CN114923238A - 一种水产养殖厂空调系统及控制方法 - Google Patents

一种水产养殖厂空调系统及控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114923238A
CN114923238A CN202210367543.1A CN202210367543A CN114923238A CN 114923238 A CN114923238 A CN 114923238A CN 202210367543 A CN202210367543 A CN 202210367543A CN 114923238 A CN114923238 A CN 114923238A
Authority
CN
China
Prior art keywords
air
heat exchanger
heat
compressor
air supply
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202210367543.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114923238B (zh
Inventor
张海琳
严文荣
陈跃
吴娟
张琼珊
潘丰
张悦
张忠斌
许陆顺
冯艳珍
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing Normal University
China Construction Industrial and Energy Engineering Group Co Ltd
Original Assignee
Nanjing Normal University
China Construction Industrial and Energy Engineering Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing Normal University, China Construction Industrial and Energy Engineering Group Co Ltd filed Critical Nanjing Normal University
Priority to CN202210367543.1A priority Critical patent/CN114923238B/zh
Publication of CN114923238A publication Critical patent/CN114923238A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114923238B publication Critical patent/CN114923238B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F24F5/0007—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater cooling apparatus specially adapted for use in air-conditioning
    • F24F5/001—Compression cycle type
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01K—ANIMAL HUSBANDRY; CARE OF BIRDS, FISHES, INSECTS; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K63/00—Receptacles for live fish, e.g. aquaria; Terraria
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/30—Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
    • F24F11/46—Improving electric energy efficiency or saving
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/70—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F24F11/80—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air
    • F24F11/83—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air by controlling the supply of heat-exchange fluids to heat-exchangers
    • F24F11/84—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air by controlling the supply of heat-exchange fluids to heat-exchangers using valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/70—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F24F11/80—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air
