华北冬季密闭兔舍显热回收通风系统应用效果研究

针对华北地区常见围护结构的冬季不供暖密闭种兔舍保温与通风的矛盾问题,该文通过试验研究该类型兔舍不通风及运行显热回收通风系统(sensible heat recovery ventilation,SHRV)2种状态下的舍内空气质量、SHRV节能通风效果,并对比分析了SHRV结合均匀开孔送风和一端开口送风方式对舍内温度及气流分布的影响,探究SHRV在该兔舍的适用性。结果表明,相比于舍内不通风状态,运行SHRV时,舍内平均温度无显著波动;运行1 h后NH_3和CO_2浓度分别从9.9 mg/m~3和0.23%下降到4.2 mg/m~3和0.09%,湿度从84%下降到56%适宜水平,舍内空气质量改善明显。在该地区舍外温度-6～5℃时,SHRV可使新风温度平均提高3.4℃,平均显热回收效率和能效比(coefficient of performance,COP)分别为65%和5.1,达到了国家节能标准(60%和2.5)。比较分析风管一端开口送风与管道均匀开口送风发现,均匀开口送风可使舍内平均风速降低到0.2 m/s以下,减少舍内气流和温度分层,提高送风均匀性,降低动物冷应激。研究表明,在该地区常见围护结构不供暖密闭种兔舍使用SHRV可有效缓解通风与保温的矛盾,但若要达到更理想的节能通风效果,需采取适宜的芯体片间距,增加饲养密度、加强畜舍围护结构的密闭性提高保温效果。     

鸡舍纵向通风系统设计与应用中的几个问题

针对当前我国在原密闭式鸡舍的横向通风与开放式或半开放式鸡舍的自然通风方式改造成纵向通风过程中存在的一些问题,着重分析讨论了鸡舍纵向通风系统的通风换气量与舍内风速取值,进气口面积与位置的确定,风机的选型及其不同季节的运行管理等问题。为今后我国不同类型鸡舍的纵向通风系统的设计与应用提供参考。     

鸡舍纵向通风系统设计与应用中的几个问题

针对当前我国在原密闭式鸡舍的横向通风与开放式或半开放式鸡舍的自然通风方式改造成纵向通风过程中存在的一些问题,着重分析讨论了鸡舍纵向通风系统的通风换气量与舍内风速取值,进气口面积与位置的确定,风机的选型及其不同季节的运行管理等问题。为今后我国不同类型鸡舍的纵向通风系统的设计与应用提供参考。     

鸡舍换气余热干燥鸡粪设备夏季干燥性能研究

鸡舍换气余热干燥鸡粪是指利用鸡舍换气时排出废气的余热来除去鸡粪中水分的热力干燥方法,该方法的主要特点为工艺简单、能耗低。该文主要对鸡舍换气余热干燥鸡粪的原理进行了阐述,探讨了鸡粪干燥过程中各种热量的计算方法,并针对中国的气候特点,结合鸡舍换气余热干燥鸡粪设备设计改造了一种可在夏季利用环境空气对鸡粪进行干燥的通风方式,最后对湖北应城的一套鸡粪干燥设备(manure drying system,MDS)进行了夏季应用效果的测试。结果表明:夏季不同天气条件下干燥设备的干燥速率差异较大;晴天天气下由于外界环境空气的混入,鸡粪含水率从初始含水量降至28%(湿基)耗时只需28 h左右,比阴雨天气下缩短约20 h;夏季阴雨天气下鸡舍换气余热可满足48 h内把鸡粪含水率降至30%以下的热量需求,但阴雨天气会降低鸡粪的干燥速率。晴天天气下由于湿帘的影响,鸡舍所排废气湿度过大,此时可结合环境热空气对鸡粪进行干燥,提高鸡粪干燥速率。研究结果可为优化鸡粪干燥工艺,探索节能环保的干燥方法提供理论参考。     

