最大化生產(chǎn)效能的豬舍通風(fēng)原則03

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作者：Steven J. Hoff, Iowa State University

原文地址：http://www.thepigsite.com/articl ... e-pig-productivity/

作者簡介：http://www.abe.iastate.edu/steven-hoff/

譯者：高巖

　　緩解熱應(yīng)激

　　能否有效緩解熱應(yīng)激是評價一個通風(fēng)系統(tǒng)成功還是失敗的最關(guān)鍵的一個因素。熱應(yīng)激會帶來明顯的生產(chǎn)成績的損失，所以我們必須關(guān)注豬的需求和環(huán)境的散熱能力。我們的研究小組專注于測量系統(tǒng)的開發(fā)和控制策略的研究來最大化環(huán)境的散熱能力，從而盡可能地最小化熱應(yīng)力的有害影響。從這個角度看熱應(yīng)激的緩解與豬的產(chǎn)熱量有關(guān)。我們需要測量豬周邊的環(huán)境散熱能力并與豬的情況關(guān)聯(lián)。我們小組開發(fā)了一款熱環(huán)境陣列傳感器TESA，TESA可以用來廉價地測量干球溫度，相對濕度，風(fēng)速 ，黑球溫度（實(shí)感溫度）。這些變量反過來可以評估環(huán)境散熱能力，最終為緩解熱應(yīng)激提供反饋信息。反饋的環(huán)境散熱能力，要可以適應(yīng)豬的散熱量。舉個例子，一頭分娩母豬會產(chǎn)生430w的全熱（允許采食在熱中性區(qū)條件）。周圍的環(huán)境散熱能力要至少等于這個水平以避免熱應(yīng)激。盡量減少熱環(huán)境的不利影響是保障豬表達(dá)遺傳潛力的關(guān)鍵。作為一名通風(fēng)工程師必須評估分析所有的熱環(huán)境影響因素來計(jì)算環(huán)境散熱能力。動物的福利和生產(chǎn)效率與動物和周圍環(huán)境之間的熱能量交換緊密相關(guān)。畜禽舍系統(tǒng)發(fā)展到到利用這種聯(lián)系。我們需要認(rèn)識到舍養(yǎng)畜禽的遺傳潛力的全部表達(dá)要求更嚴(yán)格的控制周邊的環(huán)境參數(shù)，在世界的大部分地區(qū)都與減輕熱應(yīng)激壓力有關(guān)。根據(jù)TESA提供的全面的環(huán)境參數(shù)測量數(shù)據(jù)，我們可以評估空氣溫度，周邊墻體、吊頂、地板溫度，風(fēng)速，水蒸氣含量的影響，并估算環(huán)境散熱能力。下面幾節(jié)我們討論下利用TESA進(jìn)行現(xiàn)代豬舍設(shè)計(jì)和控制的例子。

　　圖7 熱環(huán)境陣列傳感器

　　對流傳熱對現(xiàn)代畜禽舍設(shè)計(jì)的影響

　　現(xiàn)代畜禽舍的設(shè)計(jì)收到了對流散熱的很大影響。我們考慮下圖8所示的情況。具體見書籍《Livistock Housing》將豬簡化為圓柱體進(jìn)行定量估算，圖中顯示了在不同風(fēng)速下，兩種大小豬的對流傳熱系數(shù)(h)的變化，一個是15厘米直徑豬(實(shí)心圓),另一個是30厘米直徑豬(實(shí)心方形)。小豬比大豬更敏感。風(fēng)速對傳熱系數(shù)的影響不是線性的，隨著風(fēng)速增大傳熱系數(shù)逐漸增大，但增幅逐漸減少。實(shí)際上風(fēng)速超過2m/s，對流傳熱系數(shù)的增加幅度就很小了。這也是為什么大多是美式育肥豬舍和妊娠豬舍的設(shè)計(jì)目標(biāo)風(fēng)速為2m/s。（藍(lán)色字體為意譯）

　　圖8 風(fēng)速對對流傳熱系數(shù)的影響

　　隧道式通風(fēng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是在豬舍內(nèi)提供持續(xù)的風(fēng)速以促進(jìn)對流散熱。（也可以配合噴淋系統(tǒng)）隧道式通風(fēng)一端進(jìn)風(fēng)一端出風(fēng)，空氣在經(jīng)過豬舍時會被加溫，按照2m/s的設(shè)計(jì)風(fēng)速，如果豬舍過長則升溫過高會影響散熱效果。確定隧道式通風(fēng)豬舍的最長長度按照2度法則，出風(fēng)口的溫度比進(jìn)風(fēng)口的溫度，升溫控制在2℃內(nèi)。圖9是一個育肥豬舍的例子，100kg育肥豬，頭均面積0.7平方米。圖中給出了1m/s，2m/s，3m/s的風(fēng)速下，距離進(jìn)風(fēng)口不同距離的溫度。按照2度法則，1m/s，2m/s，3m/s對應(yīng)的育肥豬舍的最長長度為50m,75m和95m。如果設(shè)計(jì)風(fēng)速2m/s的豬舍長度超過75m，為了滿足2度法則我們就需要增加風(fēng)速，但是增加的風(fēng)速對于增加對流散熱沒什么效果（是不經(jīng)濟(jì)的）。

　　圖9 隧道式通風(fēng)育肥舍不同風(fēng)速對應(yīng)的升溫幅度

　　養(yǎng)殖業(yè)采用的降溫方式可以分為兩種，直接降溫和簡介降溫。間接降溫是指降低空氣溫度，讓動物通過散失顯熱來降溫。常見的兩種簡介降溫的方式是濕簾降溫系統(tǒng)和高壓噴霧降溫系統(tǒng)。這兩種方式水分都不是通過動物體表蒸發(fā)，水蒸發(fā)降低了空氣溫度但是增加了空氣濕度。這種方式增加空氣濕度會減少動物通過呼吸和體表蒸發(fā)散熱的能力。直接降溫是指液體在動物體表蒸發(fā)帶走熱量，轉(zhuǎn)化為潛熱。間接降溫較為常用但不是最有效的方式。下文將討論這兩種方式的降溫能力。通過模擬試算下表對比了不同天氣條件下直接降溫和簡介降溫方式的散熱能力。