乔治亚大学：小风机长转VS大风机时控

共享精神

最小通风系统的目的是给鸡舍内带来少量低温新鲜空气，在冷空气落到地面附近之前尽可能的把它加热，以便不让鸡受凉，以及利用外界空气尽可能的来干燥垫料。习惯上，肉鸡生产者使用“负压”最小通风系统。在负压通风系统中，风机将空气排出舍外，因此创造出舍内气压低于舍外气压的负压环境。当舍内气压低于舍外气压时，外界的新鲜空气就会流入舍内以缓解风机运行而产生的负压。负压的高低取决于开启小窗的数量以及相对应开启风机的风量。如果小窗开启数量非常多，负压就会微乎其微，如果小窗开口太小，就会产生非常大的负压（图1）。

图1.负压与小窗面积的关系（17000m3/h）

有两个原因可以解释为什么某个负压值是合适的。首先，当风机运行时产生的负压，不管是从鸡舍任何位置来看，负压值应该大体上是一致的（图2）。这就意味着不管小窗距离风机有多远，鸡舍内外的静压差值都是一样的。其次，通过控制负压的大小，饲养者可以控制小窗的进风风速（图3）。现在如果一个鸡舍的所有小窗开口一致，那么不管从哪个小窗进入鸡舍的空气的速度都是一样的，那么不论是从鸡舍哪个位置的小窗，进入鸡舍的风量与鸡舍其它小窗进入鸡舍的风量是一样的（图2）。这一点很重要，因为这就意味着一个正常运行的负压系统，鸡舍内的鸡只不管距离风机有多远，都能接收到同样多的新鲜空气。同样重要的是控制进入鸡舍的风速，因为风速控制着气流进入鸡舍后的运动路径。如果外界空气慢慢的（低负压）进入鸡舍，又冷又重又潮湿的空气将会迅速的落到地面上。但是如果外界空气快速（高负压）进入鸡舍，那么气流会沿着天花板的方向移动，天花板附近不仅远离鸡群，还聚集着热空气。冷空气沿着天花板运行的路径越长，在落到地面附近时，会被预热的更好（图4）。重要的是：温度每升高11℃（20 ℉），空气的含水能力提高一倍。所以说气流在天花板附近待的时间越长，空气含水能力越高，能够从鸡舍内带走的水分也就越多。

图2.利用负压通风的鸡舍的负压和进风风速很均匀

图3.小窗风速与负压的关系

图4.寒冷天气下理想的进气路径

关于负压最小通风系统的一个常见问题是，我们为什么用大风机时控来代替小风机长转呢？例如，在一个寒冷的冬天（4.4 ℃/50% Rh），为了排出一个鸡舍内存栏30000只6日龄雏鸡产生的水分，大约需要每分钟换气85m?（3000 CFM）（表1）。用一个排风量5100m?/h（3000CFM）的18风机或者是用一台24变频风机（排风量10200m?/h）运行速率50%，而不是用2台36风机（总风量34000m?/h）以5分钟循环时控。这样不是更简单，更好呢？虽然从理论上来说用一台小风机长转会产生更稳定的舍内温度和空气质量，但是我们不采用小风机长转的主要原因是鸡舍的密封不良。

表1.排出多余水分和保持舍内湿度50%的最小通风量                                          

（根据手机应用 Poultry 411确定了最小通风量，外界环境=4.4℃/50%Rh）

在25Pa的负压下，风机每排出21.24m?（750cu ft）空气需要大约0.093㎡（1sq.ft）的进风面积，因此一台18风机只需要0.37㎡（4sq.ft）的进风面积。如果进风面积过大，负压就会降低，进入鸡舍的新鲜空气在落到地面附近之前可能就没有足够的速度沿着天花板移动，也就不能充分预热。更糟糕的是，如果进风面积足够大到风机运行时不产生负压，那么当风机运行时，只有风机附近区域的鸡只会接受到新鲜空气。对于典型的现代化肉鸡舍来讲，0.37㎡（4 sq.ft）的进风面积是不够的。例如：当关闭鸡舍所有的门窗后开启一台48风机，产生了50 Pa的负压，绝大多数的饲养者会认为密封已经相当好了。

