高温高湿地区兔舍制冷空调降温效果及经济效益分析

贾 静,王美芝,靳 薇,田见晖,吴中红*

(1.中国农业大学 动物科技学院，北京 100193；2.陕西正大有限公司，陕西 西安 710000)

高温高湿地区兔舍制冷空调降温效果及经济效益分析

贾 静1,2,王美芝1,靳 薇1,田见晖1,吴中红1*

(1.中国农业大学 动物科技学院，北京 100193；2.陕西正大有限公司，陕西 西安 710000)

为了研究我国高温高湿地区兔舍制冷空调的降温效果和运行效益，为高温高湿地区的兔舍设计和降温、通风等环境调控措施的配套提供依据，针对中国宁波地区夏季高温高湿导致兔场家兔停繁三个月的严重影响现状，本文对比分析了有窗密闭空调降温舍、有窗密闭舍和开放舍三种形式兔舍夏季舍内热环境状况。结果表明：密闭空调舍的日平均温度、日最高温度以及温湿度指数均显著低于密闭舍和开放舍(P<0.01)，舍内湿度显著高于其他两舍(P<0.01)。密闭空调舍的NH3浓度和CO2浓度均显著高于密闭舍和开放舍(P<0.01)，舍内通风换气相对较差；密闭舍的NH3浓度显著低于开放舍(P<0.01)，CO2浓度与开放舍内的没有显著性差异(P>0.05)。经济分析显示，与夏季停繁三个月的模式相比，夏季使用空调降温系统保证母兔正常繁殖，能够产生良好的经济效益，在管理水平较高的兔场，具有经济可行性。

降温;制冷空调;兔舍;经济效益

中国养兔历史悠久，到20世纪90年代，中国家兔产业进入一个迅速发展阶段。FAO公布的数据显示，2011年中国兔肉产量68.5×104t，占世界兔肉总产量的40.0%[1]。中国家兔以及兔产品的生产主要集中在四川、山东、河南、江苏、浙江、河北、重庆以及福建等省市[2]。夏季高温已经成为制约家兔产业发展的主要因素之一，尤其在江苏、浙江、福建等东南地区高温影响更为突出。热应激繁殖母兔受孕率、产仔数、初生窝重、产奶量和断奶仔兔数降低[3-4]，死胎数上升，母性和性行为异常[5]。目前，我国家兔产业养殖基础设施相对薄弱，环境调控技术应用落后。我国南方地区夏季高温高湿且持续时间长，不采取有效降温措施时，我国南方地区(江苏、浙江、四川和重庆等家兔主产区)夏季一般会有2～3个月的停繁期，直接导致秋冬季兔产品需求旺盛时产品供应不足，使生产者蒙受巨大的经济损失。

目前，国内外主要采取的畜舍防暑措施，包括选择有利于通风的畜舍样式和加强外围护结构隔热等建筑防暑措施，畜舍使用降温设备等等。在畜舍内使用的降温设施设备方面，蒸发降温系统具有效果好、节能、经济、运行可靠及维护方便等优点，广泛地应用于畜舍降温。蒸发降温系统通过水分蒸发使空气中的显热转化为蒸发潜热，降温同时会大幅增加畜舍内湿度[6]。在高温高湿环境下，蒸发降温的效果会明显降低，湿帘在高湿地区降温效率仅为干燥地区的60%～80%[7]。因此，目前最为经济有效的蒸发降温方式在高温高湿地区的使用受到限制。有研究者利用地下水作为夏季的冷源进行畜舍降温，取得了较好的效果[8-9]，但是对地下水的利用受到地域的限制，同时简单的利用方式易对地下水造成一定影响[10]。

制冷空调作为一种非常有效、适用范围广的降温手段，在民居、电影院、商场等场所得到广泛的应用，并且取得了良好的降温效果。应对我国南方夏季的高温高湿气候对家畜生产的不利影响，空调也可以作为一种有效的降温手段来考虑。将压缩制冷空调用于夏季畜舍降温，从业者普遍认为成本太高，畜牧生产难以承受，但仍有一些畜牧场采用了制冷空调降温。关于兔舍夏季使用制冷空调降温的环境调控效果、投资成本、日常运行维护成本及其能够带来的经济效益等等，尚没有详实的相关研究。本文主要研究了在我国高温高湿的宁波地区夏季繁殖兔舍使用制冷空调降温的环境调控效果、存在的问题，与传统的夏季停繁三个月的生产模式相比较，核算了其投入产出和运行成本，从实际使用的经济效益分析其可行性，为高温高湿地区的畜舍设计和降温、通风等环境调控措施的配套提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验兔场及兔舍的基本状况