    • F24F11/86—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air by controlling compressors within refrigeration or heat pump circuits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/89—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00—Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/02—Ducting arrangements
    • F24F13/0236—Ducting arrangements with ducts including air distributors, e.g. air collecting boxes with at least three openings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00—Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/08—Air-flow control members, e.g. louvres, grilles, flaps or guide plates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F24F5/0046—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater using natural energy, e.g. solar energy, energy from the ground
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F8/00—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying
    • F24F8/10—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering
    • F24F8/108—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering using dry filter elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F8/00—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying
    • F24F8/20—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by sterilisation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2140/00—Control inputs relating to system states
    • F24F2140/20—Heat-exchange fluid temperature
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/80—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in fisheries management
    • Y02A40/81—Aquaculture, e.g. of fish

Abstract

一种水产养殖厂空调系统及控制方法，所述系统包括：壳体、热泵机组和节流阀；壳体内部设有第一换热器；热泵机组包括第二换热器和压缩机部分；压缩机部分、第一换热器、节流阀和第二换热器依次连接形成介质循环回路；第二换热器用于实现养殖废水和介质循环回路中导热介质的换热；第一换热器用于实现所述回流空气和介质循环回路中导热介质的换热；所述介质循环回路上还设有换向阀，换向阀用于调整所述介质循环回路上导热介质的流向。本发明通过导热介质的状态改变，高效吸收养殖废水冷/热量，从而对养殖废水的余温进行高效利用，大大降低了养殖场的温场调控成本，且结构简单，易于改造。

Description

一种水产养殖厂空调系统及控制方法
技术领域
本发明涉及水产养殖技术领域，尤其涉及一种水产养殖厂空调系统及控制方法。
背景技术
热带鱼对温度极为敏感，如果温度不适宜，很快就会死亡。不同种类的热带鱼，对水温的要求是不同的。大多数热带鱼的水温以20℃～24℃为宜，在繁殖期的水温以25℃～28℃为宜，白天和黑夜温差不能超过4℃。因此，控制热带鱼的水温维持在一定的范围之内是极为重要的。
目前热带鱼养殖多采用控制水温的方式，忽视了室内空气温度。但是养殖厂内部空气温度变化无常，对水温影响较大，并且养殖厂空气污浊也会影响水池里鱼类的生存环境。
发明内容
为了解决上述现有技术中养殖场室内空气对养殖的不利影响，本发明提出了一种水产养殖厂空调系统及控制方法。
