CN112665243A - 一种用于养殖的空调控制方法、控制装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于养殖的空调控制方法、控制装置及系统，属于空调控制领域；其中，控制方法包括以下步骤：接收群控系统发送的目标参数和环境参数；根据目标参数和所述环境参数控制是否开启空调的压缩机、送风风机和湿膜。本申请方案根据不同的环境参数和目标参数，自动选择开启空调不同的元器件，实现自动化控制养殖场所的空气环境，解决了现有做法需要根据家禽不同生长阶段进行人工调整、控制的问题；提高了控制效率，节约了控制成本。

Description

一种用于养殖的空调控制方法、控制装置及系统

技术领域

本发明涉及空调控制技术，特别地，涉及一种用于养殖的空调控制方法、控制装置及系统。

背景技术

我国家禽养殖行业市场巨大；以养鸡为例，2017年市场年销售达94亿只，全国笼养鸡大约有200万栋舍；且近几年快速发展。随着国家对节能及环保要求越来越高，养殖行业能源消耗面临清洁能源升级。

家禽生长过程的温度及新风量是两个关键控制参数，目前行业内的成熟做法为通过燃烧煤炭等方式来加热，通过水帘的方式进行降温，通过这两个过程来获取需要的热量及冷量。新风量则通过通风系统保证家禽生长过程的CO2浓度不超标。

目前该做法存在以下几个问题：

1、控制精度低，家禽生长环境温度波动大，影响成活率；

2、燃烧煤炭等方式制热不节能且具有一定的环境污染；

3、水帘等制冷在某些恶劣的气候下无法达到理想的制冷效果；

制冷、制热、通风三个过程需要根据家禽不同的生长阶段进行人工调整、控制。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种用于养殖的空调控制方法、控制装置及系统，以解决现有做法需要根据家禽不同生长阶段进行人工调整、控制的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括三个方面：

第一方面，

一种用于养殖的空调控制方法，包括以下步骤：

接收群控系统发送的目标参数和环境参数；

根据所述目标参数和所述环境参数控制是否开启所述空调的压缩机、送风风机和湿膜。

进一步地，还包括：

检测空调启动后运行参数并判断所述空调能否正常开启，所述运行数据包括：压缩机电流、外风机电流、内风机电流、排气温度变化幅度、风量变化幅度和风量。

进一步地，所述检测空调启动后运行参数并判断所述空调能否正常开启包括：

判断所述压缩机电流、外风机电流和内风机电流是否正常；

当任一项不正常时，判断所述空调不能正常开启；当都正常时，则控制膨胀阀开度变化预设开度以使所述排气温度变化幅度大于预设幅度；

当所述排气温度变化幅度不大于预设幅度时，判断所述空调不能正常开启；当所述排气温度变化幅度大于预设幅度时，控制风阀开度变化预设开度以使所述风量变化幅度大于预设幅度；

当所述风量变化幅度不大于所述预设幅度时，判断所述空调不能正常开启；当所述风量变化幅度大于预设幅度时，控制风阀开度到最大开度并在预设调节范围内调节风机频率以使所述风量位于预设范围内；

当所述风量位于预设范围内时，判断所述空调能够正常开启；当在预设范围内调节风机频率都无法使所述风量位于预设范围内时，判断所述空调不能正常开启。

进一步地，所述接收群控系统发送的目标参数包括：接收群控系统发送的目标温度。

进一步地，所述接收群控系统发送的环境参数包括：接收群控系统发送的室内温度、室外温度和室外湿度。

进一步地，所述根据所述目标参数和所述环境参数控制是否开启所述空调的压缩机、送风风机和湿膜包括：

当所述室内温度高于所述目标温度时，根据室外温度与目标温度的大小关系以及室外湿度控制是否开启所述空调的压缩机、送风风机和湿膜；

当所述室内温度低于所述目标温度时，根据室外温度与目标温度的大小关系控制是否开启所述空调的压缩机和送风风机。

进一步地，所述当所述室内温度高于所述目标温度时，根据室外温度与目标温度的大小关系以及室外湿度控制是否开启所述空调的压缩机、送风风机和湿膜包括：

当所述室外温度低于所述目标温度时，控制所述空调的送风风机开启；

当所述室外温度高于所述目标温度时，根据所述室外湿度计算室外空气的焓值；当所述焓值小于预设焓值时，控制所述空调的送风风机和湿膜开启；当所述焓值不小于所述预设焓值时，控制所述空调的压缩机和送风风机开启。