本试验于2010年7月中旬到8月中旬在浙江省余姚市某獭兔场进行。选择三栋养殖密度基本相等的兔舍，其中一栋兔舍为有窗密闭舍，安装了四台6HP冷库用压缩制冷空调进行降温(简称密闭空调舍)，该空调有空气内、外两种循环模式，可将室外空气进行降温处理后吹入舍内，也可控制空调空气室内循环。空调风机通风量约为7 300 m3/h。试验期间，每天早8∶00到晚23∶30开启空调降温，两台空调实行空气外循环，引入新风，另两台空调采用空气舍内循环。23∶30到早8∶30空调关闭，舍内开启四台1.5 KW功率、直径1 400 mm的轴流风机进行纵向通风。另一栋是有窗密闭舍，无降温设施(简称密闭舍)，实行自然通风。前两栋兔舍均采用铁丝笼。第三栋为南方常见的简易开放式敞篷兔舍，水泥板兔笼。三栋舍的基本情况如表1所示。三栋舍均采用人工清粪方式，每两天清粪一次。

表1 试验兔舍基本情况Table 1 Basic condition of three types of rabbit house

1.2 环境指标的检测

每天8∶00、14∶00和20∶00分别测定各舍的温度、湿度和风速。兔舍内CO2、NH3浓度在每天20∶00浓度最高时测定，并记录日最高最低温度。测定时，根据各试验兔舍的大小和笼位布置等，每隔5～10 m布一个测定点，整栋舍均匀布点。密闭空调舍共有12个测定点，密闭舍18个测定点，开放舍6个测定点。用以下温度点计算日平均温度：日平均温度=(T8+T14+2×T20)/4。

兔舍热环境综合状况用温湿度指数(THI)来评定。THI用Marai等[11]修改并运用于家兔温热环境研究的公式：

THI=db ℃-[(0.31-0.31 RH)(db ℃-14.4)]。式中：db表示干球温度，℃；RH表示相对湿度。当兔舍THI指数低于27.8时，表示周围热环境适宜，当兔舍THI指数超过28.9，家兔就处于严重热应激状态，介于两者之间时处于中度热应激状态[12]。

1.3 繁殖兔舍夏季空调降温的投入和产出效益分析

该獭兔场在不使用空调降温等措施时，一般从每年的5月初停止配种，8月初重新开始配种，母兔停繁三个月，本文按照90 d计算，根据所在规模兔场2010年实际生产中夏季两栋繁殖兔舍空调降温的投入和收益进行效益分析。表2是该獭兔场的工艺参数与生产数据。

断奶至分笼阶段死淘仔兔按照平均吃料23 d计算，育肥阶段死淘仔兔按照平均吃料30 d计算。育肥阶段死淘仔兔残皮价值每张5～15元(平均10元/张计)，育肥獭兔出栏时皮按60元/张、肉16元/kg计算。在试验期间，兔场密闭空调舍每天早8∶00到晚23∶30开启空调降温，晚23∶30到早8∶30舍内空调关闭，轴流风机开启通风。空调机组总功率115.7 kw，平均每天开启15.5 h；夜间开启4台轴流风机功率1.5 KW，平均每天开启8.5 h。电费0.68元/度。四台空调投入30万元，四台风机投入1.6万元，按五年折旧计算。繁殖母兔舍建筑与设施投入32万元，按十年折旧计算。

1.4 数据处理

数据采用Excel整理后，运用SPSS 10.进行配对t检验，结果均以平均值±标准差表示。

表2 试验獭兔场的工艺参数与生产数据Table 2 Technical parameters and production cycle in the experimental rex rabbit farm

