养殖环控系统的控制方法及养殖环控系统与流程

1.本发明涉及养殖温控技术领域，特别是涉及一种养殖环控系统的控制方法及养殖环控系统。


背景技术：

2.随着养殖行业规模化发展，禽畜养殖密集度大幅提升，因此针对养殖舍内的空气质量要求也随之提高。目前养殖舍内二氧化碳浓度的控制主要以调节通风量进行控制，当增大新风时养殖舍内温度受室外温度影响波动较大，为实现最优的二氧化碳浓度控制方案，需考虑最佳的通风控制方法，保证舍内温度的前提下尽量减少二氧化碳浓度以降低负荷。


技术实现要素：

3.本发明为了解决上述现有技术中的控制养殖舍二氧化碳浓度导致养殖舍温度波动较大的技术问题，提出一种养殖环控系统的控制方法及养殖环控系统。
4.本发明采用的技术方案是：
5.本发明提出了一种养殖环控系统的控制方法，包括步骤：
6.环控系统运行；
7.判断室内二氧化碳浓度是否大于二氧化碳浓度调节阈值与第一浓度偏差值之和；若是，当室内温度满足当前运行模式对应的第一温度预设条件时发出排风调节命令增加排风量降低室内的二氧化碳浓度。
8.上述步骤中，发出排风调节命令增加养殖舍的排风量具体包括：增加排风风机机组的运行功率，开启养殖舍的小窗并根据小窗处的气流流速控制小窗开度。
9.具体的，执行所述排风调节命令降低二氧化碳浓度后，判断室内二氧化碳浓度是否小于或等于二氧化碳浓度调节阈值与第二浓度偏差值之差；若是，降低排风风机机组功率使养殖舍的排风量等于养殖舍空调系统的送风量，关闭小窗；若否，继续执行所述排风调节命令。
10.具体的，执行所述排风调节命令降低二氧化碳浓度后，判断室内温度是否满足当前运行模式对应的第二温度预设条件，若是，降低排风风机机组功率使养殖舍的排风量等于养殖舍空调系统的送风量，关闭小窗；若否，继续执行所述排风调节命令。
11.室内温度满足制热模式对应的预设条件为：室内温度大于或等于室内目标温度与第一控制温差值之差。
12.室内温度满足通风模式对应的预设条件为：室内温度大于或等于室内目标温度与第一控制温差值之差，且室内温度小于或等于室内目标温度与第一控制温差值之和。
13.室内温度满足制冷模式对应的预设条件为：室内温度大于或等于室内目标温度与第一控制温差值之和。
14.具体的，判断室内温度是否满足当前运行模式对应的第二温度预设条件具体为：
运行制冷模式时判断室内温度是否大于或等于室内目标温度与第二控制温差值之和；运行制热模式时判断室内温度是否小于或等于室内目标温度与第二控制温差值之差；运行通风模式时判断室内温度是否小于或等于室内目标温度与第二控制温差值之差，或者室内温度是否大于或等于室内目标温度与第二控制温差值之和。
15.进一步的，开启养殖舍的小窗并根据小窗处的气流流速控制小窗开度具体包括：当小窗气流流速大于小窗风速调节阈值与流速控制偏差值之和时，增大小窗的开度；当小窗气流流速小于小窗风速调节阈值与流速控制偏差值之差时，减小小窗的开度。
16.本发明还提出了一种养殖环控系统，使用上述的养殖环控系统的控制方法降低养殖舍内二氧化碳浓度。
17.与现有技术比较，本发明通过温度和二氧化碳浓度耦合的判定条件，实现在制冷、制热及通风模式下的排风量调节，在降低养殖舍内二氧化碳的浓度的同时尽量减少养殖舍内温度波动；并通过对小窗的开度调节，控制小窗处气流流速大小，避免养殖舍内的牲畜出现应激反应。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本发明实施例的流程图。
具体实施方式
20.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
21.下面结合附图以及实施例对本发明的原理及结构进行详细说明。
22.禽畜养殖密集度大幅提升，因此针对养殖舍内的空气质量要求也随之大幅提高。目前养殖舍内二氧化碳浓度的控制主要以调节通风量进行控制，具体是通过增大新风来降低养殖舍内二氧化碳的浓度，而新风系统在增大新风的过程中，会使养殖舍受到室外温度影响，导致养殖舍内的温度即室内温度波动较大，容易引起牲畜的应激反应。对此，本发明提出了一种养殖环控系统的控制方法，根据室内二氧化碳浓度来判断是否执行排风调节命令，通过开启小窗以及增加排风风机机组的功率，来降低养殖舍内二氧化碳的浓度，避免通过新风直吹牲畜导致牲畜的应激反应。
23.养殖环控系统具体对应养殖舍设置的，养殖环控系统具体包括：空调系统(也可以称为新风空调系统)，设置在小窗位置调节通风面积的小窗挡板，设置在养殖舍侧面的排风风机机组，以及检测室内(即养殖舍内)二氧化碳浓度的二氧化碳检测单元，检测养殖舍内温度或者是室内温度的温度传感器。
24.如图1所示，本发明提出了一种养殖环控系统的控制方法，包括步骤：
25.环控系统运行时，且环控系统的排风量等于送风量时(可以略有偏差)执行下一判
断步骤，需要说明的是，排风量为排风风机机组的排风量，送风量为新风空调的送风机组的送风量；
