置换通风在保温隔热性能较好的民用建筑上应用较多,大风量送风可以使降温幅度有限的冷风机达到置换通风的降温效果。通过研究冷风机+Faeryduct-C法瑞管系统,采取上置置换通风布置和合理的开口模式进行畜舍降温,为该将降温系统推广使用提高科学依据。
试验地点和畜舍
试验于2013年8月进行,试验分为预试验和正式试验两部分。试验地点为国家肉牛体系高安试 验站,位于江西省宜春市(28.25°N,115.22°E)。该地区6-9月份平均相对湿度约为50%,温湿指数(THI)≥74约占 72%,7、8月份 10:00-18:00时间段平均气温37℃,最高气温40℃,全月THI皆在78以上。随机选择两个相同畜舍,东西走向,长56m,跨度9.3m,檐高3.4m,南北墙高2.7m。畜舍内南北各14个 (4m×3.6m×1.4m)牛栏,牛栏后面各有一个铁门(宽1.2m,高1.9m)。 试验组采用冷风机-布风管降温装置,对照组每个牛栏正上方安装一台吊扇,直径1.2m,距离地面3m。为了避免舍外气流对舍内造成影响,试验组南 北墙上方安装帆布遮盖,顶部流出15cm开口,对照组南北墙以及四周的门均处于开放状态。
上置置换通风效果
上置置换通风降温模式不但可以提高送风量和风速,可以承担更大的冷负荷,具有较高的通风换气效率,还可有效的避免家畜破坏和粪尿污染。送风口要求射流在上区横向扩散能力小,进入下区卷吸能力适当增大,速度衰减快,并且送达地面时能满足置换通风要求。如果送风口较高,会导致冷空气下沉过程中与畜舍内热气流交换增加,到达工作区后送风温度相对较高,因此需要送风口适当低一些。同时又要防止家畜破坏以及粪尿污染。综合考虑本实验设计Faeryduct-C法瑞管沿墙布置,风管下沿距地面高度2.1m,最低出风口与竖直方向夹角10°。
冷风机+Faeryduct-C法瑞管降温系统
冷风机+Faeryduct-C法瑞管可以显著降低畜舍环境湿度,尤其随着舍外环境温度升高,这种降温效果更佳优于传统吊扇降温。温室指数与对照组差异不显著。由于该洗头膏运行要求密闭性较高,相对湿度和其他气体含量显著对照组。但是相对湿度处于肉牛可以接受范围50%-85%。试验组内CO2和NH3都满足中国行业标准NY/T388-1999对牛舍空气质量的要求,CO2不应超过1500mg/m³,NH3不超过20mg/m³。
结合风速分布,系统从整体上实现置换通风。新鲜冷空气经过风管流向牛活动区域,然后向四周扩散,实现气体热交换,然后经过屋檐出风口排出舍外。这样在满足牛的舒适度和空气质量的要求下,可以减少空调区的送风量,降低系统输配能耗,降低畜舍环境温度,提高降温效果。
总结
将冷风机安装在畜舍外,法瑞管装在舍内沿墙布置,在风管上开设两种孔径,能够将新鲜冷空气送到家畜活动区域,同时带走畜舍内热量,显著降低其环境温度,改善空气质量。冷风机+Faeryduct-C法瑞管降温系统能够显著降低家畜呼吸速率直肠温度和皮温,极大缓解家畜的热应激,在南方牛舍降温方面,具有很大推广价值。