2 结果与分析

2.1 空调降温对舍内热环境的影响

测定期内，室外日平均温度变化范围在30.8～34.2 ℃，密闭空调舍的日平均温度在26.6～29.8 ℃范围内变化，密闭舍29.3～33.3 ℃，开放舍29.7～33.2 ℃，密闭空调舍平均低于其他舍2～4 ℃。密闭空调舍内相对湿度最高达到85%以上，密闭舍相对湿度较低，为70%～80%。密闭空调舍内日最高温度在30 ℃到32 ℃之间，室内外温差达到6～13 ℃，密闭空调舍低于密闭舍2～5.5 ℃，低于开放舍3～7 ℃，且密闭空调舍内温度比较稳定，家兔热应激相对较小，基本能够满足种兔繁殖的温度要求。将日最高温度根据室外日最高温度由低到高进行排列，各试验兔舍日最高温度随室外温度的变化如图1所示，可以看出三栋舍日最高温度随室外日最高温度的变化基本呈线性，空调密闭舍日最高温度的斜率相对较小，空调舍受到室外高温的影响较小，说明空调降温有效地降低了舍内温度。

由表3可知，空调密闭舍测定期间的日平均温度以及日最高温度显著低于密闭舍和开放舍(P<0.01)。空调舍内湿度显著高于密闭舍和开放舍(P<0.05)，密闭舍湿度低于开放舍(P<0.05)。从综合温度和湿度的THI指标来看，空调密闭舍日最高温度和THI显著低于开放舍和密闭舍(P<0.01)，说明密闭空调舍内温热环境舒适度明显高于开放舍和密闭舍。

图1 各试验兔舍日最高温度随室外日最高温度的变化趋势Fig.1 Changing trends of daily maximum temperature in three types of rabbit house with the outdoor daily maximum temperature

表3 各试验兔舍热环境指标测定结果Table 3 Thermal environmental indices in three types of rabbit house

注：同行数值不同大写字母代表差异极显著(P<0.01)；相同大写字母不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。下同。

Note：Means with different capital letters within the same line differ atP<0.01,means with same capital letters but different lowercase letters within the same line differ atP<0.05.The same below.

2.2 空调降温系统对舍内空气质量的影响

密闭空调舍CO2浓度和NH3浓度分别平均为0.091%和8.02 mg·m-3，高于密闭舍的0.069%和1.98 mg·m-3，以及开放舍的0.076%和4.07 mg·m-3(图2)。密闭空调舍内CO2浓度显著高于密闭舍和开放舍(P<0.01)，NH3浓度水平显著高于密闭舍和开放舍(P<0.01)；密闭舍和开放舍内CO2浓度没有显著差异(P>0.05)，密闭舍内NH3浓度显著低于开放舍(P<0.05)。密闭空调舍内空气质量低于密闭式自然通风兔舍和开放式兔舍，但是三栋舍内CO2浓度和NH3浓度均远低于畜禽场空气质量标准有害气体最高限值[13]。

图2 试验期各试验兔舍CO2、NH3浓度Fig.2 CO2 and NH3 concentration in three types of rabbit house

2.3 兔舍夏季使用空调的经济分析

如表4所示，计算了每年夏季使用空调降温时空调和风机的投资及运行成本，同时计算了夏季生产的商品兔的饲料成本以及收益。

表4 夏季三个月采用空调降温维持母兔正常繁殖的成本、收益核算Table 4 Cost and income of keeping does' normal reproduction when cooling with air conditioner for three months in summer time

注：断奶至分笼仔兔死淘率按13%，育成商品兔死淘率按8%计。

Note： The death and culling rates of rabbits during weaning-finishing and finishing period are 13% and 8%,respectively.

夏季使用空调降温的繁殖兔舍饲养基础繁殖母兔4 276只，种公兔428只，家兔生产夏季不停繁，3个月每只母兔平均产1.621窝，需要饲料以及免疫等费用161.30万元，电费11.29万元，环控设备折旧每年6.32万元，建筑设施折旧夏季0.80万元，人工费用15.30万元。夏季生产的这批兔子在秋冬季节上市时皮肉收入共计274.57万元，除去人工、饲料、免疫及电费、设备折旧、建筑折旧等费用，总计结余79.56万元，夏季投资收益率达到40.80%。夏季正常繁殖，平均每只母兔创收186.06元，每出栏一只商品兔收入23.90元。

