猪舍通风和温控技术

猪舍通风和温控系统

随着养猪业集约化和工厂化, 猪舍的环境控制问题己逐渐为人们所认识和重视, 而猪舍的通 风状况和温湿因素是猪健康生活的最关键的温热环境因素,也是其生产性能最大的影响因 素。 为此, 国内外畜牧工程技术人员在研究猪舍通风、 降温和加温技术及其应用等方面做了 许多工作,并取得了一定成果,现简要综述如下:

一、通风技术

合理确定猪舍通风量是做好通风系统设计的前提。 我国学者对通风量的设计和计算方法 进行了研究, 将周围性不稳定传热理论引入畜舍围护结构的穿热效应计算中, 提出了夏季最 大通风量和冬季最小通风量的计算公式,为合理确定猪舍通风量提供了切实可行的理论依 据。

总体上, 猪舍通风方式从大的方面分, 主要有自然通风和机械通风 2种。 随着通风设备和相 关应用技术的研究开发, 国际上出现了专供畜禽舍用的高效、 省电、 可调节风速和风量的机 械通风系统。 目前应用较多的为负压通风系统, 其具有结构相对较简单, 投资少和管理费用 低等优点,不过,这种系统仅适用于跨度在 20 II1以内的畜舍,且由于无法调节控制入舍 空气的某些状态 (如温湿度状况等 ) , 故对于多风严寒地区不太适用。 相反, 正压通风系统可 对进入空气进行加热、 冷却、 过滤等预处理, 从而可有效保证猪舍内的适宜温湿状况和清洁 空气环境的稳定性。 故特别适用于严寒或炎热地区使用, 但它又有着结构复杂,造价高,管 理费用高等缺点。

近年来,许多科学工作者对纵向通风技术 (较早使用的为横向通风系统 ) 也进行了大量的研 究, 并提出了进、 排气口的布置方法和所需的进、 排气口面积等的计算方法及配套风机的布 置方法。 相比于横向通风系统, 纵向通风系统具有气流分布均匀, 通风、 降温和排污性能好, 可将净道和污道明显分开,避免相邻舍的对吹和对吸,易于消除有害气体滞留死角等优点。

若将该通风方式与湿帘 (或称水帘 ) 配套使用还可以非常有效地达到夏季降温的目的, 这在我 国部分气候炎热地区已经有了较多的使用,且效果均较为理想。

二、降温技术

在降温技术方面, 国内外畜牧工程科研人员已做了深入的研究, 并取得了较成熟、 完善 且实用的降温技术。 其中, 用水汽蒸发吸热的蒸发降温技术就已得到广泛应用, 此外通风降 温技术和接触降温技术的使用效果也较好, 但这些仍处于进一步研究和完善之中。 湿垫风机 降温系统的原理是使空气通过湿润的多孔物质 (湿垫 ) 蒸发水分而达到降低空气温度的目的。 正常的湿垫蒸发降温效率一般为 75%-78%,通风阻力损失为 10-40 Pa。美国 50年代就开 始了这种降温系统的研究,并逐步成熟和推广应用。我国 80年代才引进此系统, 1988年北 京农业工程大学研制成功了适合我国畜牧业生产条件的湿热风机降温系统。 此系统降温效果 较为显著,运行可靠,但由于空气中尘垢和水中盐类在湿垫中的沉积会使其工作效率降低, 且用纸制的湿垫在保存过程中易损坏,使用后产生收缩与变形,产品寿命较短,价格较贵, 且难以用于开放或自然通风场所, 这方面问题还需要关于材料耐用性方面的研究才能得以解 决。

细雾蒸发降温系统主要采用水力或气力将水雾化的方法向要降温的猪舍直接喷入细雾 使之蒸发冷却空气。 其降温效率不及湿垫降温好, 如 Timmons 和 Baughman 在水压 275-1 380Pa 时测其降温效率为 10%--37%。此系统最大的缺点是降温效率不高,但它投资较低,适用 性广,且在发达国家设施农业中的应用相对较广。

集中雾化降温系统是室外空气在设有喷雾装置的雾化室中被降温后再进入猪舍内。 空气的蒸 发降温是在雾化室中进行的, 故降温完全均匀, 且对雾滴的直径要求不高, 未蒸发雾滴可回 收利用, 舍内的湿度也相对较小, 但此系统对雾化室的要求较高。 在我国马承伟等首次对沸 腾炉式集中雾化降温系统进行了研究,取得了一定的效果。

