仔豬局部加熱保溫設(shè)備概述

鄭 萍張繼成黃 賀 劉洪貴滕小華*

（1東北農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣與信息學(xué)院，黑龍江哈爾濱 150030；2東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，黑龍江哈爾濱 150030；3東北農(nóng)業(yè)大學(xué)新農(nóng)村發(fā)展研究院，黑龍江哈爾濱 150030）

仔豬局部加熱保溫設(shè)備概述

鄭 萍1張繼成1黃 賀2 劉洪貴3滕小華2*

（1東北農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣與信息學(xué)院，黑龍江哈爾濱 150030；2東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，黑龍江哈爾濱 150030；3東北農(nóng)業(yè)大學(xué)新農(nóng)村發(fā)展研究院，黑龍江哈爾濱 150030）

哺乳仔豬處于豬生長(zhǎng)發(fā)育的早期階段，是養(yǎng)豬生產(chǎn)中的一個(gè)關(guān)鍵階段。由于哺乳仔豬體內(nèi)存儲(chǔ)的能量不多、免疫機(jī)能和體溫調(diào)節(jié)機(jī)能不健全，生產(chǎn)中一般采取局部加熱保溫措施來(lái)保證仔豬生長(zhǎng)發(fā)育所需的溫度。因此，本文闡述了加熱板、紅外線保溫?zé)?、保溫箱三種常用仔豬局部加熱保溫設(shè)備的組成、原理、特點(diǎn)和局限性，以及仔豬局部加熱保溫設(shè)備向智能化、精確化和低功耗發(fā)展的趨勢(shì)，以期為豬場(chǎng)仔豬局部應(yīng)采取的保溫措施提供參考。

哺乳仔豬；局部加熱；保溫方式

S818.2

A

1673-4645(2017)12-0054-03

2017-11-21

國(guó)家生豬產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系子課題（CARS-35-XXX）

鄭萍（1980-），女，博士，副教授，主要研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)電氣化與自動(dòng)化，E-mail：zhengping@neau.edu.cn

*通訊作者：滕小華（1963-），女，博士，教授，博士生導(dǎo)師，主要研究方向?yàn)樯鷳B(tài)毒理、環(huán)境調(diào)控和動(dòng)物福利，E-mail：tengxiaohua@neau.edu.cn

豬肉是城鄉(xiāng)居民肉類消費(fèi)的主要來(lái)源之一，我國(guó)是豬肉消費(fèi)和生豬生產(chǎn)大國(guó)。2014年FAO數(shù)據(jù)顯示，世界豬肉產(chǎn)量為1.15×108噸，中國(guó)豬肉產(chǎn)量為5.54×107噸，占世界豬肉產(chǎn)量的48.17%。2014年世界生豬飼養(yǎng)量為9.86×108頭，中國(guó)生豬飼養(yǎng)量為4.80×108頭，占世界生豬飼養(yǎng)量的48.68%。哺乳仔豬的生產(chǎn)管理是養(yǎng)豬的重要環(huán)節(jié)之一，由于仔豬處于豬生長(zhǎng)發(fā)育的早期階段，體內(nèi)存儲(chǔ)的能量不多、免疫和體溫調(diào)節(jié)機(jī)能不健全、體重小、單位體重的體表面積相對(duì)較大、被毛不濃密以及皮下脂肪薄，因此哺乳仔豬對(duì)環(huán)境溫度適應(yīng)性較差[1]。所以給哺乳仔豬提供適宜的環(huán)境溫度顯得尤為重要，環(huán)境溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)給仔豬生長(zhǎng)發(fā)育帶來(lái)不利影響。如果環(huán)境溫度低于仔豬適宜溫度范圍，仔豬抵抗力降低，引起仔豬消化道、呼吸道方面的疾病，導(dǎo)致腹瀉和低血糖癥[2]。低溫還導(dǎo)致仔豬因怕冷聚攏在母豬周邊，增加被母豬壓死的幾率[3]；長(zhǎng)期低溫，甚至導(dǎo)致仔豬凍死。