本发明提出的一种水产养殖厂空调系统，通过对养殖废水的冷/热量的吸收以调节室内空气温度，节能环保，进一步保证了养殖环境的舒适。本系统采用以下技术方案：
一种水产养殖厂空调系统，包括：壳体、热泵机组和节流阀；
壳体上进风端和出风口，壳体内部设有第一换热器；进风端位于第一换热器背离出风口的一侧；进风端输入的空气作为回流空气经过第一换热器调整温度后从出风口输出；
热泵机组包括第二换热器和压缩机部分；压缩机部分、第一换热器、节流阀和第二换热器依次连接形成介质循环回路；第二换热器用于实现养殖废水和介质循环回路中导热介质的换热；第一换热器用于实现所述回流空气和介质循环回路中导热介质的换热；
所述介质循环回路上还设有换向阀，换向阀用于调整所述介质循环回路上导热介质的流向；换向阀第一状态下，导热介质流动路径为：第一换热器——压缩机部分——第二换热器——节流阀——第一换热器；换向阀第二状态下，导热介质流动路径为：第一换热器——节流阀——第二换热器——压缩机部分——第一换热器。
优选的，壳体内还设有第一过滤网、送风机、分流部和第二过滤网；沿着回流空气流动路径，第一过滤网、第一换热器、送风机、分流部和第二过滤网顺序设置；分流部上设有多条分流通道，使得送风机输出的空气通过不同的分流通道进入第二过滤网，且分流部上设有用于对经过分流通道的空气进行杀菌的光杀菌件。
优选的，送风机和分流部之间设有第一隔板，分流部和第二过滤网之间设有第二隔板；分流部包括多个导向板，导向板为开口朝向第一隔板的U型板，多个导向板嵌套设置，相邻两个导向板之间形成分流通道，且各导向板的底板上均设有连通其内外两侧的导流孔，第二隔板上设有连通最外侧导向板上导流孔和第二过滤网的过孔；导向板上设置有光杀菌件。
优选的，导流孔位于其所在导向板的底板的中间位置，各导流孔中心点共线；且相邻的导向板中，外侧导向板的导流孔的孔径大于内侧导向板的导流孔的孔径。
优选的，分流部还包括挡流板，多个导向板均位于挡流板与第二隔板之间，挡流板为开口朝向导向板的U形结构，挡流板外侧与壳体内壁之间设有间隙，挡流板上设有光杀菌件；导向板在挡流板开口所在平面上的投影均位于挡流板内周。
优选的，所述出风口处设有送风主管，送风主管末端封闭，送风主管上设有多根送风支管，送风支管上设有沿长度方向均匀分布的送风孔；送风主管和送风支管均采用渐缩管道结构。
优选的，送风主管和送风支管均为圆管，送风主管和送风支管的管径满足以下公式：
Di＝d-k×Li
Dj'＝d'-k×Lj'；
其中，Di为送风主管上位置i处的管直径，位置i处与送风主管入口之间的管长为Li，d为送风主管入口处的管直径；Dj'为送风支管上位置j处的管直径，位置j处与送风支管入口之间的管长为Lj'，d'为送风支管入口处的管直径；k为经验值。
优选的，d＝508mm，d'＝486mm，且送风支管上送风孔的直径为150mm时，k＝0.0005。
优选的，还包括控制模块；压缩机部分包括第一多通阀、第二多通阀和多台压缩机；多台压缩机中有且仅有一台变频压缩机，其余为定频压缩机；第一多通阀设有一个输入端和多个输出端，第二多通阀设有多个输入端和一个输出端；第一多通阀的输入端作为压缩机部分的输入端，第二多通阀的输出端作为压缩机部分的输出端；第一多通阀的多个输出端分别连接各压缩机的输入端，第二多通阀的多个输入端分别连接各压缩机的输出端；
介质循环回路上还设有第一温度计和第二温度计，第一温度计用于检测第一换热器靠近节流阀一端的导热介质的温度，第二温度计用于检测第一换热器靠近压缩机部分一端的导热介质的温度；
控制模块分别连接换向阀、第一温度计、第二温度计和各压缩机；控制模块用于根据回流空气温度和设定的目标温度的差值控制换向阀工作状态，用于根据第一温度计和第二温度计的检测温度控制压缩机的工作频率总和。
本发明提出的一种水产养殖厂空调系统的控制方法，实现了对养殖场室内空气温度的自动化智能化调节，该方法包括以下步骤：
S1、判断设定的目标温度是否低于壳体输入端回流空气的温度；是，则换向阀执行第一工作状态；否，则换向阀执行第二工作状态；
S2、换向阀处于第一工作状态时，以第一温度计的检测值和目标温度的差值作为补差值；换向阀处于第二工作状态时，以第二温度计的检测值和目标温度的差值作为补差值；
S3、根据补差值计算压缩机部分的工作频率调节值，并结合所述工作频率调节值和当前的压缩机工作频率总和计算调节后压缩机工作频率；
S4、判断调节后压缩机工作频率是否小于定频压缩机额定工作频率，是，则关闭所有定频压缩机，开启变频压缩机并执行调节后压缩机工作频率；
S5、否，则计算调节后压缩机工作频率除以定频压缩机额定工作频率获得的商和余数，开启数量为商的定频压缩机并开启变频压缩机，变频压缩机的工作频率为所述余数。
本发明的优点在于：
(1)本发明通过导热介质的状态改变，高效吸收养殖废水冷/热量，从而对养殖废水的余温进行高效利用，大大降低了养殖场的温场调控成本，且结构简单，易于改造。
(2)本发明中通过分流通道对回流空气进行分流杀菌保证了每一层分流通道中的流体都能被充分照射，保证对流体的杀菌效果。本发明中采用嵌套设置的U型板构成分流部，结构简单，便于加工，且分流通道空间大，流入方向限制小，进一步增加了光照面积以提高杀菌效果。
(3)分流部中的导流孔中心点共线且沿着回流空气流动方向导流孔逐渐增大，内侧导流孔输出的空气可直接从外侧导流孔流过，防止了内层分流通道输出的空气在外层分流通道上滞留影响外层分流通道上空气流通，保证了每一层分流通道上空气的均匀流动，从而实现对气体的均匀消杀。
