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绿色养殖
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集约化猪场垂直通风模式的分析

摘自:黑龙江畜牧兽医杂志发布时间:2018-10-10作者:admin浏览次数:38

1 猪场通风模式的分类

猪场通风系统按照通风模式的不同分为自然通风、半自然通风和机械通风模式。机械通风分为负压通风、等压通风和正压通风模式。按照舍内的气流运动特征不同,又分为横向通风、纵向通风(又称隧道通风)、垂直通风模式等。


1.1自然通风模式

在炎热的夏季,将猪舍两面墙上的窗户(或屋顶的天窗)打开或卷上卷帘,使猪舍外的自然风流入猪舍,形成对流换热。自然风流入猪舍主要是通过风压、热压和风热复合压通风三种方式。这三种自然通风模式不需要人为外加动力,直接应用大自然的风能,非常经济,不受停电等突发情况的影响,但由于自然通风对入口的风速、湿度和温度等不能进行人为控制,并且这种通风模式对猪场所处的地理位置要求十分严格,所以这种通风模式的使用越来越少。


1.2半自然通风模式

半自然通风模式是自然通风和机械通风的复合。在春季和秋季,由于外界环境比较凉爽,温度不冷也不热,适合猪只生长,故使用自然通风模式即可。而在夏季和冬季,需使用机械通风模式,才能为猪舍内提供更为舒适的生长环境。炎热的夏季,外界新鲜空气被降温后通过机械通风流入猪舍内,从而使猪舍内的空气得到降温和更新;寒冷的冬季,外界新鲜空气被预热后通过机械通风流入猪舍内,从而使猪舍内的空气得到加热和更新。但是这种通风模式也有局限性,尤其是在春秋换季的时候,空气湿度高且昼夜温差大,猪舍使用自然通风模式无法准确控制猪舍内的温度和湿度,从而影响了猪只的生长环境,对猪只料重比会产生不利影响。情况严重时会减缓猪只出栏周期,降低猪只鲜肉质量,严重影响企业的利润。


1.3纵向通风模式

纵向通风模式大多采用机械通风,它又分为负压纵向通风和正压纵向通风模式。负压纵向通风模式对猪舍的密封性要求高,猪舍一般都要吊顶,防止屋顶漏风,通过出口的排风扇使整个猪舍内的气压低于外界大气压,强行抽出猪舍内污浊的空气。当外界大气压大于猪舍内时,舍外新鲜空气在压差的作用下通过进气口的湿帘流入猪舍,为整个猪舍内的猪群提供了良好的生存环境。而正压纵向通风模式主要应用于密封性不是特别好的猪舍。不管是负压纵向通风还是正压纵向通风在通风时,风扇的进口(或出口)与猪只之间都必须预留1.5 m左右的距离,以防进风口(或出风口)风速过大,对猪群造成不良的影响。纵向通风的猪舍不应太长,否则通风效果不佳。


1.4 横向通风模式

横向通风模式通常被应用于地形较为狭长、不便于采用纵向通风的情况下。由图3可以看出,外界新鲜空气从猪舍一侧墙上的湿帘入口流入猪舍,再从另一侧墙上的风机出口流出猪舍。春秋季横向通风效果较好,与纵向通风相比,这种通风模式的进出口距离短,对猪舍内通风风速要求更低。但由于猪舍的横向距离较小,在风压的作用下流入猪舍内的部分新鲜空气来不及与猪舍内原有的空气发生混合,就直接从风机出口排出,从而使得猪舍内降温效果不佳,并且造成了电能浪费。


1.5垂直通风模式

垂直通风模式是最近几年才应用到猪舍通风中的一项新型通风技术,最早被应用于欧洲的丹麦、荷兰和法国。亚洲的韩国几年前与欧洲国家合作,将这项技术引进韩国国内,并且建造了同样模式的猪舍示范场。由于猪舍采用垂直通风模式可以使得外界新鲜空气流入猪舍内,具有良好的气流运动特征等,也引起我国业内人士的广泛关注,为我国猪舍通风系统地探索与推广提供了一个新的发展方向。


