溫度精細調控對哺乳仔豬局部供暖節能的影響

游筱彤，張錦瑞，王 華，吳中紅，陽林芳，劉 佳，王美芝

溫度精細調控對哺乳仔豬局部供暖節能的影響

游筱彤1，張錦瑞1，王 華1，吳中紅1，陽林芳2，劉 佳1，王美芝1※

（1. 中國農業大學動物科學技術學院，北京 100193；2. 廣東壹號食品股份有限公司，廣州 510620）

隨著哺乳仔豬日齡增加，仔豬對溫度的需求逐漸降低。為了探究精細調控保溫燈溫度對局部供暖的影響，以及仔豬對溫度的需求，從而降低供暖能耗，該研究選擇河北承德某豬場2個試驗單元共48欄仔豬，分為四梯度溫差2 ℃組（Ⅰ組）、四梯度溫差1 ℃組（Ⅱ組）和兩階段功率組（對照組），監測仔豬生長性能、行為和能耗。結果表明，在仔豬日齡為1～3、4～7、8～14和15～21 d時，Ⅰ組保溫燈下的平均空氣溫度分別為30.5、28.1、27.6和26.1 ℃，Ⅱ組保溫燈下的空氣溫度分別為29.7、27.9、27.2和26.9 ℃，對照組保溫燈下的空氣溫度分別為31.4、27.3、27.7和27.8 ℃。3組之間哺乳仔豬平均日增質量差異不顯著（>0.05），哺乳仔豬成活率分別為96.7%、96.8%、96.7%。與對照組相比，Ⅰ組和Ⅱ組節能率分別為16.7%和26.2%。從節能角度來說，設置四個溫度梯度變溫度精細調控保溫燈較兩階段功率控制對仔豬局部供暖的效果更優。該研究為優化仔豬保溫燈溫度精細調控效果、提升豬場經濟效益提供了一定的參考。

溫度；濕度；供暖；仔豬；節能；行為；保溫燈；精細調控

0 引 言

仔豬生產是豬生產飼養過程中的關鍵環節，哺乳仔豬的成活率是影響養豬經濟效益的主要因素之一[1]。哺乳仔豬被毛稀疏、皮下脂肪不發達，免疫和體溫調節機能不完善[2]，對環境溫度適應性較差。仔豬在持續低溫刺激下，難以依靠體溫調節機能維持體溫，更傾向于扎堆躺臥在母豬旁取暖，被母豬壓死概率升高[3-4]。中國《規模豬場環境參數及環境管理》標準推薦產房中哺乳母豬的適宜溫度為18～22 ℃，而仔豬出生第一周所需溫度為28～32 ℃，出生一周后至斷奶最低臨界溫度為24～26 ℃[5]，仔豬所需溫度高于哺乳母豬適宜溫度。為了同時滿足母豬和仔豬對溫度的需求，降低仔豬死亡率，需要在仔豬躺臥區域提供局部供暖設施，以補充仔豬所需熱量及溫度。仔豬局部供暖設施根據傳熱方式的不同可分為兩種類型：一種是輻射加熱，如保溫燈；另一種是表面傳導加熱，如水暖和電熱板（墊）[6-7]，表面傳導加熱方式在仔豬局部躺臥區域所提供的溫度相較輻射加熱方式更為均勻，電熱板較保溫燈的功率更低、能效較高[8]，但表面傳導加熱方式的初始成本較高且安裝和維護相對輻射加熱方式更為繁瑣[9]。保溫燈供暖是目前國內外豬場最常采用的仔豬局部供暖方式。保溫燈的成本較低，安裝方便，可供給仔豬充足的溫度和熱量，但存在使用壽命較短、能效較低[10-11]等問題。Sharpe等[12]發現美國中西部地區產房保溫燈使用的電能至少占產房總消耗電能的58%。Barber等[13]研究表明，在加拿大薩斯喀徹溫省豬場的產房加熱能耗占產房總能耗的65%，在產房加熱能耗中，其中78%為保溫燈加熱能耗。雖然使用電力過程中不直接排放二氧化碳[14]，但是在中國，電能主要由煤炭等化石能源燃燒產生[15-16]，煤炭燃燒過程中產生大量溫室氣體，其中二氧化碳占3種溫室氣體（二氧化碳、甲烷和氧化亞氮）總量的99%以上[14,17]。溫室氣體的大量排放會引起氣候劇烈變化，提升低層大氣及地表溫度，影響人類的生存安全[18-20]。既有研究發現，哺乳仔豬隨著日齡和體質量的增長，其體溫調節能力日趨成熟，對供暖方式提供熱量的需求下降[21]。因此，隨著仔豬日齡的增加，采用恒定功率的保溫燈供暖將造成能源浪費和過多溫室氣體排放。