仔豬出生后，皮膚較薄、體溫不恒定。剛出生時(shí)體溫最高，之后隨著日齡的增加而下降，因而仔豬在哺乳階段要求的適宜溫度也隨著出生日齡的增加而遞減。魏國(guó)生等[4]1997年報(bào)道哺乳仔豬出生后適宜溫度：0—3日齡為35℃～29℃，3—7日齡為29℃～25℃，7—14日齡為28℃～24℃，14—21日齡為26℃～22℃，21—28日齡為25℃～21℃，28—35日齡為22℃～20℃。娜日娜等[5]2015年也有類似報(bào)道。哺乳母豬的最適溫度為15℃[4]，哺乳仔豬的最適溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于哺乳母豬。在我國(guó)北方，大部分時(shí)間室外溫度低于仔豬的最適溫度。因此，在養(yǎng)豬生產(chǎn)中，為了同時(shí)滿足母豬和仔豬的溫度要求，在外界溫度低于仔豬最適溫度要求時(shí)，采用哺乳仔豬舍局部保溫措施，可以提高仔豬免疫力、降低能量消耗、提高養(yǎng)豬生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益且有助于福利養(yǎng)豬。目前，國(guó)內(nèi)外豬舍主要采用加熱板、紅外線保溫?zé)艏氨叵涞染植勘鼗蚣訜嵫b置。這些裝置針對(duì)仔豬的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)不同保溫設(shè)施的能源轉(zhuǎn)化，以期實(shí)現(xiàn)仔豬舍局部保溫的目的。

1 仔豬舍局部加熱保溫設(shè)備

1.1 加熱板

加熱板的局部加熱保溫原理是加熱板位于仔豬休息區(qū)地面，以熱輻射方式自下而上地散發(fā)熱量，用于仔豬腹部加熱保暖，可以有效預(yù)防仔豬腹瀉等疾病。缺點(diǎn)是加熱板主要是對(duì)空氣加熱，會(huì)造成空氣局部分層，引起豬舍內(nèi)熱空氣與冷空氣對(duì)流，對(duì)仔豬造成不利影響。目前加熱板主要有水暖加熱和電熱板加熱兩種。

⑴水暖加熱：將水暖管道鋪設(shè)在仔豬休息區(qū)的混凝土中，熱水進(jìn)入水暖管道，進(jìn)而加熱混凝土地面達(dá)到豬舍局部加熱的目的。養(yǎng)豬場(chǎng)通常采用鍋爐燃燒煤炭為水暖加熱提供熱源，鍋爐由主機(jī)、水溫散熱器、溫控箱、引風(fēng)機(jī)及管道組成。因?yàn)樗哂泻軓?qiáng)的蓄熱能力，所以水暖加熱可以避免溫度在短時(shí)間內(nèi)大幅波動(dòng)，有利于保持水泥地面的溫度恒定。由于鍋爐燃煤作為熱源的成本較低，因此中小型豬場(chǎng)多采用水暖加熱。此外，鍋爐燃煤作為熱源的水暖加熱存在以下缺點(diǎn)：①由于水暖系統(tǒng)的管道長(zhǎng)，造成熱量流失，能源利用率低；②豬場(chǎng)所使用水暖加熱鍋爐，難以及時(shí)調(diào)控水溫；③煤炭燃燒會(huì)造成一定環(huán)境污染[6,7]。

