技术支持
试验研究
通风问题-有问有答!

随着高效化猪场的增多,猪舍环境控制越来越成为大家在猪场建设和生产管理过程中关注的重点。尤其猪舍冬季通风,在很多高效化猪场中出现了一些问题,笔者结合大家经常会问到的关于猪舍冬季通风常见的几个问题谈一下看法。

问题1:猪舍冬季通风是不是必须装地沟风机?

首先要明确安装地沟风机的目的是什么,采用地沟风机或者说采用地沟通风的模式,我们的目的是形成从上到下的气流,使得地沟内挥发的有害气体不经过猪的活动区域而直接排出舍外。R. E. Nicolai和Steven J. Hoff两位教授在2003年发表的报告中对育肥舍中不同漏缝率的漏粪地板(漏缝率分别为8%,11%,14%,17%,20%,23%,36%)进行了研究,要形成向下稳定气流,避免地沟回风,漏缝处的临界风速在36.2ft/min(约0.18m/s)。

有了临界风速0.18m/s这个关键指标,我们来分析两个案例。

案例一:1头100kg育肥猪,饲养面积0.8m2,采用全漏缝地板,漏缝率15%(漏缝板条宽10cm,缝宽2cm)。

为形成向下稳定气流,地沟通风要求的最小通风量计算如下

饲养面积x漏缝率x临界风速=0.8m2 x 15% x 0.18m/s x 3600s =77.8m3/h,而实际冬季最小的通风量只需要20.4m3/h。如果我们采用20.4m3/h的通风量,只可能使20.4m3/h ÷ 77.8m3/h = 26.2%的漏粪地面产生稳定气流,实际由于气流分布的不均匀可能10%都不到。

案例二:分娩舍,一个分娩栏1.8mx2.4m,面积4.32m2,漏缝率30%(暂估,不同地板配置有较大差异)。一头分娩母猪冬季最小通风量为52.7m3/h,这个风量可以在多大范围内形成稳定的向下气流呢?52.7m3/h ÷ 3600s ÷ 0.18m/s =0.081m2只占产床漏缝比例 0.081m2 ÷(4.32m2 x 30%)=6%。


结合这两个案例计算可以发现,采用地沟通风模式的猪舍即便地沟通风设计运行良好,也只能猪舍部分范围形成稳定向下气流。实际案例中很多地沟通风设计运行存在较大问题,效果又要大打折扣。

针对猪舍冬季通风是不是必须装地沟风机这个问题,笔者认为地沟风机不是必须的,至少分娩舍不建议安装地沟风机。

问题2:冬季通风指标如何选取?

猪舍环境控制系统要实现室内适宜的温度、湿度和有害气体浓度3个方面的指标。不同环境条件下通过通风要同时满足这三方面要求,实现显热、湿度和有害气体的平衡,通风量要取满足这三个平衡的通风量中的最大值。所以猪舍通风指标与下面几点有关:

1、猪舍维护结构的保温隔热性能

2、猪舍内热、湿和有害气体的产生量

3、猪舍舍内环境指标:设定温度、相对湿度、有害气体浓度

4、猪舍舍外环境指标:温度、相对湿度、有害气体浓度

猪舍通风量随着这些条件的不同各有不同,但整体遵循下图所示的规律。室外温度较低时,通风量是由有害气体平衡和湿度平衡确定的,当室外温度低于Td(也称平衡温度)需加热温度时,舍内提供辅助加热时必须的。


图1 猪舍通风量曲线

通过上面的介绍不难看出,针对不同气候条件,不同猪舍,不同饲养条件,不同通风系统,不同猪只类型的通风量是不同的。所以在选取猪场通风指标时应考虑指标的计算依据和对应的气候、猪舍饲养条件等。例如2015年美国伊利诺伊大学采用美国最新研究的猪产湿量参数,根据湿度平衡调整了猪只冬季通风量标准(该标准基于美国伊利诺伊州中部气候)。下表是新标准和美国中西部规划服务MWPS标准的对比。

