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降本增效!猪场产房如何节能减排呢?(超详细)

养猪业2021-10-13 10:38:28

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降本增效包含猪场各个方面,之前分享了3篇包含成本、成活率、母猪淘汰方面,今天分享一篇关于产房节能减排方面的文章,我们一起学习一下。

降本增效包含猪场各个方面,之前分享了3篇包含成本、成活率、母猪淘汰方面,今天分享一篇关于产房节能减排方面的文章,我们一起学习一下。

 

2015年到2018年法国一个实验猪场持续对产房进行了一系列的节能实验。实验包括对各种设备进行评估,以减少与供暖、通风和照明有关的能源消耗。实验期间平均用电量为479 kWh/头/年,而2008年法国环境与能源管理署的用电量参考为900 kWh/头/年,节能47%。

 

1介绍

 

自繁自养猪场的能源消耗中电力占75%,如何控制好这部分的能耗是提高猪场成本竞争的核心。其中保育占36%,育肥27%,产房22%。

 

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产房方面,供暖占能源消耗的81%,其次是通风和照明,分别占10%和8%。因此,减少产房能源费用首先考虑取暖问题。

 

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2产房及配套设备情况

 

设备节能评估实验的对象为24张产床,2014年安装,分属两间产房(各12张产床),紧靠着原来的产房(开放式产床,不做为实验对象),共可容纳40头母猪同时分娩。

 

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2.1 加强保温

 

产房墙体采用21cm厚(中间有10cm厚的石墨化聚苯乙烯保温材料)、预制混凝土板,其热损失系数为U = 0.31 W/㎡.℃。墙体安装在0.4m深的板筑墙预埋坑中,外面用5cm厚的泡沫石棉水泥板保温。屋顶斜面安装5cm厚的泡沫保温板。

 

通过墙壁和隔板的热损失平均占建筑物热损失的20%,与通风有关的热损失占其余80%。在这种情况下,产房墙壁的保温比传统农场的保温性更好,传统的采用单层砖墙或保温混凝土墙板的农场中 U通常接近0.41 - 0.47 W/㎡.℃。

 

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2.2 太阳能热装置与空气-水加热热泵相结合

 

24张产床的产房加热采用的是水暖地板(小猪休息区)。

 

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两种设备产生热水:

 

8张共计20.78平方米、30°倾角、面向正南方向安装在屋面的太阳能热源板,装机功率为14.54 kW。太阳能热源板产生的热水储存在容积1500升的中转罐中。这个罐是用10厘米厚的柔性多孔聚氨酯泡沫包裹住的。然后,从太阳能热水罐中流出的热水被输送到一个中央罐中,然后再送到产房。

 

空气-水热泵,也为产房的中央热水罐供应热水,热泵在舒适模式下的产热效率为9kW,经济模式下为7 kW。热泵在7℃时的效能系数为COP (EN255-3) = 3.4。所使用的制冷剂为CO2(R744),其优点是作为一种环保流体,对臭氧层的影响为零(臭氧消耗潜力ODP = 0),对温室效应的影响较小(全球变暖潜力GWP = 1)。由热泵机组可生产的最高温度是65°C。

 

优先考虑太阳能。当太阳能板产生的热水不够(晚上、雨雪天)、中央罐温度低于45℃,那么空气-水热泵启用,直到中央罐温度升到55℃。

 

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2.3 四种不同型号的加热板

 

24张产床的产房配备了四个不同型号的产栏。不同型号的热水板在尺寸和材料上有所不同。每种型号的热水板按6个一组串联的方式安装,因此,热水循环通过6块板。中央热水罐按照热水板编号依次供水,最后降温的水返回罐中。

 

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地暖板的热水供应由M-BUS量热计控制。当第6个地暖板的回水温度低于设定的加热值时,它命令打开三路阀。

 

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母猪分娩时,热水加热的回水温度设定值为38°C,以便将地暖板温度维持在35℃左右。分娩15天后,回水温度设置为35℃,以保持地暖板32℃的温度。

 

地暖系统配合红外线保温灯使用。产后24小时内,母猪身后上方区域悬挂两盏175w的红外线保温灯,保温灯按照“全开全关”的方式运行,灯罩离地面60厘米,24小时候保留一盏。

 

母猪进产房时通风温度设置为21℃,分娩时为24℃。 

 

2.4 通风变频器

 

两间各12张产床的产房通风由一个标准直径400mm的风扇提供,漏粪板上方抽风。每个风扇都连接到一个变频器,根据特定的通风要求控制电机转速,从而节省能源。

 

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2.5 采光井和大窗户,节约照明

 

产房配有12个150x80cm的窗户,三分之一的窗户朝南,三分之一朝北,剩下的朝东。玻璃窗面积占墙面积的7%。

 