隨著仔豬日齡的增加，采取一定的溫度調控措施使保溫燈溫度逐漸降低，在節省保溫燈能耗的同時不降低仔豬生產性能，將是未來仔豬保溫燈溫度精細調控的發展方向。在既有研究中，張繼成等[22-23]按照預設的仔豬各生長階段適宜溫度范圍，使用溫度控制系統調控保溫燈可降低約36%的能耗，但是并未進行仔豬生產效果試驗。劉芳等[24]通過試驗表明設定5個階段溫度的溫控設備調節保溫燈與恒定功率保溫燈加熱相比，每欄仔豬平均日增質量增加2.4 kg，節能率為21.7%，但是該溫度調控方式為繼電器控制方式，易造成保溫燈損壞[25]。王美芝等[25]按仔豬不同日齡適宜溫度范圍設置3檔溫度精細調控保溫燈，與當時規?；i場常用的一段式恒定功率保溫燈加熱相比可節能25.4%，但未觀察溫度調控對仔豬冷應激行為的影響，并且目前中國規?；i場以兩段式功率控制器控制保溫燈方式取代了一段式恒定功率保溫燈供暖方式。中國規?；i場普遍使用的兩段式功率保溫燈控制器為手動調控的兩個按鈕式控制器，不能自動進行溫度調控。

因此，本研究采用溫度自動控制系統設置2種四段溫度梯度精細調控保溫燈方案，與目前規?；i場常用的兩段式功率控制保溫燈溫度供暖模式對比，測定保溫燈下局部溫度、仔豬生長性能和行為、保溫燈能耗情況，探究溫度精細調控與目前普遍采用的兩段溫度調控對仔豬生長性能和能耗方面的影響，為仔豬保溫燈精細化溫度調控方案的優化提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗豬舍基本情況

本試驗在河北省承德市壹號食品公司規?；i場進行。試驗時間為2021年2月—2021年3月。豬場產房共12個單元，每個單元建筑尺寸為32.8 m×13.6 m×2.4 m。產房單元均采用機械通風，每個單元設有6個風機，分別為2個24寸（800 mm×800 mm）地溝風機、2個36寸（1 120 mm× 1 120 mm）風機和2個50寸（1 410 mm×1 410 mm）風機，風機按溫度設置交替變頻排風，冬季從吊頂進風口處進風，依靠2個地溝風機排風進行空氣交換。單元舍內溫度低于20 ℃時開啟燃氣暖風機，高于22 ℃時關閉。產房單元豬欄為四列五走道式布局，共64個欄位，產欄尺寸為2.2 m×1.8 m。每個欄位設有1 個保溫燈（250 W，因特希特公司）和1個電熱板（100 W，1.2 m×0.48 m，暖威科技節能有限公司），保溫燈懸掛在距離地面0.6 m高處。

1.2 保溫燈溫度自動控制邏輯

為研究保溫燈溫度精細調控對仔豬局部供暖的影響，本文自主設計了保溫燈溫度自動控制系統，主要由溫度傳感器、溫度控制器、調壓可控硅模塊和彩色觸摸屏組成（圖1a）。為防止仔豬啃咬，溫度傳感器放置在保溫燈下距離地面0.4 m高處。經預試驗測定，保溫燈下距離地面0.4 m高處溫度與保溫燈下仔豬躺臥高度平面（距離地面約10 cm）處溫度無顯著差異（>0.05）。在系統使用的最初階段，按仔豬各日齡溫度需求在控制箱彩色觸摸屏上設定溫度梯度，然后點擊觸摸屏啟動，將設定溫度數據傳輸至可編程控制器（Programmable Logic Controller，PLC），控制器按設定的溫度梯度使用模糊PID控制算法控制可控硅的輸出電壓，調節保溫燈功率以改變保溫燈下的溫度。當溫度傳感器自動采集的保溫燈實時溫度高于或低于設定溫度時，通過控制器內模糊PID控制算法運算處理，控制可控硅調低或調高輸出電壓，以確保保溫燈下的實時溫度與設定溫度相一致，控制流程圖見圖1b?？刂破骺蓪囟葌鞲衅髯詣硬杉臏囟?、可控硅輸出電壓和電流、用電量等數據進行定時收集，并通過遠程網絡模塊將數據上傳至云端服務器，移動終端即手機或電腦端訪問云端服務器，可實時查看并下載各項數據，修改溫度梯度及梯度時間間隔。

