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溶液除湿蒸发冷却在分娩猪舍人工环境中的初步研究

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溶液除湿蒸发冷却在分娩猪舍人工环境中的初步研究

作者：马懿君南昌大学

学位级别：硕士

良好的猪舍环境对生猪养殖具有重要意义。其中,分娩猪舍作为母猪生育仔猪的重要场所,对环境的要求较为严格。目前的猪舍人工环境营造系统主要依赖电能等高品位能源,能源利用率低。为此,本文以太阳能和沼气等清洁能源为主要热量来源,设... 详细信息

良好的猪舍环境对生猪养殖具有重要意义。其中,分娩猪舍作为母猪生育仔猪的重要场所,对环境的要求较为严格。目前的猪舍人工环境营造系统主要依赖电能等高品位能源,能源利用率低。为此,本文以太阳能和沼气等清洁能源为主要热量来源,设计了一套溶液除湿蒸发冷却空调系统,并应用于猪舍人工环境,对溶液除湿空调系统进行理论研究和结构及气流组织设计。本文的主要研究内容及结论如下:(1)详细梳理了溶液除湿蒸发冷却空调系统的结构组成,给出了溶液除湿蒸发冷却空调系统的原理图,建立了系统主要部件的数学模型,定义了相应的性能评价指标,最后利用实验结果对模型进行了验证。(2)针对14.45 kg/s的处理空气量,分析了不同结构参数和运行参数对系统的影响。结果表明:在结构参数方面,除湿/再生器、蒸发器及冷却塔的结构参数在一定范围内变化时,温湿度等系统性能指标有较大改变,而超过一定范围后不会有明显变化。在运行参数方面,确定了使系统能效比达到最佳的各运行参数值。(3)以南昌市某分娩猪舍为对象,将太阳能和沼气这两种可再生能源与溶液除湿空调系统相结合,在TRNSYS中建立了太阳能-沼气驱动的溶液除湿空调系统。分别采用模式1(太阳能单独驱动)和模式2(太阳能与沼气联合驱动)模拟夏季溶液除湿空调系统的运行效果。结果表明:模式2相比模式1,送风温湿度和室内温湿度均显著降低。对于养殖场中对温湿度要求严格的场合(如分娩猪舍),启用模式2的系统更具优势。该空调系统能够满足夏季不同室外气象参数条件下送风温湿度的要求。(4)基于CFD方法,采用两侧送中间回(两送一回)和一侧送一侧回(一送一回)两种送风方式对该分娩猪舍的气流流动及温湿度进行了模拟。结果表明:猪舍两送一回送风方式能更好地带走母猪产生的高温高湿气体。在猪只活动范围内,尤其是母猪头部附近,没有明显吹风感。而在母猪上方空置区,靠近送风口的位置风速较高。

关键词：分娩猪舍空调系统溶液除湿可再生能源 TRNSYS

基于辐射供热和个性化送风的分娩猪舍环境保障系统

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农业工程学报 2022年第2期38卷 260-268页

作者：刘营芳黄子硕同济大学建筑与城市规划学院上海200092

为解决目前分娩猪舍内环境调控系统能耗大,传染病交叉传染风险高的问题,将人体热舒适理论应用于养殖动物,提出应用辐射供能和局部送风技术进行母猪分娩猪舍的环境调控。该研究结合工程案例,基于CFD软件对安装新型环境调控装置的产房内... 详细信息

为解决目前分娩猪舍内环境调控系统能耗大,传染病交叉传染风险高的问题,将人体热舒适理论应用于养殖动物,提出应用辐射供能和局部送风技术进行母猪分娩猪舍的环境调控。该研究结合工程案例,基于CFD软件对安装新型环境调控装置的产房内动物体感温度和空气流动进行了模拟仿真分析,并同常规空调系统的全年能耗指标进行了计算和比较。结果表明,通过辐射供能和上送下排局部送风技术,可以在确保动物所处围栏内空气温度适宜(16~27℃)的同时减少排风热损失,系统能耗相较于传统的湿帘风机系统可降低42.04%。该系统可在节约能源的同时优化猪舍内气流组织,减小动物间传染病交叉感染风险。

