CN102138534A - 家畜养殖建筑物用独立圈舍管道和通风系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种家畜养殖建筑物，其包括用于向家畜圈舍提供通风的可自动控制通风系统。进入的空气可被加热、冷却和/或过滤，并在输送至家畜圈舍之前被混合和调节。几乎所有的排出气体都被过滤，以减轻对环境的冲击。

Description

家畜养殖建筑物用独立圈舍管道和通风系统
技术领域
本发明涉及一种家畜养殖建筑物，尤其涉及养殖建筑物的通风和温度控制系统。
背景技术
家畜特别是猪类的最佳喂养和终养条件跟它们生活的整体环境有关。因此，进行适当的温度和通风控制对它们的生长、健康和福利很重要。这些条件对于给动物管理组提供一个舒适健康的工作环境也是必须的。
另外，很重要的一点是是提供冷却空气来减小或者阻止对家畜产生的温度压迫。然而，同样重要的是避免温度急剧变化，以免其本身引起对家畜的温度冲击或压迫。因此，在较冷的进入空气与家畜接触之前，除了要控制流量、速度和方向外，重要的是促进调节较冷空气。在天气炎热的时期，气温和家畜产生的热量的组合，需要大量的冷却空气。最佳的环境条件取决于建筑物内家畜的数量、品种和年龄，例如年幼体小的猪需要较少的冷却空气，因为发出较少的体热，而且圈养密度不高。
天气冷的时候需要的冷却空气少。然而，为了家畜和工人的健康，仍需要少量的通风来除湿。在寒冷天气条件下，只需供应少量的新鲜空气，但是必须控制好新鲜空气的温度以免对家畜造成温度冲击。新鲜空气也必须均匀地分配至猪空间。
此外，如果动物的养育环境具备良好的条件，比如温度和通风条件，家畜每产出额定肉量所必需的饲料量会减少，而且家畜养殖操作的效率会提高。
目前的家畜通风设备还存在许多不足之处，主要是由于这种通风设备仅仅是让通风气流穿过建筑物。此类设备无法恰当地控制进入的新鲜空气的气流的速度、流量和分配。
一种已知的现有技术设备公开了利用进气扇和排气扇穿过漏缝地板进行凹坑通风的动物养殖建筑物。空气积聚在阁楼里，并被推拉着穿过建天花 板，并经过动物而进入凹坑。
另一种已知的现有技术设备公开了一种家畜托运屋，其具有漏缝地板、处理凹坑和位于屋顶的可逆风扇，以使空气被被推动或牵引经过动物并穿过凹坑。
现有家畜养殖建筑物存在的一个问题涉及废气对环境的冲击。气体可能需遵从旨在保护或者改善家畜养殖场所周边局部空气质量的环境规章。
现有家畜养殖建筑物存在的另一个问题是引入空气的潜在污染。该污染可能向建筑物中圈养的家畜引入病原体和/或致病。
现有家畜养殖建筑物存在的一个问题涉及进气的调节。例如，进气的混合和掺合可能无法维持一个恒定的温度范围，或者可能使混浊的空气与引入的新鲜空气混合。
现有家畜养殖建筑物的另一个问题是在寒冷的天气里，随着空气的排出，建筑物的热量会损失。
发明内容
一种家畜养殖建筑物包括向家畜圈舍提供的通风的可自动控制通风系统。引入的空气可被加热、冷却和/或过滤，且在被输送给家畜圈舍之前被混合和调节。几乎所有的排出气体都经过过滤，以减轻对环境的影响。
在一个实施例中，一种从新鲜空气源向房间分配空气的管道系统包括：通风管、在新鲜空气源与房间之间设置于所述管道内的多个通风滑块、与所述多个通风滑块结合的致动器、与所述致动器成作用力传递关系的致动器驱动器、邻近所述房间设置并输出与所述传感器附近的环境条件相关的输出信号的传感器、和包括用于比较所述输出信号和额定值的比较器的控制器。所述致动器在一个关闭位置与至少一个打开位置之间移动，其中在所述关闭位置所述通风滑块阻止空气在新鲜空气源与房间之间流通，而在所述至少一个打开位置所述通风滑块允许空气在新鲜空气源与房间之间流通。当所述比较器处于预定的状态时，所述控制器启动所述致动器驱动器，以移动所述致动器。
一方面，当所述比较器处于预定状态时，所述控制器启动所述致动器达一预定时间段，而当所述预定时间段结束后，所述控制器停止所述致动器达一段闭锁时间。
另一方面，所述传感器是温度传感器。所述控制器具有温度上限值和温度下限值，所述比较器将所述温度上限值和所述温度下限值与信号进行比较。所述预定状态是指环境温度低于所述温度下限值或高于所述温度上限值时的状态。