内蒙古地区自然通风羊舍的冬季环境研究

选择内蒙古赤峰市东郊的羊场对自然通风羊舍进行了冬季环境测试和分析。结果表明,夜间舍内平均温度为-2.8～1.2℃,平均相对湿度64.5%～73.5%;舍内的温湿度随舍外温湿度的变化而变化,但舍内温度比舍外高9～12℃,舍温平稳,舍内温差显著小于舍外;同时舍内风速、CO2、NH3浓度的测试表明,舍内空气质量在羊的适宜范围之内。不同朝向的羊舍舍内温、湿度有显著差异,南向羊舍舍温一般较东向羊舍高2～3℃;羊舍夜间全封闭时舍温一般比北窗敞开时高2～4℃。内蒙古地区采用自然通风羊舍,可在一定程度上改善羊只的饲养环境条件,减轻冬季严寒对养羊业造成的危害,但无任何供暖设备的羊舍尚不能完全满足冬季产羔的需求。     

连栋鸡舍夏季环境的实验研究

对在我国山东蓬莱建成的首批连栋鸡舍的环境状况进行了为期两年的实测分析，结果表明：现行砖混结构连栋鸡舍，夏季在纵向通风条件下，舍内的温度与气流速度分布均匀；对笼养肉种鸡舍，在换气量为每千克体重５～８ｍ３／ｈ时，舍内平均风速可达１．４～１．８ｍ／ｓ，进排风口温差在１．５℃以内。夏季开产的鸡群高峰产蛋率达到８６．９％，产蛋率８０％以上维持１０周。     

冬季采暖保育猪舍送排风管道组合换气系统设计与评价

为实现保育猪舍内局部环境通风调控,该研究设计一种垂直送排风管道组合换气系统。采用CFD(Computational Fluid Dynamics)技术对垂直管道通风模式下舍内的空气流场进行模拟,并以相对湿度和CO_2浓度作为输入变量建立通风模糊控制系统。模拟结果显示保育猪所在水泥地板区域风速保持在0.1～0.2 m/s。参照模拟结果,以猪栏为通风单元对保育猪舍通风系统进行改造,舍内气流不均匀性系数在0.1以下,表明采用该换气系统的保育猪舍通风均匀性较好;猪舍温度在21～25℃,相对湿度小于70%,NH_3浓度小于5mg/m~3,CO_2浓度小于1200mg/m~3,舍内各项环境参数适宜保育猪健康生长。系统运行功耗为270～1 150 W。现场测试与分析结果表明,该垂直送排风管道组合换气系统,可以精确控制猪舍环境,兼顾冬季猪舍通风与保温问题。     

蛋鸡舍冬季CO2浓度控制标准与最小通风量确定

中国现行的蛋鸡舍内CO_2浓度控制的农业行业标准为1 500 mg/m~3,主要适用于传统的刮板式清粪鸡舍。目前新建、改建鸡舍都采用传送带清粪方式,鸡舍内的相对湿度和氨气等有害气体浓度均明显减少,其冬季最小通风量和舍内CO_2浓度参数标准均有待重新研究。该文通过总结分析国内外相关学者对不同清粪方式蛋鸡舍内NH_3、CO_2浓度的测试数据,提出传送带清粪蛋鸡舍内CO_2浓度取值建议,并根据CO_2浓度平衡原理,提出该类蛋鸡舍冬季最小通风量的取值建议。结果表明:传送带清粪蛋鸡舍内CO_2浓度参数控制标准建议可取5 000 mg/m~3;蛋鸡舍冬季连续通风最小通风量为0.40~0.50 m~3/(h·kg)。该研究为中国新建、改建传送带清粪模式蛋鸡舍CO_2浓度参数标准的取值以及调控蛋鸡舍冬季通风与保温矛盾等问题提供了参考依据。     

连栋鸡舍夏季环境的实验研究

对在我国山东蓬莱建成的首批连栋鸡舍的环境状况进行了为期两年的实测分析，结果表明：现行砖混结构连栋鸡舍，夏季在纵向通风条件下，舍内的温度与气流速度分布均匀；对笼养肉种鸡舍，在换气量为每千克体重５～８ｍ^３／ｈ时，舍内平均风速可达１．４～１．８ｍ／ｓ，进排风口温差在１．５℃以内。夏季开产的鸡群高峰产蛋率达到８６．９％，产蛋率８０％以上维持１０周。     