⑵電熱板加熱：電熱板通過(guò)電熱線將電能轉(zhuǎn)化為熱能，通常采用固定式混凝土電熱板和可拆卸式電熱板。固定式混凝土電熱板是將電熱線鋪設(shè)在仔豬休息區(qū)的混凝土里，通過(guò)加熱電熱線，進(jìn)而加熱混凝土達(dá)到局部加熱的目的。其缺點(diǎn)是固定式混凝土電熱板的電熱線因鋪設(shè)混凝土里容易腐蝕老化、不易維修和更換，所以使用壽命短。可拆卸式電熱板可以避免固定式混凝土電熱板的一些缺點(diǎn)?？刹鹦妒诫姛岚逵呻姛峋€和絕緣板組成，電熱線位于兩層絕緣板之間。通電后，電熱線將電能轉(zhuǎn)化為熱能，向室內(nèi)傳遞熱量。可拆卸式電熱板在制作方面要求其外層機(jī)械強(qiáng)度高、耐酸堿、耐老化、不變形，不漏電，上表面印制防滑花紋[6,7]。采用電熱板加熱方式由于采用電能，避免了水加熱供暖導(dǎo)致的環(huán)境污染等缺點(diǎn)。目前銷售的電熱板，大部分沒(méi)有溫度控制功能，無(wú)法及時(shí)調(diào)節(jié)供熱，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)供熱過(guò)度，使仔豬無(wú)法趴臥，同時(shí)浪費(fèi)電能。有的豬場(chǎng)采用人工方式控制電熱板的溫度，無(wú)法根據(jù)環(huán)境溫度實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)控，也無(wú)法實(shí)時(shí)進(jìn)行人工操作，所以不能為仔豬提供實(shí)時(shí)的適宜溫度。

1.2 紅外線保溫?zé)?/h3>

紅外線保溫?zé)羰窃谕该鞅責(zé)舻谋砻嫱糠蠹t色，可減少可視光的散射和眩光。將紅外線保溫?zé)舻鯍煸谧胸i躺臥區(qū)的護(hù)仔架上或保溫箱的上部，實(shí)現(xiàn)自上而下為仔豬提供熱源的目的。紅外線保溫?zé)粢c仔豬背部相距15 cm以上，并配備護(hù)罩。紅外線光還可以預(yù)防仔豬皮膚病，加速豬只血液循環(huán)。

豬場(chǎng)內(nèi)紅外線燈的功率一般有100瓦、150瓦、175瓦、200瓦和250瓦等多種規(guī)格，紅外線燈的缺點(diǎn)是普遍消耗功率較大，容易造成資源浪費(fèi)。愛(ài)荷華州立大學(xué)Xin HW等[8]對(duì)250瓦、175瓦、125瓦的透明保溫?zé)艉图t外線保溫?zé)暨M(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間對(duì)比，發(fā)現(xiàn)175瓦的透明保溫?zé)艉图t外線保溫?zé)粼谧胸i躺臥等方面的保溫性能最佳，合適功率的保溫?zé)艨梢詼p少仔豬扎堆擠壓。目前紅外線保溫?zé)粼谪i場(chǎng)廣泛使用，安裝方便靈活。與加熱板的加熱方式比較，紅外線保溫?zé)粝蛲廨椛浼t外線，被照射的物體吸收紅外線熱能而升高溫度，不會(huì)造成空氣分層，不產(chǎn)生空氣對(duì)流，減少風(fēng)對(duì)仔豬的影響。紅外線燈泡價(jià)格低廉，但使用壽命短，常由于豬舍內(nèi)潮濕或水滴濺上而損壞，需要頻繁更換，提高了生產(chǎn)成本。

現(xiàn)在豬舍中采用的紅外線保溫?zé)粜枰ㄟ^(guò)調(diào)整燈具的吊掛高度來(lái)調(diào)節(jié)供熱量，但無(wú)法頻繁操作。冬季不建議使用功率太低的紅外線保溫?zé)?，因?yàn)槿绻β实?，需要縮短燈距離地面的高度，達(dá)到仔豬局部保溫的目的。但如果燈距離仔豬太近，容易燙傷仔豬。紅外線保溫?zé)暨€存在受熱不均勻的情況，離保溫?zé)粼浇?，溫度越高；離保溫?zé)粼竭h(yuǎn)，溫度越低，容易造成小豬扎堆、積壓、踩踏。很多豬場(chǎng)不分季節(jié)、不分仔豬體重和日齡、不分晝夜一直開著紅外線燈，造成能源浪費(fèi)[9]。雖然紅外線保溫?zé)艉碗娂訜岚宥际菍㈦娔苻D(zhuǎn)化為熱能，但一般加熱板更節(jié)能、更耐久。

