CN110050702B - 一种低能耗且可降低舍内有害气体浓度的养殖系统及通风方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低能耗且可降低舍内有害气体浓度的养殖系统及通风方法，该养殖系统包括气室、养殖舍和换气室，养殖舍内设置有粪池、地沟风道，地沟风道侧壁上开有若干废气排风支管，在养殖舍两端设置有可开合的滑帘，在气室前端设置有可调进风窗和湿帘，可调进风窗外设置太阳能聚热板，在湿帘外设置有可收起展开的卷帘，养殖舍内上部设置有进风通道，换气室后端侧壁上及地沟风道末端均设有风机。该养殖系统根据舍外温度的不同采用4级有组织通风，可实现养殖舍空气新鲜度高、低能耗运营和精准通风，为畜禽创造适合生长空间，尤其是在粪污处理时，形成自上而下的垂直气流组织，有效抑制浓度骤然升高的有毒有害气体向上运动，并被尽快的排出养殖舍。
Description
技术领域
本发明属于畜禽养殖设施设备技术领域，涉及一种养殖系统，尤其涉及一种低能耗且可降低舍内有害气体浓度的养殖系统及通风方法。
背景技术
中国人口众多，畜禽制品消费量巨大，国家统计局2017年统计数据：2017全年猪牛羊禽肉产量8431万吨，其中，猪肉产量5340万吨，禽肉产量1897万吨，猪禽肉制品约占86％。为满足日益增长的市场需求，畜禽的生产效率有逐渐提高，畜禽生饲养方式有过去舍外散养逐渐向舍内高密度化、密闭式的饲养方式发展，高密度化、密闭式的饲养方式节省了土地成本和劳动成本，有利于畜禽生产的规模化和工厂化的普及，但也会使舍内极易产生高浓度的NH3、H2S和粉尘等有害气体，对畜禽的生产生长产生危害，也对饲养人员的身心健康不利甚至死亡。
高密度化、密闭式畜禽舍中的NH3、H2S和粉尘等有害气体来源主要是舍内的粪污池，以猪舍为例，现代化的猪舍粪污处理主要有三种方式：机械清粪、垫料发酵、水泡粪。如图1-3，为降低舍内有害气体的浓度，同时维持舍内猪群适合的温度，高密度化、密闭式的猪舍通风模式分为冬季最小通风，春秋季中等过渡通风和夏季最大通风。但在舍内日常粪污处理时，机械清粪模式刮粪机(1)刮粪过程中或发酵床模式的翻耙机(2)翻耙垫料时或水泡粪模式粪污塞子(3)拔塞放污水时，由于粪池被搅动，有害气体会骤然升高，尤其冬季最小通风和春秋季中等过渡通风时，猪舍的通风系统提供的风量不足以降低有害气体的浓度，舍内的猪只或饲养人员会出现不适甚至中毒状况。
为降低舍内有害气体和粉尘的浓度现有方法通常采用增大通风量的方式消除有害气体浓度骤高造成的不利影响或者在粪池侧墙加装排气风机，粪污处理时启动粪池的排气风机。然而增大畜禽舍的通风量会大大增加畜禽舍的能耗成本，同时也是畜禽舍冷应激的一个主要原因。启动粪池侧墙的排气风机虽然可以减少粪池中有害气体上升至动物生活区域，但因为排气风机抽风有效半径有限，动物生活区域经常出现局部有害气体浓度较高的现象，无法彻底改良舍内通风环境。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种低能耗且可降低舍内有害气体浓度的养殖系统及通风方法，该系统可彻底有效提高气温较低季节舍内空气的新鲜度，降低供热成本、及避免因舍内粪污搅动引起的有害气体浓度骤高而加大通风量引起畜禽冷应激等的问题，有效改良舍内通风环境。
本发明采用的技术方案如下：
一种低能耗且可降低舍内有害气体浓度的养殖系统，包括养殖舍、设置于养殖舍前端的气室和后端的换气室；养殖舍内设有养殖区，养殖区内设置漏缝地板和实体地板，漏缝地板下方设为粪池，实体地板下方设为地沟风道，粪池及地沟风道均由前向后设置，且粪池与换气室相连通，而地沟风道直通至换气室外，在地沟风道侧壁上从前到后依次设有若干废气排风支管，废气排风支管将粪池上部空间与地沟风道连通，在养殖舍两端设置有可开合的滑帘，在气室前端墙壁上设置有可调进风窗和湿帘，可调进风窗外设置太阳能聚热板，在湿帘外设置有可收起展开的卷帘，养殖舍内上部空间设置有由前向后的进风通道，进风通道与气室连通，且进风通道上开有若干出风口，在换气室后端墙壁上及地沟风道末端均设置有风机。