表5列出了传统生产方式下，夏季停繁期间的支出和收益。夏季停繁期间仅保留一半种兔，主要支出项为饲料、人工等费用，收益主要是淘汰繁殖母兔的残皮收益。经计算，饲养基础繁殖母兔2 138只，种公兔214只，夏季停繁期间的饲料费用为6.52万元，人工费用4.8万元(由于需要维持场内繁育技术人员的稳定性，在夏季停繁期间，仍需维持繁育技术人员数量，工资标准为基本工资2000元/月)，建筑、风机折旧及风机运行费用1.33万元，残皮收益0.71万元，兔肉收益0.34万元，总计结余-11.60万元，即净支出11.60万元，平均每只繁殖母兔支出54.27元。

表5 夏季母兔停繁三个月成本、收益核算Table 5 Costs and incomes of stopping does' breeding for three months in summer

注：夏季停繁种兔保留50%，种兔淘汰率按5%计；夏季停繁期间，繁育技术人员工资2000元/月；夏季无降温措施时仅两台风机，每天开启20 h。

Note: 50% of the breeding rabbits were kept in the suspended breeding pattern in summer.And the death and culling rate of the breeding rabbits is 5%；to keep a stable skilled worker team,the number of workers in the suspended breeding pattern in summer is the same as in the normal production pattern and with a wage level of 2000 yuan/month in summer； two exhaust fans run for 20 hrs everyday in rabbit house with no cooling measure in summer.

3 讨 论

3.1 制冷空调降温系统对兔舍温热环境的影响

温热环境由空气温度、湿度、气流速度和热辐射等因素综合而成，是影响家畜健康和生产、繁殖性能的重要环境因素。其中，空气温度是决定环境炎热程度的主要因素。在10 ℃～30 ℃的温度对家兔生产不会有明显影响，当环境温度超过35 ℃时，家兔无法提高自身的散热能力，体内开始积热，出现虚脱[14]，产生严重的热应激状况，一般致死温度为42.8 ℃。在空调开启时，空调密闭舍内温度控制在31.2 ℃以下，密闭空调舍的室内外温差达4.0～7.2 ℃，空调降温效果明显。

仅凭温度或者湿度等单一因子不能准确地判断家兔受到热应激状况。目前在牛、羊、猪等家畜生产中，将最初运用于评价人类在夏季各种天气条件下舒适度的温湿度指数，根据环境中空气温度和空气湿度对不同动物的影响权重不同进行修改，用于评价家畜的热环境状况[15-16]。用Marai等[12]修改的家兔THI指标衡量，中午14∶00时空调舍内温热环境对于家兔来说仍然处于中度热应激状态，可能主要原因为空调设计制冷量匹配不够，空调制冷效率较低。THI分析显示，密闭空调舍内的舒适度较高(P<0.05)，使用压缩机空调降温舍内温热环境相对舒适，虽然没有达到理想的降温效果，但已能保证母兔正常繁殖、保证了高温地区夏季家兔生产的正常进行。

3.2 压缩空调降温对兔舍通风的影响

兔舍对通风量的需求随着气候、笼位布置以及饲养密度的不同而变化。本次试验空调舍内风速分布呈现区域性差异，舍中部风速较大，部分区域达到0.6 m/s以上，两边风速偏小，基本在0.2 m/s左右。主要是因为空调直接将大量新风直接从新风口吹入，而没有进行有效地导流或者管道送风等措施来使风速分布均匀。建议在以后的空调通风设计时在考虑通风量、通风次数同时，也应该考虑舍内的气流组织形式等。密闭空调舍在空调开启时CO2和NH3浓度相对较高(P<0.05)，主要原因是为了降低空调运行时的电力负荷，人为降低了空调的换气次数，在每天空调开启的时间段内，空调舍内的CO2和NH3没有及时的排出室外，在舍内积聚。但是该舍内CO2和NH3均未超过畜禽场空气质量标准允许的上限[13]，因为该兔舍在夜间温度较低时关闭空调后，使用四台直径1.4 m的轴流风机进行纵向负压通风，加大了舍内的通风量，对兔舍进行充分的换气，将舍内白天空调运行时换气不足积存的CO2和NH3排出舍外，使舍内空气质量并未持续恶化。在两种通风方式的交替进行下，舍内的空气质量保持在一定范围内，基本满足了家兔的生理需求。