1.3 保溫箱

保溫箱一般放在仔豬休息區(qū)。保溫箱可以防止熱量散失，達(dá)到局部小環(huán)境保溫的效果。保溫箱可以有效地防止室內(nèi)賊風(fēng)和溫度波動(dòng)，減緩熱量散失；節(jié)能效果好，能防止母豬擠壓仔豬，為仔豬提供溫暖安全的小環(huán)境。

目前仔豬保溫箱常見(jiàn)材質(zhì)有塑料、塑鋼、竹膠板、木板和聚氯乙烯等。由于塑料和塑鋼的導(dǎo)熱系數(shù)高，發(fā)熱的保溫箱壁容易燙傷仔豬，即使外面的溫度較低，仔豬也不愿進(jìn)入保溫箱。所以在選擇保溫箱的時(shí)候要選擇導(dǎo)熱系數(shù)低的竹膠板、木板或聚氯乙烯。保溫箱造價(jià)低、使用壽命長(zhǎng)，具有較好的性價(jià)比。

從以上論述可以看出，加熱板、紅外線保溫?zé)艉捅叵涫菑牟煌嵌葘?shí)現(xiàn)仔豬舍局部加熱保溫的目的，這三種加熱保溫設(shè)備具有不同的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。因此一些豬場(chǎng)采用加熱板、紅外線保溫?zé)艉捅叵鋬蓛山M合或三者組合的方式，取長(zhǎng)補(bǔ)短，以期更好地滿足仔豬局部加熱保溫的目的。

2 仔豬保溫設(shè)備發(fā)展趨勢(shì)

通過(guò)對(duì)局部加熱保溫設(shè)備的深入分析，可以看出現(xiàn)有的仔豬局部加熱保溫方式在為仔豬提供適宜小環(huán)境中都存在一定的局限性，不能有效地利用能源。這些加熱保溫方式無(wú)法根據(jù)環(huán)境溫度、仔豬最適溫度自動(dòng)調(diào)控保溫設(shè)備的供熱。

隨著國(guó)內(nèi)養(yǎng)殖企業(yè)對(duì)豬舍節(jié)能和環(huán)境調(diào)控的不斷重視，研發(fā)適合仔豬局部加熱的、可自動(dòng)調(diào)節(jié)的智能保溫設(shè)備，進(jìn)而取代人工調(diào)節(jié)發(fā)熱器功率或保溫?zé)魬覓旄叨鹊淖儨胤椒ǔ蔀榱诵碌陌l(fā)展趨勢(shì)。智能加熱控制系統(tǒng)應(yīng)包括溫度感知、分析決策、精確控制三個(gè)部分，工作原理是通過(guò)溫度傳感器采集仔豬局部溫度，根據(jù)仔豬日齡的最適溫度和外界溫度，設(shè)計(jì)不同的溫度控制方案，調(diào)節(jié)發(fā)熱器的輸出功率或直接斷電。其作用有兩個(gè)：一是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)恒溫，間斷供熱，以達(dá)到節(jié)省熱能的目的；二是為仔豬實(shí)時(shí)提供適宜的局部環(huán)境溫度。

高巖[10]2017年報(bào)道，丹麥Veng System A/S公司開發(fā)的局部加熱控制系統(tǒng)可隨仔豬日齡增加而改變輸出功率的加熱器，這樣的控制方式滿足不同日齡豬只的需求。IFIP（法國(guó)養(yǎng)豬研究院）的研究發(fā)現(xiàn)，采用這一套智能控制策略并配有上部蓋板可以降低產(chǎn)房保溫?zé)?0%的能耗。仔豬局部加熱控制系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠?yàn)樽胸i提供適宜的局部溫度，提高仔豬的舒適度，減少人工作業(yè)量，降低豬場(chǎng)的投入成本。

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[8]Zhou H,Xin HW.Responses of piglets to variable and constant wattage heat lamps with clear or red-color radiant rays[EB/OL].http：//lib.dr.iastate.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1017&context=swinereports_1997.

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[10]高巖.豬舍局部加熱系統(tǒng)簡(jiǎn)述 [J].今日養(yǎng)豬業(yè),2017(1)：104-106.