北京密闭式商品蛋鸡舍冬季环境研究(初报)

对北京地区的典型密闭式蛋鸡舍的冬季环境进行了测试分析。结果表明：对三七外墙和２００ｍｍ厚加气混凝土屋面的密闭式蛋鸡舍，每只蛋鸡的通风量为１．３ｍ３／ｈ时，可维持舍内外温差１９℃左右，舍内ＣＯ２浓度２１００×１０－６左右，最高ＮＨ３浓度不超过１８×１０－６。不同的进气口形式与位置对舍内温度、有害气体的分布影响较大。     

畜舍热交换芯体-风机热回收通风系统的热回收效果

热回收通风作为一种节能的通风换气方式,可缓解畜舍保温能耗与通风的矛盾。然而民用一体式热回收通风系统在畜舍中直接应用时存在通风量小、单位通风量的设备造价高等问题。该研究设计了适用于畜舍的新型节能热回收通风系统,并研究该热回收通风系统在以下3种不同配置条件下的热回收效果,探究该系统在畜舍中的较佳运行条件:板翅式热交换芯体配置不同迎面风速的热回收效果;新风依次经过2个串联连接的板翅式热交换芯体后的热回收效果;优化了板式热交换芯体与噪声小、风量大的轴流风机的参数配比后的热回收效果。结果表明:在舍内外温差为12.08℃,芯体配置迎面风速分别为1.05和0.86 m/s时,新风温度经过板翅式热交换芯体后分别升高了1.93和2.79℃,显热回收效率、热回收负荷和能效比分别为35.88%和43.63%、0.16和0.19 kW,1.37和1.61,两者显热回收效率均未达到冬季65%的节能标准。在舍内外温差为10.49℃时,新风依次经过串联的2个板翅式热回收芯体,经过第1次热交换后新风温度升高2.59℃,显热回收效率为52.11%,热回收负荷及能效比分别为0.39 kW,3.26;新风经过第2次热交换芯体时热回收作用甚微。优化板式热交换芯体与风机配比后,在舍内外温差为12.12℃,迎面风速为4 m/s时,新风温度升高8.23℃,显热回收效率为69.9%,能效比为8.0,达到了冬季节能标准。从该研究热回收效果看,第3种配置参数条件平衡了热回收效率及通风需求的关系,可满足畜舍大通风量及节能的需求。     

密闭式蛋鸡舍外围护结构冬季保温性能分析与试验

蛋鸡舍围护结构的保温隔热性能是影响鸡舍温度的稳定性,进而影响蛋鸡健康和生产性能的关键因素。由于蛋鸡舍一般不采暖,依靠蛋鸡的自身显热产热量来维持冬季蛋鸡舍内温度,因此如果蛋鸡舍冬季饲养密度较低、通风过度或围护结构保温性能不足,都难以满足蛋鸡舍温度环境的要求。如何确定不同气候区鸡舍围护结构必要的保温性能和饲养密度要求是解决蛋鸡舍冬季通风和保温矛盾问题的关键。该文通过建立蛋鸡舍动态热平衡理论模型,系统分析了不同气候区鸡舍围护结构的最低热阻需求,得出不同气候区鸡舍围护结构的保温性能要求与蛋鸡饲养方式(密度)的关系。结果表明:冬季舍外计算温度分别为-25℃(东北、内蒙古)、-15℃(华北、西北)、0℃(长江以南)的地区,蛋鸡舍墙体、屋面的最小热阻应分别不小于0.778、0.972;0.573、0.716;0.266、0.333(m~2·℃)/W;对应3层全阶梯笼养、4层半阶梯笼养和4层叠层、6层叠层、8层叠层笼养等饲养模式最大饲养密度下,所能够适应的围护结构冬季室外计算温度应分别不低于-14、-17、-19、-22、-23℃。研究结果为不同气候地区选择适宜饲养模式以及密闭式蛋鸡舍围护结构保温系统的设计提供了理论依据。     

