CN115349448A - 养殖舍控温系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种养殖舍控温系统及控制方法，包括：湿帘，与风机配合给所述养殖舍降温；供水组件，通过供水管道给所述湿帘供水；空调机组，用于降低所述供水组件的水温。本发明通过空调机组供应的冷冻水与供水组件待供应至湿帘的水进行换热降温，使供水组件供应至湿帘的水的温度降低，对养殖舍进行降温时，不用大幅度调高负压风机的风量和风速，就能够有效对养殖舍进行降温，避免了畜禽的应激反应。在冬季时通过切换三通阀使空调机组连通散热器向养殖舍内供暖，相较于传统的锅炉有效降低对环境的影响。

Description

养殖舍控温系统及控制方法

技术领域

本发明涉及空调技术领域，特别是涉及一种养殖舍控温系统及控制方法。

背景技术

现阶段，养殖场冬季采暖多使用锅炉，通过燃烧传统化石能源进行采暖，造成了环境污染问题的严重，为了响应减少使用燃煤锅炉的政策，部分养殖场冬季使用空调机组采暖，无污染物的排放利于保护环境。

目前，养殖场夏季通常采用水帘加湿降温的方法来控制现代化养殖舍内环境温度。在夏天，现代化养殖场内温度往往过高，满足不了畜禽的正常生理需求，影响畜禽的正常生长，甚至导致高温死亡现象的出现。如果只采用负压风机和湿帘运行的方式直接给养殖舍降温，会出现输入舍内的风量、风速过大，引起畜禽产生应激反应，且制冷效果差，达不到畜禽生长的舒适性温度。只采用空调制冷给舍内降温，由于养殖舍负荷过大，会造成投资和运行费用特别高，不利于成本控制以及推广使用。

鉴于以上分析，提出一种应用于养殖舍的湿帘降温与空调节能系统及其控制方法，降低系统运行成本，控制输入风量、风速，减小畜禽的应激反应。

发明内容

本发明为了解决上述现有技术中养殖舍降温需要大风量、风速易造成畜禽应激反应的技术问题，提出一种养殖舍控温系统及控制方法。

本发明采用的技术方案是：

本发明提出了一种养殖舍控温系统，包括：

湿帘，与风机配合给所述养殖舍降温；

供水组件，通过供水管道给所述湿帘供水；

空调机组，用于降低所述供水组件的供水水温。

本发明还包括换热器，所述换热器一侧与所述供水组件循环连通，所述换热器另一侧与所述空调机组的供回水管道循环连通。

本发明还包括散热器，所述空调机组的供回水管道上设有三通阀，所述散热器设置在养殖舍内并连接所述三通阀与所述换热器并联。

供水组件包括：蓄水池，通过补水管道连接蓄水池的补水装置，连通所述蓄水池与所述换热器的换热管道，连通所述蓄水池与所述湿帘的供水管道，设置在所述换热管道上的蓄水池水泵。

本发明还提出一种养殖舍控温系统的控制方法，使用上述的养殖舍控温系统，包括步骤：

选择运行夏季制冷模式或者运行冬季制热模式；

运行夏季制冷模式时，控制所述三通阀接通所述换热器，并运行夏季制冷模式的控制逻辑；

运行冬季制热模式时，控制所述三通阀接通所述散热器，并运行冬季制热模式对应的控制逻辑。

具体的，夏季制冷模式的控制逻辑具体包括步骤：监测所述养殖舍的舍内温度，判断当前的所述舍内温度是否在预设范围内；

若是，控制所述供水组件和所述空调机组保持当前运行状态；若否，执行下一步骤；

判断当前的所述舍内温度是否小于预设范围的下限值；

若是，逐级降低所述空调机组的运行功率，且每次降低运行功率时持续运行预设时间再返回舍内温度的判断步骤，直至当前的所述舍内温度回到预设范围内，或者降至所述空调机组停机时，再降低所述蓄水池水泵的运行频率，若否，增加所述蓄水池水泵的运行频率，并持续运行预设时间，执行下一步骤；

判断当前的所述舍内温度是否大于预设范围的上限值；

若是，逐级增加所述空调机组的运行功率，且每次增加运行功率时持续运行预设时间再返回舍内温度的判断步骤，直至当前的所述舍内温度回到预设范围内，或者所述空调机组的达到最大运行功率；若否，控制所述供水组件和所述空调机组保持当前运行状态。

