智能化豬場通風(fēng)降溫系統(tǒng)生產(chǎn)工藝設(shè)計

于桂陽 向志揚 黃武光 鄭春芳

（1永州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南永州 425000；2湖南綏寧縣畜牧水產(chǎn)事務(wù)中心，湖南邵陽 422600）

為了降低養(yǎng)豬成本，使豬場獲得最大利潤，年出欄5萬～10萬頭的智能化豬場成為近年來我國現(xiàn)代化養(yǎng)豬的主要模式之一。因圈養(yǎng)豬舍的養(yǎng)殖密度大，極易造成豬舍溫度、濕度、有毒有害氣體濃度過高等問題，不利于豬只生長[1]。尤其是在夏季，高溫、高濕均可給養(yǎng)豬生產(chǎn)帶來嚴(yán)重的熱應(yīng)激，由于熱應(yīng)激及蚊蟲孳生很容易引發(fā)動物疫病流行，甚至人畜共患病的大規(guī)模暴發(fā)[2]，因此，高溫是影響豬場生產(chǎn)的主要原因之一，尤其是規(guī)模化、集約化豬場受影響更明顯。當(dāng)豬舍內(nèi)溫度高于30℃時，豬會發(fā)生不同程度的熱應(yīng)激反應(yīng)，如果持續(xù)高溫可導(dǎo)致豬發(fā)生一系列生理或病理反應(yīng)，如體溫升高、精神沉郁、食欲減少或廢絕、便秘、產(chǎn)程延長、初生仔豬因缺氧造成弱仔或死胎比例增加、母豬泌乳量下降且乳汁品質(zhì)降低、乳豬拉稀、乳豬生長發(fā)育不良，母豬斷奶發(fā)情率降低及潛在疫病發(fā)生等。因此，在新建或改擴建智能化豬場時，考慮通風(fēng)降溫系統(tǒng)的新工藝、新技術(shù)在豬場中的應(yīng)用尤為重要。

1 濕簾風(fēng)機降溫

環(huán)境溫度的高低主要由氣溫和風(fēng)速決定，是影響豬能量轉(zhuǎn)換的兩個重要因素[3]。20世紀(jì)90年代，我國傳統(tǒng)規(guī)模化豬場大多采用豬舍滴水與噴淋降溫設(shè)施。濕簾—風(fēng)機降溫系統(tǒng)是智能化豬場比較理想的一種降溫方式，在夏季能夠明顯降低豬舍內(nèi)的溫度和有害氣體濃度，改善舍內(nèi)的環(huán)境[4]。該系統(tǒng)主要降溫方式是用風(fēng)機對水簾吹風(fēng)，水蒸發(fā)帶走大量的熱量，風(fēng)機吹出的空氣溫度比豬舍溫度低，大量冷空氣進入豬舍可降低豬舍內(nèi)的溫度。據(jù)試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計，智能化豬場“濕簾—風(fēng)機降溫”系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)為：濕簾厚度為12 cm、過簾風(fēng)速1.5～1.6 m/s時，降溫效果最理想，可使豬舍內(nèi)溫度降低7～9℃，尤其在炎熱的夏天，經(jīng)過濕簾的空氣溫差越大，效果越顯著。

濕簾風(fēng)機降溫的工作原理是利用“水蒸發(fā)吸收熱量”。當(dāng)水從上往下流時，水在濕簾波紋狀的纖維表面形成水膜，快速流動的空氣穿過濕簾水膜中的水，通過水的蒸發(fā)帶走空氣中的大量熱量，使經(jīng)過濕簾的空氣溫度降低形成冷空氣進入豬舍，從而達到豬舍降溫的目的。目前，設(shè)計智能化豬場時，通常采用濕簾與負(fù)壓風(fēng)機配套使用，濕簾裝在密閉欄舍一端山墻或側(cè)墻上，風(fēng)機裝在另一端山墻或側(cè)墻上，降溫風(fēng)機抽出室內(nèi)空氣使室內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，迫使室外的空氣流經(jīng)多孔濕簾表面，空氣中的大量熱量被濕簾吸收，溫度顯著降低，據(jù)測試空氣經(jīng)過濕簾溫度可下降10～15℃。此外，濕簾還有增加空氣濕度和除塵的作用。

2 機械通風(fēng)

通風(fēng)水平是影響豬舍內(nèi)部環(huán)境的主要因素，有2個作用：一是在寒冷冬季，通風(fēng)可以排出豬舍內(nèi)的有害氣體，保持圈舍內(nèi)空氣新鮮，還可以排除豬舍中過多的水汽；二是在炎熱的夏季，通風(fēng)可以降低豬舍的溫度，減少有害氣體的濃度[5]。豬舍內(nèi)通風(fēng)分為機械通風(fēng)和自然通風(fēng)，自然通風(fēng)是指依靠豬舍內(nèi)外溫差所造成的熱壓，或利用豬舍外風(fēng)力作用在建筑上形成的壓差，對豬舍內(nèi)空氣進行交換，從而改善豬舍內(nèi)空氣環(huán)境的通風(fēng)方法；機械通風(fēng)是指利用通風(fēng)機械的運轉(zhuǎn)給空氣一定的能量，使新鮮空氣不斷地進入豬舍，沿著預(yù)定路線流動而將豬舍內(nèi)的污濁空氣排至豬舍外的通風(fēng)方法[6]。以前，我國南方地區(qū)豬場主要以自然通風(fēng)為主，隨著智能化豬場快速發(fā)展，目前大多數(shù)豬場設(shè)計通風(fēng)以機械通風(fēng)為主，多采用負(fù)壓機械通風(fēng)。

