猪舍冬季热交换通风工艺的探讨
2021-01-09栗艳博魏传祺贾立松
栗艳博 魏传祺 曹 翔 贾立松
(北京京鹏环宇畜牧科技股份有限公司,北京海淀 100089)
根据猪的生长需要,为猪提供舒适的温度和通风量,同时排出猪舍内的有害空气(氨气、硫化氢、二氧化碳、一氧化碳)、湿气、粉尘。保障温度和通风的均匀性,有效降低温度及通风不均匀或温度变化幅度较大所造成的冷应激和热应激给猪带来的影响,从而提高猪群福利和健康水平,保证饲料消化率和利用率,从而提高猪群生长速度,提升生产效益。
猪舍通风主要分为:夏季通风、过渡季节通风、冬季通风。冬季通风又叫最小通风,既要保证猪的呼吸量,又要保证猪舍排出最小的热量,这就是最小呼吸量。
传统冬季通风条件下冷空气直接进入猪舍,猪冷应激较大。热回收系统是利用舍内动物产生的热量,为进舍的新风进行加热,从而使新风温度提高至一定温度,避免动物与冷空气直接接触,减少冷应激,并且减少舍内的热量损失,降低了冬季供暖成本,实现通风与保温的平衡。随着养猪行业的发展和对猪场运营成本的重视,越来越多的热回收系统被广泛应用。笔者就行业中应用较多的几种热回收系统结构形式进行简单介绍。
1 舍内地沟风道式热回收系统
该系统主要是在舍内粪沟中间设计风道,在风道中设计热交换风管,风道和风管就组成了热交换腔,如图1A所示,进风风机和排风风机设计在同侧,舍内废气通过风道排出舍外,外界新风通过风管进入舍内,废气的热量通过管壁传给新风,如图1B所示。
此热交换系统利用了舍内漏粪板以下的空间,节省了舍内空间,排风方向和新风方向逆向,使新风得到充分预热。此系统的造价主要在建筑结构上,和建筑配合紧密,建筑的密封性和保温性是保证此系统热回收效果的关键。
此系统需要配合尿水泡粪工艺,因为尿水泡粪工艺造成舍内湿度大、氨气浓度大,地沟风道排风可以让漏粪地板下始终处于负压状态,氨气不能上升到猪活动的空间,蓄粪池内的湿气、氨气和漏缝地板表面的水分,被抽排出舍外,这样舍内洁净度大大提高,漏缝地板表面的水分被快速蒸发,漏缝地板保持干燥。此系统为精准排风和精准送风,有效改善舍内空气质量。
此系统地沟内风管可以采用PE膜,也可以采用热交换效率更高的金属风管,金属风管比PE膜造价高,目前使用比较多的是PE膜。
2 舍内风管式热交换腔热回收系统
该系统结构主要是在舍内地上部分,热交换腔舍新风风管都在地上,如图2所示,占用舍内空间较多,会和舍内的料线设备、供暖设备、水线和电线交叉干涉,进风风机和排风风机设计在两侧,舍内废气通过热交换腔排出舍外,外界新风通过热交换腔进入舍内,然后再通过新风风管进入舍内,废气的热量通过管壁传给新风。
此系统造价主要在设备上,和建筑结合较少,但是此结构占用了舍内较多空间,在有吊顶的猪舍,空间紧张,在过渡季节再用吊顶通风小窗通风的话,就需要加高建筑结构,增加建筑投资成本,而建筑加高,舍内空间就会加大,必然会增加冬季采暖成本,这样和节能就会产生矛盾。所以在过渡季节配合风管通风才能解决该问题。如果是没有吊顶的猪舍,就有足够的空间安装此系统,没有上述影响。
另外此系统也不需要尿水泡粪的工艺配合,不受此限制,清粪工艺更加灵活,可以使用刮粪板清粪工艺,不至于尿粪长期在舍内堆积,可有效改善舍内空气质量。
3 舍外箱式热回收系统
这种热回收系统的热交换腔主要是做成一个集装箱,放在猪舍的一侧,如图3所示,与上述两种热交换系统不同,此结构体积比较大,可以为一栋舍的不同单元提供新风,不同单元共用一套热交换腔,不能实现独立控制,而上述两种结构,一般是一栋舍的一单元一套系统,可以实现独立控制。
此结构的热交换腔主要由金属制成,热交换效率较高,造价也高,另外不同于上述两种结构,此结构安装于舍外基础上,因此就需要在热交换腔做保温结构,增加设备投资成本。舍内废气被抽到舍外再与新风进行热交换,路径加长,温度也会随着降低,整体热交换效率并不比上述两种高。
4 舍外埋地式热回收系统
这种热回收系统的热回收交换腔设计在猪舍上墙的一端,并且设计在地面以下,不占用舍内地上空间,就不会和其他设备交叉干涉,不占用地下的空间,就不用配合尿泡粪工艺。如图4所示,和舍外箱式热回收系统不同,此热交换腔埋在地下,利用土建做热交换腔的外壳,这样就不用另做保温结构,大大减少了设备造价。
此系统和舍内地沟风道式热回收系统相似,热交换风管可以采用PE膜,也可以采用热交换效率更高的金属风管。
5 结语
上述4种热交换系统各有特点,根据不同的现场条件、不同地区的气候特点、不同建筑的结构、不同的通风工艺、不同的舍内相关设备等等,选用适宜的热交换系统。总之热交换系统是一种节省冬季采暖成本的系统,但此系统并不能代替供暖设备。