进一步地，所述当所述室内温度低于所述目标温度时，根据室外温度与目标温度的大小关系控制是否开启所述空调的压缩机和送风风机包括：

当所述室外温度高于所述目标温度时，控制所述空调的送风风机开启；

当所述室外温度低于所述目标温度时，控制所述空调的压缩机和送风风机开启。

第二方面，

一种用于养殖的空调控制装置，包括：

参数接收模块，用于接收群控系统发送的目标参数和环境参数；

空调控制模块，用于根据所述目标参数和所述环境参数控制是否开启所述空调的压缩机、送风风机和湿膜。

第三方面，

一种用于养殖的空调系统，包括群控系统和空调设备；

所述群控系统用于供用户选择预存储的养殖模式，并根据所述养殖模式生成目标参数，同时将目标参数和采集到的环境参数发送给所述空调设备；

所述空调设备根据所述群控系统发送的目标参数和环境参数调节养殖场所的空气。

本申请技术方案采用一种用于养殖的空调控制方法、控制装置及系统，其中，控制方法包括以下步骤：接收群控系统发送的目标参数和环境参数；根据目标参数和所述环境参数控制是否开启空调的压缩机、送风风机和湿膜。本申请方案根据不同的环境参数和目标参数，自动选择开启空调不同的元器件，实现自动化控制养殖场所的空气环境，解决了现有做法需要根据家禽不同生长阶段进行人工调整、控制的问题；提高了控制效率，节约了控制成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种用于养殖的空调控制方法流程图；

图2是本发明实施例提供的一种空调自检的方法流程图；

图3是本发明实施例提供的一种需要降温时的控制流程图；

图4是本发明实施例提供的一种用于养殖的空调控制结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种用于养殖的空调系统结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进行详细的描述说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本申请所保护的范围。

参照图1，本发明实施例提供了一种用于养殖的空调控制方法，包括以下步骤：

接收群控系统发送的目标参数和环境参数；

根据目标参数和环境参数控制是否开启空调的压缩机、送风风机和湿膜。

本发明实施例提供的一种用于养殖的空调控制方法，首先接收群控系统发送的目标参数和环境参数；然后根据目标参数和所述环境参数控制是否开启空调的压缩机、送风风机和湿膜。本申请方案根据不同的环境参数和目标参数，自动选择开启空调不同的元器件，实现自动化控制养殖场所的空气环境，解决了现有做法需要根据家禽不同生长阶段进行人工调整、控制的问题；提高了控制效率，节约了控制成本。

在实际控制过程中，空调在启动时需要进行自检，以确认空调能否正常启动；自检方法如图2所示，检测空调启动后运行参数并判断空调能否正常开启，运行数据包括：压缩机电流、外风机电流、内风机电流、排气温度变化幅度、风量变化幅度和风量。

具体地，判断压缩机电流、外风机电流和内风机电流是否正常；

当任一项不正常时，判断空调不能正常开启；当都正常时，则控制膨胀阀开度变化预设开度以使排气温度变化幅度大于预设幅度；当空调正常时，膨胀阀开度变化一定值，排气温度就变化一定值，根据两个变化值的对应关系，判断膨胀阀是否正常。

当排气温度变化幅度不大于预设幅度时，判断空调不能正常开启；当排气温度变化幅度大于预设幅度时，控制风阀开度变化预设开度以使风量变化幅度大于预设幅度；原理如膨胀阀检测原理，在此不再详述。

当风量变化幅度不大于预设幅度时，判断空调不能正常开启；当风量变化幅度大于预设幅度时，控制风阀开度到最大开度并在预设调节范围内调节风机频率以使风量位于预设范围内；示例性的，先控制风阀到最大开度，然后调节风机频率为预设频率，检测风量是否达到目标风量(允许有10％的误差)；当没有达到目标风量时，继续调整风机频率(在实际控制过程中，一般预设频率为风机频率允许调整范围的最低频率，继续调整风机频率时，为依次增加风机频率)，如果在风机频率在允许调整范围内都无法使风量达到目标风量，说明空调风机存在异常。

当风量位于预设范围内时，判断空调能够正常开启；当在预设范围内调节风机频率都无法使风量位于预设范围内时，判断空调不能正常开启。

自检通过后，通过接收群控系统发送的目标温度、室内温度、室外温度和室外湿度进一步控制是否开启空调压缩机、送风风机和湿膜。

根据目标温度和室内温度的关系，分为降温控制和升温控制。当室内温度高于目标温度时，为降温控制；当室内温度低于目标温度时，为升温控制。

降温控制如图3所示，当室外温度低于目标温度时，控制空调的送风风机开启；通过较低温度的室外空气来置换室内空气，达到降低温度的目的。

当室外温度高于目标温度时，根据室外湿度计算室外空气的焓值；当焓值小于预设焓值时，控制空调的送风风机和湿膜开启；通过湿膜中较低温度的水对室外空气进行等焓加湿后送到室内进行降温。

当焓值不小于预设焓值时，控制空调的压缩机和送风风机开启。此时压缩机开启的频率可以根据室内的负荷需求进行自动调节。

升温控制为：当室外温度高于目标温度时，控制空调的送风风机开启；通过较高温度的室外空气来置换室内空气，达到升高温度的目的。

当室外温度低于目标温度时，控制空调的压缩机和送风风机开启，此时压缩机开启的频率可以根据室内的负荷需求进行自动调节。

如图4所示，本发明还提供一种用于养殖的空调控制装置，包括：

参数接收模块41，用于接收群控系统发送的目标参数和环境参数；具体地，接收群控系统发送的目标温度、室内温度、室外温度和室外湿度。

空调控制模块42，用于根据目标参数和环境参数控制是否开启空调的压缩机、送风风机和湿膜。

一些实施例中，当室内温度高于目标温度时，根据室外温度与目标温度的大小关系以及室外湿度控制是否开启空调的压缩机、送风风机和湿膜；具体地，当室外温度低于目标温度时，控制空调的送风风机开启；当室外温度高于目标温度时，根据室外湿度计算室外空气的焓值；当焓值小于预设焓值时，控制空调的送风风机和湿膜开启；当焓值不小于预设焓值时，控制空调的压缩机和送风风机开启。

另一些实施例中，当室内温度低于目标温度时，根据室外温度与目标温度的大小关系控制是否开启空调的压缩机和送风风机。具体地，当室外温度高于目标温度时，控制空调的送风风机开启；当室外温度低于目标温度时，控制空调的压缩机和送风风机开启。

空调自检模块43，用于检测空调启动后运行参数并判断空调能否正常开启，运行数据包括：压缩机电流、外风机电流、内风机电流、排气温度变化幅度、风量变化幅度和风量。具体地，判断压缩机电流、外风机电流和内风机电流是否正常；当任一项不正常时，判断空调不能正常开启；当都正常时，则控制膨胀阀开度变化预设开度以使排气温度变化幅度大于预设幅度；当排气温度变化幅度不大于预设幅度时，判断空调不能正常开启；当排气温度变化幅度大于预设幅度时，控制风阀开度变化预设开度以使风量变化幅度大于预设幅度；当风量变化幅度不大于预设幅度时，判断空调不能正常开启；当风量变化幅度大于预设幅度时，控制风阀开度到最大开度并在预设调节范围内调节风机频率以使风量位于预设范围内；当风量位于预设范围内时，判断空调能够正常开启；当在预设范围内调节风机频率都无法使风量位于预设范围内时，判断空调不能正常开启。

本发明实施例提供的空调控制装置，空调自检模块检测空调启动后运行参数并判断空调能否正常开启；参数接收模块接收群控系统发送的目标参数和环境参数；空调控制模块根据目标参数和环境参数控制是否开启空调的压缩机、送风风机和湿膜。本发明实施例的控制装置自动判断室外工况及室内负荷情况，通过室内和室外不同情况采用不同的控制方法，实现节能运行，降低运行费用。

如图5所示，本发明实施例提供一种用于养殖的空调系统，包括群控系统51和空调设备52；

群控系统用于供用户选择预存储的养殖模式，并根据养殖模式生成目标参数，同时将目标参数和采集到的环境参数发送给空调设备；养殖周期内的动态变化参数通过群控进行采集及计算并下发给空调设备，空调设备根据群控下发的参数自动控制压缩机、风机、风阀及湿膜等，将室内温度、新风量等控制在要求范围内。该系统通过群控系统实现了复杂动态参数的便捷输入，并将输入参数组合成固定养殖模式，使得机组可以根据固定养殖模式在养殖周期内自动调整运行参数，满足养殖需求。常规机组大量数据输入非常麻烦，且需要每天根据需求手动调整参数；常规机组通过显示交互器需要将成百上千项参数一项一项输入、设置。本发明实施例中的群控系统将不同品种动物养殖的新风量、温度等逐日变化参数组合成固定的养殖模式，写在群控的程序中。客户实际使用的时候可以通过群控界面调用不同的养殖模式参数(调出来后可以局部修改)，这些参数会逐日下发至空调设备，作为空调设备运行的控制目标。

空调设备根据群控系统发送的目标参数和环境参数调节养殖场所的空气。空调设备通过对室内负荷及室外工况的双负荷计算及判断，自动调整运行模式及压缩机频率输出，使得机组能耗达到最佳水平；室内负荷方面根据养殖对象(如鸡)生长特性，提前输入养殖周期内逐日变化的热负荷，压缩机频率根据负荷逐日调整输出；室外工况方面，通过判断室外焓值，在室外焓值较低时，只开启送风机送新风；在室外焓值处于一定范围内时，开启湿膜加湿器，降低室内温度；当室外焓值较高时开启压缩机进行降温。

普通空调系统通过开启压缩机做功来降低鸡舍内部温度，在不同的室内、室外工况下均开启压缩机及送风风机，功耗较大。本发明的设备可以通过检测室外温湿度、室内温湿度、设定目标温度及水温等参数，并进行计算，根据计算结果确定是只开送风机或者湿膜及压缩机。通过该空调设备，大部分过渡季节或室内负荷较低时只需开启送风机或者湿膜，而无需开启压缩机，设备功耗大大降低。

作为本发明实施例一种优选的实现方式，空调设备采用直膨空调机组，机组中热泵系统与空气处理系统结合，热泵部分包括变频涡旋压缩机及轴流冷凝风机、翅片盘管式冷凝器设计，空气处理部分包括变频EC风机、湿膜加湿器、翅片盘管式蒸发器、电动风阀等部分组成。机组可检测室内温度、湿度及CO2浓度，通过这些参数自动控制，实现目标参数的自动控制及调试、运行的自动化控制。

本发明实施例提供的空调系统，集成了直膨式空气调节机组、群控系统，可以针对各种不同养殖对象进行一次性参数设置，设备根据设置的参数逐日变化控制目标并自动调试及运行，满足养殖需要的温度、风量等需求并实现最佳节能。由一键操控、无人值守的一体化养殖专用设备替代传统的养殖送风、锅炉、水帘、空气处理等系统，具备以下优点，

1、实现养殖周期内温度、新风量等参数的动态自动变化并实现制冷、制热、送风等模式的自动切换，减少人工维护成本；

2、机组自动调试功能，可对元器件进行自检并跟进工程情况自动匹配风阀开度及风机频率等，降低调试成本，

3、自动判断室外工况及室内负荷情况，通过节能控制策略实现不同工况条件下的节能运行，降低运行费用。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种用于养殖的空调控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

接收群控系统发送的目标参数和环境参数；

根据所述目标参数和所述环境参数控制是否开启所述空调的压缩机、送风风机和湿膜。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

检测空调启动后运行参数并判断所述空调能否正常开启，所述运行数据包括：压缩机电流、外风机电流、内风机电流、排气温度变化幅度、风量变化幅度和风量。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述检测空调启动后运行参数并判断所述空调能否正常开启包括：

判断所述压缩机电流、外风机电流和内风机电流是否正常；

当任一项不正常时，判断所述空调不能正常开启；当都正常时，则控制膨胀阀开度变化预设开度以使所述排气温度变化幅度大于预设幅度；

当所述排气温度变化幅度不大于预设幅度时，判断所述空调不能正常开启；当所述排气温度变化幅度大于预设幅度时，控制风阀开度变化预设开度以使所述风量变化幅度大于预设幅度；

当所述风量变化幅度不大于所述预设幅度时，判断所述空调不能正常开启；当所述风量变化幅度大于预设幅度时，控制风阀开度到最大开度并在预设调节范围内调节风机频率以使所述风量位于预设范围内；

当所述风量位于预设范围内时，判断所述空调能够正常开启；当在预设范围内调节风机频率都无法使所述风量位于预设范围内时，判断所述空调不能正常开启。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述接收群控系统发送的目标参数包括：接收群控系统发送的目标温度。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述接收群控系统发送的环境参数包括：接收群控系统发送的室内温度、室外温度和室外湿度。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述根据所述目标参数和所述环境参数控制是否开启所述空调的压缩机、送风风机和湿膜包括：

当所述室内温度高于所述目标温度时，根据室外温度与目标温度的大小关系以及室外湿度控制是否开启所述空调的压缩机、送风风机和湿膜；

当所述室内温度低于所述目标温度时，根据室外温度与目标温度的大小关系控制是否开启所述空调的压缩机和送风风机。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述当所述室内温度高于所述目标温度时，根据室外温度与目标温度的大小关系以及室外湿度控制是否开启所述空调的压缩机、送风风机和湿膜包括：

当所述室外温度低于所述目标温度时，控制所述空调的送风风机开启；

当所述室外温度高于所述目标温度时，根据所述室外湿度计算室外空气的焓值；当所述焓值小于预设焓值时，控制所述空调的送风风机和湿膜开启；当所述焓值不小于所述预设焓值时，控制所述空调的压缩机和送风风机开启。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述当所述室内温度低于所述目标温度时，根据室外温度与目标温度的大小关系控制是否开启所述空调的压缩机和送风风机包括：

当所述室外温度高于所述目标温度时，控制所述空调的送风风机开启；

当所述室外温度低于所述目标温度时，控制所述空调的压缩机和送风风机开启。

9.一种用于养殖的空调控制装置，其特征在于，包括：

参数接收模块，用于接收群控系统发送的目标参数和环境参数；

空调控制模块，用于根据所述目标参数和所述环境参数控制是否开启所述空调的压缩机、送风风机和湿膜。

10.一种用于养殖的空调系统，其特征在于：包括群控系统和空调设备；

所述群控系统用于供用户选择预存储的养殖模式，并根据所述养殖模式生成目标参数，同时将目标参数和采集到的环境参数发送给所述空调设备；

所述空调设备根据所述群控系统发送的目标参数和环境参数调节养殖场所的空气。

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