于桂陽,羅雙友,黃武光,鄭春芳
(1.永州職業(yè)技術(shù)學(xué)院,湖南永州425000;2.湖南省永州市金洞管理區(qū)農(nóng)業(yè)委員會,湖南永州426191)
在適宜的環(huán)境溫度下,豬能保持在正常的生理水平,因此,豬舍環(huán)境溫度的控制好壞直接決定了豬的生產(chǎn)力高低[1]。新生仔豬維持正常體溫的能力弱[2],生后體溫下降快,這容易致使仔豬餓死或被母豬壓死(占仔豬死亡率的50%~80%)[3],因此,哺乳母豬舍供暖保溫顯得格外重要。近年來,隨著國內(nèi)生豬產(chǎn)業(yè)的規(guī)?;?、集約化程度的不斷提高,新建豬場大多借鑒和吸收國外先進的養(yǎng)豬經(jīng)驗,采用低溫?zé)崴┡到y(tǒng)[4],它是以溫度低于60℃的熱水為熱源,在暖管內(nèi)循環(huán)流動,通過地面以輻射和對流的傳熱方式向室內(nèi)供熱的供暖方式,使室內(nèi)保持一定的溫度,以創(chuàng)造豬舍適宜的溫度環(huán)境。湖南地區(qū)屬于濕冷范圍,冬季三個月平均溫度11℃~18℃,最冷時段出現(xiàn)在1月中下旬至2月上旬,極端最低氣溫可達-8℃~-6℃。進入冬季,當(dāng)外界氣溫下降20℃以下,存在多種應(yīng)激刺激,豬的生長性能降低、死亡率和料重比升高,尤其是哺乳仔豬受涼易感冒、拉稀、咳嗽等,嚴(yán)重影響豬場的經(jīng)濟效益。因此,在湖南地區(qū)冬季采用低溫?zé)崴┡到y(tǒng)對養(yǎng)豬生產(chǎn)具有重要意義。
供暖就是根據(jù)熱平衡原理,在冬季以一定的方式向空間補充熱量,以維持空間一定的外界環(huán)境溫度。供暖系統(tǒng)由熱源(熱媒制備)、熱循環(huán)系統(tǒng)(管網(wǎng)或熱媒輸送)及散熱設(shè)備(熱媒利用)三個主要部分組成。根據(jù)供熱來源、循環(huán)動力、供回水、管道敷設(shè)和熱介質(zhì)等的不同,供暖系統(tǒng)有很多種不同的分類方法。
1.1 按照供熱來源的不同分類??煞譃榧泄┡?、區(qū)域鍋爐房供暖、熱電廠供暖。
1.2 按系統(tǒng)循環(huán)動力的不同分類。可分為機械循環(huán)系統(tǒng)和自然循環(huán)系統(tǒng)。
1.3 按供水、回水方式的不同分類??煞譃閱喂芟到y(tǒng)(圖1)和雙管系統(tǒng)(圖2)。單管系統(tǒng)管路較為簡單,但雙管系統(tǒng)供熱更加均勻。
1.4 按管道敷設(shè)方式的不同分類??煞譃榇怪笔较到y(tǒng)和水平式系統(tǒng)。
1.5 按使用熱介質(zhì)的不同分類??煞譃闊崴┡驼羝┡瘍煞N系統(tǒng),熱水供暖系統(tǒng)根據(jù)水溫的高低可分為低溫供暖(供水溫度t<100℃)和高溫供暖(供水溫度t≥100℃)。目前豬場大多采用低溫水供暖,供回水溫度設(shè)計采用50℃~60℃。
因為養(yǎng)殖場多為單層建筑,也不需要太高的溫度,因此一般使用雙管(或單管)、低溫、水平式、機械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)。
低溫?zé)崴椛涔┡侵傅蜏厮ǖ陀?0℃)通過埋設(shè)在地板內(nèi)的加熱管內(nèi)循環(huán)流動來加熱地板,并利用地面以輻射和對流的傳熱方式均勻地向室內(nèi)供熱的一種采暖系統(tǒng)[7]。低溫?zé)崴椛涔┡到y(tǒng)由熱源、熱媒輸送管道和散熱設(shè)備組成(見圖3)。
2.1 熱源
加熱成熱水或蒸汽的的設(shè)備,如鍋爐房。
2.2 輸熱管道
將熱源輸送到熱用戶的管道系統(tǒng),指熱源和散熱設(shè)備之間、熱設(shè)備之間的連接管道。
2.3 散熱設(shè)備
