可再生能源與地面輻射采暖技術(shù)在豬場(chǎng)的應(yīng)用研究

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(1.余姚市河姆渡鎮(zhèn)農(nóng)技推廣綜合服務(wù)中心，浙江余姚 315400；2.余姚市黃家埠鎮(zhèn)農(nóng)技推廣綜合服務(wù)中心；3.余姚市低塘街道農(nóng)經(jīng)辦)

隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，各地都在籌建規(guī)模化的養(yǎng)豬場(chǎng)。寒冷季節(jié)，豬舍室內(nèi)溫度是否均衡穩(wěn)定，直接影響到仔豬成活率及豬的生長(zhǎng)發(fā)育和生長(zhǎng)速度及飼料利用率。因此,在豬的飼養(yǎng)管理中,注重溫度的管理與調(diào)節(jié),為其創(chuàng)造適宜的生長(zhǎng)發(fā)育溫度,是促進(jìn)其快速生長(zhǎng)或育肥,獲得較高經(jīng)濟(jì)效益的必要保證。傳統(tǒng)養(yǎng)豬業(yè)冬季大多利用煤炭或電力為豬舍供熱，高耗能、高污染，不僅可造成豬場(chǎng)生態(tài)環(huán)境的污染，而且由于豬舍供熱不穩(wěn)定、空氣流通性差，以致保育舍小豬的成活率較低、慢性胃腸炎比例長(zhǎng)期居高不下，嚴(yán)重影響著養(yǎng)豬生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1 供熱方式

1.1地板加熱盤管敷設(shè)與間距方案設(shè)計(jì) 地?zé)岜P管敷設(shè)形式的選擇與場(chǎng)所的本身性質(zhì)及狀況有關(guān)，選擇的好壞關(guān)系到系統(tǒng)供熱的均勻性及效果。為比較和了解地?zé)岜P管敷設(shè)形式，根據(jù)寧波冬季的氣溫條件與地面溫度,筆者對(duì)地?zé)岜P管敷設(shè)方式及盤管間距進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)。

試驗(yàn)過程中，將地?zé)岜P管敷設(shè)形式設(shè)計(jì)為S 型、直列型、旋轉(zhuǎn)型和“回”字型等敷設(shè)形式；熱水管間距分別設(shè)定為8 cm、15 cm、20 cm、25 cm、30 cm；距地面12 cm；地?zé)岜P管敷設(shè)面積選擇其采食和臥睡區(qū)域，區(qū)間約2×4.5 m。對(duì)不同形式敷設(shè)的地?zé)岜P管升溫情況每d分7個(gè)測(cè)定時(shí)點(diǎn)測(cè)定其實(shí)際溫度，比較測(cè)定結(jié)果，選擇最合理的敷設(shè)形式和間距。

1.2沼氣與太陽能熱水互補(bǔ)供熱系統(tǒng)的配置和優(yōu)化研究 利用豬場(chǎng)自產(chǎn)沼氣作為采暖系統(tǒng)的熱源，寒冷季節(jié)，特別是寧波地區(qū)大都會(huì)出現(xiàn)沼氣池產(chǎn)氣少、供氣不穩(wěn)定等問題。為解決冬季沼氣發(fā)酵不足，熱能利用效率低的難題，試驗(yàn)采用太陽能利用與沼氣相結(jié)合的多元互補(bǔ)系統(tǒng)。重點(diǎn)解決沼氣系統(tǒng)的保溫和增溫。

沼氣系統(tǒng)的保溫措施，一是對(duì)各種管路能地埋的則地埋，地上管路采用常規(guī)保溫方式保溫;二是對(duì)厭氧消化罐、沼氣儲(chǔ)氣柜等，采用聚苯乙烯和聚氨酯等材料進(jìn)行強(qiáng)化保溫。

沼氣系統(tǒng)的增溫措施，一是采用較高的物料濃度，在保證有機(jī)負(fù)荷不變的情況下，降低含水量，降低物料增溫能耗；二是利用太陽能熱水器提供熱水向沼氣池供熱，保證沼氣池正常工作。

2 設(shè)計(jì)要求

2.1最佳地板加熱盤管敷設(shè)形式和熱水管間距 經(jīng)試驗(yàn)，養(yǎng)豬場(chǎng)采用輻射式采暖供熱方式，因不需建設(shè)鍋爐房，加之輻射采暖壽命為50年以上，是鍋爐設(shè)備壽命的7～8倍，低溫?zé)崴孛孑椛涔嵯到y(tǒng)是在豬舍地面下敷設(shè)供暖管道，通過60℃以下熱水來加熱地面，再由地面向室內(nèi)散熱的一種供暖方式。地面通過對(duì)流換熱加熱周圍空氣的同時(shí)，還與四周的圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行輻射換熱，從而使圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面的溫度升高，其輻射換熱量約占熱換總量的50%。該系統(tǒng)具有室內(nèi)溫度均勻，地面溫度高，熱舒適性好，增加豬舍使用面積，運(yùn)行費(fèi)用低，操作運(yùn)行簡(jiǎn)便，使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。

