissa oli 28000 ja ne kasvoivat 2,4 kg elopainoon 37 vuorokaudessa. Vuoden aikana 1600 m² halli kulutti noin 200 MWh lämpö- ja 6 MWh sähköenergiaa. Lämmitysenergiakulutus oli noin 0,75 kWh teuraspainokiloa kohden vuodessa. Kyseessä on laskennallinen tulos, joka voidaan saavuttaa Etelä-Suomessa, jos ilmanvaihto ja lämmitys toimivat optimaalisesti. Jyväskylän ilmastossa lämmitysenergiaa kuluu peräti 25 % enemmän kuin Etelä-Suomessa vaikka ulkolämpötila on vain 2,1 astetta alempi kuin Etelä-Suomessa. Ilmanvaihdon lämpöhäviö oli selvästi suurin lämpöhäviön osatekijä
broilerihallissa. Lämmitystehon tarpeen ja kosteuden kannalta on ilmeistä, että ilmanvaihtoa kannattaisi pienentää yöllä lintujen aktiviteettia vastaavaksi. Lämmitystehon tarve pienenee tällä tavoin 11 %, lämmitysenergian tarve 12 % ja puhallinenergian tarve 3 %. Muutenkin ilmanvaihdon määrällä ja tarkoituksenmukaisella säädöllä on suuri vaikutus lämmitysenergian kulutukseen. Kulutus lisääntyy laskelmien mukaan 44 %, jos ilmanvaihtoa lisätään niin, että hallin CO₂-pitoisuus laskee eläinsuojelulain maksimitasosta 3000 ppm arvoon 2500 ppm. Poistoilman lämmön talteenotolla saavutettiin laskentatapauksissa 27–42% säästö lämmitysenergiankulutuksessa perustapaukseen verrattuna, jos laitteen hyötysuhde on 70 % ja sen ilmavirtakapasiteetti riittää 5–10 ensimmäisen kasvatuspäivän tarpeisiin. Lämmön johtumisella rakenteiden läpi oli merkitystä lähinnä kasvatusjakson alussa ja jaksojen välillä. Laskentaesimerkeissä lisäeristämisellä saavutettiin 4–6 % säästö lämmitysenergiankulutuksessa perustapaukseen verrattuna. Rakennusta ei siis kannata ylieristää. Lattian eristyksestä saatetaan saavuttaa se lisähyöty, että pehkun alle ei jää potentiaalisia kondenssipintoja.
Rakennuksen ilmatiiviyden parantaminen pienentää lämmitysenergian kulutusta kun käytössä on poistoilman lämmön talteenotto. Kun rakennuksen tiiviyttä parannetaan siten, että ilmavuotojen määrä on 20 % perusarvosta, lämmitysenergian kulutus pienenee 10–16 %. Hyvä rakennuksen ilmatiiviys helpottaa ilmanjaon hallintaa myös kun lämmön talteenottolaitteistoa ei ole. Liikaa vuotavassa rakennuksessa ei saavuteta riittävän suurta alipainetta ensimmäisinä kasvatusviikkoina, jolloin tuloilmasuihkujen heittopituus jää vajaaksi ja ilmanjako ei toteudu tarkoitetulla tavalla. Hallin suunnittelussa kannattaa kiinnittää huomiota lämmitysratkaisun valintaan. Laskelmat osoittivat, että suurin hetkellinen lämmitysteho tarvitaan kun kovat pakkaset osuvat kasvatusjakson loppupäähän Huipputehontarpeet ovat luonteeltaan lyhytaikaisia energiapiikkejä. Lämmityskattilan tehoa ei välttämättä kannata mitoittaa suurimman tehotarpeen mukaan. Pienemmällä kattilalla voidaan hoitaa pääosa lämmitystarpeesta ja huipputehot voitaisiin tuottaa pienemmillä ja myös pienemmän investoinnin vaativilla laitteilla, mutta kalliimman energian lähteillä.