高效能新型保温电热板产品研发过程

[2019-10-15]

  仔、幼猪能否健康发育生长与成活率高低,直接影响养猪户的经济效益。特别是冬季,做好仔、幼猪保温保育护养工作及其重要,大家都知道冬季出生的仔猪抗寒能力差,要想保证仔猪安全过冬,促进仔猪健康发育生长,减少疾病发生,提高成活率,就必须要做好冬季供暖保温工作。冬季供暖保温工作怎么做?又应选用什么样的保温保育设备才能使仔幼猪有保障的安全过冬,这就是养猪户每年遇到的需要解决又难以解决好的一个大问题。

  为了帮助养猪户解决这个大问题,本公司保温工程专业技术人员于2010年11月开始陆续到了几个养猪场进行询问,了解在秋冬季节各猪场是怎样对仔幼猪进行保温保育的。经过询问与了解,得知大多数的养猪户在秋冬季节对仔幼猪进行保温保育,都是选用市场上供应的150W—275W的红外保温灯泡(以下统称灯泡)与各种简易调档的保温板、电热板、恒温板等产品(以下统称发热板)。当时我们向养猪户了解使用情况,养猪户普遍反应说使用这些保温产品的效果感觉就是有些不理想,但又说不出个理由来。我们问为什么不选理想好用的保温产品使用,养猪户反映说目前市场上卖的基本都是这些保温产品,各个养猪场也都是这样用,想用更好的保温产品市场上也找不到。我们得知了这些情况后,就想再进一步了解养猪户所说的使用这些保温产品“效果感觉就是有些不理想”的实际真实情况。要想知道这些保温产品在实际使用中所产生的作用与效果的真实情况,我们只有到现场对这些保温产品的整个使用过程进行详细的全面观察与跟踪了解才能如实得知。于是我们立即到了使用这些保温产品的几个猪场,对高床母猪舍里的仔猪、以及保育舍里的幼猪使用这些保温产品的全过程进行了详细的全面观察与跟踪了解,并对这些保温设备在整个使用过程中所出现的问题与后产生的效果进行认真的分析与研究。经过一个秋冬季节多次、反复的全面观察与了解,其结果发现这些保温产品在实际使用过程中所产生的效果只是会发热,有温度,需要多少温度无法进行调节控制。对于温度不能调节控制的保温产品,在实际使用中就隐藏着许许多多极其而复杂的缺陷,而且这些缺陷的存在还会给仔幼猪带来很大的危害。为了使养猪户能明白这个道理,首先就必须对红外保温灯泡与各种简易调档控温的“发热板” 产品的工作原理、作用与其产生的效果要有所认识与了解,只有认识与了解这些简易保温设备的工作原理、作用与产生的效果后,就自然明白使用这些简易保温产品是怎样给仔幼猪带来危害的。因此以下就根据在整个秋冬季节里,经过我们对这些保温产品在猪场里多次的对整个使用过程进行详细的全面观察后,把发现与了解到的这些保温产品在实际使用过程中所存在的问题与缺陷、以至后产生的作用与效果进行全面的分析与阐述,并对保温灯泡与简易调档控温的“发热板”产品的工作原理进行详细剖析:

  一、红外保温灯泡的工作原理与使用所产生的效果详细剖析

  1、秋冬季节用保温灯泡做高床仔猪保温取暖设备,一般使用方法就是遇到自然气候温度比较高的时候用150W的灯泡,自然气候温度比较低的时候就用275W的灯泡。但在实际使用中多数饲养员因工作忙,根本顾及不到换灯泡,所以相当多的养猪户为了操作方便,就在275W灯泡的电源联接线中加装一个调档开关进行温度控制。在使用过程中,经常会遇到昼夜之间的温度差比较大,遇到这个天气,白天高床仔猪保温箱里由灯泡产生的温度就会随着自然上升的气温而上升,至使整个保温箱内的底面积温度与空间温度都同时升高,特别是被灯泡强光照射到的部分面积温度会超过45―50度以上,饲养员感觉太热了就直接把保温灯调到二档使用。饲养员一般都不知道调到二档使用时保温箱内的温度会降低多少,只知道调二档使用时会降低箱内温度。其实保温灯调二档使用时是忽然变换的,调二档也就是灯泡在220V供电电压的2条电源的进线上,在其中一条电源线上串接上一个二极管进行半波整流,这样就把220V电压经过二极管半波整流后变成了110V电压形成二档开关,此时275W的红外保温灯泡供电电压是110V,电压减半发热功率同时减半,所以调二档使用时也就是把保温箱内灯泡产生的温度直接减半。把保温箱内灯泡产生的温度直接减半的温度完全超过白天自然气温上升的温度。这一高一低的温度忽然变化确实是太快了,这样对仔猪来说影响是非常大的,仔猪不适应这种忽热忽冷的温度变化,其结果就容易造成仔猪受凉、生病。到了夜间饲养员没及时转换到一档使用,保温箱内温度态低,时间久了更容易使仔猪生病。夜间调到一档使用时,到了白天自然气温升高时,箱內温度也同时升高,饲养员又没及时转换到二档使用,此时箱内温度又态高,促使仔猪多数都跑到箱外活动,箱外温度低,时间久了同样会使仔猪受凉感冒。所以秋冬季节选用275W红外保温灯泡配调档开关来作仔猪保温取暖设备,使用过程中很容易造成仔猪受凉、感冒、拉稀。