(4)挡流板的设置使得空气在流通路径上回绕，从而延长了空气在分流壳体内的停滞时间，即延长了空气被光照杀菌的时间；同时，空气沿着挡流板回绕的过程也有利于降低空气流速，从而使得空气以更加平缓的流速进入分流通道，进一步提高分流通道中空气流动的匀速平缓，保证对空气的均匀光照杀菌。
(5)送风主管和送风支管采用渐缩式结构，随着管直径的减小，实现了在送风管中空气外泄的情况下管内压强的恒定，从而保证送风均匀。送风主管和送风支管的截面和截面距离进风口的长度呈线性关系，方便了管件加工，管内壁更加光滑，避免了突缩导致的管内压强突变的情况，进一步保证了各送风孔的出风均匀和稳定。且；根据本发明给出的尺寸，送风支管不同送风孔的出风风速误差可控制在0.1m/s内，送风均匀和缓。
(6)压缩机部分由多台并联的压缩机组成，方便了压缩机部分工作频率的调控，实现高效节能。
(7)本发明还出了水产养殖厂空调系统的具体控制方法，实现了水产养殖场温度控制的全自动智能化。
附图说明
图1为一种水产养殖厂空调系统的结构示意图；
图2为图1中壳体内部结构示意图；
图3为换向阀第一状态下介质循环回路方向示意图；
图4为换向阀第二状态下介质循环回路方向示意图；
图5为分流杀菌部剖视图，图中箭头表示空气流向；
图6为分流杀菌部侧视图；
图7为送风管道网结构示意图。
1、壳体；1-1、新风口；1-2、回风口；1-3、出风口；11、第一换热器；12、第一过滤网；13、送风机；14、分流部；141、导向板1410、导流孔；142、挡流板；15、第二过滤网；16、光杀菌件；17、第一隔板；18、第二隔板；21、第二换热器；22、压缩机部分；3、换向阀；4、送风主管；5、送风支管；6、养殖水池；7、回风管；8、废水输送管；9、节流阀；
具体实施方式
一种送风管
送风管上设有沿轴线方向均匀分布的送风孔，以实现通过送风管向外部环境送风。
本实施方式给出的送风管为渐缩管道，自送风管的进风端至出风段，随着距离送风管进风端距离的增长管直径逐渐减小。
如此，本实施方式中的送风管实现了管直径和管长度的线性关联，随着管直径的减小，实现了在送风管中空气外泄的情况下管内压强的恒定，从而保证送风均匀。且本实施方式中，管直径线性变化，相对于当前由多段管径逐渐减小的直管组成的送风管；，管内壁更加光滑，避免了突缩导致的管内压强突变的情况，进一步保证了各送风孔的出风均匀和稳定。
一种送风管道网
参照图7，本实施方式提供的一种送风管道网包括送风主管4和多根送风支管5，送风支管5设置在送风主管4上，送风主管4上的送风孔与送风支管5一一对应并连通。送风支管5和送风主管4均采用如上所述的渐缩式送风管。
如此，本实施方式中，送风主管4的渐缩，保证了各个送风支管5进风口处的压强的一致，送风支管5的渐缩，保证了送风支管5上各个送风孔输出的风压一致，从而保证了整个送风网络的均匀出风。
本实施方式中，送风主管4和送风支管5均为圆管，送风主管4和送风支管5的管径满足以下公式：
Di＝d-k×Li
Dj'＝d'-k×Lj'；
其中，Di为送风主管4上位置i处的管直径，位置i处与送风主管4入口之间的管长为Li，d为送风主管4入口处的管直径；Dj'为送风支管5上位置j处的管直径，位置j处与送风支管5入口之间的管长为Lj'，d'为送风支管5入口处的管直径；k为经验值。
以下结合一个具体的实施例，对本实施方式提供的送风管道网进行验证。
本实施例中，送风主管4入口处的管直径d＝508mm，送风支管5入口处的管直径d'＝486mm，送风支管5上送风孔的直径为150mm时，k＝0.0005。
本实施方式中，将送风主管4的入口端接入出风风速为8.6m/s(米/秒)的送风装置后，对送风主管4和送风支管5上不同位置测试风速，测试结果如下表1所示。
表1：送风管道测试数据统计
Figure BDA0003586518670000071
结合表1可知，本实施例中的送风主管4上不同位置处的风速误差在0.2m/s内，送风支管5上不同位置处的风速误差在0.1m/s内。可见，本实施例中采用渐缩式管道构成的送风管道的出风均匀性相对于现有的多段式管道有显著提高。
一种分流杀菌部
参照图5、图6，本实施方式提供的分流杀菌部包括：分流壳体和多个导向板141，多个导向板141均设置在分流壳体1上，导向板141为开口朝向同一侧的U型板，多个导向板141嵌套设置，相邻两个导向板141之间形成分流通道，且各导向板141的底板上均设有连通其内外两侧的导流孔1410，分流壳体1上设有输入口和汇流出口，输入口位于导向板141的开口朝向上，汇流出口位于分流壳体1背离导向板141开口的一侧。各导向板141和分流壳体1内壁上均设有光杀菌件16。
本实施方式中，通过导向板141的嵌套，使得流体从输入口进入分流壳体1后被分流通道分流，然后每一层分流通道上的流体经过导流孔流向汇流出口。如此，保证了每一层分流通道中的流体都能被充分照射，保证对流体的杀菌效果。
本实施方式中，导流孔1410位于其所在导向板141的底板的中间位置，各导流孔1410中心点共线，且汇流出口；位于各导流孔1410中心点连线延长方向撒花姑娘。相邻的导向板141中，外侧导向板141的导流孔1410的孔径大于内侧导向板141的导流孔1410的孔径，汇流出口的孔径大于最外侧的导流孔1410的孔径。如此，内侧导流孔1410输出的空气可直接从外侧导流孔1410流过，防止了内层分流通道输出的空气在外层分流通道上滞留影响外层分流通道上空气流通，保证了每一层分流通道上空气的均匀流动，从而实现对气体的均匀消杀。同时，分流通道输出的空气经过孔径大的回流出口流出，保证了汇流出口输出的空气的平缓，便于后续操作。
具体实施时，最外侧的导向板141可贴合分流壳体设置，此时最外侧的导向板141与分流壳体1之间无缝隙；最外侧的导向板141也可与分流壳体之间设置间隙，此时最外侧的导向板141的外侧与分流壳体1之间也形成分流通道。