低溫?zé)崴孛孑椛涔┡到y(tǒng)由地面散熱，室內(nèi)空氣對(duì)流弱，減少了豬體表面的蒸發(fā)，室內(nèi)溫度垂直地面的分布曲線與豬體感覺舒適時(shí)的溫度曲線一致，使豬體頭涼腳熱，感覺舒適，符合健康要求。同時(shí)，低溫?zé)崴孛孑椛涔┡故覂?nèi)地面溫度均勻，室溫自下而上逐漸遞減，熱傳遞方式為輻射，空氣潔凈，濕度適宜，可減少水分蒸發(fā)，不易造成潮濕空氣對(duì)流，室內(nèi)十分潔凈衛(wèi)生，改善了豬舍環(huán)境。

管道鋪設(shè)方式:根據(jù)仔豬行為習(xí)性觀察及當(dāng)?shù)匾?guī)模養(yǎng)豬場(chǎng)的保育舍建筑設(shè)計(jì),熱負(fù)荷計(jì)算，確定采用“回”字型地板加熱盤管敷設(shè)，間距確定為20 cm；由于每欄保育舍的實(shí)際面積較大，為了熱能有效利用，因此集中在仔豬采食和睡臥區(qū)域2×4 m范圍內(nèi)進(jìn)行管道鋪設(shè)；加熱管選擇以聚丁烯為原料，堅(jiān)韌性好，具有抗凍、耐熱、抗沖擊性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，以確保熱能傳遞和良好輻射。

2.2建立太陽能與沼氣結(jié)合的互補(bǔ)供熱系統(tǒng) 采暖系統(tǒng)的熱源主要利用豬場(chǎng)自產(chǎn)沼氣，通常情況下，寒冷季節(jié)可能出現(xiàn)產(chǎn)氣少、供氣不穩(wěn)定等問題。因此，采用太陽能熱利用與沼氣結(jié)合的互補(bǔ)系統(tǒng)。在沼氣池溫度下降到不能正常啟動(dòng)供氣時(shí)，利用太陽能熱水系統(tǒng)向沼氣提供熱量，啟動(dòng)沼氣正常工作，同時(shí)太陽能熱水系統(tǒng)還可以直接參與低溫?zé)崴孛孑椛涔嵫h(huán)。

厭氧消化反應(yīng)過程受溫度影響較大，本項(xiàng)目厭氧處理單元設(shè)計(jì)為中溫，溫度控制范圍為35～38℃。為保證厭氧反應(yīng)在冬季仍能正常運(yùn)行，本系統(tǒng)實(shí)施了整體保溫措施，同時(shí)還對(duì)厭氧消化罐進(jìn)水系統(tǒng)進(jìn)行增溫處理。

2.3具體建設(shè)要求 一是根據(jù)南方地區(qū)冬季氣溫變化特點(diǎn)，熱水管進(jìn)口到保育舍距離宜在2～3 m以內(nèi)為佳，以有效提高熱能輻射，減少熱能損失。二是建設(shè)低溫?zé)崴孛孑椛涔嵯到y(tǒng)，如果能與仔豬保育舍的屋頂處理(吊頂保熱)結(jié)合，效果更好。三是無論新建豬場(chǎng)或老場(chǎng)改造，仔豬保育舍建有輻射供暖系統(tǒng)的區(qū)域最好與其他無輻射供暖系統(tǒng)的區(qū)域保持一定落差，高度控制在12～15 cm左右為佳。

3 經(jīng)濟(jì)效益

截至2009年8月底，本次試驗(yàn)共建設(shè)低溫?zé)崴孛孑椛涔嵯到y(tǒng)面積2200余m2，地面溫度一般在24±1.5℃，室內(nèi)溫度可達(dá)22±3.5℃左右。

3.1仔豬成活率提高6%～8%。按本場(chǎng)年出欄斷奶仔豬15000頭計(jì)算，多成活900頭，按每頭500元計(jì)算，凈增經(jīng)濟(jì)效益45萬余元。

3.2豬只生長(zhǎng)速度加快，料重比下降5%。按每頭豬100 kg體重出售計(jì)算，每頭可節(jié)省飼料15 kg，按平均飼料價(jià)格2.8元/kg計(jì)算，每頭可減少飼料成本42元。本場(chǎng)年出欄商品豬15000頭計(jì)算，凈增經(jīng)濟(jì)效益超過63萬元。

3.3改用地面輻射采暖技術(shù)后，共節(jié)約用煤200余t，用電50000余度。凈增經(jīng)濟(jì)效益16余萬元。