1.3 試驗分組

因試驗場地電路等問題，控制系統安裝受限，故選擇3列48欄健康哺乳仔豬（陸川母豬×杜洛克公豬），分為四梯度溫差2 ℃組（Ⅰ組）、四梯度溫差1 ℃組（Ⅱ組）和兩階段功率組（對照組）3組，分置在2個產房單元（試驗單元1和試驗單元2），Ⅰ組、對照組分別選取試驗單元1的A、B列產欄，Ⅱ組則選擇試驗單元2的A列產欄，每組1列16欄仔豬（圖2a），仔豬哺乳期（從出生到斷奶）為21 d。試驗單元1的試驗時間為2021年2月10日至2021年3月2日，試驗單元2的試驗時間為2021年2月27日至2021年3月19日。Ⅰ組和Ⅱ組均采用溫度自動控制系統設置4個溫度梯度控制保溫燈。對照組應用兩個按鈕式控制器手動調控保溫燈。Ⅰ組、Ⅱ組和對照組設置的目標空氣溫度和功率如表1所示。3個組每欄電熱板在試驗期間均保持1檔（12 W功率）加熱。

1.4 測定指標

1.4.1 環境數據測定

2個試驗單元舍內溫濕度測點設置相同，分布如圖 2a所示。試驗單元舍內溫濕度采用溫濕度自動記錄儀（型號：WSZY-1，北京天建華儀科技發展有限公司，精度：±0.1 ℃、±0.1%RH）進行自動記錄，記錄間隔為20 min，均置于距地面1.5 m高處（以避免單元內定期消毒損壞儀器和干擾正常的生產管理）。在場區空曠位置設置一個舍外溫濕度測點，使用溫濕度自動記錄儀連續記錄試驗期間的舍外溫濕度，溫濕度記錄儀型號、安裝高度和數據記錄間隔時間與舍內相同。

為測定3個組保溫燈下的局部溫度情況，從3個組中各選取3個豬欄，每日08:00、14:00和20:00對保溫燈下仔豬躺臥高度平面（距離地面約10 cm）空氣溫度和地面溫度進行定時測量，每個監測平面設置9個測點，測點布置如圖2c所示。為全面了解產欄的溫度分布情況，對局部加熱區域以外的漏縫地板區域進行空氣溫度和地面溫度的測定，測點布置見圖2b?？諝鉁囟群偷孛鏈囟葴y定儀器分別為手持溫濕度計（型號：德圖Testo 610，德圖儀器國際貿易（上海）有限公司，精度：±0.1 ℃、±0.1%RH）和紅外熱像儀（型號E8，FLIR菲力爾系統有限公司，精度：±2 ℃）。溫濕度測定結果均以平均值±標準差表示。

表1 目標空氣溫度和功率設置

注：Ⅰ組代表四梯度溫差2 ℃組；Ⅱ組代表四梯度溫差1 ℃組；對照組代表兩階段功率組。下同。

Note: Group Ⅰ represents four gradient temperature difference 2 ℃ group; Group Ⅱrepresents four gradient temperature difference 1 ℃ group; Control group represents two stage power group. Same as below.

1.地溝風機 2.36寸、50寸風機 3.濕簾 4.溫度控制系統 5.溫度傳感器 6.保溫燈及燈蓋 7.保溫燈下溫度測點 8.漏縫地板溫度測點 9.仔豬休息活動的漏縫地板區域 10.母豬的休息活動區域

1.Trench fans 2.36-inch and 50-inch fans 3.Wet curtain 4.Temperature control system 5.Temperature sensor 6.Heat lamp and the cover plate of the lamp 7.Temperature measuring points under heat lamp 8.Temperature measuring points of the slatted floor 9.Slatted floor area where piglets rest and move 10.Rest and activity area of sows

注：A～D表示單元的4列產欄；a～h表示單元舍內溫度、濕度測點。

Note: A-D represent the four rows of the farrowing room; a-h represent the temperature and humidity measurement points in the farrowing room.

圖2 豬舍單元及產欄測點分布圖

Fig.2 Distribution of measuring points in farrowing room and stall

1.4.2 行為觀察

在每個組4個產欄正上方的天花板安裝攝像機（?？低旽IKVISION，杭州?？低晹底旨夹g股份有限公司），對仔豬行為進行記錄。選取仔豬出生后的1、5、10和15 d連續24 h的錄像，使用15 min間隔瞬時掃描采樣的方法觀察仔豬在保溫燈下、電熱板上的行為，包括躺臥、站立、吸乳、扎堆擁擠和爭斗行為，行為類型及定義參考Zhu等[9,26]研究。使用Cowlog3.0軟件按照行為的類型及位置分析并計算每種行為仔豬數量占欄內仔豬總數的百分比（當超過75%的仔豬從事某一特定行為時，行為即被記錄）。

1.4.3 生產性能測定

在仔豬出生和斷奶時，記錄3個組每欄哺乳仔豬的初生質量、窩產仔數、窩產活仔數、斷奶頭數和斷奶質量，并計算每只仔豬的初生質量、斷奶質量和平均日增質量。因實際分娩生產過程中存在組內仔豬調窩現象，仔豬哺乳期死亡率通過仔豬在哺乳期間總死亡數（即總窩產活仔數和總斷奶仔豬數的差值）與總窩產活仔數的百分比進行計算，結果以平均值表示。

1.4.4 能耗分析

Ⅰ組和Ⅱ組控制系統每10 min自動記錄1次保溫燈的用電量和輸出功率，對照組每天08:00定時人工記錄1次安裝電表的數值。通過記錄3組保溫燈每日總耗電量，計算每欄（個）保溫燈日均耗電量和平均功率，平均耗電量計算式為

=/（0×0）（1）

式中為每個保溫燈日均耗電量，kW×h；為每組保溫燈在溫度梯度時間內的耗電量，kW×h；0為設置的溫度梯度時間，d；0為每組安裝的保溫燈數量，個。

平均功率計算式為

=/(0×0)（2）

式中為每個保溫燈每日平均功率，W；為每組保溫燈在溫度梯度時間內的總功率，W。

若按兩個溫控組（Ⅰ組和Ⅱ組）設定溫度調控所有產房單元的保溫燈，則其較兩階段功率控制節省的耗電量計算式為

=×(-)×1×（3）

式中為溫控組調控保溫燈較對照組節省的耗電量，kW×h；為溫控組每個保溫燈日均耗電量，kW×h；為對照組每個保溫燈日均耗電量，kW×h；為生產1批次仔豬的時間，d；為每個單元的保溫燈數量，個；1為豬場產房單元數，個。

各組保溫燈耗電產生的二氧化碳排放量計算式為

=×tol（4）

式中為保溫燈耗電所產生的二氧化碳排放量，t；為電網排放因子，根據生態環境部發布的最新數值0.581 0 k/(kW×h)代入計算[27-28]；tol為試驗期間每組保溫燈的總耗電量，kW×h。

2 結果與分析

2.1 舍內、外環境狀況

為分析試驗期間2個試驗單元舍內外溫濕度情況，分別對2個單元舍內外每日平均溫度、平均相對濕度進行計算。由表2可知，冬季試驗期間，試驗單元1（Ⅰ組和對照組所在單元）和試驗單元2（Ⅱ組所處單元）舍內溫度差異不顯著（>0.05），均高于美國Midwest Plan Service建議的溫度15.5～18.5 ℃[29]和中國《規模豬場環境參數及環境管理》標準規定的適宜溫度18～22℃[5]。

由表3可知，試驗單元1舍內鄰近濕簾端(a、f測點)、中段區域(b、d、e、g測點) 和靠近風機端(c、h測點)的溫度差異不顯著（>0.05），試驗單元2濕簾端、中段區域和風機端的溫度無顯著差異（>0.05），說明在環控系統的調控下連體式產房單元舍內溫度平穩，基本保持恒溫狀態。

表2 試驗單元內外平均溫度與相對濕度

注：不同小寫字母表示處理間（同行）數據在0.05水平差異顯著（<0.05），下同。

Note: Different lowercases represent significant difference among treatments (the same row) at 0.05 level, the same as below.

表3 試驗單元內不同位置溫度分布

2.2 保溫燈下空氣溫度和地面溫度

在試驗期間每日3次測定Ⅰ組、Ⅱ組和對照組保溫燈下的空氣溫度和地面溫度，結果見表4。

表4 保溫燈下實測溫度

如表4所示，在仔豬日齡1～21 d，Ⅰ組、Ⅱ組和對照組保溫燈下地面溫度均在30 ℃以上。隨仔豬日齡增加，Ⅰ組和Ⅱ組保溫燈下空氣溫度和地面溫度呈階段遞減趨勢，與表1設置的目標空氣溫度變化一致。仔豬日齡1～3 d，Ⅰ組和Ⅱ組保溫燈日均空氣溫度和地面溫度顯著低于對照組（<0.05），但Ⅱ組保溫燈下地面溫度高于Ⅰ組，這與空氣溫度對比結果不同，可能是因為兩組測定溫度欄位的仔豬初生質量和窩產活仔數存在差異，導致仔豬在電熱板上的躺臥面積和覆蓋測點的數量不同，對地面溫度的測定值產生影響。在仔豬日齡的4～7 d，Ⅰ組保溫燈下空氣溫度顯著高于對照組（<0.05），Ⅱ組與對照組保溫燈下空氣溫度差異不顯著（>0.05）。在仔豬日齡8～14 d，Ⅱ組保溫燈下空氣溫度顯著高于Ⅰ組和對照組（<0.05）。在仔豬日齡的4～7和8～14 d，Ⅰ組、Ⅱ組與對照組保溫燈下地面溫度差異不顯著（>0.05）。在仔豬日齡15～21 d，Ⅰ組和Ⅱ組保溫燈下空氣溫度和地面溫度明顯低于對照組（<0.05）。

2.3 漏縫地板空氣溫度和地面溫度

為了解漏縫地板的溫度分布情況，對3個組漏縫地板空氣溫度和地面溫度進行測定，結果如表5所示。

表5 漏縫地板空氣溫度和地面溫度

由表5可知，在仔豬日齡1～21 d，Ⅰ組、Ⅱ組和對照組的漏縫地板空氣溫度分別為22.9～25.2、23.4～25.1和23.6～24.7 ℃，3個組漏縫地板地面溫度分別為23.8～24.7、23.9～24.7和24.2～24.7℃，3個組漏縫地板的空氣溫度和地面溫度均低于其保溫燈下的空氣溫度和地面溫度。

2.4 仔豬行為

為探究Ⅰ組、Ⅱ組和對照組保溫燈下溫度對仔豬行為的影響，分析統計3個組選取欄位仔豬的行為比例，結果見表6。

表6 仔豬行為比例

由表6可知，Ⅰ組、Ⅱ組和對照組在保溫燈下扎堆擁擠的比例接近0。低溫環境下，仔豬會扎堆擁擠在一起，保持以腹臥為主的姿勢，降低能量的損失[30]?？梢?，3個組保溫燈下的溫度高于仔豬的最低臨界溫度，基本不會導致仔豬出現冷應激的情況。仔豬躺臥行為是反映仔豬對加熱方式類型或溫度偏好的重要指標[31]。3組仔豬的所有行為中占比最高的是在保溫燈下的躺臥，分別為43.7%、52.4%和36.9%，且3組保溫燈下的躺臥比例均高于漏縫地板上的躺臥比例，說明3個組保溫燈下的溫度均適宜仔豬躺臥。Ⅱ組燈下躺臥比例顯著高于Ⅰ組和對照組（<0.05），這表明該仔豬較其他兩組可能更偏愛Ⅱ組保溫燈下的溫度，但也可能是因為Ⅱ組的仔豬較其他兩組更傾向于群體集中躺臥或活動。Vasdal等[32]發現當部分仔豬躺臥在保溫燈下或漏縫地板處時，同群其他仔豬總是傾向于與它們一起躺臥并保持相同行為。因此，Ⅱ組仔豬可能受到群體社會環境的影響，在保溫燈下的躺臥比例高于其他兩組。

2.5 仔豬生長性能

Ⅰ組、Ⅱ組和對照組3個組仔豬的生長性能如表7所示。由表7可知，Ⅱ組初生仔豬質量顯著高于Ⅰ組和對照組（<0.05），初生仔豬質量主要與母豬妊娠階段的環境、營養、疫病狀況及分娩胎次等因素密切相關。3組仔豬的窩產仔數、窩產活仔數、斷奶仔豬質量、平均日增質量和斷奶仔豬數均無顯著差異（>0.05）。3組哺乳仔豬死亡率基本一致，成活率分別達到96.7%、96.8%、96.7%。因此，Ⅰ組和Ⅱ組設置溫度梯度控制保溫燈對仔豬的生長性能未產生不良影響。仔豬哺乳期死亡率受仔豬因素（初生質量、初乳攝入量、體溫調節能力和性別）、母豬因素（初乳產量、胎次和母體特征）和環境因素（溫度、飼養和管理）等多種因素綜合影響[33]。仔豬初生質量是影響哺乳仔豬死亡率的重要因素，哺乳期死亡率與初生仔豬質量呈反比關系[34]。Ⅱ組仔豬哺乳期死亡率略低于其他兩組，可能是由于Ⅱ組仔豬初生質量高于其他兩組，也有可能是因為在生產管理中對仔豬進行適時調窩、交叉培養，降低了Ⅱ組因仔豬窩產仔數較多出現更為激烈的初乳爭搶概率，從而減少了弱仔的死亡數。根據Zhang等[35]報道，當仔豬數量超過母豬可用的功能性奶頭數時，仔豬的吮乳量可能會減少，導致死亡率升高。

表7 仔豬生長性能

2.6 保溫燈能耗效益分析

為比較3組保溫燈能耗情況，對每欄保溫燈（每欄均安裝1個保溫燈）的耗電量以及輸出功率進行統計，結果如表8所示。

由表8可知，在仔豬日齡1～21 d，Ⅰ組和Ⅱ組保溫燈的每日平均功率顯著低于對照組（<0.05）；與對照組相比，Ⅰ組和Ⅱ組日均耗電量分別降低了0.7和1.1 kW×h，2組節能率分別為16.7%和26.2%，與Zheng等[23-24]研究結果一致，增加保溫燈溫度梯度或功率梯度可以節省能耗并降低經濟成本。Zhou等[36]使用變阻器設置7個功率階段控制保溫燈，每個保溫燈日均用電量為3.3 kW×h，高于本試驗Ⅱ組的耗電量3.1kW×h，可能是由于本試驗的試驗單元舍溫較高，與設定的目標溫度溫差減小，導致維持設定溫度所需保溫燈輸出功率降低、能耗減少。

試驗豬場所在地區農用電價為0.511 5元/(kW×h)，豬場基礎母豬規模約3 000頭，共有12個產房單元，1個單元放置64個保溫燈。若按2個試驗組設定目標溫度使用溫度自動控制系統調控所有產房單元的保溫燈，根據每欄保溫燈日均耗電量和電價結合式（3）和（4），計算出生產1批仔豬時（仔豬哺乳期21 d），應用Ⅰ組和Ⅱ組設定溫度調控所有產房單元保溫燈較兩階段恒功率控制，節約的耗電量分別為11 289.6和17 740.8 kW×h，節省的電費分別為5 774.6和9 074.4元，二氧化碳排放量分別減少6.6 和10.3 t。母豬在分娩前7 d轉入產房，仔豬從出生到斷奶共21 d，仔豬斷奶轉出后的7 d為產房單元空舍清洗消毒期，試驗豬場所在地區冬季大約為150 d，因此，豬場1個冬季可產4批仔豬。如果豬場采用批次化生產，則1臺溫度自動控制系統可連接1個單元64個保溫燈，產房共需安裝12臺控制系統，1臺控制系統成本為2 560.0元。如果采用Ⅰ組和Ⅱ組溫度控制方案，則豬場分別在5.3、3.4個仔豬生產周期即2個和1個冬季可回收控制系統成本。

表8 保溫燈能耗

3 結 論

1）Ⅰ組（四梯度溫差2 ℃組）、Ⅱ組（四梯度溫差1 ℃組）和對照組（兩階段功率組）之間哺乳仔豬平均日增質量差異不顯著（>0.05），仔豬成活率分別為96.7%、96.8%、96.7%。

2）與對照組相比，Ⅰ組和Ⅱ組節能率分別為16.7%和26.2%。試驗豬場按Ⅰ組和Ⅱ組設定溫度使用控制系統調控保溫燈可分別在2個和1個冬季回收控制系統成本。

3）結合仔豬的生長性能、保溫燈能耗效益，設置四個溫度梯度精細調控保溫燈較兩階段功率控制更優。

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Effects of precise temperature control on local heating energy saving of suckling piglets

You Xiaotong1, Zhang Jinrui1, Wang Hua1, Wu Zhonghong1, Yang Linfang2, Liu Jia1, Wang Meizhi1※

(1.,,100193,; 2..,.,510620,)

The temperature requirements of piglets can decrease with the increasing age in the breeding farm. In this study, the growth performance and behavior of piglets were monitored in real time, in order to explore the effects of precise temperature control on the local heating, and the energy consumption of heat lamps. Forty-eight stalls of piglets were selected from two test rooms of a pig farm in Hebei Province of China. Three groups were divided: four temperature gradients group with 2 ℃ for each gradient (Group Ⅰ), four temperature gradients group with 1℃ for each gradient (Group Ⅱ), and two-stage power group (control group) with 16 stalls in each group. The age of the piglets (21 days from birth to weaning) was divided into four periods, 1 to 3, 4 to 7, 8 to 14, and 15 to 21?days. The automatic system of temperature control was used to set the different temperature gradients. The temperature control system consisted of a touch-screen, a temperature sensor, a Programmable Logic Controller (PLC), and a silicon-controlled rectifier for voltage regulation. Control group was adopted as a manual switch with two push buttons of high and low (high and low indicated the heat lamp with 250 and 175 W power, respectively). In addition, a heat lamp (250 W) was placed for the local heating of piglets in each stall. The temperature under the heat lamps, growth performance, behavior of piglets, and the energy consumption of heat lamps were measured to calculate the carbon dioxide emission of energy consumption. The results showed that the average temperatures were 24.1 and 24.3℃in the two test rooms, respectively. The average air temperatures were 30.5, 28.1, 27.6, and 26.1 ℃, respectively, under the heat lamp with the Group Ⅰ. By contrast, the air temperatures were 29.7, 27.9, 27.2, and 26.9℃, respectively, under the heat lamp with Group Ⅱ. The air temperatures were 31.4, 27.3, 27.7, and 27.8℃, respectively, under the heat lamp with a control group. There were no significant differences in the average daily gain among the three groups (>0.05). The survival rates of suckling piglets were 96.7%, 96.8% and 96.7%, respectively. There was no cold stress in the three groups of piglets. Compared with the control group, the energy saving rate of Group Ⅰ and Group Ⅱ were 16.7% and 26.2%, respectively. The automatic system of temperature control recovered the cost only in two and one winters, when the temperature of the heat lamps was set, according to the Group Ⅰ and Group Ⅱ. In energy conservation, four temperature gradients can be expected to better control the heat lamps, compared with the two-stage power control for the local heating of piglets. The finding can provide the reference for the optimal strategy of precise temperature control on the heat lamp, in order to improve the economic benefits of the pig farm.

temperature; humidity; heating; piglets; energy saving; behavior; heat lamp; precise control

10.11975/j.issn.1002-6819.2022.24.020

S818；S815

A

1002-6819(2022)-24-0180-08

游筱彤，張錦瑞，王華，等. 溫度精細調控對哺乳仔豬局部供暖節能的影響[J]. 農業工程學報，2022，38(24)：180-187.doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2022.24.020 http://www.tcsae.org

You Xiaotong, Zhang Jinrui, Wang Hua, et al. Effects of precise temperature control on local heating energy saving of suckling piglets[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2022, 38(24): 180-187. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2022.24.020 http://www.tcsae.org

2022-10-08

2022-11-23

中國動物福利標準項目；生豬產業技術體系北京市創新團隊項目（BAIC02-2021）

游筱彤，研究方向為畜牧工程與畜牧環境。Email：youxiaotong07@163.com

王美芝，博士，副教授，研究方向為畜牧工程與畜牧環境。Email：meizhiwang@cau.edu.cn