具体的，冬季制热模式的控制逻辑具体包括步骤：

监测所述养殖舍的舍内温度，判断当前的所述舍内温度是否在预设范围内，若是，控制所述蓄水池水泵与所述空调机组的压缩机保持当前运行频率；若否，执行下一步骤；

判断当前的所述舍内温度是否小于预设范围的下限值，

若是，逐级增加所述空调机组的运行功率，且每次增加运行功率时持续运行预设时间再返回舍内温度的判断步骤，直至当前的所述舍内温度回到预设范围内，或者所述空调机组的达到最大运行功率；若否，逐级降低所述空调机组的运行功率，且每次降低运行功率时持续运行预设时间再返回舍内温度的判断步骤，直至当前的所述舍内温度回到预设范围内，或者所述空调机组停机。

优选地，逐级降低所述空调机组的运行功率具体包括：先逐次降低空调机组的压缩机运行频率，直至降低至预设最小运行频率，再逐次减少所述压缩机的开启台数。

优选地，逐级增加所述空调机组的运行功率具体包括：先逐次增加空调机组的压缩机的开启台数，直至增加至最大运行台数，再逐次增加压缩机运行频率。

夏季制冷模式的控制逻辑具体还包括步骤：实时监测蓄水池的水位，判断蓄水池的水位是否低于补水水位，若是，开启补水阀门将蓄水池的水位升高至设定水位，再执行监测所述养殖舍的舍内温度的步骤；若否，执行监测所述养殖舍的舍内温度的步骤。

与现有技术比较，本发明通过空调机组供应的冷冻水与供水组件待供应至湿帘的水进行换热降温，使供水组件供应至湿帘的水的温度降低，对养殖舍进行降温时，不用大幅度调高负压风机的风量和风速，就能够有效对养殖舍进行降温，避免了畜禽的应激反应。同时通过湿帘与空调机组配合的方式，能耗更小，降温效率更好，而且还能利用养殖舍现有的设备进行改造，安装成本低，适用性更好。在冬季时通过切换三通阀使空调机组连通散热器向养殖舍内供暖，相较于传统的锅炉有效降低对环境的影响。

附图说明

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。

图1为本发明实施例中结构简图；

图2为本发明实施例中的流程图。

1、空调机组；11、三通阀；2、供水组件；21、蓄水池水泵；3、湿帘；4、换热器；5、散热器。

具体实施方式

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。

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。

目前家禽大都采用集中化管理养殖，例如大型鸡舍等。养殖场冬季采暖大多采用锅炉，通过燃烧传统化石能源烧热锅炉的水，再通过供暖管道将热水供应到养殖舍内的舍内散热器(类似于暖气片)，通过舍内散热器提高养殖舍的温度，但是燃烧煤炭容易造成了环境污染问题。夏季采用水帘加湿降温的方法来控制养殖舍的舍内温度，具体是在养殖舍的窗口设置湿帘，并配合负压风机，将室外的新风吹入养殖舍内，并依靠水帘对新风进行加湿降温。如果只采用负压风机和湿帘运行的方式直接给养殖舍降温，会出现输入舍内的风量、风速过大，引起畜禽产生应激反应，且制冷效果差，达不到畜禽生长的舒适性温度。只采用空调制冷给舍内降温，由于养殖舍负荷过大，会造成投资和运行费用特别高，不利于成本控制以及推广使用。对此，本发明提出了一种养殖舍控温系统，结合了湿帘与空调降温的方式，能够有效降低系统的运行成本，并且能够控制输入风量、风速，减小畜禽的应激反应。

如图1所示，本发明提出了一种养殖舍控温系统，具体包括：湿帘3、负压风机、供水组件2、换热器4和空调机组1，湿帘3与负压风机的安装位置与安装方案与现有的养殖舍的一样，都是安装在养殖舍的新风口或者窗口的位置，通过负压风机引入新风并且经过湿帘降温以及加湿(通过湿帘进行加湿以及降温的具体原理在现有技术中运用很常见，不具体赘述)。供水组件2具体设置在养殖舍外(也可以在养殖舍内划分一块区域设置供水组件，不具体限定)，供水组件通过供水管道连接湿帘，并配有蓄水池水泵21为湿帘供水。换热器4有两对接口，换热器4一侧的一对接口与供水组件循环连通(通过水泵循环)，换热器4另一侧的一对接口与空调机组1的供水管道和回水管道连接，通过换热器可以将空调机组1供应的冷冻水与供水组件2待供应至湿帘的水进行换热降温，使供应至湿帘的水的温度降低，从而对养殖舍进行降温时，不用大幅度调高负压风机的风量和风速，就能够有效对养殖舍进行降温，避免了畜禽的应激反应。同时通过湿帘与空调机组配合的方式，能耗更小，降温效率更好，而且还能利用养殖舍现有的设备进行改造，安装成本低，适用性更好。