表1美国猪舍冬季通风建议指标

猪只类型
体重范围kg
MWPS标准(m3/h)
新标准(m3/h)
冬季通风标准
保育前期
5.5-14
3.4
5.1
保育猪
14-34
5.1
8.5
生长猪
34-68
11.9
18.7
育肥猪
68-100
17
20.4
妊娠母猪
147
20.4
42.5
分娩母猪和仔猪
181
34
52.7


另外一些通风建议指标的可能是基于其他条件计算的,例如德国的DIN18910标准,是基于二氧化碳3000ppm作为控制指标计算的最小通风指标。

针对猪舍冬季通风指标如何选取这个问题,笔者认为各类冬季通风指标只是建议值,具体某个项目的指标选取要基于当地气候条件和猪舍情况具体分析,不能盲目套用。操作管理中基于实际环控效果调整最小通风指标是必要的。

问题3:冬季通风进风口如何配置?
冬季通风最根本的目的是保障猪活动区域的空气质量和温湿环境,这就要求猪舍内形成良好的气流分布,而进风口的选配是其中最关键的点。

猪舍冬季进风口有各种类型,侧墙进风口、吊顶进风口、通风管、通风走道、多孔吊顶板等都属于进风口。其中吊顶进风口、侧墙进风口、通风管都是通过快速的气流进风的方式,这种选配的核心在于设定进风口的间距,或者说一个进风口可以覆盖多大范围。进风气流吹多远(Throw射程)同新风温度、舍内温度、进风口的尺寸和类型、风口距离吊顶的距离等很多因素都有关系,计算相对复杂。为了方便应用美国一些专家提供一个简单算法,静压差每增加2.5Pa,气流可以多吹0.6m。因此,如果系统运行在10Pa静压差,气流将吹2.4m。在 15Pa和25Pa的静压差,则预计分别吹3.6m和 6m。例如1个12.5m宽猪舍中间走道设置一排有驱动两开口进风小窗,那就必须要达到20Pa的静压差,才能让气流吹到侧墙,如果系统运行在10Pa静压差,新风可能在围栏中部就落到了猪活动区,这就会出现通风问题。这也是为什么猪舍冬季通风对于猪舍的气密性要求很高的原因,气密性不好就很难达到理想的静压差。

吊顶进风口常用的无驱动的四开口和有驱动双开口的进风小窗。无驱动四开口进风小窗,因为没有驱动调节,没有配重,很难在小通风量时形成较大静压差,布置这种进风口时,只能按照每个进风口最大覆盖6mx6m的区域。有驱动两开口进风小窗因为可以通过驱动有效调节进风口开口大小,可以实现较大静压差,布置这种进风口可按照每个进风口最大覆盖12mx8.5m的区域。

图2 无驱动四开口进风小窗

图3 有驱动两开口进风小窗

侧墙进风口多用于不吊顶的猪舍,考虑到进风口气流射程,一般猪舍宽度控制在15m以内。为避免上部檩条、钢结构等影响气流射程,有些猪舍增加了导向板。

图4 侧墙进风猪舍

图5 侧墙进风口上安装导向板

另外有一点容易被忽视,进风口的设置要与栏位设置相匹配,猪只躺卧区域最好设置在进风口下侧,处于回风区新风经过充分预热。

针对冬季通风进风口如何配置这个问题,笔者认为要注意一下三点:
(1) 猪舍气密性是保障猪舍冬季通风效果的前提
(2) 进风口布置方案要结合猪舍气密性情况和进风口类型
(3) 进风口布置方案要考虑栏位布置
问题4:冬季通风和加热矛盾么?
谈到猪舍冬季通风时经常有人会提到,通风和加热是一对矛盾。其实从上文通风指标选取的描述不难看出,为了同时保障舍内空气质量和温湿度环境通风和加热都是必须的。好的通风设计可以利用较小的新风满足猪只活动区域的空气质量和湿度水平,这样就可以大幅减少加热费用。所以好的冬季通风是保障加热的前提,猪舍冬季通风时冬季猪舍控制的关键。冬季猪舍加热系统比较容易出现的一点问题是,加热系统和通风没有实现同步控制,导致加热费用较高。笔者建议冬季加热系统和通风系统尽可能采用同样的控制器。