猪舍夏季降温技术应用研究现状

叙述了国内外猪舍夏季降温技术研究与应用的现状及存在的问题，喷淋、湿垫—风机降温系统、细雾蒸发降温系统一般被应用于降低猪舍内的高温。对于夏季降温技术研究应继续完善已有的降温方法在猪舍的应用，同时要开展针对我国气候特点及猪舍建筑实际的夏季降温方式，特别是南方炎热地区开放型猪舍的降温技术措施的研究。     

喷雾冷风机对种公猪舍降温效果的试验研究

带有户外活动场的种公猪舍降温是困扰种猪生产的一个难题。为探讨有效的公猪舍降温方式，本研究对通风与喷雾于一体的冷风机降温系统进行现场试验研究。在河北省安平县京安集团原种猪场公猪舍试验证明：冷风机降温系统是一种有效缓解夏季公猪热应激的措施，在不对猪舍进行改造的条件下，冷风机可降低开放种公猪舍温度3～7℃，当舍外温度为35℃时，舍内温度保持在30℃以下；在舍外相对湿度达到90％的最不利天气，冷风机系统仍可降低舍内有效温度3℃。     

规模化猪场妊娠母猪舍改进湿帘降温系统的环境特性

为研究湿帘与地道结合的改进湿帘降温系统对妊娠母猪舍的环境特性,该研究采取现场测试的方法,选取河南地区某规模化母猪场妊娠舍为试验猪舍,对该猪舍夏季和冬季舍内热环境和空气质量环境进行测试和分析,结果表明：1）改进湿帘降温系统夏季对新风的平均降温功率增加了?84.4 kW,提高了25%的降温效果;冬季对新风的平均加热功率增加了121.6 kW且舍内无需供暖,87%以上的节能效果发生在地下风道前半程。2）试验猪舍舍内温湿度、风速分布均匀,且舍内温度波动低于3.7 ℃;综合猪舍母猪体感有效温度和呼吸频率等应激程度指标,母猪冬季处于舒适状态,夏季有轻度热应激状态现象。3）夏季和冬季舍内氨气（NH3）、二氧化碳（CO2）、和粉尘（PM2.5和PM10）的质量浓度分布均匀,且均小于国家标准规定的妊娠舍空气污染物浓度极限水平。综上所述,改进湿帘降温系统不仅降低妊娠母猪舍热环境调控的能耗并维持舍内空气质量环境良好,对建立环境友好型规模化母猪场具有积极意义。     

猪舍温度控制技术应用的研究

用不同的冬季采暖和夏季降温技术可获得不同的环境条件。该文分别就热风炉采暖、湿帘风机系统降温与火炉采暖自然通风降温的分娩舍、保育舍二种猪舍进行了对比试验。结果表明，试验舍的环境条件明显好于对照舍；试验舍哺乳仔猪断奶成活率冬季、夏季分别为96.37%和95.36%，比对照舍分别提高4.28和6.97％；冬季试验舍保育猪的平均育成率为98.09%，日增重0.409kg／d·头，分别较对照舍提高5.27％和30.67%，料肉比为1.472∶1，下降13.25%，而夏季湿帘风机系统对保育舍猪的生产性能没有明显影响。     

北京市繁殖猪舍高温环境控制状况

高温是影响猪繁殖性能的重要环境因素。为了缓解北京市繁殖猪的热应激,于2009年对北京市猪舍的建筑类型、降温方式进行了调查,对常见猪舍外墙类型的隔热指标进行了计算评价,并对繁殖猪舍内温度进行了测试,结果表明：北京市猪舍建筑类型调查样本中,有窗封闭式、半开放式和温室大棚式猪舍的比例分别为74.0%、23.7%和2.3%;繁殖猪舍的降温方式中,通风降温和以水为媒介的降温方式各占50%左右;在现有猪舍外墙构造类型中,外贴聚苯板内砌砖的复合墙体的隔热性能最好。北京市夏季繁殖猪舍内温度与舍外变化趋势基本一致,多数时间内舍内温度高于舍外。最后,提出北京市目前繁殖猪舍的高温环境调控建议。     