另一方面，当环境温度低于所述下限值时，所述致动器打开所述通风滑块，而当环境温度高于所述上限值时，所述致动器关闭所述通风滑块。
又一方面，当环境温度低于所述下限值时，所述致动器关闭所述通风滑块，而当环境温度高于所述温度上限值时，所述致动器打开所述通风滑块。
再一方面，所述温度下限值比预定温度低0.5华氏度，而所述温度上限值比预定温度高0.5华氏度。
另一方面，所述致动器可以是玻璃纤维杆。
另一方面，所述管道系统还可包括限制开关，所述限制开关定位成在所述通风滑块处于所述至少一个打开位置时，阻止通风滑块进一步打开。
另一方面，所述通风管道可包括上部空气通路和下部空气通路。
另一方面，所述通风管道可与房间的天花板间隔开，以形成一个与所述上部空气通路流体流通的空隙。
另一方面，所述通风管道可设置在房间的中央。
在另一实施例中，一种家畜养殖建筑物具有壁面和天花板，并包括圈养家畜的圈舍和位于圈舍上方的阁楼。所述阁楼包括通风口以及与建筑物外的环境空气流体连通的新鲜空气入口。所述建筑物还包括通风管道和通风室，所述通风管道与所述通风口结合、并与所述阁楼和所述圈舍流体连通，而所述通风室与所述圈舍流体连通、并与建筑物的壁面结合。所述通风室具有设置在所述圈舍与建筑物外的环境空气之间的排气扇、和设置在所述排气扇与所述圈舍之间的第一过滤元件，其中所述过滤元件过滤被所述排气扇排出的空气。
一方面，所述第一过滤元件大致相对于通风室的地板垂直取向。所述第一过滤元件也可以大致相对于通风室的地板水平取向。
另一方面，在所述排气扇与所述圈舍之间设置有换热器。
另一方面，所述第一过滤元件设置在所述换热器与所述通风管道之间。在所述阁楼与所述通风管道之间设置有第二过滤元件。
另一方面，所述新鲜空气入口包括位于建筑物的临近所述通风室的壁面 中的至少一个开口。
另一方面，家畜养殖建筑物还包括设置在外界环境空气与所述新鲜空气入口之间的冷却装置。
再一方面，在所述第一过滤元件与所述圈舍之间设置有通风分流部(vcntilation manifold)。
附图说明
通过参考以下结合附图对本发明的实施例进行的描述，本发明上述以及其它的特征、目的及其实现方式将变得更加清楚明了以及更容易理解，附图中：
图1A是本发明的家畜养殖建筑物的端视截面图，示出了温暖天气中的空气流动；
图1B是图1A所示建筑物的部分端视截面图，示出了空气管道；
图1C是图1B所示建筑物的部分放大图，示出了空气管道；
图2A是图1A所示家畜养殖建筑物的正视图，示出了入口；
图2B是图2A所示家畜养殖建筑物的透视图，示出了入口；
图2C是图1所示家畜养殖建筑物的俯视截面图，示出了多个圈舍；
图2D是图1所示家畜养殖建筑物的俯视截面图，示出了管道和换热器；
图3是本发明的空气管道的侧视截面图；
图4是圈舍的一部分的透视图，中示出了空气管道和通风滑块；
图5是从分流区的一圈舍的侧视图，其中气流控制阀板部分打开；
图6是图4所示圈舍的一部分的正视图，示出了与图1B中的空气管道相关的通风滑块致动器和隔离挡块；
图7是图6所示致动器的透视图；
图8是本发明的家畜养殖建筑物的阁楼的透视图，示出了隔离挡块；
图9A是本发明中的通风室的正视图，示出了水平取向的过滤器；
图9B是图9A所示通风室的正视图，示出了设置在所述过滤器下方的换热器；
图9C是图9A所示通风室的俯视图，示出了支撑构件及它们间的空间；
图10A是本发明中的通风室的正视图，示出了垂直取向的过滤器和换热器；
图10B是图10A所示通风室的俯视图，示出了支撑构件和它们间的空间；
图11是沿图2D中II-II线所取的换热器的截面图；而
图12是本发明的家畜养殖建筑物的地基的俯视图。
在各图中，相应的附图标记表示相应的部件。尽管附图示出了本发明的实施例，但是附图并不一定是按比例绘制的，为了更好地图示和说明本发明，某些特征可能被夸大了。本文所举示例以多种形式阐述了本发明的实施例，但所举示例不应解释为是以任意方式来限制本发明的范围。
具体实施方式
本文描述的实施例并非用来将本发明的范围限制为所公开的具体形式。而是，被选择和描述的实施例是用来解释本发明的原理及其应用以及实际用途，从而使得本领域技术人员能够据此跟随其教义。