上述技术方案中，进一步的，所述的养殖系统设置有吊顶，吊顶和养殖系统顶部之间的空间构成所述的进风通道，在吊顶上开设若干出风窗。或者所述的进风通道为设在养殖区上方的进风管道，在进风管道上开设若干出风孔。
进一步的，在换气室后端墙壁上设置大排量风机，而地沟风道末端设置小排量风机。“大排量”“小排量”仅为二者相对而言，并不是对风机排量的具体限定，风机排量应根据养殖禽类数量所需通风量经验值具体设定。
进一步的，所述的太阳能聚热板与可调进风窗所在墙面之间具有空腔，太阳能聚热板采用薄壁多孔材质，表面涂深色，置于阳面，当聚热板吸收太阳能表面温度升高时，舍外冷风经聚热板表面加热经过聚热板上的进风孔进入聚热板和墙体之间的空腔，且舍内通过墙体向舍外渗透的热量被进入空腔的气流拦截，若可调进风窗开启，则通过可调进风窗进入舍内。
基于本发明养殖系统的低能耗且可降低舍内有害气体浓度的通风方法，尤其是针对粪污处理时，可形成自上而下的垂直气流通风模式，使有毒有害气体在养殖舍内向下运动最终被排出养殖系统，可有效保证畜禽及粪污处理人员的安全；采用该系统可根据舍外温度调控，具有如下四种通风模式：冬季(粪污处理)通风模式、春秋季(粪污处理)通风模式、夏季粪污处理通风模式、夏季通风模式：
1)冬季(粪污处理)通风模式
卷帘完全展开将湿帘封闭，养殖舍两端滑帘均闭合，打开可调进风窗及小排量风机；
2)春秋(粪污处理)通风模式
卷帘完全展开将湿帘封闭，养殖舍两端滑帘均闭合，打开可调进风窗、小排量风机、部分大排量风机；
3)夏季通风模式
关闭可调进风窗，卷帘收起，湿帘水泵开启，养殖舍两端滑帘均打开，大排量风机开启；
4)夏季粪污处理通风模式
关闭可调进风窗，卷帘收起，湿帘水泵开启，养殖舍两端滑帘均闭合，开启大排量风机、小排量风机。
本发明的有益效果是：
本发明的养殖系统采用太阳能聚热板作为畜禽舍外新鲜空气的预热方式，同时通过调控养殖系统各部件可实现多种通风模式，增加气温较低时畜禽舍的通风量，提高舍内空气新鲜度，且极大降低运营成本，此外可实现精准通风，尤其是在需要进行粪污处理时，形成自上而下的垂直气流组织模式，可有效消除有害气体浓度骤然升高给舍内带来的危害，为畜禽创造适宜的生长环境。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为采用刮粪机(1)刮粪的机械清粪模式；
图2为采用翻耙机(2)翻耙垫料的发酵床模式；
图3为通过拔粪污塞子(3)放污水的水泡粪模式；
图4为本发明养殖系统的平面布置示意图；
图5为图4中养殖系统后端(即图4最右侧)风机布置示意图；
图6为图4中A-A截面示意图；
图7为图4中B-B截面示意图；
图8为图4中C-C截面示意图；
图9为图4中D-D截面示意图；(a)进风通道通过吊顶形成，(b)进风通道通过进风管道形成；
图10为图4中E-E截面示意图；(a)进风通道通过吊顶形成，(b)进风通道通过进风管道形成；
图11为冬季(粪污处理)通风模式，(a)进风通道通过吊顶形成，(b)进风通道通过进风管道形成；
图12为春秋(粪污处理)通风模式，(a)进风通道通过吊顶形成，(b)进风通道通过进风管道形成；
图13为图12和13中进气时细节放大示意图；
图14为夏季通风模式，(a)进风通道通过吊顶形成，(b)进风通道通过进风管道形成；
图15为图14中进气时细节放大示意图；
图16为夏季(粪污处理)通风模式，(a)进风通道通过吊顶形成，(b)进风通道通过进风管道形成；
图17为图16中进气时细节放大示意图。
图中：1.刮粪机、2.翻耙机、3.粪污塞子、4.太阳能聚热板、5.可调进风窗、6.吊顶、7.出风窗、8.地沟风道、9.废气排风支管、10.大排量风机、11.小排量风机、12.进风管道、13.出风孔、14.滑帘、15.湿帘、16.卷帘、17.漏缝地板、18.粪池、19.实体地板、
具体实施方式
下面结合具体实例对本发明做进一步说明。
本发明的一种低能耗且可降低舍内有害气体浓度的养殖系统，如图4-10所示，包括养殖舍、设置于养殖舍前端的气室和后端的换气室；养殖舍内设有养殖区，养殖区内设置漏缝地板17和实体地板19，漏缝地板17下方设为粪池18，实体地板19下方设为地沟风道8，粪池18及地沟风道8均由前向后设置，且粪池18与换气室相连通，而地沟风道8直通至换气室外，在地沟风道侧壁上从前到后依次设有若干废气排风支管9，废气排风支管9将粪池上部空间与地沟风道连通，在养殖舍两端设置有可开合的滑帘14，在气室前端墙壁上设置有可调进风窗5和湿帘15，可调进风窗5外设置太阳能聚热板4，在湿帘15外设置有可收起展开的卷帘16，养殖舍内上部空间设置有由前向后的进风通道，进风通道与气室连通，且进风通道上开有若干出风口，进风通道可有两种形式获得：一种是通过在所述的养殖系统设置吊顶6，吊顶6和养殖系统顶部之间不完全封闭，尤其是保持气室上方吊顶开放，吊顶和养殖系统顶部之间的空间即构成所述的进风通道，在吊顶上开设若干出风窗7(如图9(a)、图10(a))。另一种是通过设在养殖区上方的进风管道12构成，在进风管道上开设若干出风孔13(如图9(b)、图10(b))。在换气室后端墙壁上及地沟风道末端均设置有风机。可以在换气室后端墙壁上设置大排量风机，而地沟风道末端设置小排量风机。此处“大排量”“小排量”仅为二者相对而言，并不是对风机排量的具体限定，风机排量应根据养殖禽类数量所需通风量经验值具体设定。
其中，所述的太阳能聚热板为薄壁多孔材质，表面涂深颜色(如黑色开孔彩钢板)，置于阳面，与养殖系统前端外墙形成空腔。当聚热板吸收太阳能表面温度升高时，舍外冷风经聚热板表面加热经过聚热板上的进风小孔进入聚热板和墙体之间的空腔，且舍内通过墙体向舍外渗透的热量被进入空腔的气流拦截，通过可调进风窗5再次回流到舍内。
基于上述养殖系统进行通风的方法，可根据舍外温度调控，具有如下四种通风模式(4级通风)：冬季(粪污处理)通风模式、春秋季(粪污处理)通风模式、夏季粪污处理通风模式、夏季通风模式：
1)冬季(粪污处理)通风模式
如图11、13所示，卷帘16完全展开将湿帘15封闭，养殖舍两端滑帘14均闭合，打开可调进风窗5及小排量风机11；
冬季舍外温度较低，通过卷帘将湿帘封闭，两侧滑帘关闭。舍外新鲜空气经舍外太阳能聚热板预热后，经可调进风窗5进入气室，经吊顶进风窗7或经进风管道12的出风孔13均匀进入舍内，再经漏缝地板17进入粪池18，形成自上而下的垂直气流组织后，由废气排放支管9汇入地沟风道8经小排量风机11排出舍外。
因舍外冷风经太阳能集热板预热，大大减少了供暖能耗，且避免了在粪污处理时因增大舍内通风量而产生的畜禽冷应激，也降低了舍内有害气体的浓度，形成的垂直气流组织通风模式进一步降低了粪池有害气体上升到畜禽活动区域的浓度。
2)春秋(粪污处理)通风模式
如图12、13所示，卷帘16完全展开将湿帘15封闭，养殖舍两端滑帘14均闭合，打开可调进风窗5、小排量风机11、及部分大排量风机10；
春秋季舍外温度波动幅度大，新鲜空气经舍外太阳能聚热板预热后，有利于提高进舍空气温度，降低舍内温度波动幅度，也大大增加进舍通风量，而且粪污处理时也需要加大舍内通风量，此时卷帘封闭，两侧滑帘关闭。预热后新鲜空气经可调进风窗，进入气室，经吊顶进风窗7或经进风管道12的出风孔13均匀进入舍内，再经漏缝地板17进入粪池18，形成自上而下的垂直气流组织。此时因通风量较冬季增加，需开启部分大排量风机，一部分废气经废气支管9汇入地沟风道8再经小排量风机11排出舍外，另一部分废气被大排量风机10直接由粪池排出舍外。因冷风经太阳能聚热板预热，大大减少了供暖能耗，且避免了在粪污处理时因增大舍内通风量而产生的畜禽冷应激，也降低了舍内有害气体的浓度，形成的垂直气流组织通风模式进一步降低了粪池有害气体上升到畜禽活动区域的浓度。
3)夏季通风模式
如图14、15所示，关闭可调进风窗5，卷帘16收起，湿帘15水泵开启，养殖舍两端滑帘14均打开，大排量风机10开启；
夏季舍外温度较高，此时可调进风窗5关闭，避免经过太阳能聚热板4加热的空气进入舍内。卷帘收起湿帘开启，滑帘14均打开，舍外热空气经湿帘15降温后，进入气室，大排量风机开启，使得舍内形成水平气流组织模式的隧道通风由大排量风机10直接排出舍外。隧道通风的水平气流组织模式在动物活动区形成一定风速形成风冷效用从而减少舍内畜禽热应激。此时通风量较大，舍内有害气体浓度也较低。
4)夏季粪污处理通风模式
如图16、17所示，关闭可调进风窗5，卷帘16收起，湿帘15水泵开启，养殖舍两端滑帘14均闭合，开启大排量风机10、小排量风机11。
夏季粪污处理时，采用自上而下的垂直通风气流组织模式防止粪池有害气体上升到畜禽活动区域。因舍外温度较高，故可调进风窗5关闭，防止太阳能聚热板4加热的空气进入舍内。此时卷帘16收起湿帘开启，滑帘均关闭，舍外热空气经湿帘15降温后，进入气室，经吊顶进风窗7或经进风管道12的出风孔13均匀进入舍内，再经漏缝地板17进入粪池18，形成自上而下的垂直气流组织模式。此时因大排量风机10、小排量风机11均开启，通风量较大，一部分废气经废气排风支管9汇入地沟风道8经小排量风机11排出舍外，另一部分废气被大排量风机10直接由粪池排出舍外。
采用上述4级有组织通风，可实现养殖舍低能耗运营和精准通风，为畜禽创造适合生长空间，尤其是在粪污处理时，形成自上而下的垂直气流组织，有效抑制浓度骤然升高的有毒有害气体向上运动，并被尽快的排出养殖舍。
Claims (2)
1.一种低能耗且可降低舍内有害气体浓度的养殖系统，其特征在于，包括养殖舍、设置于养殖舍前端的气室和后端的换气室；养殖舍内设有养殖区，养殖区内设置漏缝地板和实体地板，漏缝地板下方设为粪池，实体地板下方设为地沟风道，粪池及地沟风道均由前向后设置，且粪池与换气室相连通，而地沟风道直通至换气室外，在地沟风道侧壁上从前到后依次设有若干废气排风支管，废气排风支管将粪池上部空间与地沟风道连通，在养殖舍两端设置有可开合的滑帘，在气室前端墙壁上设置有可调进风窗和湿帘，可调进风窗外设置太阳能聚热板，在湿帘外设置有可收起展开的卷帘，养殖舍内上部空间设置有由前向后的进风通道，进风通道与气室连通，且进风通道上开有若干出风口，在换气室后端墙壁上及地沟风道末端均设置有风机；所述的养殖系统设置有吊顶，吊顶和养殖系统顶部之间的空间构成所述的进风通道，在吊顶上开设若干出风窗；所述的进风通道为设在养殖区上方的进风管道，在进风管道上开设若干出风孔；在换气室后端墙壁上设置大排量风机，而地沟风道末端设置小排量风机；
所述养殖系统可调控使畜禽舍内形成自上而下的垂直气流通风，采用该系统可根据舍外温度调控，具有如下四种通风模式：冬季(粪污处理)通风模式、春秋季(粪污处理)通风模式、夏季粪污处理通风模式、夏季通风模式：
1）冬季（粪污处理）通风模式
卷帘完全展开将湿帘封闭，养殖舍两端滑帘均闭合，打开可调进风窗及小排量风机；
2）春秋（粪污处理）通风模式
卷帘完全展开将湿帘封闭，养殖舍两端滑帘均闭合，打开可调进风窗、小排量风机、部分大排量风机；
3）夏季通风模式
关闭可调进风窗，卷帘收起，湿帘水泵开启，养殖舍两端滑帘均打开，大排量风机开启；
4）夏季粪污处理通风模式
关闭可调进风窗，卷帘收起，湿帘水泵开启，养殖舍两端滑帘均闭合，开启大排量风机、小排量风机。
2.根据权利要求1所述的低能耗且可降低舍内有害气体浓度的养殖系统，其特征在于，所述的太阳能聚热板与可调进风窗所在墙面之间具有空腔，太阳能聚热板采用薄壁多孔材质。
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