  2、用红外保温灯泡(以下简称:灯泡)作保温保育设备,首先要知道灯泡的工作原理。例如275W的灯泡在通电工作时,灯泡内的灯丝产生的红外辐射加热光源向外四周辐射,大部分的红外辐射加热光源通过灯泡内壁面靠近灯头的上部份的反射层面又往下折射到灯泡底部的玻璃层面,因反射层面带喇叭形状,往下折射的红外辐射加热光源(以下简称:灯光)在灯泡底部玻璃层面形成一个集中型的聚焦光,此时灯泡底部玻璃层面形成的光,是灯泡内自然向下辐射的光与反射层面往下折射的聚焦光相叠加形成一个聚焦面强光,这聚焦面的强光在灯泡底部面的透光玻璃层表面中间部份面积产生的温度可高达80一130度以上。仔猪保温箱使用灯泡做保温设备时,灯泡挂在保温箱内离箱底平面距离基本都在50―60厘米左右,灯泡产生的红外辐射强光照射到保温箱底平面部分面积产生的温度(称强温区)高达40至45度以上,灯泡距箱底越近,箱底部分面积温度就越高,而没被灯泡红外辐射强光直接照射的大部分箱底面积产生的温度(称弱温区)都比较低,弱温区面积大于强温区面积。而达到标准温度39度的面积没有多少,箱的底面积靠灯泡产生的温度进行传导升温,使箱底的整个面积都能达到刚出生的仔猪需要的39度保温温度是很难的,而且是根本不可能。径过测温仪器的仔细测量,其整个保温箱底面积温度有30度以下的,有30度至40度的,甚至温度超过40―50度以上的多种不等而复杂的温度。因此灯泡通电产生的红外辐射加热光源照射到保温箱的箱底面时,整个底面积及空间产生的温度是非常不均匀的,高低温相差非常大。

  3、使用各种功率的灯泡做仔幼猪保温取暖设备时,存在主要的问题就是灯泡通电的工作时间与产生的温度无法做到调节控制。在观察过程中发现,每当在气温恒定的时间段里各种功率的灯泡在保温箱内各自产生的温度是恒定不变的,而各种功率的灯泡在保温箱内各自产生的温度只会随着自然气温的高低变化而同时成正比变化。为什么会产生这个现象呢?因为灯泡都是挂在空中使用的,而灯泡产生的温度会向四周空间散发。根据热气上升、冷气下降的原理,当自然气温下降时,在空间产生的冷气就会自然的往低处下降,这时灯泡周围空间产生的温度就会自然的往上升与下降的冷气产生对流,形成热气与冷气混合相互抵消,自然气温降的越低,就会在空间产生更大的冷气往低处下降,此时灯泡周围空间产生的温度就会大量的向上升与下降的更大冷气产生对流,这样就会形成更多的热气与冷气混合相互抵消,这时灯泡周围产生的温度就会越来越低。反之,灯泡周围空间产生的温度就会越来越高。仔、幼猪保温保育设备使用灯泡时所产生的这个问题,可不是一般问题,当遇到恶劣的严重寒冷天气时,就会对仔、幼猪造成很大的伤害,直接影响仔、幼猪的成活率。

  4、在使用过程中遇到天气自然温度下降的时候,灯泡周边产生的温度会同时降低,这时只有强温区有比较高的温度,此时仔猪都往强温区挤,因强温区面积小,迫使仔猪相互挤压,这样就产生了打堆现象,打堆时仔猪的背部都是朝上的,形成背部受热,仔猪打堆容易出现的问题就是底部的仔猪容易被压伤,而在堆上面的仔猪离灯泡近又容易被烫伤。特别是遇到昼夜之间温差大的天气,当白天自然气温升高时,这时灯泡在保温箱里产生的温度就会随着自然气温的上升而上升,此时箱内的整个底面积及空间温度都同时升高,特别是强温区部分面积的温度超过50度以上,在强温区躺着的仔猪感觉太热了就会全部跑开,一部份仔猪跑到箱内弱温区面积上躺着休息,仔猪在强温区被灯光照射到的部份身体外皮部温度高达40度以上,而弱温区面积温度基本都低于仔猪的生体体温,此时仔猪躺在弱温区面积上,不仅整个身体取暖温度下降,而且是仔猪自身的体温传导到躺睡的面积上,时间不长,仔猪感觉冷,又跑到了强温区,在强温区呆不长时间感觉热了,就又跑到了弱温区,这样一天来回的次数多了,就容易使仔猪受凉生病。还有因热跑开的仔猪有的就直接跑到了箱外,不用说跑到箱外的仔猪容易受凉生病。到了夜间自然温度下降,整个保温箱内的温度也随着下降,所有的仔猪感觉冷又都往强温区挤,仔猪之间相互挤压又形成打堆,打堆的仔猪还会上下不停的相互翻压,使仔猪根本就得不到一个安稳休息与睡觉的地方,所以仔猪处在这种保暖温度不正常的环境下护养,天天如此,再健康的仔猪都会被熬磨成病猪。

  5、不论是高床保温箱内护养的仔猪,还是保育栏里护养的幼猪,只要是用灯泡做保温设备的,所有的仔幼猪都是身体朝上的部份得到温度保暖,而身体朝下部份始终没得到温度保暖,不仅如此,仔幼猪躺睡的地方还会吸收仔幼猪的体温。这样的保温产品在一般不是很冷的天气勉强使用,一旦遇到严重的低温天气,气温降至零下温度时,高床保温箱内弱温区部分面积就会越来越冷,强温区部份面积的温度也会随着下降,这时箱内弱温区面积扩大,强温区面积缩小,此时仔猪很难保护。特别是刚出生的仔猪,其身体的组织器官和机能尚未发育完全,皮下脂肪薄,被毛稀少,抗寒能力弱,在严重寒冷的低温环境里,仔猪易患低血糖、感冒、肺炎等疾病,严重时会大批死亡。而保育栏里饲养的幼猪,在没有建地暖的情况下,幼猪躺睡的是地面,因灯泡的光照射到地面产生的温度范围比较小,会造成幼猪严重的打堆现象,幼猪比仔猪大,有一定的重量,被压在底部的幼猪体质不好的就很难成活,幼猪身体又比较大,所有的幼猪相互挤压都想爬上堆面取暖是不可能的,总有一些幼猪被挤出躺在堆边,而且堆边的幼猪一部分身体是躺在水泥地面上,此时在堆边的幼猪身体只能得到比较弱的灯光温度取暖,如果气温还在继续下降时,这时保温灯产生的温度与覆盖面积温度也会同时缩小,而水泥地面又是冷的,这些幼猪身体特别是腹部长时间得不到正常适宜的温度保暖就会冻死。这样在严重寒冷的低温天气出现时,特别是猪场母猪高床仔猪舍、与幼猪保育舍内在没有外加暖气设备对猪舍内空间增加暖气,没把猪舍内温度提高到安全保暖温度的情况下,仔、幼猪都比较难保,这时的仔、幼猪容易得病,直接影响成活率,这样就会造成养猪户的重大经济损失。

  6、费用开支大,冬季高床仔猪保温箱使用150W的灯泡,一天24小时用电量是3.6度,天气在比较冷时150W的灯泡产生的温度低,养猪户一般都比较少用,多数的养猪户都是使用275W的灯泡,使用275W的灯泡,一天24小时的用电量是6.5度左右,比使用高效能新型“单面传热水泥保温电热板” 产品作保温设备时多耗用50%以上的电,保育栏就更多了,至少是用2个275W的灯泡,灯泡易破损,破损的碎玻璃片容易造成仔幼猪受伤,加上仔幼猪易生病,用药量加大。因此高床仔猪与保育栏里的幼猪用灯泡作保温取暖设备,每年产生的各种费用与损失都是巨大的。所以高床上的仔猪与保育栏里的幼猪长期使用灯泡作为保温取暖设备,根据以上剖析的保温灯泡在实际使用过程中所产生的各种缺陷问题与造成的结果,会使养猪户少赚很多钱,产生的经济损失是非常大的。

  二、各种调档的电热板、保温板、恒温板等产品的工作原理与使用效果剖析:

  1、采用普通简易调档的保温板、电热板、恒温板等产品(统称发热板)做仔猪冬季保温取暖设备,因这些保温产品厚度一般在3厘米左右,有的甚至2厘米不到,这些产品自身双面之间隔热用的材料简单,“发热板” 通电使用时产生的温度很容易导热到底部面,使整个底部面也产生温度,底部面的温度比面上的温度虽然会低些,但它基本上是成了双面传热的“发热板” 。 这些“发热板” 比较薄,在高床上是不能直接架空使用的,都要放在有支撑板的面上使用。朝上的一面产生的温度叫有功用电,有功用电的一面产生的温度一般都有仔猪躺着休息睡觉,所以“发热板” 板面上的温度无论高、低都是用在仔猪身体上起保暖作用。而底部面产生的温度叫无功用电,因“发热板” 是放在支撑板的面上,支撑板是个无热源的冷板。如果支撑板是木板,因木质导热糸数低,所以木质板导热以及吸热性能都比效小,产生不多的无用功用电,“发热板” 产生的温度基本都在板面上提供给仔猪保温取暧用,此时电能转为热能的利用率会高些。如果支撑板是水泥制品板或是铸铁制品、水泥制品的漏粪板时,因这些制品的导热糸数比较大,容易传热,而漏粪板又有漏粪空间,这时“发热板” 底部面产生的温度不仅向水泥支撑板或漏粪板传热,而且漏粪板还会通过漏粪空间向下空间散热,这时的“发热板” 底部面产生的无用功用电损耗是无止境的,因这些“发热板” 只是配装个简易的调档开关进行高、低温控制,只要这“发热板” 通电,无论是开高档或低档使用,它就是每天24小时不停的一直在工作,产生的温度也就是每天24小时不停的往下传导给支撑板,使“发热板” 产生的温度分导到支撑板上,这样“发热板” 板面产生的使用温度就会降低,正常使用受到影响,此时电能转为热能的利用率是很低的,产生用电的极大浪费。又因简易普通调档的“发热板” 品种比较多,只要底部一面的温度越高,无用功用电损耗就越大。养猪户长期使用这种“发热板” 产品做仔猪的保温取暖设备,就会造成养猪户用电浪费的很大损失。

  2、简易调挡“发热板” 同样存在对产生的温度无法进行调节控制,开一档使用时发热板太热,整个发热板面的温度超过40―45度以上,这时仔猪就会跑开保温箱,会跑的仔猪在箱外时间长了就容易受凉、感冒、生病,不会跑的仔猪在箱内就容易被烫伤甚至被烫死。开二档使用时也就是把220V工作电压的2条电源进线的其中一条串接上一个二极管,经过二极管出来的电压就变成了110V,这时的“发热板” 只有110V电压在通电加热工作,工作电压减半,它所产生的温度也同时减半,此时“发热板”面产生的温度都低于仔猪体温温度39度,有的产品更低的达到30度以下,这样就容易使仔猪受凉生病。为了提高箱内温度,养猪户又在保温箱内加个灯泡使用,灯泡与调挡“发热板” 配用时,被灯泡照射到的保温箱底部面上铺的“发热板” 板面的小部分面积温度超过40—45度以上,同样形成强温区,仔猪基本无法躺睡休息, 都跑到强灯光照射不到的弱温区面上躺着,因这时“发热板” 弱温区大部分面积上的温度低于39度至33度以下,时间久了仔猪同样会受凉生病。这种“发热板”与灯泡配用,在一般不是很冷的天气免强使用,一旦遇到零下温度时的严重寒冷天气,这种配用设备同样会出现与用单个灯泡作保温时的情况一样,会对仔猪造成严重的伤害。简易调档“发热板” 都是铺在保温箱底部的面上使用,当“发热板” 调二档通电工作使用时,“发热板” 的板面温度虽然不高,但这保温箱的底部面上的“发热板”产生了热源,这时保温箱里要挂个灯泡与“发热板” 同时并用,是选用150W灯泡、还是选用275W的灯泡来使用比较合适呢?在实际现场使用过程中我们观察发现无法调节控温的“发热板”与各种也是无法调节控温的不同功率的灯泡一起组合使用,遇到自然气温高、低的极大变化时就会产生更多更复杂的使用缺陷,保温箱内的整个空间与“发热板” 面产生的温度也更加不正常。因此都是用无法调节控温的两个不同的各种保温产品进行组合使用,终产生的结果就是给仔猪过冬带来更大的安全隐患。所以养猪户长期使用这些不健全的保温产品会造成难以估计的经济损失。

  结论

  经过以上对红外保温灯泡与各种简易调挡的“发热板” 等保温产品的工作原理进行认真的阐述,并对使用这些保温产品产生的作用以及后达到的效果进行详细分析与认真的剖解,其终的结论就是这些简易的保温产品在实际使用过程中所产生的作用只是会发热、有温度,但产生的温度无法进行适时调节控温,重要的一个大问题就是使用这些保温产品时,始终无法使仔、幼猪的腹部得到一个适宜稳定的佳保暖温度。整个秋冬季节的自然气温是变化无常的,用这些简易调档不健全的保温产品作保温设备,也只能使刚出生的仔猪到满月期间天天都处在一个忽冷忽热、温度及不正常的环境里护养,这样就会给仔、幼猪过冬带来严重的安全隐患。所以整个秋冬季节,我们在猪场现场多次的对使用这些保温产品的全过程进行跟踪观察与了解期间见到,只要是使用保温灯泡与各种简易普通调档的“发热板” 等产品作为仔猪的保温保育设备,一整栋高床母猪舍内差不多时间出生的每批仔猪,到满月断奶时,就有相当一部分仔猪显得瘦小,皮毛粗糙,体弱多病,这些不健康的仔猪到了保育栏饲养,还会给饲养员、兽医带来工作力度,病重的幼猪还会死亡,有的幼猪以后进入到成品猪饲养区,还会给成品猪饲养带来很大难度。

  高效能新型“单面传热水泥保温电热板” 研发成功

  秋冬季节期间要想把刚出生的仔猪养好,首先就必须要彻底解决掉使用保温灯泡与各种简易调挡的“发热板” 等保温产品在实际使用过程中所存在的所有缺陷。解决的思路就是必须要有一个即会发热、又有温度、对产生的温度根据所需高低温度可任意进行调节控温的保温电热板产品,只要有了这种保温电热板产品,就不怕自然气温高低的恶劣变化。为了养猪户能得到这种理想的保温电热板产品,帮助养猪户在秋冬季节里把仔猪养好,为此本公司决定研究试制这种养猪户迫切需要的保温“电热板” 产品。2011年6月本公司立即成立了创新研制小组开始试制,同时还进行了多个产品的试制比较,经过无数个日日夜夜的琢磨,反反复复的试制与试用,终综合研制出了一个由智能温控系统进行适时控温的新型“单面传热水泥保温电热板” 产品,此产品于2011年11月份进入猪场现场试用,经过一个秋冬季节的多次反复试用后,发现其保温功能与效果都超过所有的红外保温灯泡与各种普通简易调档的电热板、保温板、恒温板等保温产品。此产品组件以后又经过多次的精选与改进,于2012年10月份又试制了一小批的水泥保温电热板进入猪场试用,这样又经过了一个秋冬季节的多次反复试用,于2013年3月一个完整的智能化高效新型“单面传热水泥保温电热板” 产品终于获得成功!此产品于2013年11月至今在福建省内多家养猪场投入使用,结果所有被安装使用的水泥保温电热板产品全部运行平稳,无一块保温电热板自然损坏过,只要适时调节好仔猪所需的保暧佳温度锁定好使用,智能温度控制糸统就会在调节好的保暖佳温度3度差之间自动恒温工作,产生的温度平稳适宜,保温效果好,环保节能,操作简单,使用寿命长。在秋冬季节期间,每一批出生的仔猪只要用“单面传热水泥保温电热板” 产品作为保温设备,把仔猪保暖护养到满月断奶,此时见到的是一整批仔猪身体都更加优良健康,仔猪体质增强,提高了免疫力,有效防止痢疾、腹泻等各种疾病的发生,提高了仔猪的成活率和增重率,实实在在的为养猪户降低了养猪成本,增加了可喜的经济效益。新型“单面传热水泥保温电热板” 产品深受用户喜爱,并受到了所有用户的一致好评。

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