26.判断室内(即养殖舍内)的二氧化碳浓度是否大于二氧化碳浓度调节阈值与第一浓度偏差值之和；若是，当室内温度满足当前运行模式对应的第一温度预设条件时发出排风调节命令增加养殖舍的排风量降低二氧化碳浓度；若否，终止流程或者返回判断步骤。
27.在室内的二氧化碳浓度过大时，通过确定室内温度是否满足当前运行模式对应的条件，确保增大排风的同时室内温度能维持在正常的温度范围内，又能够降低室内二氧化碳的浓度。
28.发出排风调节命令增加养殖舍的排风量具体包括：增加排风风机机组的运行功率，开启养殖舍的小窗，并根据小窗处的气流流速控制小窗开度，排风风机机组的运行功率增大并打开小窗后，会在养殖舍内形成负压，从而在小窗处增加引入新风，从小窗处引入新风的能耗远小于直接从新风空调系统引入新风，而且不会引起畜牧的应激反应。
29.在第一实施例中，执行所述排风调节命令降低二氧化碳浓度后，判断室内二氧化碳浓度是否小于或等于二氧化碳浓度调节阈值与第二浓度偏差值之差；若是，降低排风风机机组的运行功率使养殖舍的排风量等于养殖舍空调系统的送风量，再关闭小窗；若否，继续执行所述排风调节命令。
30.在第二实施例中，执行所述排风调节命令降低二氧化碳浓度后，判断室内温度是否满足当前运行模式对应的第二温度预设条件，若是，降低排风风机机组的运行功率使养殖舍的排风量等于养殖舍空调系统的送风量，再关闭小窗；若否，继续执行所述排风调节命令。
31.在第三实施例中，执行所述排风调节命令降低二氧化碳浓度后，判断室内二氧化碳浓度是否小于或等于二氧化碳浓度调节阈值与第二浓度偏差值之差；或者判断室内温度是否满足当前运行模式对应的第二温度预设条件，若满足任意条件，降低排风风机机组的运行功率使养殖舍的排风量等于养殖舍空调系统的送风量，再关闭小窗；若否，继续执行所述排风调节命令。
32.具体的，新风空调系统的运行模式具体包括：制热模式、制冷模式和通风模式，制热模式具体是在冬季时开启为养殖舍内供暖，制冷模式具体是在夏季时开启为养殖舍内供冷，通风模式具体用于养殖舍内的温度达标时引入新风。
33.上述三个实施例中，判断室内温度是否满足当前运行模式对应的第二温度预设条件具体为：
34.运行制冷模式时判断室内温度是否大于或等于室内目标温度与第二控制温差值之和；
35.运行制热模式时判断室内温度是否小于或等于室内目标温度与第二控制温差值之差；
36.运行通风模式时判断室内温度是否小于或等于室内目标温度与第二控制温差值之差，或者室内温度是否大于或等于室内目标温度与第二控制温差值之和。
37.当前运行模式对应的第一温度预设条件具体如下：
38.室内温度满足制热模式对应的第一温度预设条件为：室内温度大于或等于室内目标温度与第一控制温差值之差。
39.室内温度满足通风模式对应的第一温度预设条件为：室内温度大于或等于室内目标温度与第一控制温差值之差，且室内温度小于或等于室内目标温度与第一控制温差值之和。
40.室内温度满足制冷模式对应的第一温度预设条件为：室内温度大于或等于室内目标温度与第一控制温差值之和。
41.上述的二氧化碳浓度调节阈值为室内的目标二氧化碳浓度值，浓度偏差值为二氧化碳浓度控制的偏差范围，使养殖舍内的二氧化碳的浓度控制在二氧化碳浓度调节阈值加第一浓度偏差值与二氧化碳浓度调节阈值减第一浓度偏差值之间，第一浓度偏差值与第二浓度偏差值的具体取值可以根据实际需要设置。
42.第二控制温差值大于第一控制温差值，控制温差值用于调节二氧化碳浓度时判定温度区间的差值，确保在降低二氧化碳浓度的同时室内温度不会偏离目标温度太远而导致温度波动过大。第一、第二控制温差值具体可以通过实验得出，避免通过小窗引入新风导致室内温度变化过大。
43.开启养殖舍的小窗并根据小窗处的气流流速控制小窗开度具体包括：当小窗气流流速大于小窗风速调节阈值与流速控制偏差值之和时，增大小窗开度；当小窗气流流速小于小窗风速调节阈值与流速控制偏差值之差时，减小小窗开度。
44.在一实施例中，排风风机机组的排风风机为定频风机，上述增加和降低排风风机机组的运行功率为：增加或者减少排风风机的开启台数，减少排风风机的开启台数时，先关闭运行时间最长的排风风机，提高风机寿命。
45.在另一实施例中，排风风机机组的排风风机为变频风机，上述增加和降低排风风机机组的运行功率为：通过pid控制的方式控制变频风机增加和降低运行频率，当变频风机增加到最高时多开启一台排风风机，或者降低到最低时关闭该排风风机，从而提高或者降低排风量，使养殖舍的排风量等于或者接近进风量。
46.本发明还提出一种养殖环控系统，使用上述的控制方法降低养殖舍内二氧化碳浓度。养殖环控系统具体包括：空调系统(也可以称为新风空调系统)，设置在小窗位置调节通风面积的小窗挡板，设置在养殖舍侧面的排风风机机组(即养殖舍内安装的现有的畜牧风机)，以及检测室内(即养殖舍内)二氧化碳浓度的二氧化碳检测单元，检测养殖舍内温度或者是室内温度的温度传感器。