对于空调开启时舍内CO2和NH3浓度相对较高的问题，可以通过增加清粪频率以及加大空调的换气次数得到改善。但是在实际生产中，如果加大空调的换气次数，对空调的制冷量、制冷效率等的要求更高，需要的设备一次性投入和日常运行费用都会相应的增加，需要根据生产实际寻找平衡点。

3.3 兔舍使用压缩空调降温的经济意义

本研究中，只考虑家兔的饲料成本、环控设备的一次性投资以及运行成本等因素时，夏季使用空调降温以保证母兔的正常繁殖，取得了可观的经济效益，尤其与传统停繁模式下的收益相比较。在本次的计算过程中，所有数据均根据所在兔场的实际生产水平计算得出。总体来说，该场的母兔年提供商品兔以及兔皮价格均处于我国家兔养殖业的较高水平，如果兔场的种兔繁殖力和兔皮价格较低，不建议采用空调这种一次性投入和日常维护费用均较高的降温方式。

通过对该场的调查，该场的优点主要有以下几个方面：该场空调密闭舍于近年新建，兔舍的保温隔热性能以及密封性较好，能够有效地保证使用空调系统及负压排风系统的使用效果，从而对繁殖种兔的繁殖效率提供了有效的保障。同时该场所用饲料配方中，苜蓿草粉等优质原料的比例较高，虽然成本较高，但是保证了家兔的高繁殖力、高存活力和优质的家兔产品。而且，夏季繁殖生产的商品兔在年底集中上市时正好是兔皮质量最好的时间段，保证了产品上市时的价格优势。该场可观的经济效益，是良好的兔舍条件、合理的饲料配方和管理等因素的综合表现。

4 结 论

我国东南地区夏季高温高湿，不利于家兔的正常生产，尤其影响种兔的繁殖。空调降温适用的区域以及工况比较广泛，使用压缩机空调的降温效果显著。兔舍夏季使用空调降温的经济适用性分析表明，在管理良好的兔场，使用空调降温能够取得良好的经济效益。但是空调系统前期的设计安装、制冷效率以及换气次数等需要更加精确，且应该结合运行成本等综合考虑。在没有更加经济有效的降温措施时，使用制冷空调降温可以作为东南地区夏季畜舍降温的技术手段之一。

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Keywords：cooling;refrigeration and air conditioning;rabbit house;economic analysis

CoolingEffectofRefrigeratingAirConditionerontheRabbitHouseThermalEnvironmentanditsEconomicBenefitsinHotandHumidAreainChina

JIA Jing1,2,WANG Mei-zhi1,JIN Wei1,TIAN Jian-hui1,WU Zhong-hong1*

(1.CollegeofAnimalScience&Technology,ChinaAgriculturalUniversity,Beijing100193,China2.CPgroupofXi'an,Shannxi710000,China)

High temperature and humidity adversely affect rabbit production in hot and humid areas in China.Breeding is always suspended for 2-3 months to avoid serious health injury when there is no effective cooling method.This experiment was conducted to evaluate the effect of refrigerating air-conditioner on the thermal environment of rabbit house and its economic feasibility in hot and humid summer of Ningbo,a southeastern coastal city in China.The thermal environment of three types of rabbit houses,window-closed rabbit house cooling with air-conditioner,window-opened rabbit house with natural ventilation,and open rabbit shed were compared in this study.As a result,the average of temperature-humidity index (THI) in window-closed air-conditioning house was 28.2,and the minimum was 26.6,lower than THI in the other two types of houses significantly(P<0.01).Whereas the concentrations of CO2and NH3in closed air-conditioning house were relatively higher.Economic analysis in farms with better management shows that compared with the three-months breeding suspended pattern in summer,keeping does' normal breeding with air-conditioning cooling system in suwmer is feasible and has good economic profits.

2012-06-21，

2012-09-27

国家兔产业技术体系(CARS-44-D-4)；公益性行业农业专项(201303145)

贾 静(1988-)，女，陕西商洛人，硕士研究生，研究方向：畜禽环境工程。E-mail：jiajing@cau.edu.cn

*[通讯作者]吴中红(1970-)，女，甘肃静宁人，博士，副教授，博士生导师，研究方向：畜禽环境工程、环境与动物生殖发育。E-mail：wuzhh@cau.edu.cn

S811.6

A

1005-5228(2014)01-0043-07