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封闭式畜禽舍采暖工艺与采暖设备简介

黑龙江畜牧兽医杂志社2020-06-04 10:10:33

石志芳,姬真真,席 磊

河南牧业经济学院

畜禽生长涉及品种、营养和环境三方面因素,三者同样重要,不可忽视,而实践中人们往往重视品种,加强营养,却忽视环境因素在畜禽生产中的作用。据统计,我国60%以上的畜禽养殖环境存在卫生状况较差,温度、湿度、通风不合理等现象。在众多环境因素中,温度对于畜禽生产的不利影响尤为重大。初生畜禽对环境温度要求较高,初生仔猪的适宜生长温度为34~35 ℃,随着日龄的增加,抗寒和保温能力逐渐增强,3~4周龄仔猪的适宜生长温度为30 ℃左右,稍大仔猪的适宜生长温度为20~23 ℃,做好初生畜禽的采暖和保温工作,提供适宜的温度,可以有效降低各类疾病的发生,提高畜禽成活率和断奶体重,从而提高经济效益。畜禽舍采暖工艺设计与采暖设备选用是解决这一问题的关键技术。笔者在大量研究报道的基础上,对我国封闭式畜禽舍采暖工艺设计主要类型和采暖设备的应用情况进行总结。

1 外围护结构的保温隔热设计

畜禽舍屋顶、天棚、墙壁和门窗等外围护结构的合理设计和施工对于改善舍内环境、提高舍内温度发挥重要的作用。

1.1 屋顶和天棚的保温隔热设计

畜禽舍屋顶面积相对较大,舍内热空气上升,使屋顶成为畜禽舍外围护结构中热量散失最多的部分,合理设计屋顶样式、采用适宜热阻值的屋顶材料、增设天棚都可以有效提高屋顶的保温隔热作用。天棚可以将屋顶与舍内分隔,形成相对静止的空气缓冲层,冬季舍外冷空气通过与缓冲层的热交换得到了预热,可以避免冷空气直接进入舍内。天棚的高度一般为2.0~2.5 m,随着高度的增加,空气流通性增强,但保温效果降低。天棚可采用的材料有炉灰、锯末、玻璃棉、膨胀珍珠岩、矿棉、泡沫等。有研究结果表明,通过选用不同热阻和隔热系数的材料对畜禽舍外围护结构进行改造,畜禽舍隔热性能明显提高。

1.2 墙壁的隔热设计

畜禽舍墙壁散失热量仅次于屋顶。选择导热系数小的材料、确定合理的隔热结构、提高施工质量等可以提高墙壁的保温能力。目前,国外很多畜禽舍广泛采用一种典型的隔热墙,其外侧为波型铝板,内侧为10 mm防水胶合板,在防水胶合板的里面贴一层0.1 mm的聚乙烯防水层,铝板与胶合板间填充100 mm玻璃棉,这种隔热墙总厚度不足12 cm,但总热阻可达3.81 Ω。在国内普遍采用的保温材料有全塑复合板、夹层保温复合板和复合聚苯板等。

1.3 门窗设计

畜禽舍门窗的设计既要考虑通风换气和采光的效果,又要兼顾冬季采暖保温的作用。在受寒风侵袭的北侧、西侧墙应少设窗和门,并注意对北墙和西墙加强保温,必要时还要加设门斗或双层窗,以增强冬季保温效果。

2 采暖工艺设计

畜禽养殖场应根据饲养畜禽类型、生产工艺水平、畜禽舍结构等综合选择和设计采暖工艺。我国畜禽养殖常用采暖工艺包括暖床、地暖、太阳能、沼气采暖和发酵床等。

2.1 暖床

在我国农村及畜牧业用电十分困难,冬季仔猪舍常采用水暖或暖风机整舍加热,能耗较大,效果较差。暖床是通过保存猪只自身散发的热量来提高躺卧区域的局部温度,因此可大大减少整栋猪舍采暖和保温所需要的能耗(见图1)。研究结果表明,暖床与红外线灯补温相比可显著提高仔猪的日增重、成活率,降低发病率,大幅度节省电能。暖床可在冬季为仔猪提供良好的躺卧环境。该技术已在我国多地进行试验,与厚垫草、定位饲养等工艺相比,暖床可减少断奶仔猪死淘率50%,提高增重10%~17%,节约饲料10%左右。


图1 暖床养猪


2.2 地暖

2.2.1 电热式地暖 电热式地暖是将电器元件预先埋设在畜禽舍地面以下,通过电能转化为热能进行局部供暖。首先,对地面进行平整,铺设20 mm苯板作为保温层,其上铺设一层铝薄纸作为反射膜,核心工作是将电器元件按照设计要求安装固定在反射膜上,最后在电器元件上铺填厚度为30 mm的细砼,最后铺填10 mm的素水泥砂浆压实,其使用寿命可达30年左右。