首先，参照图1A，附图标记10表示出了家畜养殖建筑物，其中示出了温暖天气期间的空气流通形式。家畜养殖建筑物10包括阁楼20、圈养区域或空间22、凹坑24、分流区26和通风室28。在图2A和2B中可最佳看出，阁楼20包括位于建筑物10各端的悬伸部11下方的新鲜空气入口30。地基180(图12)包括多个支撑柱182，例如12英尺中心上的砌体块柱，用来支撑通风室28、凹坑24和相关结构。
通风室28包括排气扇32、凹坑开口34和凹坑温度传感器36。凹坑温度传感器36设置在通风室28中靠近凹坑开口34的位置，以适应性地控制排出156气体温度。如下面所详细描述的，圈养区域传感器37设置在圈养区域22中，以适应性地控制从阁楼20流入圈舍40的空气量。
进入、穿过和排出建筑物10的空气可被调节，以提供多种好处。例如，建筑物10可以包括各种过滤元件，比如用来过滤引入的新鲜空气从而将潜在的有害病毒或细菌引入建筑物10内的可能降到最小限度的过滤器、和/或过滤排出的气体以将对环境的冲击降到最小并确保符合规定的过滤器。建筑物10中的空气在通过圈养区域22前还可进行温度调节，例如通过换热器(后面会详细讨论)或者空气调节或蒸发冷却单元(未示出)。为了冷却，蒸发冷却单元可包括设置于围绕建筑物10的周围外侧区域与阁楼20之间的比如设置在入口30内的蒸发冷却垫。如下面所述的，冷却垫设置有供水系统， 以在接收到控制器74和/或76的信号后，将水供给至冷却垫。这些调节参数中的每一个都可以经由包括控制器和多个传感器的控制系统来自动监控。
1、建筑物通风
建筑物10的通风系统可构造为炎热天气构造和寒冷天气构造。寒冷天气构造将在后面进行讨论。在炎热天气构造中，比如范围为60～105华氏度的温度，新鲜空气通过入口30引入阁楼20中，在这里完成混合和调节。入口30位于从建筑物10的壁面向外延伸的悬伸部11的底部处形成的面向下的开口处(图2A和2B)。在图示的实施例中，入口30设置在建筑物10的壁面的大致中间位置，跨度大致为建筑物10宽度的1/3，但是可以想到为了满足特定应用，可按要求或期望将入口30设计得大一些或者小一些，或者也可以偏离建筑物10的中心。在阁楼20与围绕建筑物10的周围空气之间的入口30处设置有滤网或者丝网材料。为了通过入口30将空气引入阁楼20中，设置了多个排气扇32(图2C和2D)，其从通风室28排放空气，进而在建筑物10内部形成相对低的压力，进而从相对高压的周围环境中将空气引入到阁楼20中。
如后面详细描述的，空气直接经由过滤空气管道48或者间接经由分流区26从阁楼20进入圈养区域22。在引入圈养区域22前，可对空气进行额外的混合、调节和过滤。一旦引入圈养区域22后，空气将对住在圈养区域22内的家畜(未示出)提供气候控制和通风。
更具体地，圈养区域22包括多个圈舍40(图2C)。圈舍40包括多个围圈44和通往分流区26的门42，以便例如家畜的进出以及维修出入。空气从圈舍40通过漏缝地板46进入凹坑24，然后穿过凹坑开口34进入通风室28。空气通过排气扇32从通风室28中排到外面。控制器74自动控制排气扇32，这将在后面详细讨论。
2、多通路管道
每个圈舍40包括空气管道48，以将空气分均匀分配给圈舍40中的家畜。如图2D和图4最佳所示，一组圈舍40包括单个空气管道48，其大致居中设置在天花板96，并延伸达圈舍40的长度。空气通过空气管道48流入圈舍40中，分配给圈舍40内的家畜，然后穿过漏缝地板46(图1A)，并经由凹坑24被排气扇32引出。
现在参照图3和4，空气管道48包括下部或第一空气通路50和上部或 第二空气通路51。下部空气通路50与分流区26流体流通，并且包括允许空气从分流区26流入圈舍40的多个开口70。开口70均匀地分布在下部空气通路50上，以均匀地分配至少最少量或者基准量的空气流穿过圈舍40。开口70图示为大致呈水平椭圆形开口，但是也可根据需求或偏好设计成其他形状或取向。随着开口70数量的增加，穿过管道48的下部50的最大流量也增加。可选地，如图6所示，每个开口70具有用于增加强度的气孔套圈75。