关键词：环境调控温度局部送风分娩猪舍能耗污染控制交叉感染

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分娩猪舍滴水降温系统的试验研究

农业工程学报 1998年第4期14卷 168-172页

作者：董红敏陶秀萍刘以连林金天王新谋秦渊基中国农业科学院农业气象研究所中国农业机械研究院中国农业大学北京超越环境工程有限公司

为了满足母猪和新生仔猪对环境温度要求的不同，研制了一种新型的滴水降温系统。滴头和正压风道安装高度离饲养面１．２ｍ，平面位置在猪栏头端，距栏０．３ｍ，水滴以２Ｌ／ｈ的速度滴到母猪的头颈部，同时正压风管将风送到猪头的周围... 详细信息

为了满足母猪和新生仔猪对环境温度要求的不同，研制了一种新型的滴水降温系统。滴头和正压风道安装高度离饲养面１．２ｍ，平面位置在猪栏头端，距栏０．３ｍ，水滴以２Ｌ／ｈ的速度滴到母猪的头颈部，同时正压风管将风送到猪头的周围。试验结果表明，当舍内温度为３２．５℃时，母猪体温为３９．９～４０．２℃，滴水降温系统运行后，母猪体温可降低０．５℃，母猪头部的平均风速为０．６～０．８ｍ／ｓ。这种新型的局部降温系统不仅能同时给母猪和新生仔猪提供舒适的环境，而且比传统降温系统节约投资３０％。

关键词：滴水降温正压通拜见分娩猪舍

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分娩猪舍一年四季热环境变化规律研究

黑龙江畜牧兽医 2014年第1期 9-13页

作者：李晓晨吴中红刘继军田见晖李琴王美芝中国农业大学动物科技学院动物营养学国家重点实验室北京100193

为了减轻高温、低温对北京市母猪、仔猪生产性能的影响,试验对北京市某猪场分娩猪舍一年四季热环境变化规律进行了研究,按月统计分娩猪舍生产性能指标,并分析舍内温度与生产性能的关系。结果表明:分娩猪舍夏季温度偏高,日最高温度为34.3... 详细信息

为了减轻高温、低温对北京市母猪、仔猪生产性能的影响,试验对北京市某猪场分娩猪舍一年四季热环境变化规律进行了研究,按月统计分娩猪舍生产性能指标,并分析舍内温度与生产性能的关系。结果表明:分娩猪舍夏季温度偏高,日最高温度为34.3℃,舍内温湿指数(THI)大部分时间处于危险级(79≤THI≤83)和紧急状态(THI≥84)。冬季温度偏低,日最低温度在5℃左右;春、秋季舍内温度较为适宜;夏季、冬季舍内温度变化幅度较舍外小。分娩猪舍围护结构具有一定的隔热、保温作用,但是在北京地区气候条件下,仍需对分娩猪舍采取有效的隔热降温、保温供暖措施。舍内高温、高湿、低温对断奶仔猪成活率有一定程度的影响。

关键词：温度温湿指数(THI) 分娩猪舍一年四季成活率

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不同清粪方式对分娩猪舍空气质量的影响

黑龙江畜牧兽医 2019年第20期 54-56页

作者：赵云焕张世阳唐雪峰赵聘陈培荣王俊锋信阳农林学院牧医工程学院/河南省大别山区生态畜禽健康生产工程研究中心/信阳市畜禽养殖与环境控制重点实验室

为了研究不同清粪方式对分娩猪舍内空气质量的影响,试验选择两栋建筑结构相同的分娩猪舍,分别采用水冲式(水冲粪组)和人工干清粪方式(干清粪组),测定猪舍内空气温度、相对湿度、风速、CO2和NH3浓度,连续测定5 d。结果表明:干清粪组NH3... 详细信息

为了研究不同清粪方式对分娩猪舍内空气质量的影响,试验选择两栋建筑结构相同的分娩猪舍,分别采用水冲式(水冲粪组)和人工干清粪方式(干清粪组),测定猪舍内空气温度、相对湿度、风速、CO2和NH3浓度,连续测定5 d。结果表明:干清粪组NH3浓度极显著高于水冲粪组(P0.05)。说明水冲式清粪方式能够降低猪舍NH3浓度、改善空气质量,但同时提高了猪舍的相对湿度,耗水量相对较高,猪场废水处理量相应加大。猪场可以根据自己的实际情况,采取相应的粪便处理方式。

