養(yǎng)豬場作為規(guī)?;笄蒺B(yǎng)殖的核心場景,需維持穩(wěn)定的舍內(nèi)環(huán)境以保障生豬生長 —— 仔豬舍溫度需控制在 28-32℃,育肥豬舍需保持 18-22℃,相對濕度均需維持在 60%-70%。但養(yǎng)殖過程中,舍內(nèi)會產(chǎn)生大量高濕、含氨氣體(濃度通常為 20-50ppm)與飼料粉塵(粒徑 3-15μm),需通過通風(fēng)系統(tǒng)每小時換氣 3-5 次排出污染物;直接排風(fēng)會導(dǎo)致舍內(nèi)熱能嚴(yán)重流失,冬季單棟萬頭豬場每小時熱量損失可達(dá) 30-60kW,大幅增加供暖設(shè)備能耗。氣氣換熱芯體作為通風(fēng)余熱回收設(shè)備的核心組件,可實(shí)現(xiàn)排風(fēng)與新風(fēng)的直接熱量交換,在保障通風(fēng)效果的同時回收 70% 以上的排風(fēng)熱能,成為養(yǎng)豬場節(jié)能降耗的關(guān)鍵技術(shù)載體。
養(yǎng)豬場排風(fēng)與新風(fēng)的特殊屬性,對氣氣換熱芯體的材質(zhì)選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、抗污染能力提出明確要求,需重點(diǎn)解決 “防氨腐蝕、抗粉塵堵塞、控冷凝積水" 三大核心問題:
防氨腐蝕要求:舍內(nèi)排風(fēng)含氨、硫化氫等堿性氣體,且高濕環(huán)境會加速金屬材質(zhì)的氨蝕反應(yīng),導(dǎo)致芯體穿孔或結(jié)構(gòu)失效。因此芯體材質(zhì)需優(yōu)先選用耐堿防腐材料:主體可采用改性聚丙烯(PP)蜂窩芯體(耐溫 80℃以上,抗氨腐蝕性能優(yōu)于金屬)或環(huán)氧樹脂涂層鋁箔(涂層厚度 0.1-0.15mm,形成致密防腐屏障);芯體框架選用玻璃鋼(FRP)材質(zhì),避免金屬框架銹蝕導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)松動。
抗粉塵堵塞要求:排風(fēng)攜帶的飼料粉塵、豬毛纖維易在芯體流道堆積,若流道口徑過小或內(nèi)壁粗糙,會導(dǎo)致風(fēng)阻增大、換熱效率驟降。需通過兩大設(shè)計(jì)優(yōu)化:一是流道設(shè)計(jì),采用大口徑平行流道(寬度≥10mm),內(nèi)壁粗糙度控制在 Ra≤0.6μm,減少粉塵滯留空間;二是前置過濾,在排風(fēng)入口加裝自清潔金屬濾網(wǎng)(孔徑≤2mm,配備每 2 小時一次的高壓空氣反吹裝置,反吹壓力 0.4-0.6MPa),提前攔截大顆粒雜質(zhì)。
控冷凝積水要求:冬季舍內(nèi)排風(fēng)相對濕度高達(dá) 75%-85%,與室外低溫新風(fēng)(北方冬季可達(dá) - 10℃以下)換熱時,易在芯體表面形成冷凝水;積水若未及時排出,會滋生細(xì)菌(如大腸桿菌、葡萄球菌),還會加劇氨蝕反應(yīng)。需設(shè)置三重控濕結(jié)構(gòu):芯體流道傾斜 12-15°,引導(dǎo)冷凝水向底部流動;芯體底部加裝集水盤,配套浮球式自動排水閥,確保積水實(shí)時排出;芯體表面做納米疏水涂層處理(接觸角≥110°),降低水珠附著率,減少細(xì)菌滋生風(fēng)險。
根據(jù)養(yǎng)豬場規(guī)模、氣候區(qū)域差異,氣氣換熱芯體可分為 “顯熱換熱芯體" 與 “全熱換熱芯體" 兩類,需結(jié)合實(shí)際場景設(shè)計(jì)針對性換熱方案,實(shí)現(xiàn)熱能回收:
北方冬季萬頭豬場方案:選用改性 PP 蜂窩全熱換熱芯體(芯體體積 1.2m×0.8m×0.6m),配套通風(fēng)量 5000m3/h 的余熱回收設(shè)備。舍內(nèi) 22℃、70% 濕度的排風(fēng)與室外 - 8℃、30% 濕度的新風(fēng)在芯體內(nèi)部逆向流動,排風(fēng)的熱量與水分通過蜂窩孔壁傳遞至新風(fēng) —— 新風(fēng)溫度升至 14-16℃、濕度升至 55%-60%,再經(jīng)地暖輔助加熱至 20℃后送入舍內(nèi);排風(fēng)溫度降至 6-8℃、濕度降至 40% 后排出。改造后,豬場冬季燃?xì)夤┡芎膹拿咳?150m3 降至 60m3,加濕器運(yùn)行時間減少 60%,單棟豬場年節(jié)省能源成本約 25 萬元。
南方夏季育肥豬舍方案:采用環(huán)氧樹脂涂層鋁箔顯熱換熱芯體,配套通風(fēng)量 3000m3/h 的設(shè)備。舍內(nèi) 20℃、65% 濕度的排風(fēng)與室外 32℃、60% 濕度的新風(fēng)換熱,排風(fēng)冷量傳遞至新風(fēng)后,新風(fēng)溫度降至 25-26℃,再經(jīng)水簾降溫至 19℃送入舍內(nèi);排風(fēng)溫度升至 28-30℃后排出。相比直接引入室外新風(fēng),該方案可降低水簾水泵運(yùn)行負(fù)荷 40%,夏季單棟育肥豬舍每日節(jié)電約 60kWh,舍內(nèi)溫度波動控制在 ±1℃以內(nèi)。
日常維護(hù)(每日):通過設(shè)備控制面板監(jiān)測芯體進(jìn)出口風(fēng)壓差(正常范圍 0.2-0.4kPa),若壓差超過 0.5kPa,手動觸發(fā)濾網(wǎng)反吹裝置清理;檢查自動排水閥是否通暢,避免集水盤積水溢出;用紅外測溫儀檢測新風(fēng)出口溫度,若溫度低于設(shè)計(jì)值 10% 以上,需排查芯體是否堵塞。
定期維護(hù)(每周):拆卸入口濾網(wǎng)進(jìn)行水洗清理(水溫 35-40℃,搭配中性洗滌劑),檢查濾網(wǎng)是否破損;用壓縮空氣(壓力 0.3MPa)從芯體新風(fēng)側(cè)反向吹掃流道,清除殘留粉塵;觀察芯體表面是否有冷凝水殘留,若局部積水嚴(yán)重,需調(diào)整流道傾斜角度或更換疏水涂層。
深度維護(hù)(每季度):對于顯熱芯體,用高壓水槍(壓力 0.5MPa,水流方向與氣流方向相反)沖洗鋁箔流道,去除頑固粉塵;對于全熱芯體,需取出蜂窩芯體,在 50-60℃的熱空氣中烘干 4-6 小時,恢復(fù)吸附介質(zhì)的吸濕性能;檢查芯體密封膠條是否老化,若出現(xiàn)開裂需及時更換,避免新風(fēng)與排風(fēng)交叉污染。
多芯體聯(lián)動控制:針對萬頭以上規(guī)模豬場,采用 3-4 臺氣氣換熱芯體并聯(lián)運(yùn)行,搭配舍內(nèi)溫濕度傳感器與 PLC 控制系統(tǒng) —— 當(dāng)仔豬舍溫度低于 28℃時,自動啟動 3 臺芯體;溫度高于 30℃時,關(guān)閉 1 臺芯體并增大排風(fēng)風(fēng)量,實(shí)現(xiàn)按需調(diào)節(jié),避免能源浪費(fèi)。
高氨濃度場景適配:對于種豬舍(氨濃度可達(dá) 45-50ppm),需對芯體進(jìn)行防腐升級:在 PP 蜂窩芯體表面額外噴涂聚四氟乙烯(PTFE)涂層(厚度 0.05mm),增強(qiáng)抗氨腐蝕能力;每月用 5%-8% 的稀硫酸溶液對芯體進(jìn)行循環(huán)清洗(浸泡 15 分鐘后用清水沖洗),中和殘留的氨鹽,將芯體使用壽命從 3 年延長至 5 年以上。