北京市种鸡场平养密闭式鸡舍环境因素观测分析

本文通过对北京市种鸡场平养密闭舍1986年夏至1987年春环境因素观测分析,指出该舍内气流速度、气流方向、光照时间及光照度等基本符合鸡的生理要求;但夏季舍内呈现高温、高湿,冬季呈现低温、高湿有待改进。经研究提出措施是:夏季可采用湿帘降温,冬季可根据温、湿度、氨气浓度综合控制风机运转等。     

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。     

半阶梯式笼养蛋种鸡舍冬季日间空气污染物排放特征

蛋鸡舍空气颗粒物、空气微生物和氨气等污染物的排放不但影响场区生物安全,更会造成环境污染问题。该文采用直线多点均匀采样新型系统,对北京地区某半阶梯式笼养蛋种鸡舍冬季空气颗粒物、微生物和氨气3种污染物的日间排放进行监测和分析,研究半阶梯式笼养蛋种鸡舍冬季日间空气污染物排放特征。结果表明,该蛋种鸡舍试验期间舍内温度保持在18.0~20.0℃;间歇性通风条件下,风机的开启时长和舍外温度具有正相关关系(P0.05,R2=0.883 7);在冬季8:00-18:00期间,空气颗粒物的排放质量浓度为0.5~0.8 mg/m~3,每只鸡排放量为1.0~1.5 mg/h;空气微生物的排放浓度为4.0~4.5 log10CFU/m~3,每只鸡排放量为4.3~4.8 log10 CFU/h;氨气排放浓度为7.6~14.3 mg/m~3,每只鸡排放量为8.1~13.7 mg/h。试验期间,舍外温度低于舍内温度,试验鸡舍通风量及波动范围小,空气颗粒物、空气微生物和氨气的排放浓度、排放量与舍外温度、通风量、舍内相对湿度之间均未发现相关关系(P0.05)。该研究结果可为中国蛋鸡舍空气污染物排放特征提供参考。     

冬夏兼用型日光温室内热湿性能分析与应用效果

日光温室是中国北方地区重要的农业设施类型,可进行春提早、秋延后与越冬栽培,但在夏季高温季节使用困难。为了提高苏北地区日光温室的利用效率,该文设计了一种后墙部分可拆装的冬夏兼用型日光温室,该日光温室的后墙包括上下两部分,上部分为镀锌钢架和秸秆块组成的拆装墙体,下部分为空心砌块砌筑的固定墙体。该文以当地传统空心砌块后墙日光温室为对照,首先监测两种日光温室最热月和最冷月的室内外温湿度变化;其次,比较分析了两种日光温室后墙材料热工性能、冬季后墙温度波动和热流密度的差异以及夏季室内空气流动速率的差异;最后,分析比较了两栋日光温室冬夏季室内作物生长状况、产量以及投入产出比。结果显示,冬夏兼用型日光温室固定墙体的热稳定性能和隔热性能分别高于传统空心砌块墙体10.8倍和18.3倍,昼平均热流密度高约19.0%,蓄热时间长约1.0 h,夜间平均热流密度高约18.3%,放热时间长约2.1 h。夏季拆除秸秆块后,冬夏兼用型日光温室内空气流速明显高于对照温室。田间监测发现,与对照温室相比,冬夏兼用型日光温室冬季白天室内平均气温高1.1℃,室内平均湿度低9.1%;夜间室内平均气温高1.0℃,室内平均湿度低6.8%,番茄单株产量显著提高16.7%;夏季通风口面积大,室内空气流速大,通过自然通风排除的热量多,白天室内平均气温低4.0℃,夜晚室内平均气温低3.1℃,日最高气温低1.4~8.1℃,不结球白菜单株鲜质量显著提高38.5%。统计结果显示,与对照温室相比,冬夏兼用型日光温室投入产出比高8.05%。综上,与当地传统空心砌块后墙日光温室相比,冬夏兼用型日光温室冬季保温性能和控湿性能好,夏季通风降温性能优良,能够实现作物的周年生产,在苏北地区具有一定的实用价值。     

