CN109588324A - 一种实现节能环保生物安全的立体家畜养殖系统 - Google Patents

一种实现节能环保生物安全的立体家畜养殖系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可实现节能环保生物安全的立体家畜养殖系统，包括多层建筑，除最下层外其余各层均为养殖层，最下层内设置有空气过滤装置和地热通风管道等，各养殖层内设置有进风管道、地沟风道等，还设有废气气室，整个系统由废气热回收系统、地源热预热(冷)系统、舍内通风系统、防疫系统等系统构成；本发明的系统通过控制进舍空气的传播途径，可以有效防疫，提高生物安全的等级，通过设置地热通风管道可利用地源热交换进行预热或预冷，减少舍内温度波动，防止猪群热(冷)应激，减少建筑冷(热)负荷能耗。此外本系统还可有效利用废气热量，做到节能环保。

Description

一种实现节能环保生物安全的立体家畜养殖系统
技术领域
本发明涉及畜禽养殖设施设备技术领域，尤其是涉及一种实现节能环保生物安全的立体家畜养殖系统。
背景技术
家畜产品是人类蛋白质的重要来源之一，中国人口众多，以生猪产业为例，猪肉消费量每年超过50亿吨，所需生猪接近7亿头。庞大的家畜饲养量需要占用大量的农业用地，而中国人口众多，土地资源相对紧缺，导致人畜争地矛盾日益突出,同时政府对家畜用地审批和环境保护的要求也越来越严格。在土地、环保和成本的多重压力下，多层家畜立体养殖模式越来越得到家畜养殖业的重视。
目前存在的多层家畜养殖建筑大都是在一层家畜舍的基础上实现多层累积。各楼层单独管理，家畜由电梯或旋转坡道实现转运，粪污采用水泡粪或机械清粪的方式集中收集，由管道排至粪污处理区，在通风上大多密闭式机械通风，通风模式为风机-湿帘的纵向通风或横向通风，风机排出的污浊气体直接排放。
多层家畜舍的单位面积家畜养殖密度随层数的增多而大大增大，防疫难度也大大增大，尽管有单独楼层管理措施减少了人员流动传播风险，但很难阻断空气传播途径，一旦爆发传染性疾病，相互感染严重。
为避免舍内的温度、湿度、粉尘、氨气等环境参数对家畜生长产生不利的影响，现有的多层家畜舍大多采用隧道式机械通风换气。冬季通风换气时，舍内外温差较大，需要大量的热量将舍外的冷空气温度提高的适合舍内家畜生长的温度，而在排风过程中又有大量的热量排出到舍外，能源利用率较低，同时气流组织流向大多从前致后，舍前端温度较低，舍后端有害气体浓度较大。夏季通风时，气流经湿帘降温后由风机抽入猪舍。由于湿帘本身结构制约，在室外温度过高，湿度过大时，湿帘的降温效果有限，猪群热应激明显。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种实现节能环保生物安全的立体家畜养殖系统，该系统通过控制进舍空气的传播途径，可以有效防疫，提高生物安全的等级，并设置地热通风管道可利用地源热交换进行预热或预冷，减少舍内温度波动，防止猪群热(冷)应激，此外本系统还可有效利用废气热量，做到节能环保。
本发明的一种实现节能环保生物安全的立体家畜养殖系统，包括多层建筑，除最下层外其余各层均为养殖层，在最下层由前端向后依次设置有第一空气过滤装置、鼓风机、地热通风管道、第一集水沟、第二空气过滤装置和第二集水沟，外界空气由第一空气过滤装置进入最下层，第二空气过滤装置将最下层隔为前半、后半两部分空间，各养殖层前端上下贯通并与最下层前半部分相连通形成通风室，通风室外墙上开设采光窗户，各养殖层由前向后依次被分隔为通风气室、养殖舍、废气气室；通风气室设置湿帘，养殖舍前端墙壁设置可调进风窗，后端墙壁设置排风机，顶部设置若干进风管道，进风管道前端插入养殖舍前端墙壁内，并安装有可调推拉挡板，沿着进风管道开设由若干出风口，养殖舍内设有多列养殖区，每列养殖区间通过过道隔开，养殖区采用漏缝地板，漏缝地板下方设有粪池；过道下方设置地沟风道，各条地沟风道前端封闭，后端与废气气室相通并安装地沟风机，沿着地沟风道的侧壁上开设有若干风管通入粪池；对每层养殖层，空气经湿帘从通风室进入通风气室，再经可调进风窗、进风管道进入养殖舍，由排风机排入废气气室，粪池内气体则经风管由地沟风机排入废气气室内；
该系统还包括粪污管道、粪污总管和废气热回收管道，粪污管道自楼顶由上至下贯穿各层养殖层，各层养殖舍的粪池均与粪污管道连通，最终汇入粪污总管排出；废气热回收管道自楼顶由上至下贯穿各层废气气室通入最下层的后半部分；
进一步的，在进风管道上由前端向后端所设置的出风口的密度逐渐增大；
进一步的，在地沟风道上由后端向前端所设置的风管的密度逐渐增大；
进一步的，在最下层通风室内还设置有紫外线照射装置；
进一步的，在各层养殖层后端外墙设置废气除臭装置；所述的废气除臭装置包括溶液池、塑料水帘、循环水泵、循环水管道、顶喷头、前喷头；塑料水帘设于溶液池上方，循环水管道设于塑料水帘前端，前喷头和顶喷头安装于循环水管道上分别从前端和顶部向塑料水帘喷洒；
进一步的，为收集地源热交换过程中以及废气热量回收过程中产生的冷凝水，地热通风管道和最下层的地面均做1％坡度，使产生的冷凝水可及时流入第一、二集水沟内；
进一步的，为使地源热量回收过程中，热交换更为充分，地热通风管道设置有若干层，且各层交错排列，各管道与相邻管道间距大于管径；
同样的，为使废气热量回收过程中，热交换更为充分，废气热回收管道设置有若干排，且各排交错排列，各管道与相邻管道间距大于管径；
进一步的，在废气热回收管道的进风处设置防鸟网防止飞鸟进入。
本发明的有益效果是：
采用本发明的系统进行养殖可以有效实现：
1.进舍空气经过滤处理，还可结合紫外线杀菌，可大大提高生物安全等级，降低防疫风险。
2.利用废气预热、地源热预热(冷)对新鲜空气预处理，可大大降低建筑冷(热)负荷能耗，降低控制难度也降低大气污染。
3.猪舍排出污浊气体可以进行除臭处理，可降低大气污染。
4.冬季、春/秋季通风系统，舍内空气分布更加均匀，可减少舍内温度波动，避免猪群热(冷)应激，降低舍内污染物浓度。
附图说明
图1为本发明系统的一种具体结构示意图；
图2为图1中1-1截面的结构示意图；
图3为图1中2-2截面的结构示意图；
图4为图1中3-3截面的结构示意图；
图5为图1中4-4截面的结构示意图；
图6为图1中5-5截面的结构示意图；
图7为养殖层的平面布置图；
图8为废气除臭装置的结构示意图；
图9为本发明系统冬季通风示意图；
图10为本发明系统春/秋季通风示意图；
图11为本发明系统夏季通风示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示为本发明的一种具体的可实现节能环保生物安全的立体家畜养殖系统，包括多层建筑，除最下层外其余各层均为养殖层，在最下层由前端向后依次设置有第一空气过滤装置、鼓风机、地热通风管道、第一集水沟、第二空气过滤装置和第二集水沟，外界空气由第一空气过滤装置进入最下层，第二空气过滤装置将最下层隔为前半、后半两部分空间，各养殖层前端上下贯通并与最下层前半部分相连通形成通风室，通风室外墙上开设采光窗户，各养殖层由前向后依次被分隔为通风气室、养殖舍、废气气室；通风气室设置湿帘，养殖舍前端墙壁设置可调进风窗，后端墙壁设置排风机，顶部设置若干进风管道，进风管道前端插入养殖舍前端墙壁内，并安装有可调推拉挡板，沿着进风管道开设由若干出风口，且由前端向后端所设置的出风口的密度逐渐增大；养殖舍内设有多列养殖区，每列养殖区间通过过道隔开，养殖区采用漏缝地板，漏缝地板下方设有粪池；过道下方设置地沟风道，各条地沟风道前端封闭，后端与废气气室相通并安装地沟风机，沿着地沟风道的侧壁上开设有若干风管通入粪池，且由后端向前端所设置的风管的密度逐渐增大；对每层养殖层，空气经湿帘从通风室进入通风气室，再经可调进风窗、进风管道进入养殖舍，由排风机排入废气气室，粪池内的气体则经风管由地沟风机抽入废气气室内；
该系统还包括粪污管道、粪污总管和废气热回收管道，粪污管道自楼顶由上至下贯穿各层养殖层，各层养殖舍的粪池均与粪污管道连通，最终汇入粪污总管排出，集中处理；废气热回收管道自楼顶由上至下贯穿各层废气气室通入最下层的后半部分，楼顶进入的新鲜空气经各层废气气室热交换后排出，经第二空气过滤装置后进入最下层通风室，在最下层通风室内还可设置有紫外线照射装置，空气经杀菌再供给各层养殖层；
此外，在各层养殖层后端外墙还设置废气除臭装置；所述的废气除臭装置包括溶液池、塑料水帘、循环水泵、循环水管道、顶喷头、前喷头；塑料水帘设于溶液池上方，循环水管道设于塑料水帘前端，前喷头和顶喷头安装于循环水管道上分别从前端和顶部向塑料水帘喷洒；
该废气除臭装置可以对经排风机和地沟风机排出的废气进行两步清洗：
1.初步清洗：当猪舍排出废气经热回收管道热交换回收热量后，先由前喷头以喷淋方式对废气中的毛屑、粉尘颗粒进行清洗，同时，由于前喷头持续对塑料水帘进行喷淋，可最大限度防止塑料水帘堵塞；
2.水帘清洗：初步清洗后的废气进入塑料水帘，由于顶喷头持续喷淋塑料水帘，进入塑料水帘的废气与溶液池的溶液充分接触并溶解进入溶液池。
溶液池中溶液需定期更换，此外，为使废气与溶液充分接触，塑料水帘厚度约60-90cm，且采用大孔隙(孔隙率>90％)塑料制品降低水帘过厚带来的负压影响，因废气中的NH3水溶液呈弱碱性，故溶液池采用弱酸溶液进行中和。
此外，为收集地源热交换过程中以及废气热量回收过程中产生的冷凝水，地热通风管道和最下层的地面均做1％坡度，使产生的冷凝水可及时流入第一、二集水沟内；为使地源热量回收过程中，热交换更为充分，地热通风管道设置有若干层，且各层交错排列，各管道与相邻管道间距大于管径；同样的，为使废气热量回收过程中，热交换更为充分，废气热回收管道设置有若干排，且各排交错排列，各管道与相邻管道间距大于管径；在废气热回收管道的进风处设置防鸟网防止飞鸟进入。
本发明的系统中废气热回收管道构成废气热回收系统，鼓风机、地热通风管道构成地源热预热(冷)系统，湿帘、可调进风窗、可调推拉挡板、进风管道、地沟风道、排风机、地沟风机构成舍内通风系统，空气过滤装置和紫外照射装置构成防疫系统，废气除臭装置构成废气处理系统；
采用本发明的系统可以有效适应四季变换，做到全年温度稳定，且通风良好。
如图9是冬季通风：
冬季舍外温度较低，家畜舍所需通风量较小，废气热回收系统启动，即舍外较冷新鲜空气经废气热回收管道，由上至下经过温度较高的废气气室预热，到达最下层，经空气过滤装置过滤和紫外线照射杀菌，从通风室进入各养殖层前端通风气室，此时可调进风窗关闭，可调推拉挡板打开，湿帘水泵关闭，地沟风机最小风量启动，新鲜空气经各楼层湿帘缝隙由进风管道均匀分布于养殖舍内部，由地沟风道经地沟风机排出，经废气热回收管道进行热量回收后，由废气处理系统清洗除臭后排到大气。
图10是春/秋季通风
春秋季节昼夜温差大，夜间舍外温度较低，家畜所需通风量较小，家畜通风模式同冬季模式；白天舍外温度较高，家畜舍所需通风量较大，利用地源热20℃左右的恒温特点，启动地源热预热(冷)系统，对通风量进行补充：最下层鼓风机部分开启，舍外空气经空气过滤装置过滤后，由鼓风机经地热通风管道进入通风室，与经废气热回收系统预热的新鲜空气汇合，经紫外线照射照射杀菌后进入各养殖层前端通风气室。此时可调进风窗关闭，可调推拉挡板打开，湿帘水泵关闭，地沟风机风量进一步加大，新鲜空气经各楼层湿帘缝隙由进风管道均匀分布于养殖舍内部，由地沟风道经地沟风机排出，经废气热回收管道热量回收后，由废气处理系统清洗除臭后排到大气。
图11是夏季通风
夏季舍外温度较高，废气热回收系统关闭，利用地源热20℃左右的恒温特点，启动地源热预热(冷)系统对进舍空气进行预冷：最下层鼓风机全部开启，舍外空气经空气过滤装置过滤后，由鼓风机经地热通风管道预冷进入最下层，经紫外线照射照射杀菌后进入通风室。此时可调进风窗开启，可调推拉挡板关闭，湿帘水泵开启，预冷后的新鲜空气经各楼层湿帘再次预冷经可调进风窗进入舍内，再经排气风机排出，由废气处理系统清洗除臭后排到大气。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种实现节能环保生物安全的立体家畜养殖系统，包括多层建筑，除最下层外其余各层均为养殖层，在最下层由前端向后依次设置有第一空气过滤装置、鼓风机、地热通风管道、第一集水沟、第二空气过滤装置和第二集水沟，外界空气由第一空气过滤装置进入最下层，第二空气过滤装置将最下层隔为前半、后半两部分空间，各养殖层前端上下贯通并与最下层前半部分相连通形成通风室，通风室外墙上开设采光窗户，各养殖层由前向后依次被分隔为通风气室、养殖舍、废气气室；通风气室设置湿帘，养殖舍前端墙壁设置可调进风窗，后端墙壁设置排风机，顶部设置若干进风管道，进风管道前端插入养殖舍前端墙壁内，并安装有可调推拉挡板，沿着进风管道开设有若干出风口，养殖舍内设有多列养殖区，每列养殖区间通过过道隔开，养殖区采用漏缝地板，漏缝地板下方设有粪池；过道下方设置地沟风道，各条地沟风道前端封闭，后端与废气气室相通并安装地沟风机，沿着地沟风道的侧壁上开设有若干风管通入粪池；对每层养殖层，空气经湿帘从通风室进入通风气室，再经可调进风窗、进风管道进入养殖舍，由排风机排入废气气室，粪池内气体则经风管由地沟风机排入废气气室内；
该系统还包括粪污管道、粪污总管和废气热回收管道，粪污管道自楼顶由上至下贯穿各层养殖层，各层养殖舍的粪池均与粪污管道连通，最终汇入粪污总管排出；废气热回收管道自楼顶由上至下贯穿各层废气气室通入最下层的后半部分。
2.根据权利要求1所述的一种实现节能环保生物安全的立体家畜养殖系统，其特征在于，在进风管道上由前端向后端所设置的出风口的密度逐渐增大。
3.根据权利要求1所述的一种实现节能环保生物安全的立体家畜养殖系统，其特征在于，在地沟风道上由后端向前端所设置的风管的密度逐渐增大。
4.根据权利要求1所述的一种实现节能环保生物安全的立体家畜养殖系统，其特征在于，在最下层通风室内还设置有紫外线照射装置。
5.根据权利要求1所述的一种实现节能环保生物安全的立体家畜养殖系统，其特征在于，在各层养殖层后端外墙设置废气除臭装置；所述的废气除臭装置包括溶液池、塑料水帘、循环水泵、循环水管道、顶喷头、前喷头；塑料水帘设于溶液池上方，循环水管道设于塑料水帘前端，前喷头和顶喷头安装于循环水管道上分别从前端和顶部向塑料水帘喷洒。
6.根据权利要求1所述的一种实现节能环保生物安全的立体家畜养殖系统，其特征在于，所述的塑料水帘厚度60-90cm，孔隙率>90％。
7.根据权利要求1所述的一种实现节能环保生物安全的立体家畜养殖系统，其特征在于，所述的地热通风管道和最下层的地面均做1％坡度。
8.根据权利要求1所述的一种实现节能环保生物安全的立体家畜养殖系统，其特征在于，地热通风管道设置有若干层，且各层交错排列，各管道与相邻管道间距大于管径。
9.根据权利要求1所述的一种实现节能环保生物安全的立体家畜养殖系统，其特征在于，废气热回收管道设置有若干排，且各排交错排列，各管道与相邻管道间距大于管径。
10.根据权利要求1所述的一种实现节能环保生物安全的立体家畜养殖系统，其特征在于，在废气热回收管道的进风处设置防鸟网防止飞鸟进入。
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