全热回收养殖用新风机可行性分析

王相云 司成功 张文龙 李清清

摘 要： 本文主要分析了目前全热回收新风机在普通建筑中应用已经较为广泛。畜舍作为养殖类建筑，其舍内空气成分及温、湿度条件有别于普通建筑，本文主要分析了全热回收新风机应用于养殖建筑进行通风换气的技术可行性。

关键词： 全热回收新风机;养殖建筑

畜舍环境对于家畜正常的生长和繁殖具有重要影响，进而事关大众餐桌安全[1]。以猪舍为例，猪舍内的有害气体主要是氨气、硫化氢等。当NH3在空气中含量于200ml/L时，会刺激猪打喷嚏、流口水、食欲下降，致使猪的生长性能下降，研究表明20kg的小猪在氨气浓度为50×10-6mg/m3的空气中增重下降12%，长时间作用会增加呼吸疾病和肺炎的发病概率[2-5]。同时畜舍尘埃是微生物的载体，通风不良尘埃更能促进各种微生物的繁殖。所以，良好的通风是畜舍内的内部环境的有效手段[6]。但冬季时在寒冷地区由于保温需要，畜舍会尽量密闭，通风受到限制，导致舍内空气恶化。为了解决通风和保温的这一矛盾，采用热回收的通风设备或系统，充分回收舍内空气的热量，对新风进行预热，既能保证通风换气需要，又能保证舍内温度[7，8]。目前常用的空气热回收设备主要分为显热回收和全热回收两个类型，其中全热回收设备不但能回收排风显热，还能回收排风潜热进行新房预热，通风换气同时可有效保证室内温度。目前，全热回收新风机在普通建筑中应用已经较为广泛。畜舍作为养殖类建筑，其舍内空气成分及温、湿度条件有别于普通建筑，因此课题组针对全热回收新风机在畜舍中应用的技术可行性进行了分析。

1 全熱交换装置形式

目前应用广泛的全热交换装置通常为转轮式和膜式两种结构。转轮式全热交换器效率较高，但新风与排风之间存在一定的相互渗漏，存在新风污染可能。膜式全热交换器结构简单，成本较低，但其效率低于转轮式，通常为50%～80%。此外，国内外还有通过液体循环环路对新风和排风实现热量交换的热交换装置，该装置可完全避免新排风交叉污染，系统布置也较为灵活，但系统较为复杂，且液体流体需要额外提供动力。选择畜舍用全热交换装置时，应综合考虑建筑需求进行选择。畜舍选用膜式全热交换器，可充分回收排风中的动物散热散湿量，且由于排风中含有一定量NH3，可缓解全热交换器冬季的结霜问题。

2 通风量的考虑

畜舍冬季通风和保温问题应该并重。但实际上当前做法更多将注意力放在了冬季舍内温度保证上，缩减通风量，造成舍内空气质量差，畜群抵抗力下降，呼吸疾病传播，造成经济损失。通风的作用首先是换气，将室内污染空气排出，送入新鲜空气。畜舍内空气组分和普通建筑不同，动物代谢产生了大量有害气体，包括刺激性很强的NH3、硫化氢等气体，还有呼吸产生的二氧化碳。动物还散发了大量热量和湿量，如果通过全热交换加以利用，则对于维持冬季舍内温度起到重要作用。因此，在畜舍冬季通风量计算时，应综合考虑热量、湿量、刺激性有害气体散发量和二氧化碳散发量，确定冬季合理最小通风量，并进行排风热回收，从而既能控制舍内空气品质，又能控制舍内温度。控制舍内有害气体的通风量为：

L= Kx y2-y0   （1）

其中，L为所需通风量，m3/s;x，为有害气体散发量，mg/s;y2为舍内某有害气体容许浓度，mg/m3;y0为室外空气中某有害气体容许浓度，mg/m3。K为安全系数，通常取6-10。

3 通风气流组织及通风控制

冬季通风时，通风促进舍内空气流动，加快了动物的对流散热，为了避免对动物产生不利影响，通风的气流组织应该考虑如下：

（1）避免冷风直吹。冬季通风不应形成冷风直吹动物，应控制送风高度、方向和风速。例如从高处均匀将预热的新风送入舍内各处。

（2）避免送风和排风气流短路。畜舍通风控制策略上的研究目前不多见。畜舍内因为空气组分复杂，同时又有温度需求，因此控制通风量及运行时间时，应综合舍内二氧化碳含量，刺激性气体含量以及空气温度和湿度等参数综合考虑。通风时，对于冬季舍内温度，可根据动物生理需求设定临界温度。根据养殖舍内空气质量标准监测刺激性有害气体水平，确定通风系统运行强度和时间。

综合来说，冬季畜舍内通风时必须的，通过热回收，舍内温度是可控的。为了保证通风换气效果和温度，需要综合考虑通风量、通风气流组织和控制策略，从而营造适合动物生长的舍内环境。

参考文献：

[1]邵燕华，陈志银，崔绍荣.畜舍小气候对猪的影响[J].家畜生态，2002，23（1）：67-68.

[2]彭焕伟，沈亚欧.畜禽生产中氨的危害及防治措施[J].饲料工业，2005，26（13）：54.

[3]曹进，张峥.封闭猪场内氨气对猪群生产性能的影响及控制试验[J].养猪，2003，4：42.

[4]林竹红，曹进，曹伯先.母猪生产性能低下的原因分析及对策[J].中国畜禽种业，2009，11：75-76.

[5]朱能武，邓昌彦，熊远.我国工厂化养猪环境工程技术研究应用现状及发展前景[J].湖北农业科学，2000，6：56-58.

[6]吕金虎，宋臻.我国畜禽舍机械式降温系统的研究与发展现状[J].农机化研究，2007，4：178-180.

[7]胡玉秋，杨云洲，张玉稳，范军.寒冷地区冬季通风热回收装置设计探讨[J].节能，2019（5）：72-74.

[8]李琴，刘鹏，刘中英，翁巧琴，吴中红.民用一体式热回收通风设备在空调降温兔舍内的环境调控和节能效果研究[J].家畜生态学报，2017（9）：44-50.

基金项目： 本研究获得2018年国家级大学生创新训练项目《全热交换养殖用新风机》和2019年青岛农业大学大学生创新训练项目支持（项目号：201810435045X）