Matthias Rutz hat seinen 2 200er-Aufzuchtstall mit einem Wärmetauscher ausgestattet. Dadurch konnte er seine Heizkosten kräftig drücken, wie die Uni Bonn untersucht hat.Zu teuer, hoher Wartungsaufwand und uneffizient – die Liste der Vorurteile gegenüber Wärmetauschern ist lang. Aus heutiger Sicht kann Ferkelerzeuger Matthias Rutz die Vorbehalte vieler Berufskollegen nicht mehr nachvollziehen. „Die Technik hat sich in den letzten Jahren deutlich verbessert“, weiß der Landwirt aus Bayern. Im fränkischen Gunzenhausen führt er zusammen mit einem festen Mitarbeiter sowie einem Altenteiler einen Betrieb mit 500 Sauen. Als 2009 der Bau eines neuen Ferkelaufzuchtstalles anlag, hat sich Matthias Rutz im Vorfeld viele Gedanken über das optimale Wärmekonzept gemacht: „Öl und Gas werden immer teurer. Und gerade in der Ferkelaufzucht sind das ganze Jahr über hohe Raumtemperaturen erforderlich. Da lag der Einsatz einer Wärmerückgewinnung nahe.“ Der Landwirt hat sich daher entschieden, sofort einen Luft-Luft-Wärmetauscher der Firma Schönhammer in seinen 2 200er-Aufzuchtstall mit einzubauen. Extra-Wärmequelle für die ersten Tage Den hohen Wärmebedarf der Ferkel direkt nach dem Einstallen mit rund 7,5 kg Lebendgewicht kann der Wärmetauscher aber nicht alleine decken. Als weitere Wärmequelle hat sich Landwirt Rutz für ein neuartiges Heizsystem entschieden: Die Liegeflächen an der Längsseite der Buchten sind mit warmwasserführenden Betonspalten ausgestattet. Die Energie dafür stellt eine flüssiggasbetriebene Warm-Wasser-Therme bereit. Zusammen mit einer 1,20 m breiten Abdeckung entsteht so innerhalb der Bucht eine wärmere Kleinklimazone. Einen Tag vor dem Einstallen der Ferkel stellt Rutz die Heiztherme für die Fußbodenheizung an. Das ist in der Regel ausreichend, um die von der Reinigung feuchten Spalten abzutrocknen. Muss es schnell gehen, setzt Rutz zusätzlich eine Gaskanone ein. Nach dem Einstallen regelt der Klimacomputer automatisch, wann die Gastherme heizt. Damit gekoppelt ist nämlich ein im Liegebereich installierter Temperatursensor, der die Solltemperatur von z. B. 30 °C während der ersten Aufzuchtwoche kontrolliert. In der Regel wird der Liegebereich nur wenige Tage kontinuierlich beheizt. Sobald die Futteraufnahme der Ferkel steigt und der Absetzstress überwunden ist, kann der Landwirt die Solltemperatur der Fußboden-Heizung herunterfahren bzw. die Heizintervalle verkürzen. Das ist im Sommer oder bei kräftigen Ferkeln bereits nach drei Tagen der Fall. Auch sonst kommt das Wärmetauscher-System spätestens nach drei Wochen ohne unterstützende Wärmequelle aus. Die per Tauscher zurückgewonnene Wärme reicht aus, um die Solltemperatur von 25 °C im Abteil zu halten. Dem System kommt dabei zu Gute, dass im Stall verschiedene Altersgruppen stehen. Die größere Wärmeproduktion der älteren Tiere trägt somit dazu bei, den Wärmebedarf der jüngeren Tiere zu decken. Trotzdem wollte Matthias Rutz ganz genau wissen, was ihm der Wärmetauscher bringt. Deshalb erklärte er sich bereit, die Uni Bonn über eine Zeitraum von einem Jahr in seinem Stall Messungen durchführen zu lassen. Diese waren mit einem DLG-Signum-Test für den Wärmetauscher gekoppelt. Der praxisübliche Wärmetauscher ist auf die doppelte Mindestluftrate für den Winter ausgelegt und verfügt über eine Nennleistung von 110 kW. Diese Maximalleistung wird theoretisch erreicht, wenn die Abluft aus dem Stall 30 °C wärmer ist als die Frischluft und der Volumenstrom 19 200 m3/h beträgt. Für die Untersuchung hat die Uni Bonn die Volumenströme der Zu- und Fortluft sowie die Temperaturen und die relativen Luftfeuchtigkeiten der Frisch-, Zu-, Ab- und Fortluft erfasst. Im Laufe der Langzeitstudie kam der zuständige Doktorand alle 14 Tage auf den Hof und kontrollierte die installierte Messtechnik. Wärmerückgewinnung auch im Sommer Das Ergebnis der Messungen übertraf alle Erwartungen: Je Kilowattstunde Stromverbrauch für die Ventilatoren im Wärmetauscher konnten 15,3 kWh Wärmeenergie aus der Abluft an die Zuluft übertragen werden. Der Wärmetauscher war fast 90 % der Jahresstunden im Einsatz. Diese hohe Auslastung war möglich, weil der Tauscher auch im Sommer in den Abend- bzw. Nachtstunden lief. Dabei gilt natürlich der Grundsatz: Je höher die Temperaturdifferenz zwischen Frisch- und Abluft, desto höher ist die Leistung des Wärmetauschers. Drei Viertel der erforderlichen thermischen Energie für die Ferkelaufzucht konnten über