进一步实施时，分流杀菌部；还包括挡流板142，挡流板142位于多个导向板141朝向分流壳体上输入口的一侧，挡流板142为开口朝向导向板141的U形结构，挡流板142外侧与分流壳体1内壁之间设有间隙，挡流板142上设有光杀菌件16。导向板141在挡流板142开口所在平面上的投影均位于挡流板142内周。如此，经过分流壳体上输入口输入的空气部分或者全部从挡流板142外周流向挡流板142内周再分流进入各分流通道。挡流板142的设置使得空气在流通路径上回绕，从而延长了空气在分流壳体内的停滞时间，即延长了空气被光照杀菌的时间；同时，空气沿着挡流板142回绕的过程也有利于降低空气流速，从而使得空气以更加平缓的流速进入分流通道，进一步提高分流通道中空气流动的匀速平缓，保证对空气的均匀光照杀菌。
一种水产养殖厂空调系统
参照图1至图4，本实施方式提出的一种水产养殖厂空调系统，包括：壳体1、热泵机组和节流阀9。
壳体1上设有进风端和出风口1-3。进风端用于空气流入，出风口用于空气流出。本实施方式中，为了保证室内空气清新，保证室内外空气流通，进风端由设置在壳体1上的新风口1-1和回风口1-2组成。
壳体1内部设有第一换热器11。新风口1-1和回风口1-2均位于第一换热器11背离出风口1-3的一侧；新风口1-1输入的空气和回风口1-2输入的空气混合后作为回流空气经过第一换热器11调整温度后从出风口1-3输出。具体实施时，第一换热器11可采用管片式换热器，具体可在第一换热器11前后两端设置隔板，从而在壳体1内部隔离出供回流空气经过的换热段，换热器；用于输送导热介质例如制冷剂，以便在换热段实现导热介质和回流空气的热交换。
热泵机组包括第二换热器21和压缩机部分22。压缩机部分22、第一换热器11、节流阀9和第二换热器21依次连接形成介质循环回路。第二换热器21用于实现养殖废水和介质循环回路中导热介质的换热；第一换热器11用于实现所述回流空气和介质循环回路中导热介质的换热；
所述介质循环回路上还设有换向阀3，换向阀3用于调整所述介质循环回路上导热介质的流向；换向阀3第一状态下，导热介质流动路径为：第一换热器11——压缩机部分22——第二换热器21——节流阀9——第一换热器11；换向阀3第二状态下，导热介质流动路径为：第一换热器11——节流阀9——第二换热器21——压缩机部分22——第一换热器11。
如此，本实施方式中，当需要回收养殖废水中的热量对回流空气进行降温时，换向阀3执行第一状态，此时导热介质经过压缩机部分22压缩后以高温高压状态进入第二换热器21，导热介质在第二换热器21与养殖废水换热降温并转换为饱和液体，饱和液体导热介质经过节流阀9节流降压后变为低温低压状态，然后导热介质在第一换热器11中以换热方式使得回流空气降温，导热介质再回流到压缩机部分22以循环流动，从而实现对经过第二换热器21的养殖废水的冷量回收，且回收效率极高。具体实施时，第二换热器21可采用离心式污水换热器，防止养殖废水中的污秽在第二换热器21内沉积。
本实施方式中，当需要回收养殖废水中的热量对回流空气进行升温时，换向阀3执行第二状态，此时导热介质经过压缩机部分22压缩后以高压高压状态进入第一换热器11，导热介质在第一换热器11与回流空气换热从而对回流空气升温，导热介质经过第一换热器11降温后变为饱和液体，饱和液体经过节流阀9节流降压后变为低温低压状态，低温低压导热介质在第二换热器21中与养殖废水换热以吸收养殖废水热量而升温变为饱和气体，从而实现对养殖废水中热量的高效吸收，饱和气体导热介质再回流到压缩机部分22以循环流动，以持续回收养殖废水的热量。
本实施方式中，通过换向阀的换向，从而使得第二换热器21位于压缩机输出端时，通过低温的养殖废水对高温高压的导热介质进行降温冷凝，实现对养殖废水冷量的高效回收；第一换热器11位于压缩机输出端时，通过高温高压的导热介质对回流空气进行高效升温，再通过养殖废水对低温低压导热介质进行升温汽化。本实施方式，实现了对养殖废水冷/热量的高效回收，大大降低了养殖场的温场调控成本，且结构简单，易于改造。
本实施方式中，壳体1内还设有第一过滤网12、送风机13、分流部14和第二过滤网15。沿着回流空气流动路径，第一过滤网12、第一换热器11、送风机13、分流部14和第二过滤网15顺序设置；分流部14上设有多条分流通道，使得送风机13输出的空气通过不同的分流通道进入第二过滤网15，且分流部14上设有用于对经过分流通道的空气进行杀菌的光杀菌件16。如此在送风机13工作后，新风口1-1吸入的室外空气和回风口1-2吸入的室内空气混合后经过第一过滤网12初效过滤后进入分流部14，初效过滤后的空气分流进入分流部14中不同的分流通道，初效过滤后的空气在分流部14中进行光照杀菌，光照杀菌后的空气从分流部14流入第二过滤网进行二次过滤后从出风口1-3输出。
本实施方式中，所述出风口1-3处设有送风主管4，送风主管4末端封闭，送风主管4上还设有多根送风支管5。具体的，本实施方式中，送风主管4和送风支管5均采用渐缩管道，且送风主管4和送风支管5构成如上所述的送风管道网。
本实施方式中，送风机13和分流部14之间设有第一隔板17，分流部14和第二过滤网15之间设有第二隔板18。本实施方式中，分流部采用如上所述的分流杀菌部，且第一隔板17、第二隔板18配合壳体1形成所述的分流壳体，分流壳体的输入口设置在第一隔板17上，分流壳体的汇流出口设置在第二隔板18上。