空气通路51经由多个通风滑块120(后面将讨论)与阁楼20流体连通。空气通路51包括缝隙71，其大小可通过改变分隔物或支架73的长度来改变。随着分隔物73的长度增加，管道48的上部空气通路51的最大流量也增加。除了穿过下部空气通路50的最小量通风空气外，上部空气通路51用于将附加气流从阁楼20引入圈养区域22。分隔物73的长度根据特定圈舍的气流需要发生改变。例如，在动物通常比较大、产生的热量较多的家畜终养圈舍中，示例性分隔物73可较长些，比如大约3英寸长，以使得更多的冷却和通风空气流过这些较大的动物。另一方面，在动物年幼体小因此生成较少热量的幼崽圈舍中，示例性分隔物73可稍短些，比如大约1.25英寸长，因为通风需求较小。
此外，当需要的气流较少时，仅仅使用空气通路50。如图6所示，空气通路50具有足够多的开口70，以允许以较低或中等的气流量向圈舍40中均匀地分配空气。如下面详细描述的，当需要较多气流时，可通过打开通风滑块120来使用另一空气通路51，以经由缝隙71均匀地向圈舍40分配更多的空气。
由于排气扇32将圈舍40内的气压保持在低于空气管道48的运行中的通路内的气压，所以空气能均匀地从开口70和缝隙71流出。空气管道48中处于较高压力的空气从开口70和缝隙71均匀流出经过圈舍40中的家畜。因此，分离的空气通路能使空气分配在不同环境和建筑物条件下都是均匀的。
气流控制阀52和通风滑块120控制圈舍40中的环境，以适应家畜的不同年龄、尺寸和品种。现在参照图5和7，空气管道48的下部通路50在圈舍40的前壁与气流控制阀52结合。气流控制阀52包括滑板53，来控制从分流区26进入空气管道48的通路50中的气流。在控制进入下部空气通路 50中的气流时，该通路内的气压也同时受到控制。当滑板53完全关闭而不允许任何气流进入通路时，通路内的气压大致等于圈舍40内的气压，并且没有气流从分流区26经由通路50进入圈舍40中。相反地，当滑板53完全打开时，运行中的通路50内的气压大致等于分流区26内的气压，而对于该空气通路达最大量的气流从开口70流进圈舍40中。当滑板53部分打开时，空气通路50内的气压发生变化，从开口70流出的气流介于零和最大量之间。
现在参照图5，天花板96包括多个孔口98，孔口98的两相反侧具有轨道122。通风滑块120可滑动地嵌在轨道122中，以选择性地阻止或允许气流通过孔口98(由此从阁楼20经由上部空气通路51进入圈养区域22)。在示出的实施例中，如后面所述的那样，致动杆124使各通风滑块120在其相应的打开和关闭位置之间移动。但是，在一个实施例中(未示出)，通风滑块120也可以手工驱动。
孔口98足够大以允许大量的空气经由缝隙71进入圈舍40中。因此，分隔物73可设定穿过通路51的最大气流。也就是说，即使分隔物73相对较长而形成一个相对较大的能够移动大量空气的缝隙71，孔口98也可以打开来移动更多的空气。因此，孔口98的大小做成不会限制能够穿过管道48的上部空气通路51的最大气流。
但是，通过孔口98的空气量是由通风滑块120的位置控制的。如图4所示，当通风滑块120完全关闭时，在阁楼20和圈舍40之间经管道48的上部通路51流通的气流基本为零。当通风滑块120完全打开时，第一最大气流通过缝隙71进入圈舍40，而第一最大气流通常是由缝隙71的大小决定。当通风滑块120只是部分打开时，经缝隙71穿过上部空气通路51的气流介于零和第二最大气流之间，其通常由滑块120的位置决定。
现在参照图6和7，通风滑块120由致动杆124驱动，而致动杆124又被位于分流区26中的致动器126驱动(图6)。致动器126包括马达127和致动器护罩128，可选择地还可包括限制开关130(图7)。马达127与致动杆124结合，以在打开和关闭位置之间驱动致动杆。马达127与接收并处理来自圈养区域温度传感器37的信号的通风控制器76可操作地结合(后面将详细描述)。