湿帘-风机系统对北京育肥猪舍的降温效果

北京市夏季高温将对猪的生产造成严重影响,夏季猪舍环境温度控制尤为重要。该试验研究比较了湿帘-风机和单纯风机在北京猪舍的降温效果,设计了风机风量测量系统并实测了猪舍通风量,每天定时分别测定两猪舍内温度、湿度、风速和舍外温、湿度并进行比较分析。结果表明:试验期间,湿帘-风机猪舍和单纯风机舍6个断面风速范围分别为0.51~0.84和0.51~0.68 m/s,整体风速差异不显著(P0.05)。湿帘-风机舍舍内温度显著低于单纯风机舍(P0.05),湿帘-风机舍和单纯风机舍舍内温度高于30.0℃的小时数占比分别为5.0%和20.2%。湿帘-风机舍同一时刻断面1(湿帘端)温度低于断面6(风机端)温度0.4~2.2℃,单纯风机舍各时刻不同断面的温度差异不显著(P0.05)。单纯风机舍内的猪只呼吸频率均显著高于湿帘-风机舍内呼吸频率3.82次/min(12:00)和3.05次/min(14:00)(P0.05)。湿帘-风机舍降温系统日用水量为1.20~6.27 m~3。北京地区猪舍使用湿帘-风机系统降温效果优于单纯风机降温效果,但湿帘-风机降温将耗用一定水资源。     

猪舍温度控制技术应用的研究

用不同的冬季采暖和夏季降温技术可获得不同的环境条件。该文分别就热风炉采暖、湿帘风机系统降温与火炉采暖自然通风降温的分娩舍、保育舍二种猪舍进行了对比试验。结果表明,试验舍的环境条件明显好于对照舍;试验舍哺乳仔猪断奶成活率冬季、夏季分别为96．37％和95．36％,比对照舍分别提高4．28和6．97％;冬季试验舍保育猪的平均育成率为98．09％,日增重0．409kg／(d·头),分别较对照舍提高5．27％和30．67％,料肉比为1．472:1,下降13．25％,而夏季湿帘风机系统对保育舍猪的生产性能没有明显影响。     

地源热泵技术对规模化猪场节能减排的影响

为寻求规模化猪场环境控制中的节能减排措施,根据地源热泵技术在规模化猪场应用的实例,计算分析其投资的经济可行性和节能减排效果。结果表明,地源热泵系统较燃煤锅炉系统增加了环境控制设备投资,在现行煤电价格体制下,额外静态投资回收期6.4 a。地源热泵系统比传统的燃煤锅炉节能,热泵机组的理论COP大于4.0,一次能源利用效率大于1.28。地源热泵系统的CO2减排量为燃煤锅炉供暖方式排放量的60%。另外,在猪舍夏季降温方面,地源热泵系统较传统的蒸发降温方式节水。地源热泵系统是一种节能减排的规模化猪场环境控制方式。     

不同气候区猪舍最大通风量确定及湿帘降温系统应用效果

热应激会对猪产生不利影响,为探究猪舍适宜的夏季通风条件和合理的降温需求,该研究利用环境气象资料,结合能质平衡方程,对围护结构传热及通风散热占比进行了分析,构建了保育及育肥舍夏季最大通风量的计算公式,对五大气候区的典型城市：长春、北京、南宁、武汉、贵阳的保育及育肥舍夏季最大通风量取值进行了规范,并对这些城市的110 m×15 m的模型猪舍的热湿环境进行了分析。结果表明,5个地区使用湿帘的时长：南宁>武汉>北京>贵阳>长春;使用湿帘后舍内温度仍高于27 ℃的时长：南宁>武汉>北京>贵阳>长春;使用湿帘后的平均降温幅度：北京>长春>武汉>南宁>贵阳;使用湿帘后平均相对湿度增量：北京>长春>武汉>南宁>贵阳;使用湿帘后舍内温度降至27 ℃以下时间占比：长春>北京>贵阳>武汉>南宁。通过分析以上数据,该研究对五大气候区湿帘降温系统的购置及使用提出了建议,同时该研究为不同气候区商品猪舍的夏季小气候估算及湿帘降温系统运行使用效果评估提供了参考。     

猪舍喷雾降温系统气流喷孔形式对流场影响的实验分析

局部环境射流控制喷雾蒸发降温系统是适用于我国南方夏季炎热地区开放型猪舍的局部送风降温系统。在该降温系统中,控制区域中的风速分布对降温效果影响很大,而影响风速分布的重要因素之一就是射流喷孔形式。在相同的气流出口流量的条件下,使用热球式风速仪分别对圆形、环形及环形旋流气流喷孔射流在控制区域所形成的风速分布进行了测量,在满足猪对风速范围要求的情况下,按照风速分布尽量均匀的原则,对各种形式气流喷孔的性能进行实验分析,实验结果表明对于该降温系统环形旋流喷孔的性能最优,在设计时应优先选用环形旋流气流喷孔。     