但是，事实上，整个鸡舍大约有面积为0.84㎡（9 sq.ft）的漏风口，比一台18风机所需进风面积的两倍还多（图5）。若是有0.84㎡（9 sq.ft）的进风面积，一台18风机只能产生大约2.5Pa的负压。为了让1台18风机能够用于最小通风系统，关闭所有门窗后产生的负压应远大于25Pa（例如37.5-50Pa），因此，当小窗打开后，负压降低，这样才能保持25 Pa左右的负压。为了让一台18风机能够产生50Pa的负压，鸡舍的漏风面积必须小于0.18㎡（2 sq.ft）。即便是当今建筑密闭最好的152.4 m*12.2 m（500*40）鸡舍，也根本不可能实现。从实际角度来看，如果鸡舍密闭后一台风机不能够产生37.4Pa的负压，说明在寒冷季节，这台风机很难用于最小通风系统。

图5.手机应用Poultry 411可以用来评估鸡舍漏风面积

大鸡舍的最小通风系统使用小风机存在另一个潜在的问题新鲜空气的分布问题。在25Pa的负压下，一个1.07 m（42 inch）长的小窗开口5 cm每分钟的进风量约为12.75 m3。那么如果用一台18风机进行通风，7个小窗就能满足需求了。问题是这是假设鸡舍密闭非常好的情况下，而这种密闭情况根本不可能实现。即便是鸡舍的密封能够在开启一台18风机的情况下产生37.5Pa的负压，那也会有大量的空气从漏风点进入鸡舍。事实上，一台18风机排出的风量大约有一半是从漏风点进入鸡舍的。这就意味着3或者4个小窗就够了。一个152.4 m长的鸡舍若是只开启3或4个小窗会导致鸡舍内沿着鸡舍纵向的空气质量和空气温度的剧烈变化。

在大多数情况下，每0.093㎡（1 sq.ft）的鸡舍地面面积需要1.7m3/h（1 CFM）甚至更多的风机排风量才能够产生明显的负压，来正常运行一个负压通风系统。一个正常运行的负压通风系统会在鸡舍内负压保持25Pa左右的负压情况下，确保大多数小窗开启5 cm左右。例如：如前所述，如果在一个152.4m*12.2m（500 ft * 40 ft）鸡舍开启总排风量为34000m3/h（20000 CFM）的2台36风机会产生50 Pa的负压。这说明鸡舍的漏风面积为0.84㎡（9 sq.ft）。假定在25Pa的负压下，通过0.093㎡（1 sq.ft）的风量是1275m?/h（750 CFM）（漏风口即“进风口”）。那就意味着在34000m?/h的风量中约11560m3/h（6800 CFM）的新鲜空气是通过漏风口进入鸡舍的，剩余的22440m3/h（13200 CFM）的风量则是通过小窗进入鸡舍的。如果鸡舍的小窗是1.06m（42ft）的，并且开启5cm（2 inch），那么差不多30个小窗（长1.06m,开口5cm）就能满足运行2台36风机的最小通风系统（表2）。

表2.在一个开启30个小窗的152.4m*12.2m（500 ft * 40 ft）密闭式鸡舍运行不同尺寸的最小通风风机

表3. 在一个开启30个小窗的152.4m*12.2m（500 ft * 40 ft）密闭非常好的鸡舍运行不同尺寸的最小通风风机

在一个152.4m*12.2m（500 ft * 40 ft）密闭非常好的鸡舍运行一台36风机会产生42.5Pa的负压，这样开启15个小窗（长1.06m,开口5cm）就能满足最小通风系统的需求。鸡舍若只开启15个小窗将会导致小窗间距大约在9.14m（30ft），这也是大多数人能够接受的小窗间距上限（表3）。若是在保持25Pa的负压下开启30个小窗，小窗的开口将会减少至2.5 cm（1 inch）。这样调整带来的变化是进入鸡舍的冷空气在落到地面附近之前将没有足够的动力沿着天花板运动。还有个问题是17000m3/h（10000CFM）风量始终会比前几周的鸡群所需要的最小通风量要大，仍然需要采用时控的方式来限制进入鸡舍的风量。

如果在一个门窗关闭密封良好的鸡舍开启一台风机能够产生42.5Pa的负压，这说明在最小通风的时候风机能够有效的给整个鸡舍的鸡群提供新鲜空气。问题是对于大多数依靠自身排风量来产生负压的小风机来说，由于当今所有的商品肉鸡鸡舍有着太多的漏风点，所以不能形成一个正常运行的通风系统。虽然大风量风机运行时会产生足够的负压会让整个鸡舍开启合理数量的小窗，让外界空气以足够的风速来形成一个理想的最小通风气流路径，通过整个鸡舍，需要使用时控。但是这种方式仍然要好于使用小风量风机长转，因为小风机长转存在出现新鲜空气通过漏风口进入鸡舍，稀薄的气流、空气质量控制差以及增加了垫料板结的可能性。


来源：乔治亚大学，冯全明译