限制开关130可用来限定通风滑块120打开时的外侧极限。当马达127驱动致动杆124而打开通风滑块120时，致动器护罩128也向前移动。从致 动器护罩128向外延伸出一个凸起，比如一个栓或者杆134，来接触限制开关翼板132从而启动限制开关130。一旦被启动，限制开关130将阻止致动杆124进一步运动。如图7最佳所示，杆134与致动杆124一起移动。随着致动杆124向后运动(即进一步进入分流区26)，杆134推压开关130的翼板132绕翼板轴131枢转。当枢转运动足够远时，开关130被启动，阻止马达127进一步打开通风滑块120。因此，限制开关130运转以限制通风滑块120能够被致动器126打开多大。有利地，限制开关130可用来防止对圈养有较小动物的圈舍40过度通风。
可选择地，空气管道48可具有多于两条的空气通路，各通路具有改变气流的潜力。一个示例性的多通路空气管道已在2009年9月28日提交的题为“INDIVIDUAL ROOM DUCT AND VENTILATION SYSTEM FORLIVESTOCK PRODUCTION BUILDING”的美国专利No.6491580B2中公开，其内容在此通过引用整体并入本文。空气管道48的整体尺寸可根据圈舍尺寸和通风需求的变化而变化。
可选择地，空气管道48可以安装在圈舍40内的其它位置，例如仅安装在比当前位置稍低的壁上，或者仅安装在离开各壁的天花板上。也可添加附加的空气管道，以在圈舍内存在多条空气管道。一种具有多条空气管道的家畜圈舍已经在2009年7月28日提交的题为“INDIVIDUAL ROOM DUCTAND VENTILATION SYSTEM FOR LIVESTOCK PRODUCTIONBUILDING”的美国专利No.6321687B1中公开，其内容在此通过引用整体并入本文。
3、系统控制
家畜养殖建筑物10可包括控制系统，以自动监测和控制整个建筑物内的各个系统。例如，并如下面将详细描述的，通风滑块120、排气扇32和空气温度的调节都能自动保持在预定的和/或最佳的水平。
参照图2C，控制器74通过来自凹坑温度传感器36(图1)的输入来控制排气扇32，而控制器76通过来自圈养区域温度传感器37(图1)的输入来控制穿过管道48的气流。其它实施例(未示出)例如通过湿度传感器、甲烷传感器、日光传感器等来监测建筑物10内其它的环境条件。
控制器74处理来自凹坑温度传感器36的信号信息，来控制例如排气扇32、进气扇62和加热器64。这些装置中每一个的操作均可以改变，以将废 气温度保持在窄范围内。例如，在温暖天气里，控制器74可调控排气扇32排放的空气的体积，以冷却家畜养殖建筑物10。在寒冷的天气里，控制器74可利用进气扇62在空气进入分流区26之前将空气推过换热器56(参见以下)和/或可向加热器64提供指令，以对进入家畜养殖建筑物10的新鲜空气进行加热，如下所述。
控制器76的操作与控制器74类似，但是控制器76采集不同的数据，并可控制不同组的系统。如前面所述的，通风滑块120的开闭是由控制器76作用于从圈舍传感器37接收到的信息进行控制的。因此，当圈舍40过热时，控制器76打开通风滑块120以增加通风量。相反地，当圈舍40过冷时，控制器76关闭通风滑块120，以减少从阁楼20穿过圈舍40的通风空气。
控制器76可被编程以按照温度和时间的函数进行运行，使得当传感器37检测到圈养区域22内的环境温度高出或低于预定范围时，马达127致动致动杆124以适当地打开或关闭通风滑块120。例如，在温暖天气构造中，当圈舍温度超过预设温度达预定量时，例如达约0.5华氏度时，控制器76致动致动杆124以打开通风滑块120，从而使更多的通风空气进入圈舍40中。相反地，当圈舍温度低于预设温度达一定量时，如达约0.5华氏度时，控制器76沿相反方向移动致动杆124，以关闭通风滑块120并减少穿过圈舍40的通风空气量。控制器76还包括一个闭锁时间或者休止时间，动作了一段时间后的致动器126在这个期间保持惰态。因此，在通风滑块120打开一定量后，滑块120在闭锁时间内不再继续打开。控制器76的闭锁时间功能通过在进一步进行温度调节前使温度稳定下来，来使圈舍40内的大温度变化最小化。在一个示例性实施例中，致动杆124是玻璃纤维杆，其有利地经历极小的热胀冷缩，以更精确地控制通风滑块120。
