一种基于热泵交换系统的高效猪场技术方案

本发明专利技术公开了一种基于热泵交换系统的高效猪场，主体由保温密闭的猪舍1、猪舍尾气热交换系统2，地源热泵系统（含热泵主机3、阀门系统、控制系统、末端热交换器13等），猪场员工生活区4、办公区5、蓄水池6、热水贮存装置7、粪污处理设施8、冷凝塔9和地源井10构成。保温密闭的猪舍1可以通过安装不同设施饲养不同种类的猪。本发明专利技术通过地源热泵系统在不同产热、需热设施设备之间进行热交换，同时，利用地源井系统进行蓄能、取能，提高能源利用率，降低运行成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于热泵交换系统的高效猪场
本专利技术涉及猪禽养殖
，具体为一种可适应于现代化饲养猪禽的节能环保高效猪场，最适合用于保温密闭的猪舍。
技术介绍
现代化的高效集约化猪场的设计主要来自欧美。欧美主要养猪区域气候条件与中国的主要养猪区域差异非常大，导致欧美模式的猪场在中国并没有表现出真正的高效。因为欧美主要养猪区域夏季气候比较干燥凉爽，那里的猪舍降温的方法主要是通风、蒸发、以及风速带来的风冷效应。猪舍设计时都是按照满足夏季最大通风模式下的通风量作为设备安装标准的，以妊娠母猪为例，夏季最大通风量高达800~1000立方米/小时，而冬季最小通风需求只有35立方米/小时，因此，对设备要求非常高。近十年来，中国养猪行业的专家进行了很多的创新，但是，多数都没有彻底摆脱欧美形成的以通风量来调节环境因子的思路的影响。同时，这种“以通风量带走热量、以湿帘调节温度、以燃气/油加热器补充热量”的调控手段，在中国大多数地区的高温高湿季节，很难把温、湿度控制在理想的范围。最近几年，由于养猪企业对于猪场生物安全的重视，空气过滤越来越多地被猪场采用。空气过滤虽然能够很好的解决疾病控制问题，但是，也因此带来了投资的上升（空气过滤设备本身的成本和因为增加空气过滤所带来的建筑面积的提高、风机投入的提高等）和运行费用的提高（更换空气过滤器成本、人工费用以及更换过程中对生产的影响）。猪舍对通风量的要求越高，以上的成本和费用就越高。另外，随着人民生活水平的提高，老百姓对居住环境的要求也越来越高，对猪场的空气污染问题也越来越受重视。很多猪场开始安装尾气除臭装置。同样，还是因为通风量大的原因，尾气处理装置的投资成本和运行费用也非常高。近几年国内养猪业一些企业针对高价值的猪场，如公猪站、哺乳母猪舍等采用热泵作为降温的工具，但是，仍然采用“以通风量调节温度、以湿帘调节温度、以燃气/油加热器补充热量”的主线逻辑，以热泵作为补充降温手段。这种猪场投资较大，运行费用很高，而且环境控制并不是很理想。基于以上背景，养猪行业需要一种可以将猪舍环境条件控制在比较理想状态，可以实现空气过滤，可以对尾气进行除臭处理，同时，投资省、费用低的猪场。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种基于热泵交换系统的高效猪场，以满足猪生理需求为前提，在满足猪生产需求的最小通风量下，以地源热泵系统作为调节温度的工具，控制猪舍内温度、湿度保持在最适范围，为猪生长发育创造最优条件；对进入猪舍的空气进行过滤，因为进风量非常小，因此，过滤系统的投资成本和运行费用都很低；对排出猪舍的空气进行除臭处理，采用过滤加高空排气的方式，减少对周边环境的影响；利用地源热泵转移热量的原理，将热量在不同的需热/需冷设施之间转移，多余热量利用地源井蓄能/取能，可以最大限度利用地源热泵系统的价值，节省能源；同时，对进出猪舍的空气进行热回收利用，以降低能耗，节省运行费用。