该水产养殖厂空调系统还包括控制模块。压缩机部分22包括第一多通阀、第二多通阀和多台压缩机。多台压缩机中有且仅有一台变频压缩机，其余为定频压缩机。第一多通阀设有一个输入端和多个输出端，第二多通阀设有多个输入端和一个输出端。第一多通阀的输入端作为压缩机部分22的输入端，第二多通阀的输出端作为压缩机部分22的输出端。第一多通阀的多个输出端分别连接各压缩机的输入端，第二多通阀的多个输入端分别连接各压缩机的输出端。即，多台压缩机并联，压缩机部分22的工作频率为启动状态下的压缩机的工作频率之和。
介质循环回路上还设有第一温度计和第二温度计，第一温度计用于检测第一换热器11靠近节流阀9一端的导热介质的温度，第二温度计用于检测第一换热器11靠近压缩机部分22一端的导热介质的温度。如此，换向阀3执行第一状态时，第一温度计的检测值为第一换热器11输入端的导热介质的温度；换向阀3执行第二状态时，第二温度计的检测值为第一换热器11输入端的导热介质的温度。
控制模块分别连接换向阀3、第一温度计、第二温度计和各压缩机；控制模块用于根据回流空气温度和设定的目标温度的差值控制换向阀3工作状态，用于根据第一温度计和第二温度计的检测温度控制压缩机的工作频率总和。
具体的，当目标温度低于回流空气温度时，表示室内空气温度较高，可回收养殖废水的冷量对室内空气进行降温，此时换向阀3应该执行第一工作状态。当目标温度高于回流空气温度时，表示室内空气温度较低，可回收养殖废水的余温对室内空气进行升温，此时换向阀3应该执行第二工作状态。
换向阀3执行第一状态时，压缩机部分22的工作功率越大，导热介质循环过程中对回流气体的降温效果越好。压缩机部分22的工作频率可根据第一温度计的检测值和目标温度的差值计算获得。
换向阀3执行第二状态时，压缩机部分22的工作功率越大，导热介质循环过程中对回流气体的升温效果越好。压缩机部分22的工作频率可根据第二温度计的检测值和目标温度的差值计算获得。
本实施方式中，在已知第一换热器11输入端的导热介质温度和目标温度的情况下，压缩机部分22的工作频率可结合常规技术手段计算获得在此不做赘述。
一种水产养殖厂空调系统的温度控制方法
本实施方式提供的水产养殖厂空调系统的温度控制方法，包括以下步骤：
S1、判断设定的目标温度是否低于壳体1输入端回流空气的温度；是，则换向阀3执行第一工作状态；否，则换向阀3执行第二工作状态。
S2、换向阀3处于第一工作状态时，以第一温度计的检测值和设定的目标温度的差值作为补差值；换向阀3处于第二工作状态时，以第二温度计的检测值和目标温度的差值作为补差值。
S3、根据补差值计算压缩机部分22的工作频率调节值，并结合所述工作频率调节值和当前的压缩机工作频率总和计算调节后压缩机工作频率。
当前的压缩机工作频率总和为当前工作状态下各压缩机工作频率之和，记作G；调节后的压缩机工作频率记作G’。
具体的，以第一温度计的检测值记作C1，以第二温度计的检测值记作C2，以目标温度记作D，以设定的浮差值记作f；则：
换向阀3处于第一状态时，计算补差值c1＝C1-D，并获取补差值c1对应的工作频率调节值a1；如果c1大于0，则G’＝G+a1；如果c1小于0，则G’＝G-a1。
换向阀3处于第二状态时，计算补差值c2＝C2-D，并获取补差值c2对应的工作频率调节值a2；如果c2大于0，则G’＝G-a2；如果c1小于0，则G’＝G+a2。
S4、判断调节后压缩机工作频率是否小于定频压缩机额定工作频率，是，则关闭所有定频压缩机，开启变频压缩机并执行调节后压缩机工作频率；
S5、否，则计算调节后压缩机工作频率除以定频压缩机额定工作频率获得的商和余数，开启数量为商的定频压缩机并开启变频压缩机，变频压缩机的工作频率为所述余数。
以上仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水产养殖厂空调系统，其特征在于，包括：壳体(1)、热泵机组和节流阀(9)；
壳体(1)上设有进风端和出风口(1-3)，壳体(1)内部设有第一换热器(11)；进风端位于第一换热器(11)背离出风口(1-3)的一侧；进风端输入的空气作为回流空气经过第一换热器(11)调整温度后从出风口(1-3)输出；
热泵机组包括第二换热器(21)和压缩机部分(22)；压缩机部分(22)、第一换热器(11)、节流阀(9)和第二换热器(21)依次连接形成介质循环回路；第二换热器(21)用于实现养殖废水和介质循环回路中导热介质的换热；第一换热器(11)用于实现所述回流空气和介质循环回路中导热介质的换热；
所述介质循环回路上还设有换向阀(3)，换向阀(3)用于调整所述介质循环回路上导热介质的流向；换向阀(3)第一状态下，导热介质流动路径为：第一换热器(11)——压缩机部分(22)——第二换热器(21)——节流阀(9)——第一换热器(11)；换向阀(3)第二状态下，导热介质流动路径为：第一换热器(11)——节流阀(9)——第二换热器(21)——压缩机部分(22)——第一换热器(11)。
2.如权利要求1所述的水产养殖厂空调系统，其特征在于，壳体(1)内还设有第一过滤网(12)、送风机(13)、分流部(14)和第二过滤网(15)；沿着回流空气流动路径，第一过滤网(12)、第一换热器(11)、送风机(13)、分流部(14)和第二过滤网(15)顺序设置；分流部(14)上设有多条分流通道，使得送风机(13)输出的空气通过不同的分流通道进入第二过滤网(15)，且分流部(14)上设有用于对经过分流通道的空气进行杀菌的光杀菌件(16)。