有利地，由控制器76控制的通风滑块120允许对家畜养殖建筑物10中的圈养区域22的通风进行远程监测和管理。例如传感器36、37记录的那些大气条件以及致动器126的位置和状况可通过诸如因特网、无线传输等进行传送。这些信息也可被接收计算机系统记录，用于后续分析。致动器126也可经由对控制器76和/或74的远程控制而得到远程控制。
控制器74和/或76、或者另外的控制器(未示出)可用于控制冷却单元(未示出)，例如前面讨论过的蒸发冷却单元。在一个实施例中，控制器74、76响应于时间和温度信号，将液体输送至蒸发冷却垫，从而通过蒸发冷却作 用冷却经由入口30进入阁楼20的空气。例如，控制器74、76可构造成在建筑物10外的环境温度达到或超过某一水平例如95华氏度时、使水或者冷却液体流过蒸发冷却垫，并持续浸湿蒸发冷却垫直到环境空气温度降到低于一定水平，如95华氏度。另外，控制器74、76可构造成在一天的某个时刻后如晚上10点后中止或阻止水流过蒸发冷却垫，以避免圈养在建筑物10的圈养区域22内的动物受到夜间激冷效应。控制器74、76于是可在第二天早上的预定时间例如上午10点重新启动，前提是如上所述存在最低的环境温度。另一些实施例可包括其它的冷却系统，如空调系统。另一些实施例也可具有其它的启动和/或停止用参数，如不同的温度、不同的时间、一定时间范跨度、建筑物温度和/或湿度等。
虽然这里描述的控制器74、76是分别响应于来自传感器36、37的信号而控制建筑物10内的某些系统，但是以下情况也在本发明范围内：控制器74、76可连结或组合到一个共用控制系统中，而该控制系统可响应于来自任何数量的不同传感器的信号来操作建筑物10内的任意或全部的系统。此外，控制器74、76图示为位于家畜养殖建筑物10中的独立控制室内，但是只要它们能与其相应传感器可操作地结合，也可以设置在其它地方。
4、加热/寒冷天气建筑物操作
家畜养殖建筑物包括在较冷却空气候或季节里用于操作和效率的系统。虽然圈养在建筑物10内的家畜自身会产生热量(并会加热圈舍40达一定程度)，但是为了家畜和工人的健康和安全，仍需要少量通风和新鲜空气。
参照图11，空气在进气扇62的作用下，从阁楼20被引入穿过进气管道55。进气扇62设在进气管道55的内端部的开口处，并推动空气穿过进气管道55，到达位于进气管道55的外端部处的开放底部。然后空气流进位于通风室28(图9B和10A)中的换热器56，如下面详细描述的，空气在这里被废气加热。然后，加热后的新鲜空气穿过换热器管道58，进入阁楼管道54。然后，阁楼管道54将加热后的新鲜空气导入分流区26，在这里通过管道48的下部空气通路50分配到圈舍40内，如上所述。
现在参照图9B、10A和11，换热器56包括入口管道60、进气扇62、多根热交换管66、多个热交换支座68和热交换管道58。流经管66的空气被从凹坑24流至通风室28并通过排气扇32排出的废气中的热量Q加热。在寒冷天气里，进气扇62推动空气穿过管66，并进入热交换管道58中。然 后，加热后的空气流入管道54，并经由阁楼管道54下表面的孔口57沉积于分流区26(图2D)。
现在参照图5，分流区26可进一步包括加热器64。在寒冷的天气里，在空气被通过气流控制阀52分配进圈舍40之前，用加热器64来提高分流区26中的空气温度。
根据本发明的另一方面，分流区26用于掺杂/混合并调节进入的空气到均匀温度。分流区26从阁楼20和/或阁楼管道54接收空气。在寒冷天气里，加热器64可用于从换热器56进行补充加热。然后，分流区26中的空气通过气流控制阀52引入圈舍40中，并经由空气管道48分配给家畜。分流区26的一个好处是，它比阁楼20能更好且更可控地混合空气，尤其是在通过换热器56或加热器64来增加热量时。分流区26与外界被圈舍40、阁楼20和凹坑24隔开。另一个好处是在分流区26内很容易控制气流控制阀52。
同样有利的是，通风滑块120在冷天里可以完全关闭，从而使未经加热和/或调合过的空气不能进入圈舍40。因此，下部空气通路50供应足够最少量的经换热器56和/或加热器64加过热并在分流区26中调合过的空气。