农业建筑蒸发降温技术研究与应用的现状及展望

农业建筑中夏季蒸发降温技术已开发与研究的有湿垫风机、细雾、喷淋与雾帘等方式。该文评述了国内外研究与应用的现状与发展趋势。湿垫风机发展较成熟,应用广泛,应继续完善,同时应开展对细雾降温等其它方式的研究。     

蒸发式过冷水制冰液滴蒸发结晶的模拟

蒸发式过冷水制冰系统中液滴传热传质特性研究具有重要意义。为了分析蒸发式过冷水制冰系统中液滴的热质传输特性,该文将单个液滴冷却结晶过程分为全液相区、固-液两相区和全固相区3个不同区域,建立液滴在大空间内蒸发降温结晶过程的数学模型,通过数值求解方法研究其在大空间蒸发室内降温结晶过程的温度变化特性,进一步分析液滴和空气的入口参数与液滴整个蒸发结晶特性的关系,为蒸发式过冷水制冰系统的结构优化设计和运行管理提供参考依据。     

开放式兔舍水空调技术夏季降温效果

夏季高温严重制约中国兔业生产,蒸发降温方式在高温高湿的家兔主产区难以发挥有效作用。该研究以地下水为循环介质的非蒸发降温系统水空调用于外围护隔热性能不佳的开放式繁殖母兔舍,通过管道实现点对点局部降温,研究其降温效果。试验期内,试验舍兔笼内14:00平均气温较对照舍低2.5～3.3 ℃（P < 0.05）,相对湿度高8%。试验舍风速控制在0.7～1.4 m/s,温湿指数控制在25.5～29.0,较对照舍降低1.4～2.9（P < 0.01）,综合热环境状况较对照舍明显改善。舍内母兔在午后高温时段热性喘息有所缓解。结果表明,在开放式兔舍中夏季采用水空调系统进行局部降温,较为适合中国当前家兔养殖模式,有助于缓解夏季妊娠或哺乳母兔的热应激。     

北京地区奶牛场防暑降温问题的探讨

本文对当前北京地区奶牛场防暑降温问题进行了初步的较系统的探讨。文中在评价了奶牛场不同环境的暑热程度基础上,通过三种降温措施的比较,提出了以蒸发降温为主的夏季环境管理方法。并从气象资料的统计分析、通风量的模拟计算、蒸发降温装置的试验设计等方面对该管理方法的实现进行了论证.     

Cooling Fan-ventilated Greenhouses: a Modelling Study

A model for fan-ventilated greenhouse cooling is presented in which the primary heat transfer surfaces (cover/structure, canopy and floor) are represented as three parallel planes. Validation of the model was accomplished using data collected over 14 days. Agreement was good, with canopy temperatures over-predicted by only 0·1%, air temperatures in the canopy under-predicted by 0·5%, humidity of the canopy air under-predicted by 1·6% and transpiration rates under-predicted by 1·4%. Simulation runs suggest that when evaporative pad cooling is not used, little advantage is derived from increasing airflow rates beyond about 0·05 m³ m⁻² s⁻¹. When evaporative pad cooling is used, however, both air and canopy temperatures decline with increasing airflow rates up to 0·13 m³ m⁻² s⁻¹, the highest level considered. Increasing canopy size is predicted to be more influential in reducing air temperatures when evaporative pad cooling is used than when it is not, but its effect on canopy temperature is expected to be approximately the same whether or not evaporative pad cooling is used. With no evaporative pad cooling, the evapotranspiration coefficient (i.e., the ratio of energy used for transpiration to incoming solar energy) is predicted to range from 1·75 for an outside temperature of 36·8°C and an outside humidity ratios of 3·3 g kg⁻¹ to 0·8 for an outside humidity ratio of 29·9 g kg⁻¹ at the same temperature. With evaporative pad cooling, the coefficient is predicted to range from 0·6 to 0·8 at the same outside temperature and the same range of outside humidity ratios.     