3.如权利要求2所述的水产养殖厂空调系统，其特征在于，送风机(13)和分流部(14)之间设有第一隔板(17)，分流部(14)和第二过滤网(15)之间设有第二隔板(18)；分流部(14)包括多个导向板(141)，导向板(141)为开口朝向第一隔板(17)的U型板，多个导向板(141)嵌套设置，相邻两个导向板(141)之间形成分流通道，且各导向板(141)的底板上均设有连通其内外两侧的导流孔(1410)，第二隔板(18)上设有连通最外侧导向板(141)上导流孔(1410)和第二过滤网(15)的过孔；导向板(141)上设置有光杀菌件(16)。
4.如权利要求3所述的水产养殖厂空调系统，其特征在于，导流孔(1410)位于其所在导向板(141)的底板的中间位置，各导流孔(1410)中心点共线；且相邻的导向板(141)中，外侧导向板(141)的导流孔(1410)的孔径大于内侧导向板(141)的导流孔(1410)的孔径。
5.如权利要求3所述的水产养殖厂空调系统，其特征在于，分流部(14)还包括挡流板(142)，多个导向板(141)均位于挡流板(142)与第二隔板(18)之间，挡流板(142)为开口朝向导向板(141)的U形结构，挡流板(142)外侧与壳体(1)内壁之间设有间隙，挡流板(142)上设有光杀菌件(16)；导向板(141)在挡流板(142)开口所在平面上的投影均位于挡流板(142)内周。
6.如权利要求1所述的水产养殖厂空调系统，其特征在于，所述出风口(1-3)处设有送风主管(4)，送风主管(4)末端封闭，送风主管(4)上设有多根送风支管(5)，送风支管(5)上设有沿长度方向均匀分布的送风孔；送风主管(4)和送风支管(5)均采用渐缩管道结构。
7.如权利要求6所述的水产养殖厂空调系统，其特征在于，送风主管(4)和送风支管(5)均为圆管，送风主管(4)和送风支管(5)的管径满足以下公式：
Di＝d-k×Li
Dj'＝d'-k×Lj'；
其中，Di为送风主管(4)上位置i处的管直径，位置i处与送风主管(4)入口之间的管长为Li，d为送风主管(4)入口处的管直径；Dj'为送风支管(5)上位置j处的管直径，位置j处与送风支管(5)入口之间的管长为Lj'，d'为送风支管(5)入口处的管直径；k为经验值。
8.如权利要求7所述的水产养殖厂空调系统，其特征在于，d＝508mm，d'＝486mm，且送风支管(5)上送风孔的直径为150mm时，k＝0.0005。
9.如权利要求1所述的水产养殖厂空调系统，其特征在于，还包括控制模块；压缩机部分(22)包括第一多通阀、第二多通阀和多台压缩机；多台压缩机中有且仅有一台变频压缩机，其余为定频压缩机；第一多通阀设有一个输入端和多个输出端，第二多通阀设有多个输入端和一个输出端；第一多通阀的输入端作为压缩机部分(22)的输入端，第二多通阀的输出端作为压缩机部分(22)的输出端；第一多通阀的多个输出端分别连接各压缩机的输入端，第二多通阀的多个输入端分别连接各压缩机的输出端；
介质循环回路上还设有第一温度计和第二温度计，第一温度计用于检测第一换热器(11)靠近节流阀(9)一端的导热介质的温度，第二温度计用于检测第一换热器(11)靠近压缩机部分(22)一端的导热介质的温度；
控制模块分别连接换向阀(3)、第一温度计、第二温度计和各压缩机；控制模块用于根据回流空气温度和设定的目标温度的差值控制换向阀(3)工作状态，用于根据第一温度计和第二温度计的检测温度控制压缩机的工作频率总和。
10.如权利要求9所述的水产养殖厂空调系统的温度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、判断设定的目标温度是否低于壳体(1)输入端回流空气的温度；是，则换向阀(3)执行第一工作状态；否，则换向阀(3)执行第二工作状态；
S2、换向阀(3)处于第一工作状态时，以第一温度计的检测值和目标温度的差值作为补差值；换向阀(3)处于第二工作状态时，以第二温度计的检测值和目标温度的差值作为补差值；
S3、根据补差值计算压缩机部分(22)的工作频率调节值，并结合所述工作频率调节值和当前的压缩机工作频率总和计算调节后压缩机工作频率；
S4、判断调节后压缩机工作频率是否小于定频压缩机额定工作频率，是，则关闭所有定频压缩机，开启变频压缩机并执行调节后压缩机工作频率；
S5、否，则计算调节后压缩机工作频率除以定频压缩机额定工作频率获得的商和余数，开启数量为商的定频压缩机并开启变频压缩机，变频压缩机的工作频率为所述余数。
CN202210367543.1A 2022-04-08 2022-04-08 一种水产养殖厂空调系统及控制方法 Active CN114923238B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210367543.1A CN114923238B (zh) 2022-04-08 2022-04-08 一种水产养殖厂空调系统及控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210367543.1A CN114923238B (zh) 2022-04-08 2022-04-08 一种水产养殖厂空调系统及控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114923238A true CN114923238A (zh) 2022-08-19
CN114923238B CN114923238B (zh) 2024-02-20

Family

ID=82804412