家畜养殖建筑物10中的气流模式可以改变，以适应寒冷的天气。参照图11，加热后的废气被排气扇32牵引通过换热器56，从而加热换热器56。穿过换热器56的管66的冷空气经由管66的管壁的对流作用被废气加热。该冷空气在进气管道55的进气扇62作用下穿过入口管道60进入换热器56。现在参照图2D，一旦穿过换热器56，加热后的空气流过热交换管道58，进入阁楼管道54，最后经由孔口57进入分流区26。然后，空气被分配到圈舍40，向下流过动物，并穿过漏缝地板46进入凹坑24，然后流出穿过通风室28和换热器56，再次加热换热器56中的空气。然后空气经排气扇32排到建筑物10外。这样，一部分排出热量被回收而用来加热进入的空气。
5、进入的和排出的空气的过滤
家畜养殖建筑物10可包括过滤系统。例如，可对进入的空气进行过滤以防止将来自建筑物10外环境空气的病原体或其它空气传播环境危害物引入到进入圈舍40的新鲜空气中。可对排出空气进行过滤以限制家畜养殖对环境的冲击，比如臭味、空气传播颗粒物等。
参照图1B、1C和2C，空气管道48可包括设置于阁楼20与圈养区域22之间的过滤元件49。过滤器49置于过滤管47上，其进而置于一个或多 个孔口98上，以使从阁楼20进入圈养区域22的空气必须穿过过滤器49。因此，从阁楼20经由管道48的上部通路51进入圈舍40的空气在与圈舍40中的家畜发生接触前已得到过滤。在一个示例性实施例中，过滤器49是HEPA型过滤器。
现在参照图8，在天花板96的分流区26上可包括有隔离挡块140。隔离挡块140防止天花板96中的隔离物堵塞孔口98，并且还可容纳附加的过滤元件，如HEPA型过滤器，以过滤直接在阁楼20与分流区26之间流通的空气(如图1所示)。
在邻近进气扇62的进气管道55中可设置换热器过滤元件(未示出)。当空气被进气扇62引入进气管道55中时，在进入换热器56之前被过滤。因此，经由阁楼管道54进入分流区26的空气(如上所述)被过滤。
可选地，还可以在入口30与外界环境空气之间设置环境空气过滤元件(未示出)。这样，进入阁楼20的空气在经受任意进一步过滤环节之前已经得到预过滤。
另外，几乎所有进入圈养区域的空气都经过上述的一个或多个过滤元件的过滤，从而为圈养在其中的家畜提供干净的空气环境。这有利地保护家畜不生病，确保一个健康的群体。
现在参照图9A-10B，家畜养殖建筑物10可包括过滤经通风室28排出的几乎所有废气的过滤系统。在一个实施例中，如图9A-9C所示，空气从圈养区域22向下流入凹坑24，然后经凹坑开口34进入通风室28。排气扇32将空气从通风室28的下部28A穿过水平设置的过滤器150吸入通风室28的上部28B。通风室28几乎延伸于家畜养殖建筑物10的整个长度，因此水平过滤器150具有足够的表面积来过滤通过排气扇32的所有或几乎所有废气。通风室28还可具有泵管170，其从下部28A中的沟槽172延伸到坡面G上方。泵管170可用于从凹坑24和/或下部28A移除固体或液体废弃物。
现在参照图9C，通风室28的俯视图示出了间隔的实心(solid)浇注混凝土地板部分152，其间具有多个混凝土板条154。这些结构为水平过滤器150提供了足够的支撑，同时允许空气自由地经由板条154之间的开口156从通风室28的下部28A流入上部28B。同样如图9C所示，排气扇32可根据需要或期望具有不同的尺寸以适应不同的废气流。
现在参照图10A和10B，废气也可通过通常垂直设置的过滤元件160进 行过滤。在这种结构中，过滤器160和换热器56都设置在通风室28的上部28B中。空气在进入下部通风区域28A之前，从圈养区域22向下进入凹坑24。通过连续的实心地板部分162(图10B)来防止空气流到上通风室区域28B的外部。这样，空气经板条164之间的开口166穿过垂直过滤元件160。为了适应下部通风区域28A与上部通风区域28B之间的地板上增加的重量集中，在整个通风室28内的不同位置，在垂直过滤器160的下方设置多个支撑柱168。
有利地，由于通风室28基本延伸于家畜养殖建筑物10的整个长度，水平过滤器150或垂直过滤器160也基本跨越家畜养殖建筑物10的整个长度。因此，基本上所有通过排气扇32排出的空气都能被过滤器150、160之一过滤。因此，家畜养殖建筑物10对环境的冲击会减小，也能更好地遵从环境规章。