Venlo型温室外遮阳和屋顶喷淋系统夏季降温效果

该文对荷兰Venlo型连栋温室夏季采用自然通风并结合遮阳网、室外屋顶喷淋的降温效果进行了实验研究。实验中对温室内空气温、湿度,太阳辐照度进行了测试,以比较外遮阳和屋顶喷淋的降温效果。结果表明:Venlo型温室夏季采用自然通风结合外遮阳和屋顶喷淋的降温措施后能够有效降低室内温度。不同于其它蒸发降温系统,屋顶喷淋没有造成温室内湿度的显著增加,室内的温度和湿度分布比较均匀。这种降温措施的能耗小,可以达到温室降温和降低温室夏季生产成本的双重目的     

不同作物类型下蒸散发时间尺度扩展方法对比

该文的目的是评价由瞬时潜热通量经过时间尺度扩展方法计算日蒸散发量的可靠性。为此,采用蒸发比法、改进的蒸发比法、正弦关系法及作物系数法等4种常用的蒸散发时间尺度扩展方法,针对位于华北平原的高营站和位于东北平原的通榆站的5种典型下垫面类型,分别对瞬时潜热通量进行时间尺度扩展,估算日蒸散发量,并与通量站采用涡度相关系统观测的日蒸散发量进行对比。结果表明,尽管4种方法在总体上具有一致性,但改进的蒸发比法的模拟精度最高(相对均方根误差20%左右),更适合于估算中国北方典型农田的日蒸散发量。然而,4种方法均存在系统误差,从而导致采用上午时段瞬时通量估算的日蒸散发量系统偏小,而采用下午时段估算的日蒸散发量系统偏大。     

SE—Structures and Environment: The Penman–Monteith Evapotranspiration Equation as an Element in Greenhouse Ventilation Design

Transpiration is a major cooling mechanism of greenhouse crop canopies. The larger this energy dissipation component, the smaller the required ventilation rate. The evaporation coefficient, namely the fraction of the radiation load dissipated as latent heat, is therefore an important ventilation design parameter, of which designers have currently no more than qualitative knowledge. In an attempt to overcome this difficulty, the present study proposes to incorporate the Penman–Monteith evapotranspiration equation into the standard ventilation design formula. With this modification the design adapts automatically not only to different radiation loads and temperatures, but also to different humidity conditions. The new design formula can be modified for greenhouses with an evaporative cooling system, and either air temperature or crop temperature may be used as the design criterion. The applicability of this approach depends on the availability of reliable bulk Penman–Monteith coefficients, which may be improved by a joint analysis of data from different climatic regions.     

夏季肉牛舍湿帘风机纵向通风系统的环境CFD模拟

为了研究湿帘风机纵向通风系统应用于肉牛舍的夏季降温效果,该试验在现场环境指标实测的基础上,采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)的方法对湿帘风机纵向通风肉牛舍的气流场与温度场进行模拟,并对系统进行改进与优化.模拟时将牛只按与实物原型等比例引入到模型中,结果表明:舍内温度分布均匀,但受牛体挡风的影响,气流分布不均,高风速区主要集中在屋顶及饲喂走道,可达0.9～1.2 m/s;牛活动区域风速较小,均小于0.6 m/s,不能满足饲养标准.在75个风速测定点剔除异常值后,气流场的相对误差范围为0.16％～94.41％,平均相对误差为34.53％,45个温度测点的相对误差范围为0.09％～10.74％,平均相对误差4.71％.通过温度场吻合性结果确定模拟与实测有较好的吻合度.在不改变牛舍围护结构及舍内构造的前提下,对牛舍进行优化,舍内安装导流板,使得温度与气流场的分布均匀性显著提高,降温效果更为显著.该研究可为湿帘风机牛舍的优化设计和环境调控提供参考.     

Improving the Aerated Static Pile Composting Method by the Incorporation of Moisture Control

The aerated static pile (ASP) composting method, when operated using a temperature feedback control system is known to produce rapid drying rates through the mechanism of evaporative cooling. Previous work has shown through rewetting ASP, that the moisture content had been lowered to the point of producing an inhibitive effect. In this study, using mixtures of raw sludge and woodchips, the effect of moisture control on the rate of organic matter breakdown, using ASP was investigated. Results suggest that the duration of the thermophilic phase can be extended, to provide a more stringent treatment. However, the rate of sanitization appeared to be retarded, although numbers of indicator organisms detected at the end of the runs indicated that the level of pathogen destruction was adequate.