本专利技术是采用如下技术方案实现的：一种基于热泵交换系统的高效猪场，包括保温密闭的猪舍，猪舍尾气热交换系统，地源热泵系统，地源井。所述猪舍尾气热交换系统位于猪舍旁边；所述猪舍尾气热交换系统的壳程内端口作为猪舍尾气进气端，所述猪舍尾气进气端位于猪舍的粪沟内，所述猪舍尾气进气端内安装尾气过滤器；所述猪舍尾气热交换系统的壳程外端口作为猪舍尾气出气端，所述猪舍尾气出气端与高空排气管连通，所述高空排气管内安装高压出气风机；所述猪舍尾气热交换系统的管程外端口作为新风进气端，所述新风进气端内安装新风初效过滤器；所述猪舍尾气热交换系统的管程内端口作为新风出气端，所述新风出气端内安装新风中/高效过滤器和地源热泵系统的末端热交换器，所述新风出气端与位于猪舍内的通风管连通；所述通风管的进风端口内安装高压进气风机；所述地源热泵系统通过其末端热交换器和地源井进行调节猪舍的环境温度。具体实施时，保温密闭的猪舍可以通过安装不同设施饲养不同种类的猪。尾气热交换系统与猪舍相连，猪舍尾气进气端位于猪舍的粪沟内，猪舍尾气出气端与高空排气管相连，新风进气端在猪舍外，新风出气端与猪舍内的通风管相连，排出的尾气与进入的新风在尾气热交换系统内完成热交换；尾气进气端和尾气热交换系统之间的管道上安装有方便冲洗并可方便更换的尾气过滤器，可以过滤掉猪舍尾气中绝大多数的灰尘，因为灰尘是臭味的主要载体，因而，可以去除多数臭味；尾气出气端连接高空排气管，配合高压出气风机，将尾气以很高的速度喷向高空，因为扩散原理，减少对周边环境的影响，从而实现除臭的目的；新风进气端外接三防网和新风初效过滤器，可以对进入猪舍室内的空气进行预过滤，隔离鼠、虫，去除灰尘、花粉及部分较大的颗粒物，以保持尾气热交换系统内管道的清洁，并提高后段新风中/高效过滤器的使用寿命。新风出气端与猪舍通风管之间安装有新风中/高效过滤器，根据不同生物安全等级的需要配置不同等级的过滤器，减少有害微生物进入猪舍内的数量；新风中/高效过滤器和猪舍通风管之间安装有地源热泵系统的末端热交换器，通过热泵的热交换作用实现猪舍的温度调节（升温或降温）。进一步，该高效猪场还包括猪场员工生活区、办公区、蓄水池、热水贮存装置、粪污处理设施和冷凝塔；所述办公区和热水贮存装置位于猪舍旁边；所述猪场员工生活区、蓄水池、粪污处理设施和冷凝塔位于猪舍周围；所述猪场员工生活区、办公区、蓄水池、热水贮存装置、粪污处理设施和冷凝塔均安装有地源热泵系统的末端热交换器作为供热或制冷设备；所述地源热泵系统通过其末端热交换器对猪场员工生活区、办公区、蓄水池、热水贮存装置、粪污处理设施和冷凝塔进行温度调节。具体实施时，地源热泵系统的末端交换器除了用于调节猪舍环境的之外，还分别安装在猪场的其它需要供热或制冷的设施设备：生活区、办公区、热水贮存装置（分别为清洗猪舍用热水、洗澡用热水）、蓄水池（猪场内一般是“氧化塘”，用来存放经过处理的水）、粪污处理设施（包括不限于沼气池、发酵床等发酵装置及干燥装置）以及冷凝塔、地源井系统。地源热泵系统的热泵主机安装在猪舍的设备间。通过阀门系统的切换，使热量在不同的末端热交换器之间转移，给不同的设施设备升温或降温。进一步的，因为通风的进风和出风都在一端，而且通风量很小，因此，适合建造多层结构，即猪舍由多层猪舍构成，每层猪舍的猪舍尾气出气端汇集于中央排气风井后与高空排气管连通。本专利技术方案具有如下特点：1、在相对恒定且很小的通风量的情况下，以地源热泵系统作为调节猪舍内温度、湿度的工具，可以将猪舍的环境温度、湿度控制在猪最适宜的范围，减少环境应激（在中国主要是夏季的热应激）对生产成绩带来的影响，进而降低生产成本，提高效益。