虽然通过不同的实施例对本发明进行了描述，本发明也可在其精神和范围内作进一步的改进。因此，本申请旨在通过利用其基本原理来覆盖本发明的任意变型、用途和修正。此外，本申请旨在覆盖那些作为本发明所属领域内公知或常规的实践而偏离本公开、并落在所附权利要求书的保护范围内的方案。

Claims (20)

1.一种从新鲜空气源向房间分配空气的管道系统，包括：
通风管道；
在新鲜空气源与房间之间设置于所述管道内的多个通风滑块；
与所述多个通风滑块结合的致动器，所述致动器能够在一个关闭位置与至少一个打开位置之间移动，在所述关闭位置所述通风滑块阻止空气在新鲜空气源与房间之间移动，而在所述至少一个打开位置所述通风滑块允许空气在新鲜空气源与房间之间移动；
与所述致动器成作用力传递关系的致动器驱动器；
传感器，邻近所述房间设置，输出与所述传感器附近的环境条件相关的输出信号；和
控制器，其包括对所述输出信号与一额定值进行比较的比较器，当所述比较器处于预定状态时，所述控制器启动所述致动器驱动器，以移动所述致动器。
2.如权利要求1所述的管道系统，其中，当所述比较器处于所述预定状态时，所述控制器启动所述致动器达一预定时间段，而当所述预定时间段结束后，所述控制器停止所述致动器达一段闭锁时间。
3.如权利要求1所述的管道系统，其中，所述传感器包括温度传感器，所述控制器具有温度上限值和温度下限值，所述比较器将所述温度上限值和所述温度下限值与所述信号进行比较，而所述预定状态是指环境温度低于所述温度下限值或高于所述温度上限值时的状态。
4.如权利要求3所述的管道系统，其中，当环境温度低于所述下限值时，所述致动器打开所述通风滑块，而当环境温度高于所述上限值时，所述致动器关闭所述通风滑块。
5.如权利要求3所述的管道系统，其中，当环境温度低于所述下限值时，所述致动器关闭所述通风滑块，而当环境温度高于所述温度上限值时，所述致动器打开所述通风滑块。
6.如权利要求3所述的管道系统，其中，所述温度下限值比预定温度低0.5华氏度，而所述温度上限值比预定温度高0.5华氏度。
7.如权利要求1所述的管道系统，其中，所述致动器包括玻璃纤维杆。
8.如权利要求1所述的管道系统，还还包括限制开关，所述限制开关定位成在所述通风滑块处于所述至少一个打开位置时，阻止所述通风滑块进一步打开。
9.如权利要求1所述的管道系统，其中，所述通风管道包括上部空气通路和下部空气通路。
10.如权利要求9所述的管道系统，其中，所述通风管道与所述房间的天花板间隔开，以形成与所述上部空气通路流体连通的空隙。
11.如权利要求1所述的管道系统，其中，所述通风管道设置在所述房间的中央。
12.一种具有壁面和天花板的家畜养殖建筑物，包括：
圈养家畜的圈舍；
位于所述圈舍上方的阁楼，所述阁楼包括：通风口；和与建筑物外的环境空气流体连通的新鲜空气入口；
与所述通风口结合的通风管道，所述通风管道与所述阁楼和所述圈舍流体连通；和
与所述圈舍流体连通并与建筑物的壁面结合的通风室，所述通风室包括：
设置在所述圈舍与建筑物外的环境空气之间的排气扇；和
设置在所述排气扇与所述圈舍之间的第一过滤元件，其中所述过滤元件过滤被所述排气扇排出的气体。
13.如权利要求12所述的家畜养殖建筑物，其中，所述第一过滤元件大致相对于通风室的地板垂直取向。
14.如权利要求12所述的家畜养殖建筑物，其中，所述第一过滤元件大致相对于通风室的地板水平取向。
15.如权利要求12所述的家畜养殖建筑物，其中，在所述排气扇与所述圈舍之间设置有换热器。
16.如权利要求15所述的家畜养殖建筑物，其中，所述第一过滤元件设置在所述换热器与所述排气扇之间。
17.如权利要求12所述的家畜养殖建筑物，其中，在所述阁楼与所述通风管道之间设置有第二过滤元件。
18.如权利要求12所述的家畜养殖建筑物，其中，所述新鲜空气入口包括设置在建筑物的临近所述通风室的壁面中的至少一个开口。
19.如权利要求12所述的家畜养殖建筑物，还包括设置在外界环境空气与所述新鲜空气入口之间的冷却装置。
20.如权利要求12所述的家畜养殖建筑物，其中，在所述第一过滤元件和与所述圈舍之间设置有通风分流部。
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