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210367543.1A Active CN114923238B (zh) 2022-04-08 2022-04-08 一种水产养殖厂空调系统及控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114923238B (zh)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4706883A (en) * 1983-04-28 1987-11-17 Dale Fleischmann Pump heating system
CN2588265Y (zh) * 2002-12-19 2003-11-26 李鼎庆 多用途降温、供暖/加湿立式空调柜机
CA2403639A1 (en) * 2002-09-17 2004-03-17 Peter Misner Dairy chiller
CN104315631A (zh) * 2014-10-13 2015-01-28 虞益江 一种自动调控式养殖系统
CN105987438A (zh) * 2015-03-20 2016-10-05 傅文杰 空气处理机
CN108119312A (zh) * 2017-12-22 2018-06-05 王存义 长寿热电风产机
CN210980172U (zh) * 2019-11-11 2020-07-10 通用空气（深圳）有限公司 一种移动式气相净化器
CN111937753A (zh) * 2020-09-16 2020-11-17 珠海格力电器股份有限公司 养殖舍用空调系统及其控制方法、装置以及存储介质
CN113678739A (zh) * 2021-08-25 2021-11-23 广东唯金智能环境科技有限公司 一种禽畜养殖舍环境控制系统及其控制方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4706883A (en) * 1983-04-28 1987-11-17 Dale Fleischmann Pump heating system
CA2403639A1 (en) * 2002-09-17 2004-03-17 Peter Misner Dairy chiller
CN2588265Y (zh) * 2002-12-19 2003-11-26 李鼎庆 多用途降温、供暖/加湿立式空调柜机
CN104315631A (zh) * 2014-10-13 2015-01-28 虞益江 一种自动调控式养殖系统
CN105987438A (zh) * 2015-03-20 2016-10-05 傅文杰 空气处理机
CN108119312A (zh) * 2017-12-22 2018-06-05 王存义 长寿热电风产机
CN210980172U (zh) * 2019-11-11 2020-07-10 通用空气（深圳）有限公司 一种移动式气相净化器
CN111937753A (zh) * 2020-09-16 2020-11-17 珠海格力电器股份有限公司 养殖舍用空调系统及其控制方法、装置以及存储介质
CN113678739A (zh) * 2021-08-25 2021-11-23 广东唯金智能环境科技有限公司 一种禽畜养殖舍环境控制系统及其控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN114923238B (zh) 2024-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN202328574U (zh) 双冷却盘管中央空调供风系统
CN102278795B (zh) 采用双套冷却盘管的中央空调供风系统
CN107642925B (zh) 一种带旁通管路的多级热泵干燥除湿系统
CN103759360B (zh) 多工况复合间接空气处理装置及其空调方法
CN106895530B (zh) 一种水蓄冷温湿度独立控制区域供冷系统
CN208936300U (zh) 空调室内机和空调器
CN202284834U (zh) 再循环紧凑型复合蒸发冷却空调机组
CN202119028U (zh) 以机械制冷为辅助冷源的蒸发冷却闭式高温冷水机组
CN114923238B (zh) 一种水产养殖厂空调系统及控制方法
CN105783128B (zh) 窗式空调及其控制方法
CN105135554A (zh) 一种预冷节能除湿系统及其除湿方法
CN202955785U (zh) 空气恒温除湿复合系统
CN205090484U (zh) 一种无风或微风空调室内机
CN209926483U (zh) 一种调温型新风除湿设备
CN209415645U (zh) 用户侧大流量运行间接蒸发供冷装置
CN106765771A (zh) 一种应用在数据中心无机械制冷的高效节能蒸发冷却系统及其操作方法
CN110925889A (zh) 一种多回程洁净新风处理系统
CN206626714U (zh) 一种应用在数据中心无机械制冷的高效节能蒸发冷却系统
CN211552252U (zh) 一种密闭烘干装置
CN218583463U (zh) 多功能柜式除湿一体系统
CN218296068U (zh) 一种具有v型芯体结构的热交换器
CN205825285U (zh) 一种湖水冷却式机房空调系统
CN216868702U (zh) 一种缝通道辐射对流空调机
CN215301889U (zh) 一种制冷系统及恒温人工气候室
CN115211401B (zh) 一种循环水淡水鱼养殖送风空调系统和控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant