畜牧舍(如猪舍、鸡舍、牛舍)作为规模化养殖的核心场所,需维持稳定的温湿度环境(冬季温度需保持 18-25℃、夏季 22-28℃,相对湿度 60%-75%)以保障畜禽生长。但养殖过程中会产生大量高湿、含氨气体(浓度通常为 15-50ppm)与粉尘(粒径 2-10μm),需通过通风系统排出,而直接排风会导致舍内热能大量流失 —— 冬季每小时排风中的热量损失可达 20-50kW,夏季则会浪费空调降温冷量。能量回收换热器通过气体交换实现排风与新风的能量传递,在保障通风换气的同时回收热能 / 冷能,成为畜牧舍节能降耗的关键设备。
畜牧舍排风与新风的特殊属性,对能量回收换热器的材质、结构、性能提出针对性要求,需重点解决 “防腐蚀、抗堵塞、控湿度" 三大核心问题:
防腐蚀要求:排风含氨、硫化氢等腐蚀性气体,且高湿环境会加速金属锈蚀。因此换热器主体材质需选用耐腐材料,如外壳采用玻璃钢(FRP)或 316L 不锈钢,换热芯体优先使用改性聚丙烯(PP)或环氧树脂涂层铝箔(涂层厚度 0.08-0.12mm),避免氨蚀导致的芯体穿孔或结构损坏。
抗堵塞要求:排风携带的饲料粉尘、畜禽毛发易在换热流道堆积,若流道口径过小或内壁粗糙,会导致风阻增大、换热效率骤降。需采用大口径流道设计(流道宽度≥8mm),内壁粗糙度控制在 Ra≤0.6μm,同时在排风入口加装自清洁滤网(孔径≤1.5mm,配备定时反吹装置,反吹压力 0.4-0.6MPa),减少杂质进入芯体。
控湿度要求:畜牧舍排风相对湿度高达 70%-85%,冬季与低温新风换热时易产生冷凝水,若积水未及时排出,会滋生细菌、加剧腐蚀。换热器需设置独立冷凝水导流通道(倾斜角度 12-15°),搭配底部集水盘与自动排水阀,确保冷凝水实时排出;同时芯体需具备一定疏水性,可在表面做纳米疏水涂层处理,降低水珠附着率。
根据畜牧舍规模、气候条件差异,需选择适配的换热器类型,并设计针对性换热方案,常见分为 “显热回收" 与 “全热回收" 两类:
北方冬季猪舍方案:选用全热回收换热器(芯体材质为改性 PP 蜂窝结构),将舍内 22℃、70% 湿度的排风与室外 - 5℃、30% 湿度的新风进行换热。排风热量与水分传递至新风后,新风温度升至 12-15℃、湿度升至 55%-60%,再经 heaters 辅助加热至 20℃后送入舍内;排风温度降至 5-8℃、湿度降至 40% 后排出,单栋万头猪舍冬季每日可节省燃气消耗约 80-120m³,减少 heaters 运行时间 40%-50%。
南方夏季鸡舍方案:采用显热回收换热器(芯体为环氧树脂涂层铝箔板),将舍内 26℃、75% 湿度的排风与室外 35℃、60% 湿度的新风换热。排风冷量传递至新风后,新风温度降至 30-32℃,再经水帘降温至 25℃送入舍内;排风温度升至 32-34℃后排出,相比直接引入室外新风,可降低水帘水泵运行负荷 30%-40%,单栋万只鸡舍夏季每日节电约 50-80kWh。
每日检查:通过控制面板观察换热器进出口风压差(正常范围 0.1-0.3kPa),若压差超过 0.4kPa,启动滤网反吹装置清理;检查冷凝水排水阀是否通畅,避免积水溢出。
每周维护:拆卸入口滤网进行水洗清理(水温 30-40℃,搭配中性清洁剂),检查滤网是否破损;用红外测温仪检测芯体进 / 出风口温度差,若温差低于设计值的 80%,需排查是否存在流道堵塞。
每季度深度维护:对于显热换热器,用高压水枪(压力 0.3-0.5MPa,水流方向与气流方向相反)冲洗芯体流道,清除残留粉尘;对于全热换热器,需更换芯体吸附介质(如蜂窝结构中的硅胶颗粒),或用热空气(50-60℃)烘干介质,恢复吸湿性能。
多机组联动控制:万头以上规模猪场采用 3-4 台换热器并联运行,搭配温湿度传感器与 PLC 控制系统,根据舍内实时环境自动调节机组启停数量(如舍内温度高于 25℃时启动 2 台,低于 18℃时启动 3 台),避免能源浪费。
抗污染升级:针对高氨浓度的牛舍(氨浓度可达 40-50ppm),换热器外壳需做加强防腐处理(玻璃钢厚度≥5mm),芯体定期(每月)用 5%-8% 溶液循环清洗(浸泡 10-15 分钟后用清水冲洗),中和残留氨盐,延长芯体使用寿命至 3-5 年(普通环境下为 2-3 年)。
能量回收换热器在畜牧舍气体交换中的应用,既解决了 “通风换气" 与 “能量流失" 的矛盾 —— 冬季可回收 60% 以上的排风热能,夏季可回收 50% 以上的排风冷能,单栋规模化畜牧舍年均节能率可达 25%-35%;又通过材质与结构设计,规避了畜牧舍高湿、高腐蚀、多杂质的环境风险,保障设备长期稳定运行。同时,稳定的舍内温湿度环境可提升畜禽成活率(如仔猪成活率提升 3%-5%)、降低疫病发生率,为规模化养殖的绿色化、高效化发展提供关键支撑。