智能化豬場通風降溫系統生產工藝設計

于桂陽 向志揚 黃武光 鄭春芳

（1永州職業技術學院，湖南永州 425000；2湖南綏寧縣畜牧水產事務中心，湖南邵陽 422600）

為了降低養豬成本，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代化養豬的主要模式之一。因圈養豬舍的養殖密度大，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、高濕均可給養豬生產帶來嚴重的熱應激，由于熱應激及蚊蟲孳生很容易引發動物疫病流行，甚至人畜共患病的大規模暴發[2]，因此，高溫是影響豬場生產的主要原因之一，尤其是規模化、集約化豬場受影響更明顯。當豬舍內溫度高于30℃時，豬會發生不同程度的熱應激反應，如果持續高溫可導致豬發生一系列生理或病理反應，如體溫升高、精神沉郁、食欲減少或廢絕、便秘、產程延長、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降低、乳豬拉稀、乳豬生長發育不良，母豬斷奶發情率降低及潛在疫病發生等。因此，在新建或改擴建智能化豬場時，考慮通風降溫系統的新工藝、新技術在豬場中的應用尤為重要。

1 濕簾風機降溫

環境溫度的高低主要由氣溫和風速決定，是影響豬能量轉換的兩個重要因素[3]。20世紀90年代，我國傳統規模化豬場大多采用豬舍滴水與噴淋降溫設施。濕簾—風機降溫系統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的溫度和有害氣體濃度，改善舍內的環境[4]。該系統主要降溫方式是用風機對水簾吹風，水蒸發帶走大量的熱量，風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的溫度。據試驗數據統計，智能化豬場“濕簾—風機降溫”系統設計參數為：濕簾厚度為12 cm、過簾風速1.5～1.6 m/s時，降溫效果最理想，可使豬舍內溫度降低7～9℃，尤其在炎熱的夏天，經過濕簾的空氣溫差越大，效果越顯著。

濕簾風機降溫的工作原理是利用“水蒸發吸收熱量”。當水從上往下流時，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，通過水的蒸發帶走空氣中的大量熱量，使經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，設計智能化豬場時，通常采用濕簾與負壓風機配套使用，濕簾裝在密閉欄舍一端山墻或側墻上，風機裝在另一端山墻或側墻上，降溫風機抽出室內空氣使室內產生負壓，迫使室外的空氣流經多孔濕簾表面，空氣中的大量熱量被濕簾吸收，溫度顯著降低，據測試空氣經過濕簾溫度可下降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

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

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

2.1 水平縱向通風

水平縱向通風的風機位于豬舍一端的山墻，進風口位于另一端的濕簾山墻（或側墻），風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—風機降溫”系統，主要用于夏季通風降溫，也能增加舍內濕度并降低粉塵。縱向通風因距離較長，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，以進出風口之間不超過100 m為宜。

2.2 水平置換通風

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

2.3 垂直置換通風

垂直通風技術最早源于歐洲，荷蘭和丹麥應用最早，近幾年，我國才在智能化豬場豬舍中廣泛應用。其原理是基于豬舍內存在的熱源而引發的自然空氣對流，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志[7]。風機位于地溝的出風口，豬舍的空氣被風機“抽吸”排出，進風口位于吊頂上，風從吊頂進入，穿過舍內通過漏縫地板經糞坑風道排出（圖4）。垂直通風主要用于冬季通風換氣，也可用于春秋季通風。由于地溝內有害氣體濃度相對較高，從上往下的垂直通風模式對排除舍內有害氣體更為有利，而且風機安裝維護也更方便，因此應用較為廣泛。垂直置換通風要求最好在地下糞坑中建專用的風道，如果直接從糞坑內吸取，則風機遠端換氣不良。如果為老豬場改造，可以在糞坑中掛裝PVC通風管，風管在糞坑內開口由風機近端到遠端逐漸變密。

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

2.4 聯合通風模式

現代環控型智能化豬場豬舍多數采用水平與垂直通風系統相結合的聯合通風模式，即夏季高溫采用水平縱向通風，其他季節采用垂直通風，或者由自動控制系統根據溫度、有害氣體濃度等指標自動開啟相應風機和通風口，做到全自動控制通風。

3 應用案例

永州職業技術學院 2015 年投資 1 600 萬擴建了一條智能化豬場生產線，該豬場的豬舍設計均采用“濕簾—風機降溫”系統和聯合通風模式的設計。據2018年7—9 月份，3 個月的數據顯示，該系統夏季降溫增濕效果明顯，舍內溫度比舍外陰涼處低9℃；舍內濕度比舍外陰涼處高39.5個百分點，可明顯降低豬舍內溫度、增加豬舍內濕度。與擴建前豬場比較，“濕簾—風機降溫”系統和聯合通風模式可使豬舍內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。