47.养殖舍的侧面对应开设有通风用的小窗，通风小窗具体是设置在养殖舍较长距离的两侧墙面上方部分，沿墙壁设立许多小窗排成一行；小窗是目前养殖舍自身配备部件，不需新增设备。与小窗相对的位置还开设有排风口，排风口安装排风风机机组。上述具体结构在现有技术中已有详细说明，且不是本发明的保护重点，不具体赘述。
48.如图1所示，以下为本发明的具体实施例，即上述系统的具体控制流程(co2浓度调节阈值为二氧化碳浓度调节阈值，co2浓度控制偏差值1为第一浓度偏差值，co2浓度控制偏差值2为第二浓度偏差值，co2浓度控制温差值1为第一控制温差值，co2浓度控制温差值2为第二控制温差值)：
49.1、系统正常运行，此时养殖舍内送风量＝排风量；
50.2、经二氧化碳检测单元检测室内二氧化碳浓度，若室内二氧化碳浓度超过【co2浓度调节阈值】+【co2浓度控制偏差值1】时，进入温度条件判断；
51.若否，则终止流程；
52.3、经温度检测单元检测各模式下室内温度，通过判断单元判断其与室内目标温度的差值；
53.3.1、制热模式下，若【室内温度】≥【室内目标温度】-【co2浓度控制温差值1】，则进入流程4；
54.若否，则终止流程；
55.3.2、通风模式下，若【室内目标温度】-【co2浓度控制温差值1】≤【室内温度】≤【室内目标温度】+【co2浓度控制温差值1】，则进入流程4；
56.若否，则终止流程；
57.3.3、制冷模式下，若【室内温度】≥【室内目标温度】+【co2浓度控制温差值1】，则进入流程4；
58.若否，则终止流程；
59.4、当满足3.1～3.3中任一条件后，控制单元下发排风调节命令，根据情况，若排风风机频率达到最大或采用定频风机则增加开启排风风机，若风机未满频运行则控制风机升频，具体可以通过pid控制的方式的控制排风风机的频率，控制信号可以是室内温度与目标温度的偏差值，pid控制的具体控制逻辑不具体赘述，为现有技术中的常用控制方式；
60.5、通过小窗风速检测单元，检测小窗处气流流速情况，从而对小窗开度进行调节。
61.5.1、当小窗处气流流速＞【小窗风速调节阈值v】+【流速控制偏差值
△
v1】时，增大小窗开度；
62.5.2、当小窗处气流流速＜【小窗风速调节阈值v】-【流速控制偏差值
△
v2】时，减小小窗开度；
63.6、在执行以上流程期间，二氧化碳浓度检测单元和温度检测单元实时监测相关数据。
64.6.1、当室内co2浓度≤【co2浓度调节阈值】-【co2浓度控制偏差值2】时，进入流程7；
65.6.2、温度检测单元对不同模式下室内温度进行检测。
66.6.2.1、当制冷模式下【室内温度】≥【室内目标温度】+【co2浓度控制温差值2】时，进入流程7；
67.6.2.2、当制热模式下【室内温度】≤【室内目标温度】-【co2浓度控制温差值2】时，进入流程7；
68.6.2.3、当通风模式下【室内温度】≤【室内目标温度】-【co2浓度控制温差值2】或【室内温度】≥【室内目标温度】+【co2浓度控制温差值2】时，进入流程7；
69.即在流程6中满足6.1和6.2中任一条件即可进入流程7，若6.1和6.2条件同时都不满足，则继续保持流程4和流程5的调节。
70.7、当满足6.1和6.2中任一条件后，控制单元下发排风调节命令，根据情况采用定频风机则关闭一台运行时间较长风机，若风机未在最小频率运行则控制风机降频，使排风量＝送风量；
71.8、完成以上步骤后，关闭小窗，控制流程结束。
72.该控制方式可以通过检测舍内二氧化碳浓度和温度波动，利用逻辑判断控制养殖
舍的排风。因调节排风导致小窗引入气流流速变化，增加了小窗控制逻辑防止排风过程中舍内气流流速过高或过低的情况。利用该设计可在养殖舍通风降低二氧化碳浓度的过程中保证舍内温度在控制范围内，有效减小因增大排风导致舍内温度剧烈波动的情况。
73.需要注意的是，上述所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
74.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本技术的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
75.在本技术的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
76.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
77.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本技术保护范围的限制。
78.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。