在两个产房中央墙的两侧,有8个带有棱柱状扩散器的光井,完成了自然采光。

 

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2014年4月23日,在测试时的室外光强为22500勒克斯的情况下,对光阱允许的光强进行了测量。第一步是盖上窗户,关掉人工照明。测量点位于距离天花板1.9米的地方,将光度计放置在前面的单元格隔板上。在光源下,即在工作区域,记录的强度为80勒克斯。

 

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为了提高猪间的亮度,墙壁被涂成白色,反射70%到80%的光线,粗糙的混凝土墙壁只能反射40%到50%的光线。

 

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此外,每间产房都配备了6根电子镇流器日光灯管,从0到500勒克斯不等。每个镇流器包含两个49w的荧光灯管,位于两个产栏之间。照明由安装在天花板上的光度计上的控制器控制。

 

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照明设置为40勒克斯,每天8小时。当窗户和光井的自然光在照度计上达到这个值时,镇流器处于关闭状态。当照度下降时,逐渐点亮。

 

如果猪场的工作人员愿意,特别是在参观猪舍或与动物互动时,即使光度计显示亮度为40勒克斯,也可以手动打开人工照明。

 

2.6 数据收集和处理

 

使用脉冲电表连续记录设备(采暖、通风、供电、照明)的所有耗电量。热泵和太阳能热装置的能量输出是用热量计测量的。每6个一组安装的热水板的能耗由M-Bus热量计记录。

 

能源消费和生产数据集中管理并导出到Excel中处理。分析的数据涵盖了2015年至2018年的36个月,因此涵盖了不同季节的多群母猪。

 

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3节能收益

 

3.1 低能耗产房

 

实验场年均耗电为479kWh/头/年,而2008年法国环境与能源管理署的减排参考为900kWh/头/年,节能效率为47%/年。按照法国养猪研究院2013年发布的《正能源猪舍指导手册》标准,可评定为低能耗猪场。

 

在供暖(- 51%)、通风(- 36%)和照明(- 22%)方面节省了开支。自动化和个体化的饲料配送导致能源消耗略有增加(+ 2 kwh/头/年)。

 

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3.2 通过可再生能源节约供暖

 

产房加热中的能源类型中36%为电力,与红外线保温灯、热泵和与太阳能热加热相关的泵的运行有关。剩下的64%来自可再生能源:来自由热泵回收的室外空气的热量,和来自太阳能电池板的光子回收。

 

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在实验猪场的条件下,热泵的性能系数(COP)为2.64,这意味着每消耗1千瓦时的电力,热泵就会向供热系统输送2.64千瓦时的热量。该系数低于制造商公布的COP:3.4,是在不同于猪场条件的标准工厂条件下获得的。

 

太阳能热能的性能非常好,因为它耗电量非常少,而且在光照条件下输出大量能量(1kWh 耗电量与141kWh 热能之比)。

 

这使得热泵+太阳能热装置的总COP得以提高,年平均为4.08。

 

3.3 地暖板表面温度均匀,但同一串联组上板面之间温度不同

 

通过红外热成像仪的分析,初步确定了加热设置。分娩时,回水温度设置为38°C以保证板面平均温度达到35℃。 

 

用软件处理红外热成像仪拍摄的图像,可以绘制整个拍摄区域的温度直方图。分析之前的照片(图片10)显示,96%的板面温度在32-37℃之间,其中34.8%在34.5 - 35.8°C之间。

 

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无论什么类型的地暖板,在整个加热体上都观察到温度的均匀性,表明热传导良好。如果我们将地暖板划分为具有相同表面的 3 个区域,则板面的上三分之一、中心和下三分之一之间的差异小于 1°C。

 

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串联安装的缺点是在第一块和最后一块地暖板之间能明显地观察到温度差异。事实上,水通过管道会引起或多或少的摩擦,这种阻力会导致负载损失。此外,板越大,散热越大,板之间的温差越大。

 

测试的4种类型的板,水流速度相同的情况下,第一块后最后一块板之间温度相差1°C ~ 4°C。

 

4译者的话

 

通过对产房进行了一系列的节能实验,以减少与供暖、通风和照明有关的能源消耗。实验期间平均用电量为479 kWh/头/年,较平均用电量900 kWh/头/年,降低了421kWh/头/年,节能47%。每头母猪折合0.5元电价,共节约210.5元,如果是1000头母猪场,则年节约210500元。

 

降本增效包含我们每个环节,每个降本增效的措施背后,都是养猪人专业的深入研究,对每个细节进行分析之后做出的改进,打破固有思维,做出新的尝试与改变,这是我们要做的,也是当下不得不做的。


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