大型玻璃自控温室逐时温度影响因子研究

运用回归分析方法 ,试验研究影响大型玻璃自控温室温度的主导因子结果表明 ,秋、春季节影响大型玻璃自控温室温度主导因子白天为室内温度和换气量 ,夜间开窗条件下为室外温度和换气量 ,夜间关窗下为室外温度 ;而冬季温度主导因子白天为室外光强、室外温度和管道温度 ,夜间为室内温度和管道温度 ,且夜间温度变化较白天平稳。     

上海地区荷兰玻璃温室内温、湿控制分析

采用线性回归分析方法分析冬、春、秋季温室内温、湿度与界温、湿度,管道温度,通风窗开窗幅度之间的关系,得出冬、春、秋季温,湿控制的基本规律。     

水墙封闭温室夏季降温特性

封闭温室(closed greenhouse)是一种建筑结构全封闭式的透光型温室,能够实现节能减排、室内蒸散水回收利用、维持高水平CO_2浓度以及隔绝气传病菌孢子等。但在夏季,封闭温室内高温环境难以有效控制,或需消耗巨大电能,无法投入生产。为降低夏季封闭温室内环境温度,从低碳节能的角度出发,设计并建造了一栋水墙封闭温室。2015年7月26日至9月10日,对水墙封闭温室夏季降温特性进行试验测试,结果表明:正午前后(10:00-16:00),室内平均气温为29.4~34.3℃,比室外低0.8~6.8℃,降温效果明显;且太阳辐射越强烈、环境温度越高,则水墙封闭温室的降温幅度越大(P0.01)。白天作物进行光合生产期间(06:00-18:00),封闭温室内气温有94.6%的时间被控制在35℃以内,可有效避免高温胁迫。夜间(18:00-06:00)室内湿度被控制在80%以下,平均湿度为54.7%~73.7%,比室外低7.2%~17.5%,降湿效果明显;且室内外湿度差与室内外温度差呈线性负相关(P0.01)。白天室内水平方向平均太阳辐射量为31.5~67.4 W/m~2,约为室外的11.9%~17.8%。太阳辐射由室外进入水墙封闭温室内,远红光占比由41.9%降低至9.2%,透过率仅为6.0%,有利于抑制室内高温。在室内太阳光谱中红、蓝光占比最大,分别为23.9%和27.1%,较之室外均有提升;其透过率分别为32.4%和37.5%,远高于紫外光和远红光。可见,水墙封闭温室可以有选择性的透过太阳光谱,抑制室内高温的同时保证充足的光合有效辐射。此外,墙体水温及室内气温分布、日变化均呈现一定规律。综上,水墙封闭温室能在夏季通过自身结构达到理想的降温效果,并获得适宜的湿度、光照等条件,是一种可行的、低碳节能的封闭温室型式,可为封闭温室的应用发展提供参考与技术支持。     

基于雷达图的蛋鸡舍综合环境舒适度评价及应用

环境是影响蛋鸡健康与生产性能的关键因素,为对蛋鸡舍环境进行综合性的舒适度评价,该研究将除湿热环境之外的空气环境质量也纳入评价指标体系中,采用模糊数学方法,研究了重要环境参数在规模化蛋鸡舍环境舒适度综合评价中的权重,对舍内温度、湿度、CO_2浓度、氨气(NH3)浓度、风速等关键环境参数进行归一化处理,建立了基于多元环境参数的鸡舍综合环境舒适度评价指数(Comprehensive Environmental Index, CEI),并基于LabVIEW软件开发了一套评价系统,可将上述环境参数在雷达图中进行可视化展示,以及对单因素环境参数和环境舒适度进行预警。通过实际使用中鸡舍环境监测数据的分析验证,CEI能够体现舍内整体环境舒适度的变化,对各个时段环境因素间的相互作用做出应答,尤其是温度降低导致空气环境质量影响上升的时段。该研究对于综合评价蛋鸡舍环境条件并进行精准控制,提高环境舒适度,提供了方法支撑。