2.2.2 水热式地暖 水热式地暖铺设在畜禽舍地面下,由主管道、分水器、分支管道构成。先铺设20 mm加密苯板保温层,在保温层上再铺设一层铝薄纸作为反射膜,然后把水管固定在其上。在水管上铺设40 mm厚的蜂窝层,用厚度为25~30 mm的细砼压实。这种方法常用于产房的保温箱地面、产房仔猪的活动地面和保育舍的局部地面。热量来源可通过锅炉加热、太阳能收集的热量或地泵热源。但是,采用锅炉加热水源需要消耗煤炭,不仅消耗不可再生能源,而且煤炭燃烧还会产生一氧化碳、二氧化硫等有害气体,污染环境。通过太阳能系统或地泵热源加热水源,利用的是可再生能源,避免了不可再生能源的消耗及对环境的污染问题,但前期的投资相对较大。因为水垢问题,水热式地暖使用寿命最多不超过10年。

2.3 太阳能

在我国北方严寒地带,高效利用太阳能对畜禽舍进行采暖升温可以大幅度节约能源和减少污染。科研人员对太阳能在北方猪舍保暖中的开发运用进行了较为系统和全面的研究。

2.4 沼气

  有研究者通过沼气能源对仔猪舍进行地热增温,同时对仔猪舍墙壁添加保温材料,试验结果表明,仔猪舍地面温度能够保持在30 ℃左右,空气温度保持在25 ℃左右,对仔猪舍的增温和保温效果明显,使仔猪舍的环境温度保持在适宜的状态。沼气采暖不但符合绿色环保的理念,而且有效解决畜禽排泄物的存放问题,提高经济效益,为畜禽生产提供可行性方案。

2.5 发酵床

发酵床养殖技术是根据微生态原理和生物发酵理论,利用微生物对畜禽粪尿进行“原位降解”,从而达到养殖环境和生态环境“零污染”的新型养殖模式。该技术最先在日本出现并获得推广,近年来在我国得到快速的推广和应用。养床是发酵床养殖技术的关键,养床中垫料的科学养护可以有效提高畜禽粪便的消化与分解,延长使用期限,提高养殖效益。养殖期间垫料的温度、湿度、pH值等指标可以间接反映垫料中微生物活动的状况以及养床使用效果。发酵床养猪见图2。


图2 发酵床养猪


3 畜禽舍采暖设备

3.1 暖风机

暖风机是利用热源将空气加热到要求的温度,然后将热空气通过管道送入畜禽舍进行加热。其优势在于供温的同时也供给舍内新鲜的空气,既保证了适宜的舍温,又控制了舍内相对湿度和有害气体含量。肉鸡舍的热水暖风机见图3。


图3 肉鸡舍的热水暖风机


3.2 热风炉

  热风炉设备主要包括热风炉、离心风机、风筒和温控器等部分,以煤为燃料对空气进行加热后输入畜禽舍进行供暖。燃煤热风炉见图4。


图4 燃煤热风炉


3.3 暖气

暖气是通过锅炉对水进行加热,输送到畜禽舍内,通过舍内的散热片进行热量交换达到供暖的目的。但是,因畜禽一般处于低位,暖气散热片的热量是向上升的,采暖效果一般,而且投资大,占地面积也大,使用量正在减少。暖气供暖猪舍见图5。


图5 暖气供暖猪舍


3.4 空调

空调是目前猪舍供暖方式中比较先进的设备,中央空调的工作原理是利用冷热水作为介质,达到供热、供冷以及除湿的目的。与暖气供暖相比,节省费用40%~50%;与热风炉相比,节省费用60%;此外,正压通风可有效排除畜禽舍内有害气体,管道内设有消毒过滤装置可以保证新风的安全,并减少粉尘。

3.5 红外加温设备

在畜禽生产中应用较多的红外加温设备有红外线灯泡、红外线辐射加热器、红外线灯保温伞等。有研究结果表明,红外加温设备采暖效果较好,并有防治皮肤病的作用。在生产中应用较多且技术成熟、价格便宜。见图6。


图6 红外线保温灯


3.6 电热板与保温箱

保温箱的材料一般为木质或玻璃钢材质,箱体的底面采用暖气管道或电热板,也可以在保温箱的顶部用红外线灯加热,加强保温效果。

4 结语

封闭式畜禽舍冬季采暖是一项综合性的工作,封闭式畜禽舍采暖工艺设计与采暖设备选用的方式很多,但是任何一种方法和设备都存在一定的缺点和优点,在选择时可根据养殖规模、养殖水平以及经济状况适当选用。此外,在加强封闭式畜禽舍冬季采暖和保温的同时一定要做好通风换气工作,以补充新鲜空气,降低畜禽舍的有害气体浓度和粉尘含量。

来    源

      《黑龙江畜牧兽医》2017年第11期(下)第56-58,293-294页《我国封闭式畜禽舍采暖工艺与采暖设备研究进展》

版权归原作者所有,向原创致敬


责编 | 孙迪    编辑排版 | 王洁    审核 | 朱海虹


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