按通風(fēng)的方向可分為水平（橫向或縱向）通風(fēng)和垂直通風(fēng)，智能化豬場豬舍一般采用水平與垂直通風(fēng)相結(jié)合的聯(lián)合通風(fēng)模式。

2.1 水平縱向通風(fēng)

水平縱向通風(fēng)的風(fēng)機位于豬舍一端的山墻，進風(fēng)口位于另一端的濕簾山墻（或側(cè)墻），風(fēng)從欄舍的一端以較大流速流向另一端（圖1），形成通常的夏季“濕簾—風(fēng)機降溫”系統(tǒng)，主要用于夏季通風(fēng)降溫，也能增加舍內(nèi)濕度并降低粉塵?？v向通風(fēng)因距離較長，兩端可能會有溫差。因此，在建豬舍時，要控制好一個欄舍單元的長度，以進出風(fēng)口之間不超過100 m為宜。

2.2 水平置換通風(fēng)

水平橫向通風(fēng)有2種形式，一種為頂吸式：進風(fēng)口位于豬舍兩側(cè)的側(cè)墻上，風(fēng)機安裝在屋頂上，即空氣從兩側(cè)進從頂端出（圖2），頂吸式由于風(fēng)機設(shè)計在屋頂，安裝維護不方便，但對相鄰欄舍干擾較小。此外，頂吸式通風(fēng)距離較短，流速較慢，主要用于冬季通風(fēng)換氣，但各區(qū)域風(fēng)速可能不均勻。另一種為側(cè)吸風(fēng)式：進風(fēng)口位于豬舍一側(cè)的側(cè)墻上，風(fēng)機安裝在另一側(cè)的側(cè)墻上，即空氣從一側(cè)進從另一側(cè)出（圖3）。

2.3 垂直置換通風(fēng)

垂直通風(fēng)技術(shù)最早源于歐洲，荷蘭和丹麥應(yīng)用最早，近幾年，我國才在智能化豬場豬舍中廣泛應(yīng)用。其原理是基于豬舍內(nèi)存在的熱源而引發(fā)的自然空氣對流，主要以氣流無脈沖涌動、空氣自熱源由下向上、空氣流速極低以及空氣溫度逐漸分層為標(biāo)志[7]。風(fēng)機位于地溝的出風(fēng)口，豬舍的空氣被風(fēng)機“抽吸”排出，進風(fēng)口位于吊頂上，風(fēng)從吊頂進入，穿過舍內(nèi)通過漏縫地板經(jīng)糞坑風(fēng)道排出（圖4）。垂直通風(fēng)主要用于冬季通風(fēng)換氣，也可用于春秋季通風(fēng)。由于地溝內(nèi)有害氣體濃度相對較高，從上往下的垂直通風(fēng)模式對排除舍內(nèi)有害氣體更為有利，而且風(fēng)機安裝維護也更方便，因此應(yīng)用較為廣泛。垂直置換通風(fēng)要求最好在地下糞坑中建專用的風(fēng)道，如果直接從糞坑內(nèi)吸取，則風(fēng)機遠端換氣不良。如果為老豬場改造，可以在糞坑中掛裝PVC通風(fēng)管，風(fēng)管在糞坑內(nèi)開口由風(fēng)機近端到遠端逐漸變密。

有的豬舍對垂直通風(fēng)模式進行改良，增設(shè)專用的供氣通道和熱交換室，在新鮮空氣均勻度及節(jié)能環(huán)保上做得更好，如美國的“Air-Works 系統(tǒng)”等。

2.4 聯(lián)合通風(fēng)模式

現(xiàn)代環(huán)控型智能化豬場豬舍多數(shù)采用水平與垂直通風(fēng)系統(tǒng)相結(jié)合的聯(lián)合通風(fēng)模式，即夏季高溫采用水平縱向通風(fēng)，其他季節(jié)采用垂直通風(fēng)，或者由自動控制系統(tǒng)根據(jù)溫度、有害氣體濃度等指標(biāo)自動開啟相應(yīng)風(fēng)機和通風(fēng)口，做到全自動控制通風(fēng)。

3 應(yīng)用案例

永州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2015 年投資 1 600 萬擴建了一條智能化豬場生產(chǎn)線，該豬場的豬舍設(shè)計均采用“濕簾—風(fēng)機降溫”系統(tǒng)和聯(lián)合通風(fēng)模式的設(shè)計。據(jù)2018年7—9 月份，3 個月的數(shù)據(jù)顯示，該系統(tǒng)夏季降溫增濕效果明顯，舍內(nèi)溫度比舍外陰涼處低9℃；舍內(nèi)濕度比舍外陰涼處高39.5個百分點，可明顯降低豬舍內(nèi)溫度、增加豬舍內(nèi)濕度。與擴建前豬場比較，“濕簾—風(fēng)機降溫”系統(tǒng)和聯(lián)合通風(fēng)模式可使豬舍內(nèi)的夏季平均溫度維持在25℃左右，哺乳仔豬死亡率降低了3個百分點，成活率達到97%以上，仔豬21日齡斷奶平均體重達7.5 kg以上；保育豬死亡率降低了2個百分點，成活率達98%以上，育肥豬生長速度明顯提高。