
对流和蒸发降温,在结合使用时可以成为一种有效的热缓解策略,然而加利福尼亚大学戴维斯分校和康奈儿大学正在试验传导散热。研究团队通过与一种冷却表面的直接接触,试验母牛从下往上的降温。
加州大学戴维斯分校的研究
2017年,加利福尼亚州能量委员会资助了一个项目,研究应用传导垫块降温母牛,作为减少奶牛场能量使用的一种可能解决办法。该项目由加州大学戴维斯分校(UC-Davis)西部冷却效率中心的动物福利研究员和教授Cassandra Tucher和一组工程师领导。

“早期的情况或指标是:冷却垫似乎不像现在使用的方法那样好用,”Tucker说。虽然记录了呼吸和心跳率以及体温的升高,但“我们试图通过观看录像,弄清楚它们为何没有很好运转。是在母牛受应激日子的那些时间里,她们没有躺在冷垫上?我们也不知道,冷却垫为什么不起作用。”
传导降温系统有希望成功的原理,包括在没有喷雾系统的情况下使动物和垫料有更加清洁的可能性,用水量减少,和用于传导降温系统的循环水作为其他用途的可能性。同时用于操作该系统的能源用量也较少,然而最终的计算和总体的节省尚未最后确定。
Tucher在去年夏天的观察,提供了与处理冷却垫无关的观点,但对牛的热应激却很重要。“在我们看到母牛体温的变化以前,我们就能够见到呼吸频率的变化”, Tucher说。“母牛实际上会向我们提示,她们早就已有了热应激的开始。如果我们通过电子监测装置的使用,能够及早地发现或捕捉到这些症状,我们就有可能防止奶产量的变化”。

对流降温:风扇吹动空气,带走母牛体表的热量。
蒸发降温:随水份从皮肤表面蒸发,直接从母牛吸收或带走热量。通过蒸发水分进入空气并在母牛周边提供冷却的空气,直接发生降温。
传导降温:通过母牛身体与其下面的较冷表面直接接触,传递并带走热量。
该委员会资助项目的第二个方面,是观察传送蒸发冷却空气的管道,与在饲槽上方用低速水喷淋相结合的降温方法。他们还与他们称为“优化”的基准相比较,后者是母牛以一半的速率喷淋降温,并将风扇从卧栏处移至饲槽上方的常用降温方法。
他们在确保母牛潮湿时,让风扇在母牛上方吹动或移动更多的空气,促使有更多的蒸发和热量散失。喷淋装置和冷却器在22℃时开启。呼吸,体温和奶产量的测量表明,在这两种方法中,奶牛都没有经历热应激。然而具有玻璃纤维的道管和冷却的空气,比冷却的垫块和两种基准的方法,都耗用了更多的能源。
Tucher发现,在优化的基准试验中,为了达到相同的结果,实现了应用一半数量水的事实。细微的调整,如在饲喂走道上的风扇,通过一天内更好的定时,并配合用空气流动的水冷却,有助于提高利用蒸发降温的机会。
具有较低湿度的干燥空气,似乎最适合于采用蒸发降温的手段;然而Tucher表示,增加蒸发机会的原理,在所有的地区都有其利用的潜力和可能。他们的一个新系统,将在2018-2019年进行商业性测定。
康奈儿大学的研究
康奈儿大学生物和环境工程系的博士生Kristy Perano也在研究冷却床垫的有效性,发现在较为潮湿的气候中,略有不同的结果。有8头母牛在加热的环境中受到热应激,然后有4头移至冷却床垫上,而其他4头则不接受冷却床垫的处理。对所有动物都监测其生理反应。

适合于纽约气候的垫料厚度和冷凝作用的研究,使她的研究与Tucher在加州的研究有所区分。Perano发现,至少1英寸(2.5厘米)的垫料是尽量减少冷凝水的突破点,但是需要2~3英寸的垫料才能保持床垫上平均1英寸的厚度。
当有6英寸厚的沙垫料时,虽然消除了冷凝作用,但也完全抵消了冷床垫的任何好处。虽然闭环系统保持或节省了用水,但冷却它需要许多的能量。我不认为这是降低能源成本的一种方式,但也可能是在炎热气候中积极降温母牛的一种方法,或者作为减少用水量的替代方式。
促使母牛体息和躺卧,而且不与其他系统发生冲突,是Perano看到的传导降温的主要优点。大的缺点是成本,在美国东北部地区,可能不适合于这种投资。
