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        豬場常見的設施設備改善有需求,都有哪些優點?

        供稿:豬豬俠

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          經歷了近十幾年現代化豬場的建設,尤其是近幾年的快速建設期,我國豬場設施設備自動化的水平長足進步,應對各種生物安全風險也形成了各種配套設施設備方案。但依然有相當比例的豬場,存在著各種問題或待改善點,為了應對未來新的競爭環境,如何針對已有建設豬場不斷改善設施設備應對未來挑戰,是后續一段時間需要解決的核心問題。本文梳理了目前豬場常見的一些改善需求。

           

           

           

          生物安全措施帶來的通風挑戰

           

           

           

          問題1:增加不銹鋼防蚊蠅網,影響通風效果

           

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          問題原因:不銹鋼防蚊蠅網對于通風會產生較大阻力,影響通風量進而影響通風效果,對生產成績產生影響

           

           

           

          改善方案:紗網一般經驗上取進風面積的2-3倍,以減少對通風的影響。

           

           

           

          豬舍濕簾外側安裝不銹鋼防蚊蠅網

           

          1 豬舍濕簾外側安裝不銹鋼防蚊蠅網

           

           

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          問題2:采用實體隔欄,影響通風效果

           

           

           

          問題原因:出于防疫考慮,很多豬舍采用了實體隔欄的方式,傳統的隧道式通風,豬活動區域很難形成有效風速,導致夏季降溫效果差,生產成績降低。因此對于是否加設實體隔欄存在一些爭議,目前可以確定的有以下一些情況。

           

           

           

          1)實體隔欄無法避免欄間的空氣流通

           

           

           

          2)實體隔欄可有效減少豬只口鼻接觸

           

           

           

          3)增加實體隔欄的隧道通風豬舍,如不額外增加設備無法對豬活動區域提供有效風速

           

           

           

          改善方案:針對隧道通風豬舍給出以下建議

           

           

           

          1)單個單元存欄較少的項目,建議結合獸醫意見,取消實體隔欄

           

           

           

          2)單元較大的項目如采用實體隔欄,可增加擾流風扇或送風管道,對豬活動區域提供風速。

           

           

           

          豬舍內采用實體隔欄

           

          2 豬舍內采用實體隔欄

           

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          空氣過濾改造——生物安全提級

           

           

           

          生物安全風險是目前養豬場面臨的核心風險,而且新的風險一直在出現,例如藍耳病新毒株在歐美產生了較大的損失和影響,一些空氣過濾豬場也感染了藍耳病新毒株。新的生物安全挑戰需要生物安全體系進一步針對性加強和完善。

           

           

           

          越來越多的項目,尤其是在北方區域的項目,開始考慮進行空氣過濾改造。目前做空氣過濾改造的目標可以梳理為以下四點。

           

           

           

          1)低成本——降低通風量的同時保障夏季降溫

           

           

           

          2)亞高效——MERV14-16

           

           

           

          3)全季節——降低通風量的同時保障夏季降溫

           

           

           

          4)正壓優先——良好氣密性是前提

           

           

           

          其中最核心的部分在于實現降低通風量的同時保障夏季降溫效果,這是實現低成本、亞高效、全季節空氣過濾的前提。如果通風量無法降低,空氣過濾的成本將無法得到有效控制。

           

           

           

          因此如何有效降低通風量成為大家關注的要點,所以出現了各種精準送風的模式。對于精準送風模式而言,夏季降低了通風量,怎么實現豬只有效散熱,是一個挑戰,以下對比3種方式,分別做一下簡單測算。

           

           

           

          假設條件:100kg的育肥豬,舍外空氣35℃,60%的相對濕度。采用濕簾降溫的話濕簾效率按70%核算,經過水簾后空氣溫度30℃,87%的相對濕度。風管送風假設在豬活動區域形成2m/s風速。具體計算過程請大家參照艾奧瓦州立大學的Dr. Steven Hoff在《Livestock Housing》一書中的測算。

           

           

           

          1)濕簾降溫+風管送風

           

           

           

          熱對流散熱71 W,熱輻射散熱 74 W,呼吸散熱 123 W,體表水分蒸發散熱0 W。以上四種散熱方式合計總散熱潛能268 W。

           

           

           

          2)風管送風+豬只噴淋

           

           

           

          不采用濕簾,采用噴淋系統假設打濕30%豬體表,2m/s風速。計算主要散熱途徑的散熱量,熱對流散熱21 W,熱輻射散熱19 W,呼吸散熱152 W,體表水分蒸發散熱 446 W。以上四種散熱方式合計總散熱量潛能638 W。

           

           

           

          3)濕簾降溫+風管送風+豬只噴淋

           

           

           

          熱對流散熱71 W,熱輻射散熱 74 W,呼吸散熱 123 W,體表水分蒸發散熱399W。以上四種散熱方式合計總散熱潛能667W。

           

           

           

          可以看出采用噴淋方式大幅提高了豬只的散熱潛能,進氣前端增加濕簾提高降溫潛能幅度相對有限。對于精準送風而言噴淋是可行的方式,但是噴淋系統需要注意以下兩點。

           

           

           

          1)噴頭選擇要能打濕足夠的體表面積,水從豬體表流走不能帶走多少熱量,從體表蒸發才行。分娩豬舍采用扇形噴頭是有效的方式。

           