集中细雾降温系统是另一种较为新型的猪舍降温系统, 多用于保育舍等密闭畜舍中。 它由喷 嘴装置、气流导向帘、风机和送水系统组成, 把喷嘴集中在一起喷雾, 利用风机来组织细雾 的气流方向,从而达到降温的目的。其降温效果约为 80%,能降低温度 3℃~5℃。该系统 综合了细雾蒸发降温与集中雾化降温的优点。 降温效果显著、 投资少。 但小雾滴容易凝集成 水滴使其蒸发不完全, 从而舍内的湿度会过大, 这是该系统应进一步解决的问题。 针对分娩 舍中的母猪与仔猪对环境温度的要求不同, 一般宜采用滴水降温系统, 此系统利用滴水和正 压送风的方法仅对猪的头部周围区域进行降温, 从而使母猪有一个凉爽的环境, 同时仔猪仍 处于较高的温度环境之中。 通过试验表明, 滴水降温可获得母猪更高的日进食量, 对母猪和 仔猪都非常有利。

地下管道通风降温系统是一种结构简单、 节能、使用寿命长、 管理维护方便、 降温效果 好、能避免舍内高湿环境的降温方式。除此以外, 它还可以用于冬季畜舍的保温。 我国首先 利用地道通风降温系统的猪舍于 1985年在深圳建成,一经使用便取得了较好的效果,猪舍 内空气能降低 3℃~5℃,湿度也始终低于 85%。当然,这种地下管道通风降温最大的不足 就是一次性投资大, 建造费用较高, 应从降低工程量、 材料成本和造价方面进行优化设计和 建造。

在德国, 有些较大型猪场使用“诺廷根”福利型养猪系统的冷枕头设备为猪体降温, 可提高 综合经济效益 10%以上。目前,我国也在引进这种猪场系统,并针对我国地域和空间的实 际情况进一步进行有针对性的研究和改造。

还应继续加强, 为猪场的环境工程设计提供科学依据, 为有效的组织养猪生产和提高生产力 提供工程技术和设施保障。 在环境自动控制方面, 即如何降低成本特别是如何切实把猪生产 的自动控制技术与管理技术结合起来等方面是将来应加强研究的方向。 实现养猪生产的实时 监控,信息的实时反馈和环境因素的实时调控。一句话,实用化、智能化、自动化和“傻瓜 化”的猪生产管理与控制是工厂化集约化养猪环境工程技术研究的目标。

三、加温技术

猪舍加温技术主要应用于仔猪饲养舍和寒冷地区。 传统的加温技术主要是通过生炉或安 装暖气的方法达到目的的, 但猪舍内的气温总是不均匀且浪费能量。 现在, 关于猪场的仔猪 采暖保温设备方面有了很大发展和进步, 比如, 针对过去红外线灯遇水易破裂的问题, 研制 出了防水红外灯; 针对电加热温度不能根据仔猪的需要变化的问题又已研制成了可人工调节 的保温板; 有些厂家采用红外发热器, 利用玻璃钢做成保温箱, 其热效率和耐用性都得到了 很大的改善,但也还存在能量利用率低、设计不够合理、效果较差、使用不方便等缺点。日 前, 有厂家研制出热循环保温箱和底板 PTC 加热式保温箱, 它们配有灵敏的温度控制系统和 可避免过于强烈的辐射的控制系统, 且具有日耗电量低和使用方便等特点, 可大大提高仔猪 成活率。

通风系统热能回收技术是利用通风循环作用对余热进行回收的一种系统装置。 当对猪舍 进行通风换气时,舍内热空气通过热能回收装置把热量传给室外冷空气,使舍内温度提高。 现在经常采用的是用板翘式交换器作为热能回收装置, 它的结构简单紧凑, 在小温差下能有 较大的余热回收效果,能进行显热和余热的交换,并在吸、排气之间无交 *感染。

目前, 德国和瑞士等国家流行一种前端敞开并挂帘的新型暖床。 这种结构最大限度地满 足了猪呼吸新鲜凉爽空气的需要和身体部分处于温暖舒适环境中的要求。 在寒冷地区用于节 能保温猪舍的使用效果好、造价低、 节能。 另外,对于敞开的猪舍采用塑料暖棚保温技术也 能起到良好的保温作用,不过,它多适用于农户而不适合较大型的工厂化养猪的猪舍。 综上所述,在短短不到 20年的时间内,我国关于现代化养猪的猪舍环境工程技术的研 究在引进国外部分先进技术的基础上已得到了较大的发展, 并取得了一定成果, 有些成果也 已经在实践中获得了很大的社会效益和经济效益。 但从实际出发, 我国集约化和工厂化养猪 业的发展毕竟还处于初级阶段, 相关应用技术和技术基础的研究还远远不够, 今后在这方面