將熱量散發(fā)到豬舍地板的設(shè)備。作為在地面下地暖系統(tǒng)的管材有交聯(lián)鋁塑復(fù)合管(XPAP)、聚丁烯管(PB)、高交聯(lián)聚乙烯管(PE-X)、無規(guī)共聚聚丙烯管(PP-R)、耐熱增強聚乙烯管(PE-RT)。選用時應(yīng)根據(jù)工程要求的使用壽命、累計使用時間及系統(tǒng)的運行水溫、工作壓力等級等條件確定相應(yīng)等級的管材,其中運用較廣泛的管材為PE-X 管和PE-RT管。
低溫?zé)崴┡到y(tǒng)地面?zhèn)鳠峁芊笤O(shè)計一般為蛇形(圖4),地板結(jié)構(gòu)層從上到下為:水泥砂漿(20 mm 厚)、水泥基防水涂料、混凝土填充層、18 號鍍鋅低碳鋼絲網(wǎng)與PB 管、真空鍍鋁聚酯薄膜面層、聚苯乙烯泡沫板保溫層、水泥基防水涂料、水泥砂漿、混凝土墊層、素土夯實。具體操作如下:舍內(nèi)標(biāo)高找平—整理豬舍基層、找平—鋪設(shè)保暖層、發(fā)射膜- 安裝分水器—鋪設(shè)塑料管+調(diào)整間距、固定管材—與分水器系統(tǒng)閉合—邊角保溫—打壓試驗—澆混疑土墊層—試壓檢查—地面層輔裝[6]。
地暖盤管是最為主要的散熱材料,一般選用的管徑為20mm,管壁厚度不得小于2mm,加熱管內(nèi)的流速不少于0.25m/s,為保證足夠的流速,管道敷設(shè)長度不應(yīng)該太短,為防止加熱管機械損傷和彎處“死折”。
根據(jù)《低溫?zé)崴匕遢椛涔┡瘧?yīng)用技術(shù)規(guī)程》[7]的要求,通過計算確定單位地面散熱量,可以確定平均水溫、室溫和供暖管間距的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)哺乳母豬舍室內(nèi)溫度設(shè)為22 ℃,在設(shè)計時采用平均水溫35 ℃(進回水溫差10 ℃)、布管間距300 mm 的設(shè)計形式,能使豬舍內(nèi)溫度維持在22 ℃。
由于施工厚度、材料質(zhì)量等各種因素影響,這些因素增大了熱阻,降低了傳熱能力,進而大大減少了盤管的散熱量,使得低溫?zé)崴┡到y(tǒng)實際運行的供水溫度為35 ℃,保證豬舍室內(nèi)溫度達不到20 ℃,所以供回水平均溫度可根據(jù)建成后實際狀況進行調(diào)節(jié)。4 應(yīng)用案例
智能化豬場哺乳母舍低溫?zé)崴椛涔┡到y(tǒng)設(shè)計,與其它供暖系統(tǒng)相比,它能降低室內(nèi)供暖熱負荷,節(jié)約采暖能耗,具有舒適衛(wèi)生、熱穩(wěn)定性好和使用壽命長等優(yōu)點[8-9]。目前,該系統(tǒng)是近幾年來逐步興起的一種新型供暖方式,由于其所需管材、管件穩(wěn)定可靠,施工技術(shù)也日趨成熟、完善,并且具有節(jié)能、舒適、衛(wèi)生、不占用使用面積等優(yōu)點,已被廣泛應(yīng)用到智能化豬場之中,不僅可以對豬舍內(nèi)的室內(nèi)溫度均勻分布,還可以使地板溫度維持在一定水平,水平溫度分布均勻,垂直溫度梯度大,符合下暖上涼的哺乳豬舍內(nèi)環(huán)境需要,能促進哺乳仔豬的健康生長。
永州職業(yè)技術(shù)學(xué)院實習(xí)農(nóng)場2015年投資1600萬興建智能化豬場,2016年投產(chǎn)運行。該豬場的分娩母豬舍采用低溫?zé)崴┡到y(tǒng)。據(jù)2017年12月至2018年2月的數(shù)據(jù)統(tǒng)計,該系統(tǒng)具有節(jié)能、舒適、衛(wèi)生、無障礙設(shè)計、不占用使用面積等優(yōu)點,豬舍的平均溫度維持20℃以上,地面平均溫度可以達到25℃以上,新生仔豬死亡率降低了3個百分點,成活率達到97%以上,仔豬21 天斷奶平均體重達7.5kg 以上。