2、猪舍的进风端和出风端在同一端，方便安装和使用热回收系统，可以降低能耗，同时更适合建造多楼层的猪场。3、通过地源热泵系统在不同产热、需热设施设备之间进行热交换，同时，利用地源井系统进行蓄能、取能，提高能源利用率，降低运行成本。4、对猪舍的尾气进行过滤后再向高空排放，可以达到减少污染物浓度和增加扩散距离的目的，以减少猪场气味对周边的影响。5、全本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于热泵交换系统的高效猪场，其特征在于：包括保温密闭的猪舍（1），猪舍尾气热交换系统（2），地源热泵系统，地源井（10）；/n所述猪舍尾气热交换系统（2）位于猪舍（1）旁边；所述猪舍尾气热交换系统（2）的壳程内端口作为猪舍尾气进气端（17），所述猪舍尾气进气端（17）位于猪舍（1）的粪沟（16）内，所述猪舍尾气进气端（17）内安装尾气过滤器（19）；所述猪舍尾气热交换系统（2）的壳程外端口作为猪舍尾气出气端（21），所述猪舍尾气出气端（21）与高空排气管（18）连通，所述高空排气管（18）内安装高压出气风机（20）；所述猪舍尾气热交换系统（2）的管程外端口作为新风进气端（22），所述新风进气端（22）内安装新风初效过滤器（11）；所述猪舍尾气热交换系统（2）的管程内端口作为新风出气端（23），所述新风出气端（23）内安装新风中/高效过滤器（12）和地源热泵系统的末端热交换器（13），所述新风出气端（23）与位于猪舍（1）内的通风管（15）连通；所述通风管（15）的进风端口内安装高压进气风机（14）；/n所述地源热泵系统通过其末端热交换器（13）和地源井（10）进行调节猪舍（1）的环境温度。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于热泵交换系统的高效猪场，其特征在于：包括保温密闭的猪舍（1），猪舍尾气热交换系统（2），地源热泵系统，地源井（10）；
所述猪舍尾气热交换系统（2）位于猪舍（1）旁边；所述猪舍尾气热交换系统（2）的壳程内端口作为猪舍尾气进气端（17），所述猪舍尾气进气端（17）位于猪舍（1）的粪沟（16）内，所述猪舍尾气进气端（17）内安装尾气过滤器（19）；所述猪舍尾气热交换系统（2）的壳程外端口作为猪舍尾气出气端（21），所述猪舍尾气出气端（21）与高空排气管（18）连通，所述高空排气管（18）内安装高压出气风机（20）；所述猪舍尾气热交换系统（2）的管程外端口作为新风进气端（22），所述新风进气端（22）内安装新风初效过滤器（11）；所述猪舍尾气热交换系统（2）的管程内端口作为新风出气端（23），所述新风出气端（23）内安装新风中/高效过滤器（12）和地源热泵系统的末端热交换器（13），所述新风出气端（23）与位于猪舍（1）内的通风管（15）连通；所述通风管（15）的进风端口内安装高压进气风机（14）；
所述地源热泵系统通过其末端热交换器（13）和地源井（10）进行调节猪舍（1）的环境温度。


2.根据权利要求1所述的一种基于热泵交换系统的高效猪场，其特征在于：还包括猪场员工生活区（4）、办公区（5）、蓄水池（6）、热水贮存装置（7）、粪污处理设施（8）和冷凝塔（9）；
所述办公区（5）和热水贮存装置（7）位于猪舍（1）旁边；所述猪场员工生活区（4）、蓄水池（...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕杰，姚军，周思君，
申请(专利权)人：山西长荣农业科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14