2垂直通风模式的主要特点

2.1 防止病菌在猪舍中传播

在上述纵向或者横向通风模式中,若猪舍中某个猪栏的猪只出现了病情,含有病原体的猪只将病菌传播到空气中,带有病菌的空气会沿着空气的流动方向从一个猪栏传播到另一个猪栏。纵向通风模式的气流流动特征见图5,气流在猪舍中水平流动,若1号猪栏的猪只受到病菌的感染,病菌会通过空气传播,从1号猪栏流到2号猪栏中,使2号猪栏中的猪只也受到病菌感染。若未及时发现,情况严重时会在整个猪舍内引发疾病的流行,给养殖户造成巨大的经济损失。垂直通风模式的气流流动特征见图6,气流在猪舍中上下流动,假如某个猪栏中的某只猪出现了病情,将病菌传播到空气中,带病菌的有害空气会沿着气流方向直接流入粪槽中被抽风机抽出,排到室外,从而大大减少了猪舍内病菌大面积传播的风险。即使某个猪栏中存在病原体猪只,而饲养人员又未及时发现,也不会导致整个猪舍引发猪瘟,给养殖户造成巨大的经济损失。而且,这种通风模式的出口直接与漏缝板下方粪槽的空间连通,还可将猪舍内的NH3、H2S、CO2等有害气体直接排到猪舍外,降低猪舍内有害气体浓度,为猪只提供了更加安全可靠的生存环境。
 
2.2 猪舍内空气分布更加合理

而纵向通风模式的仿真结果则与之不同。由  页彩图8a可以发现,外界新鲜空气从两侧墙的入口处流入猪舍内,在猪舍中间的走廊处相遇、混合后向风机出口处运动;气流在运动过程中存在一定的扩散现象,最终从出口处排出舍外。但从  页彩图8b XY平面上的二维猪舍气流迹线图可以发现,新鲜空气主要在猪舍栏板水平面上方流动,而栏板水平面下方猪只活动区几乎没有空气流动,死角多,且漏缝板下方几乎没有新鲜空气流动;因此,粪槽中粪便产生的有害气体不能得到及时地排出,大大增加了猪只活动区有害气体浓度,从而影响到猪只健康成长,继而降低了养殖户的经济效益。

2.3 猪舍内温度分布更加均匀

上述仿真过程中,还同时对猪舍纵向通风和垂直通风模式中猪只活动区高1.5 m平面上的温度场进行分析(由于粪槽的高度为1 m,猪只呼吸高度大概在1.5 m左右,故选择此水平面进行分析)。猪舍垂直通风模式中,高1.5 m水平面上的温度场分布见图9。猪舍模型中间的整个走廊附近温度较低,走廊两侧各栏舍温度大致相同,并且整个平面上温度分布也较均匀。猪舍纵向通风模式中,高1.5 m水平面上的温度场分布见图10,空气入口处温度较低,出口处温度较高,并且整个平面上温度分布不均匀,越靠近出口温度越高。对比发现,垂直通风模式猪舍内温度分布更均匀。


2.4 节省能源

垂直通风模式有很多优势,不仅可以防止病菌在猪舍中大面积传播,而且流入猪舍内的新鲜空气分布更加均匀,且基本无死角,猪舍内温度分布更加均匀和节省能源。但垂直通风模式也存在一些问题,比如对猪舍的密封性要求较高,设备投资昂贵,猪场建设成本高等。


3 小结

文章在介绍目前几种常见的猪场通风模式的基础上,特别对猪场垂直通风模式进行了详细说明,得出垂直通风模式有如下特点:1)垂直通风模式防止病菌在猪舍中大面积的传播,降低了养殖风险;2)垂直通风模式流入猪只活动区的新鲜空气分布更加均匀、无死角,并且粪便在粪槽中产生的有害气体直接被抽风机抽出,排到室外,降低了猪舍内有害气体的浓度,为猪只提供了更佳舒适的生长环境;3)垂直通风模式使猪舍内温度分布更加均匀,并可充分利用地下通风道的地温,节省了能源;4)垂直通风模式对猪舍的密封性要求较高、设备投资及猪场建设成本高,对于一些小型养殖户来说存在一定问题。


付典林,杨卫平1*,刘仁鑫1,杨圣文1,张利群2

1.江西农业大学 工学院,南昌 3300452.江西增鑫牧业科技股份有限公司,江西 新余 338000)




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