           

           

          2)噴淋控制時間非常關鍵,開啟時間足夠打濕豬只體表即可,要留出足夠體表蒸發干燥時間。如果棟舍較大可采用分組控制,錯開噴淋時間,避免濕度過大。

           

           

           

          結合以上分析,針對空氣過濾改造項目有以下建議

           

           

           

          1)針對大棟小單元豬舍改造和新建項目,可以采用圖3所示方案

           

           

           

          濕簾外側增加空氣過濾隔間,走廊位置增加正壓送風風機,舍內采用全季節風管送風,配合噴淋降溫系統,并針對性改善豬舍氣密性。

           

           

           

          大棟小單元豬舍空氣過濾改造方案示意

           

          3 大棟小單元豬舍空氣過濾改造方案示意

           

           

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          2)對于傳統大棟美式豬舍,改造方式目前有多種,優缺點如下

           

           

           

          ①按照圖4所示正壓空氣過濾模式改造

           

           

           

          可實現亞高效、全季節、正壓優先這三點目標,但成本較高。屋頂空間需要做保溫氣密改造且需要定期維護,原有通風設備需要進行大比例更換。

           

           

           

          正壓空氣過濾豬舍通風模式示意

           

          4 正壓空氣過濾豬舍通風模式示意

           

           

           

          ②采用負壓空氣過濾、美式通風方式進行改造,濕簾外側、吊頂進風口增加亞高效過濾器

           

           

           

          可實現亞高效、全季節的目標,但成本依然較高(相較正壓過濾改造豬舍改造費用有所降低),原有通風設備需要進行大比例更換。

           

           

           

          ③豬舍側墻加設空氣過濾機組通過風管向豬舍內送風

           

           

           

          一般只針對冬季通風實現亞高效空氣過濾,可以實現低成本、冬季亞高效和正壓優先三點目標,但是無法實現全季節空氣過濾,且豬舍依然要做氣密性加強的改善依然存在其他季節的生物安全風險。

           

           

           

          針對以上項目存在的問題,針對大棟美式豬舍的空氣過濾改造,建議采用夏季舍內送風管提供豬活動區域風速,結合過濾器分布設置,實現低成本、亞高效、全季節、正壓優先這四點空氣過濾目標。圖5為大棟配懷舍、育肥舍通風管CFD模擬示意。

           

           

           

          通風管軸心空氣速度云圖

           

          5 通風管軸心空氣速度云圖

           

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          空氣過濾方案的注意要點

           

           

           

          實現空氣過濾低成本,需要采用精準送風加噴淋降溫的方案保障降溫效果,該方案相較傳統美式通風模式復雜度大幅增加,需要針對豬舍情況、所處區域氣象條件,進行針對性方案模擬、設計,以免出現夏季降溫效果無法保障的情況。

           

           

           

          熱交換改造——豬舍能耗改善

           

           

           

          熱交換是利用排出空氣對進入新風進行加熱。這一過程實現了排出空氣的余熱回收。豬舍采用熱交換有以下幾點好處:

           

           

           

          1、節能。豬舍因為存在有害氣體、濕氣的產生,所以通風是必須的,冬季一半以上的熱量損失是由通風產生的。

           

           

           

          2、冬季氣流分布改善。冬季進入豬舍的空氣經過熱交換加熱后,溫度升高,氣流分布情況會得到改善。

           

           

           

          應用熱交換系統降低采暖成本是豬場能耗降本方面最大的潛力點之一。經過合理配置,即使在東北寒冷區域,也可以實現無供暖豬舍,實現降本。保障豬舍良好保溫氣密性能的前提下,應用熱交換系統可以大比例降低空間加熱的需求。

           

           

           

          熱交換的原理相對簡單,但是熱交換的形式卻有多種。本文討論的主要是空氣對空氣型的熱交換系統。在豬舍應用的熱交換系統常見的有以下幾類:

           

           

           

          1、集成式熱交換設備。單個設備通風量從幾千立方米每小時到幾萬不等,裝在豬舍側墻。國內外多個廠家提供多種類型設備。

           

           

           

          優點:設備集成度高,設備不占用舍內空間,改造項目可靈活加設

           

           

           

          缺點:投資相對較高,熱交換效率相對較低

           

           

           

          2、舍內管道式熱交換系統。在舍內上部空間布設熱交換管道,與舍內空氣形成熱交換。

           

           

           

          優點:投資低,改造項目可靈活加設

           

           

           

          缺點:占用較多舍內空間,熱交換效率相對較低,結露問題

           

           

           

          3、地溝管道式熱交換系統。通過熱交換管道與地溝通風結合,在地溝內形成熱交換。

           

           

           

          優點:投資相對較低,熱交換效率高

           

           

           

          缺點:改造項目需做土建適配,清理困難

           

           

           

          無論采用哪種形式的熱交換系統,熱交換系統的設計要與項目所在地氣候條件,豬舍類型、飼養量,豬舍冬季送風系統設計等充分結合,如為改造類項目還需要考慮原有豬舍建設情況,所以系統的設計非常重要,需要一場一策,一舍一策。

           

           

           

          結語

           

           

           

          本文對目前豬場常見的一些改善需求進行了說明,并提出了相關建議,希望對讀者有所幫助。


          (審核編輯: 豬豬俠)

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