概念验证：热电冷却母猪降温垫

在变暖的世界里让母猪保持舒适

随着夏季变得更热，怀孕和哺乳期的母猪在猪舍内难以保持凉爽。当母猪过热时，它们会少吃、产奶减少，仔猪生长变慢甚至死亡。为整个猪舍改装冷冻水系统成本高且复杂，尤其对较老的设施更是如此。本研究探讨了一个更简单的想法：一种自包含的降温垫，母猪可以躺在上面，利用与电子设备冷却相同的小型固态器件来从体内带走热量。

一个简单的想法：冷却地面，而不是整个猪舍

与人不同，猪不善于出汗，且现代大型母猪产生大量热量。它们大部分时间都躺着为仔猪哺乳，因此地面成为移除体热的自然位置。早期研究表明，水冷金属板可以起到帮助作用，但这些系统需要在猪舍内铺设冷冻水管。作者旨在构建一种独立的母猪降温垫，可以直接放入现有产床而无需新增管道。他们的设计是在母猪躺卧的金属踏板下循环水，然后用紧凑的热电器件（即珀尔帖模块）将该水冷却，珀尔帖模块与散热片和风扇组件相连。

新型降温垫的构建与测试方法

研究团队首先通过对在温暖产房里躺在橡胶垫上的母猪拍摄热像，确定母猪身体哪一部位最使地面变热。他们发现腹部中段和乳房区域最热，因此铝制垫的尺寸和位置针对该区域进行设计。在带纹理的金属表面下方，铝管以多回路方式输送水。这些水流向安装在产床侧面的紧凑冷却单元。在该单元内部，珀尔帖模块从与水接触的冷金属板抽取热量，将热量传至鳍片散热片，并由风扇将被加热的空气吹入房间。由于系统是局部的，它能直接冷却母猪而无需为整个猪舍降温。

在真实猪舍中对受热应激母猪的试验

研究者在一个产房中进行了两次小型试验，每次试验使用一头配备降温垫的母猪和一头未配备垫的邻近母猪作为对照。在两次试验中，降温垫在炎热天气下运行，同时持续记录温度和水流量。该垫以约366–395瓦的热量去除能力运行，消耗约110瓦的电功率，其性能系数与或优于一些早期基于水冷的地面降温系统。在关于母猪产热的典型假设下，该垫能够去除一头260公斤母猪产生的大部分热量。一些迹象令人鼓舞：在一次试验中，受冷却的母猪体重维持得更好，其仔猪断奶时的平均体重更高。然而，由于每个处理组仅有一头母猪，体温、呼吸频率和采食量等差异无法被解释为确凿的有益证据。

在可控气候舱中的细节实验

为了在没有实际猪舍复杂条件下更好地理解垫的行为，团队将其移入一个设定为炎热潮湿夏季条件的气候控制舱。团队没有使用活体动物，而是用两个电热垫来模拟母猪的体热。他们进行了两种情景：一种是垫底部暴露于舱内空气，另一种是底部隔热。在两种情况下，当冷却单元开启时，垫表面和水温都迅速下降。底部隔热时，垫表面相比未隔热降温近12摄氏度，而未隔热时约为5摄氏度，因为隔热能减少向房间的热量泄漏。这些舱内测试中的总热量移除低于猪舍试验，原因很简单：人造热源小于真实母猪。

对农场和动物意味着什么

这一概念验证研究表明，一种独立的热电冷却垫可以从母猪与地面接触的区域带走大量热量，所需电力适中且无需冷冻水管线。该垫在冷却性能上与更复杂的冷冻水板处于相同范围，同时可方便地安装入现有产床。早期迹象表明它可能有助于维持母猪体况并支持仔猪生长，但动物福利方面的结果尚不一致且样本太少，无法得出结论。作者认为需要更大规模、重复的田间试验来确认该技术是否能稳定改善母猪舒适度、生产力和仔猪表现——并通过建模进一步优化设计，以便能在日常农场使用中变得实用。

引用: Pan, J., Shah, S.B., Leonard, S.M. et al. Proof-of-concept thermoelectrically cooled sow-cooling mat. Sci Rep 16, 11821 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42237-0

关键词: 母猪降温, 热应激, 热电垫, 猪只福利, 猪舍气候