关键词：分娩猪舍水冲式清粪干清粪空气质量温度 NH3 CO2

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规模化分娩母猪舍内气流组织均匀性优化研究

规模化分娩母猪舍内气流组织均匀性优化研究

作者：王晓晴仲恺农业工程学院

学位级别：硕士

随着生猪养殖业集约化发展,猪舍内热环境质量及超标的有害气体浓度成为影响猪只健康重要因素之一。良好的分娩猪舍环境有利于保障小猪和母猪健康生长和生产性能,而在华南地区高密度的饲养过程中,空气系统逐渐被引用到分娩猪舍中。目前,... 详细信息

随着生猪养殖业集约化发展,猪舍内热环境质量及超标的有害气体浓度成为影响猪只健康重要因素之一。良好的分娩猪舍环境有利于保障小猪和母猪健康生长和生产性能,而在华南地区高密度的饲养过程中,空气系统逐渐被引用到分娩猪舍中。目前,考虑安装便捷性,华南地区主要基于分散式空调系统的定点送风集体回风方式,而该方式在使用过程中发现存在气流组织分布不均匀等问题。本文通过CFD模拟对该方式进行研究分析舍内环境现状的不足,运用气流组织优化知识对分娩猪舍气流组织进行优化,提出定点送风定点回风并对回风位置进行优化分析,并对已优化的系统进行实测实验,验证CFD数值模拟可行性。本研究选取广东省湛江市雷州市某规模化分娩猪场作为研究对象,运用STAR CCM+软件对目标猪舍的气流场、温度场及有害气体浓度场进行三维稳态模拟,为分娩猪舍通风气流组织提供理论依据参考。得出结果如下:1)基于分散式空调系统的定点送风集体回风方式,其中新风单独送进室内走廊,分走设备通风量,使得经过热湿处理的空气未能直接作用在猪只胴体,降低通风效率,还导致气流分布不均匀,从而引起NH分布不均匀。2)在单间猪栏CFD模拟中,与上送上回相比,上送下回的气流更集中于猪栏内空间。其中,上送上回、上送下回风速不均匀系数分别为0.658、0.49,与此同时温度不均匀系数分别为0.04、0.023,其次CO质量分数、NH质量分数比含量更少,优化确认上送下回更优化猪舍空间的气流组织。3)基于第4章研究得出上送下回更有利于分娩猪场均匀性,第5章从研究上送下回整个猪场CFD模拟,分析得出上送下回比基于分散式空调系统的定点送风集体回风方式气流更为有序更为均匀性,优化前后风速不均匀系数分别为0.36、0.23,与此同时温度不均匀系数分别为0.027、0.015,优化后分别是优化前系统的64.6%、54.8%。4)实测值和模拟值相接近,风速、温度、NH浓度及CO浓度误差范围分别为1.58%-21.1%、0.04%-6.9%、2.48%-13.86%及4.72%-28.42%,且数据规律一致,证明模拟研究可以应用于实际工程中,优化定点回风有利于改进分娩猪舍均匀性。

关键词：分娩猪舍 CFD模拟气流组织均匀性

基于CFD的畜禽舍热环境模拟及空调节能工程优化研究

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基于CFD的畜禽舍热环境模拟及空调节能工程优化研究

作者：吴京颖华东交通大学

学位级别：硕士

随着畜禽养殖的领域不断发展和规模不断扩大,畜禽养殖业的品种、饲料和防疫等问题基本解决,但养殖环境质量仍是制约其生产养殖水平重要因素之一。鉴于畜禽舍室内存在大量氨气,不宜采用湿工况空调末端,故本文采用毛细管辐射网栅作为空调... 详细信息

随着畜禽养殖的领域不断发展和规模不断扩大,畜禽养殖业的品种、饲料和防疫等问题基本解决,但养殖环境质量仍是制约其生产养殖水平重要因素之一。鉴于畜禽舍室内存在大量氨气,不宜采用湿工况空调末端,故本文采用毛细管辐射网栅作为空调系统的末端设备。毛细管网栅辐射空调系统最突出的优点就是能够有效利用低品位能源来满足建筑供暖、供冷的需求,因而受到广泛应用。辐射空调系统进行设计时,需要确定辐射末端的供水温度及该温度下的制冷量,其供回水温度不仅直接影响着毛细管顶板表面的温度,当毛细管顶板表面温度低于室内空气的露点温度时,室内会出现结露现象。此外,供回水温度的大小也直接影响着毛细管顶板供冷和供暖能力的大小,因此辐射末端的供回水温度是影响毛细管辐射空调系统的关键因素。本文以采用地源热泵与毛细管网栅辐射空调系统的江西省新干县养殖场为研究对象。鉴于单独建立CFD模型,它往往只能对室内温度场和风速场的分布进行模拟,难以实现在线控制。而TRNSYS能够实现动态在线控制的模拟,但是在仿真运行的每个时间步长里,假设室内空气均匀混合,任意处的温度、风速、相对湿度等参数都分别相等,无法预测出空调房间的气流分布情况。基于此,本文首先利用FLUENT软件模拟出毛细管网不同供水温度下分娩猪舍内温度场分布并进行分析。基于FLUENT模拟结果,建立TRNSYS地源热泵+毛细管网栅辐射空调系统仿真模型,模拟供水温度对室内温度、毛细管网辐射空调制冷能力的影响,分析得出毛细管网最佳供水温度。同时,对比地源热泵系统埋管不同深度下夏季室内温度、机组性能系数以及系统能耗等参数变化,分析得出地源热泵系统最佳埋管深度,以此验证地源热泵+毛细管网栅辐射空调系统在此工况下运行符合分娩猪舍夏季室内设计参数,室内热环境效果较好。首先,本文在FLUENT模拟方案中选择20℃、18℃、16℃和14℃供水温度工况,分析不同供水温度对室内温度的影响。研究结果表明,毛细管末端夏季采用高温冷水供冷时基本符合分娩猪舍温度要求,且毛细管网的供水温度对室内热环境影响较大。降低供水温度,会提高毛细管网供冷能力,供水温度每升高2℃,室内温度大致升高0.6-1.2℃左右。但是,供水温度的降低也伴随着结露的可能。考虑到猪舍设计温度要求,本文供水温度设置应不低于16℃。基于此,通过TRNSYS建立地源热泵+毛细管网栅辐射空调系统仿真模型,分析不同供水温度对毛细管网单位面积制冷量的影响。研究结果表明,毛细管网供冷能力随供水温度的提高而降低,近似呈线性关系,供水温度每升高2℃,单位面积制冷量减少9.7W/m左右,而供水流量对毛细管网供冷能力的改善并不明显。综合考虑,供水温度设定为16℃。随后,对地源热泵系统水平埋管处于不同深度时相应的地埋管出口温度、机组性能和系统能耗等参数进行模拟分析对比,得出随着埋管深度的增加,水平埋管出口温度逐渐降低,冷能效比EER逐渐升高。在确定地源热泵系统最佳埋管深度和毛细管网最佳供水温度后,对地源热泵+毛细管网栅辐射空调系统仿真模型部件进行参数设置,模拟得到机组运行时室内温度在24.72-27.61℃之间,室内平均温度为25.62℃;室内作用温度在23.7-26.1℃之间,室内平均作用温度为24.68℃,满足夏季分娩猪舍相关参数要求,室内热环境效果较好。本研究证明,对于畜禽舍热环境模拟研究而言,CFD技术既为畜禽舍内热环境研究提供了一种经济实用的方法,又为畜禽舍的辐射制冷供暖节能性优化提供了解决方案,具有一定的理论意义和工程实用价值。

关键词： CFD 分娩猪舍毛细管辐射室内热环境模拟优化研究

基于Trnsys的养殖场空调系统节能优化仿真研究

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基于Trnsys的养殖场空调系统节能优化仿真研究

作者：刘磊华东交通大学

学位级别：硕士

随着农村经济结构的调整和国家政策的大力扶持,我国养猪业正快速向规模化、集约化的饲养模式转变,养猪现代化、规模化将是未来的发展趋势。而在现有的饲养管理中,猪舍室内温度是否均衡稳定,将直接影响到仔猪成活率、猪的生长发育及饲料... 详细信息

随着农村经济结构的调整和国家政策的大力扶持,我国养猪业正快速向规模化、集约化的饲养模式转变,养猪现代化、规模化将是未来的发展趋势。而在现有的饲养管理中,猪舍室内温度是否均衡稳定,将直接影响到仔猪成活率、猪的生长发育及饲料利用率。鉴于本文的养猪场需要消耗大量的地下水和产生大量的排泄物,为实现能源的可循环利用,本文分别采用地下水源热泵和生物质源热泵作为猪舍空调系统的冷热源。此外,猪舍内存在大量氨气,不宜采用湿工况空调末端,故采用毛细管辐射网栅作为空调系统的末端设备。本文以分娩猪舍为研究对象,首先基于Trnsys软件搭建分娩猪舍建筑模型,模拟了冬夏季空调冷热负荷,验证了毛细管网模型的准确性,并分别探讨了供水温度、供水流量对室内温度及毛细管网辐射末端制冷能力的影响。模拟分析显示,毛细管网的供水温度每降低1℃,单位面积制冷量大致增加4.38W/m,室内温度大致降低0.63℃,而供水流量对毛细管网供冷能力的改善并不明显。然后通过ANSYS软件建立了生物质池下的土壤模型,分析了生物质池下全年土壤垂直温度变化情况,为空调系统的仿真模拟提供了水平埋管处周围土壤温度的逐时变化数据。最后在Trnsys中搭建了地下水直供式辐射空调系统、地下水源热泵+毛细管栅辐射空调系统、土壤源热泵辐射空调系统及生物质源热泵辐射空调系统四种仿真模型,对各设计方案的室内温度、毛细管供回水温度、机组性能系数及系统能耗等参数进行了分析,并着重对土壤源热泵系统及生物质源热泵系统进行了对比分析,此外还探讨了地下埋管对猪舍内CH排放的影响以及土壤温度恢复情况。研究结果表明:夏季,土壤源热泵系统比生物质源热泵系统节能2.8%;而冬季,生物质源热泵系统比土壤源热泵系统节能5.7%,从全年的节能率看,生物质源热泵系统具有一定的节能潜力。以生物质源热泵系统为基准,地下水源热泵+毛细管栅辐射空调系统全年可节约24.3%的能量,且全年耗水量为9162m。而地下水直供式辐射空调系统夏季总能耗比生物质源热泵系统降低了36080kWh,节能88%,但全年消耗地下水量为21888m,该系统不仅无法满足室内设计温度要求,而且国家严禁非法取水,故该方案并不适用。此外,当水平埋管深度为0.6m时,不会加剧猪舍内CH的排放;若将冬季沼气保温系统加入到生物质源热泵系统中,并将室内温度波动控制在±1℃范围内,不仅可以有效缓解土壤热堆积问题,还能实现生物质源热泵系统的节能潜力。对于农村养殖项目,无自来水供应时,优选地下水源热泵+毛细管栅辐射空调系统;而对于非农村养殖项目,有自来水供应时,优选生物质源热泵辐射空调系统。鉴于该项目位于农村,优选地下水源热泵+毛细管栅辐射空调系统,而生物质源热泵系统中加入冬季沼气保温系统,也具有一定的节能优势,且无需开采大量的地下水资源,故生物质源热泵辐射空调系统可作为备选方案。但地下水直供式辐射空调系统不仅无法满足室内设计温度要求,而且地下水开采须符合国家规定,故此方案不具有可行性。

关键词： Trnsys仿真分娩猪舍毛细管辐射生物质源节能优化

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仔猪断奶初期喂母猪日粮好

畜禽业 1999年第11期10卷 24-24页

作者：李惠萍

美国研究人员的试验表明，在仔猪断奶初期给其喂一种供哺乳母猪使用的口粮而不是更贵的断奶仔猪专用饲料，既可以节省饲料成本，又不会影响仔猪的生长性能。研究人员就这种喂养方法提出了几个理由：1、哺乳母猪饲料比较便宜，而仔猪学... 详细信息

美国研究人员的试验表明，在仔猪断奶初期给其喂一种供哺乳母猪使用的口粮而不是更贵的断奶仔猪专用饲料，既可以节省饲料成本，又不会影响仔猪的生长性能。研究人员就这种喂养方法提出了几个理由：1、哺乳母猪饲料比较便宜，而仔猪学习采食时又往往会浪费饲料；2、仔猪在分娩猪舍中因舔食母猪料槽的饲料或许对其已逐渐孰悉；3、如果仔猪在断奶前没有采食过任何固体饲料，饲喂高蛋白质含量比断奶仔猪料低的母猪口粮，就有可能减轻仔猪免疫系统的过敏性不良反应。仔猪断奶初期喂母猪日粮好@李惠萍

关键词：仔猪断奶猪日粮哺乳母猪生长性能断奶仔猪料免疫系统分娩猪舍研究人员不良反应过敏性