养猪场作为规模化畜禽养殖的核心场景,需维持稳定的舍内环境以保障生猪生长 —— 仔猪舍温度需控制在 28-32℃,育肥猪舍需保持 18-22℃,相对湿度均需维持在 60%-70%。但养殖过程中,舍内会产生大量高湿、含氨气体(浓度通常为 20-50ppm)与饲料粉尘(粒径 3-15μm),需通过通风系统每小时换气 3-5 次排出污染物;直接排风会导致舍内热能严重流失,冬季单栋万头猪场每小时热量损失可达 30-60kW,大幅增加供暖设备能耗。气气换热芯体作为通风余热回收设备的核心组件,可实现排风与新风的直接热量交换,在保障通风效果的同时回收 70% 以上的排风热能,成为养猪场节能降耗的关键技术载体。
养猪场排风与新风的特殊属性,对气气换热芯体的材质选择、结构设计、抗污染能力提出明确要求,需重点解决 “防氨腐蚀、抗粉尘堵塞、控冷凝积水" 三大核心问题:
防氨腐蚀要求:舍内排风含氨、硫化氢等碱性气体,且高湿环境会加速金属材质的氨蚀反应,导致芯体穿孔或结构失效。因此芯体材质需优先选用耐碱防腐材料:主体可采用改性聚丙烯(PP)蜂窝芯体(耐温 80℃以上,抗氨腐蚀性能优于金属)或环氧树脂涂层铝箔(涂层厚度 0.1-0.15mm,形成致密防腐屏障);芯体框架选用玻璃钢(FRP)材质,避免金属框架锈蚀导致的结构松动。
抗粉尘堵塞要求:排风携带的饲料粉尘、猪毛纤维易在芯体流道堆积,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。需通过两大设计优化:一是流道设计,采用大口径平行流道(宽度≥10mm),内壁粗糙度控制在 Ra≤0.6μm,减少粉尘滞留空间;二是前置过滤,在排风入口加装自清洁金属滤网(孔径≤2mm,配备每 2 小时一次的高压空气反吹装置,反吹压力 0.4-0.6MPa),提前拦截大颗粒杂质。
控冷凝积水要求:冬季舍内排风相对湿度高达 75%-85%,与室外低温新风(北方冬季可达 - 10℃以下)换热时,易在芯体表面形成冷凝水;积水若未及时排出,会滋生细菌(如大肠杆菌、葡萄球菌),还会加剧氨蚀反应。需设置三重控湿结构:芯体流道倾斜 12-15°,引导冷凝水向底部流动;芯体底部加装集水盘,配套浮球式自动排水阀,确保积水实时排出;芯体表面做纳米疏水涂层处理(接触角≥110°),降低水珠附着率,减少细菌滋生风险。
根据养猪场规模、气候区域差异,气气换热芯体可分为 “显热换热芯体" 与 “全热换热芯体" 两类,需结合实际场景设计针对性换热方案,实现热能回收:
北方冬季万头猪场方案:选用改性 PP 蜂窝全热换热芯体(芯体体积 1.2m×0.8m×0.6m),配套通风量 5000m³/h 的余热回收设备。舍内 22℃、70% 湿度的排风与室外 - 8℃、30% 湿度的新风在芯体内部逆向流动,排风的热量与水分通过蜂窝孔壁传递至新风 —— 新风温度升至 14-16℃、湿度升至 55%-60%,再经地暖辅助加热至 20℃后送入舍内;排风温度降至 6-8℃、湿度降至 40% 后排出。改造后,猪场冬季燃气供暖能耗从每日 150m³ 降至 60m³,加湿器运行时间减少 60%,单栋猪场年节省能源成本约 25 万元。
南方夏季育肥猪舍方案:采用环氧树脂涂层铝箔显热换热芯体,配套通风量 3000m³/h 的设备。舍内 20℃、65% 湿度的排风与室外 32℃、60% 湿度的新风换热,排风冷量传递至新风后,新风温度降至 25-26℃,再经水帘降温至 19℃送入舍内;排风温度升至 28-30℃后排出。相比直接引入室外新风,该方案可降低水帘水泵运行负荷 40%,夏季单栋育肥猪舍每日节电约 60kWh,舍内温度波动控制在 ±1℃以内。
日常维护(每日):通过设备控制面板监测芯体进出口风压差(正常范围 0.2-0.4kPa),若压差超过 0.5kPa,手动触发滤网反吹装置清理;检查自动排水阀是否通畅,避免集水盘积水溢出;用红外测温仪检测新风出口温度,若温度低于设计值 10% 以上,需排查芯体是否堵塞。
定期维护(每周):拆卸入口滤网进行水洗清理(水温 35-40℃,搭配中性洗涤剂),检查滤网是否破损;用压缩空气(压力 0.3MPa)从芯体新风侧反向吹扫流道,清除残留粉尘;观察芯体表面是否有冷凝水残留,若局部积水严重,需调整流道倾斜角度或更换疏水涂层。
深度维护(每季度):对于显热芯体,用高压水枪(压力 0.5MPa,水流方向与气流方向相反)冲洗铝箔流道,去除顽固粉尘;对于全热芯体,需取出蜂窝芯体,在 50-60℃的热空气中烘干 4-6 小时,恢复吸附介质的吸湿性能;检查芯体密封胶条是否老化,若出现开裂需及时更换,避免新风与排风交叉污染。
多芯体联动控制:针对万头以上规模猪场,采用 3-4 台气气换热芯体并联运行,搭配舍内温湿度传感器与 PLC 控制系统 —— 当仔猪舍温度低于 28℃时,自动启动 3 台芯体;温度高于 30℃时,关闭 1 台芯体并增大排风风量,实现按需调节,避免能源浪费。
高氨浓度场景适配:对于种猪舍(氨浓度可达 45-50ppm),需对芯体进行防腐升级:在 PP 蜂窝芯体表面额外喷涂聚四氟乙烯(PTFE)涂层(厚度 0.05mm),增强抗氨腐蚀能力;每月用 5%-8% 的稀硫酸溶液对芯体进行循环清洗(浸泡 15 分钟后用清水冲洗),中和残留的氨盐,将芯体使用寿命从 3 年延长至 5 年以上。