die Wärmerückgewinnung abgedeckt werden. Ein Viertel, etwa 50 000 kWh/Jahr, wurden mittels Gastherme über die Ferkelnestheizung eingespeist. Über die einjährige Laufzeit der Studie, von Oktober 2009 bis September 2010, betrug die Wärmerückgewinnung aus der Abluft satte 137 042 kWh. Allerdings gibt es die Wärme aus dem Tauscher natürlich nicht zum Nulltarif. Die Investitionskosten für die Anlage selbst betragen rund 10 000 €. Daneben fallen auch höhere Stromkosten an. Denn es wird ein zusätzlicher Ventilator im Wärmetauscher benötigt. Auch der Strömungswiderstand erhöht sich durch den Tauscher. Dennoch ist der Einsatz im Betrieb Rutz wirtschaftlich. So kostete die Gewinnung einer Kilowattstunde Wärme mit dem Wärmetauscher rund 2,2 Cent. Im Vergleich dazu betrugen die Nettovollkosten für eine Kilowattstunde aus Flüssiggas etwa 7,2 Cent (Stand: Sept. 2010). Und tendenziell steigen die Preise für fossile Energieträger noch. 20 000 l Flüssiggas gespart Rechnet man diesen Unterschied auf den Jahresbedarf des Betriebes Rutz hoch, ergibt sich Folgendes: Die in dem Jahr rückgewonnene Wärmemenge von 137 000 kWh entspricht in etwa dem Heizwert von 20 000 l Flüssiggas. Bei einem Flüssiggaspreis von 6,2 Cent/kWh zuzüglich 1 Cent/kWh anteilige Festkosten für die Gas-Heiztechnik bedeutet dies eine Heizkostenersparnis von 9 867 € (siehe Rechnung, Seite 49). Hiervon müssen allerdings die zusätzlichen Kosten für den Wärmetauscher abgezogen werden. Aus den Investitionskosten von 10 000 € ergibt sich bei zehn Jahren Nutzungsdauer eine jährliche Abschreibung von 1 000 €. Hinzu kommen jährliche Unterhaltungskosten in Höhe von 200 € und eine Zinslast von 250 €. So ergeben sich feste Kosten für den Tauscher von 1 450 € jährlich. Die variablen Kosten entsprechen den durch den Wärmetauscher verursachten Mehrkosten für Strom. Für die 8 958 kWh/Jahr, die der Wärmetauscher zusätzlich verbrauchte, wurde ein Netto-Strompreis von 17 Cent/kWh angesetzt, woraus sich 1 523 € ergeben. Nach Abzug der Vollkosten für die Wärmerückgewinnung bleibt also eine Nettoersparnis von 6 894 €! Neben dem direkten finanziellen Nutzen des Wärmetauschers hat Matthias Rutz auch Vorteile für die Tiere beobachtet: „Das System sorgt dafür, dass im Winter keine eiskalte Luft in den Stall strömt. Stattdessen gelangt nur trockene und vorgewärmte Luft nach innen. Dadurch ist sowohl die Temperatur als auch die Luftverteilung im Stall gleichmäßiger. Entsprechend hatte ich noch keine Probleme mit Atemwegserkrankungen bei den Ferkeln“, freut sich Rutz. Auch die Tageszunahmen von im Schnitt 500 g bei der Aufzucht von 7,5 bis 30 kg können sich sehen lassen. Technik ist kein Selbstläufer Auch der zeitliche Aufwand für die Wartung und Pflege der Technik ist überschaubar. „Das heißt aber nicht, dass man einen Wärmetauscher einbauen kann, ohne sich dann je wieder damit beschäftigen zu müssen“, warnt Matthias Rutz alle Berufskollegen. Wichtig ist, den Wärmetauscher regelmäßig zu reinigen. Denn Staub aus der Abluft lagert sich auf den Tauscherflächen ab und verschlechtert die Effizienz der Anlage. Die Erfahrung musste auch Matthias Rutz machen: Der Stall und mit ihm der Wärmetauscher wurden zum Winter hin gebaut. Eine Reinigung für den Tauscher war zunächst nicht vorhanden. „Das war während des Winters auch kein Problem, da sich genug Kondenswasser bildete, das den Staub abwusch. Ab März jedoch ging der Wirkungsgrad innerhalb von vier Wochen merklich zurück“, berichtet Rutz. Da war es dann höchste Zeit, die Reinigungsdüsen anzuschließen, mit denen Wärmetauscher heute in der Regel ausgestattet sind. Die Reinigung läuft zeitschaltuhr-gesteuert ab. Zwei bis dreimal pro Woche schalten sich die Reinigungsdüsen ein und sprühen für drei Minuten Wasser über die Tauscherflächen. Zusätzlich kontrolliert Rutz zweimal im Jahr optisch, ob alles in Ordnung ist und die Tauscherflächen sauber sind. Bei Bedarf spült er den Wärmetauscher mit klarem Wasser gründlich durch. Fazit Um Heizkosten zu sparen, hat Ferkelerzeuger Matthias Rutz in seinen Aufzuchtstall einen Wärmetauscher eingebaut. Hierdurch spart er rund 7 000 € im Jahr. Wie Messungen der Uni Bonn bestätigten, kostet die Gewinnung einer Kilowattstunde Wärme mit dem Wärmetauscher lediglich 2,2 Cent, während sie aus Flüssiggas erzeugt über 7 Cent kostet. Der Wartungsaufwand für den Wärmetauscher ist überschaubar. Der Betriebsleiter würde die Technik auf jeden Fall wieder einbauen.