空调机组1的供、回水管道上都设置有三通阀11，养殖舍内还设有散热器5，散热器5通过管道连接三通阀11，使散热器5与换热器4处于并联的状态，通过切换三通阀的开断状态，能够使空调机组1的供、回水管道仅连通散热器5，或者仅连通换热器4。在冬季时通过切换三通阀使空调连通散热器向养殖舍内供暖，相较于传统的锅炉有效降低对环境的影响。

在具体的实施例中，上述的换热器具体为板式换热器，能够有效进行液-液换热。也可以采用其他换热器进行液-液换热，只要是为了实现空调机组对供水组件进行降温的现有的换热器，都在本发明的保护范围之内。

供水组件具体包括：蓄水池、蓄水池水泵和补水装置，蓄水池通过换热管道循环连通换热器，换热管道上设有蓄水池水泵，通过换热管道可以持续降低蓄水池的水温。蓄水池通过供水管道连通湿帘给湿帘供水，具体可以设置一个供水水泵，或者是将湿帘与蓄水池设置形成高低差，通过重力的方式给湿帘供水。补水装置通过补水管道连接蓄水池，补水装置具体可以是一个连通市政管网的开关阀，打开开关阀即可对蓄水池进行补水，蓄水池通过供水管道连通湿帘，为湿帘提供冷水。

在其他实施例中，可以对供水管道的结构，例如：供水组件具体包括：蓄水池、蓄水池水泵和补水装置，蓄水池通过换热管道循环连通换热器，换热管道上设有蓄水池水泵，换热管道的供水管道连接蓄水池与换热器，换热管道的回水管道连接换热器，再连接湿帘，最后连接蓄水池，使换热降温后的水直接供应至湿帘，部分回流至蓄水池，能够快速供冷，而不需要等蓄水池整体降温，提高换热效率。

需要说明的是，养殖舍内设有检测舍内温度的温度传感器，同时空调机组、三通阀、以及供水组件的各个阀门以及水泵都是通过控制器统筹控制。

本发明还提出了一种养殖舍控温系统的控制方法，使用上述的养殖舍控温系统，具体包括步骤：

根据室外温度选择运行夏季制冷模式或者冬季制热运行模式；

运行夏季制冷模式时，通过控制器控制三通阀接通换热器，并运行夏季制冷模式的控制逻辑；

运行冬季制热模式时，通过控制器控制三通阀接通散热器，并运行冬季制热模式对应的控制逻辑。

具体的，夏季制冷模式的控制逻辑包括步骤：

实时监测蓄水池的水位，判断蓄水池的水位是否低于补水水位，若是，控制补水装置(开启补水阀门)将蓄水池的水位升高至设定水位，再执行下一步骤(监测养殖舍的舍内温度的步骤)；若否，直接执行一下步骤(监测养殖舍的舍内温度的步骤)；

监测养殖舍的舍内温度，判断当前的舍内温度是否在预设范围内，

若是，控制空调机组与供水组件保持当前运行状态，即控制蓄水池水泵与空调机组的压缩机保持当前运行频率；若否，执行下一步骤；

判断当前的所述舍内温度是否小于预设范围的下限值；

若是，逐级降低空调机组的运行功率(先逐次降低空调机组的压缩机运行频率；直至降低到最低预设频率，再逐次减少所述压缩机的开启台数，每次减少一台、两台或者多台，具体可以根据需要设置)，直至当前的所述舍内温度回到预设范围内，或者空调机组停机，即压缩机频率降到最低预设频率，压缩机开启台数只有一台还是不满足判断条件，则空调机组停机；空调机组停机且当前的舍内温度小于预设范围的下限值，减小蓄水池水泵的运行频率，直至蓄水池水泵降低至停机频率，或者舍内温度回到预设范围内；

若否，增加蓄水池水泵的运行频率，并持续运行预设时间，判断当前的舍内温度是否大于预设范围的上限值，若是，逐级增加所述空调机组的运行功率(先逐次增加所述压缩机的开启台数，直至全部开启，再逐次增加空调机组的压缩机运行频率)直至当前的舍内温度回到预设范围内，或者直至空调机组的压缩机频率达到预设最大频率，且压缩机全部开启。

冬季制冷模式的控制逻辑具体包括步骤：

监测养殖舍的舍内温度，判断当前的舍内温度是否在预设范围内；

若是，控制空调机组保持当前运行状态，即控制空调机组的压缩机保持当前运行频率，且开启台数不变；若否，执行下一步骤；

判断当前的舍内温度是否小于预设范围的下限值；

若是，逐级增加空调机组的运行功率(先逐次增加所述压缩机的开启台数，直至全部开启，再逐次增加空调机组的压缩机运行频率)，且每次增加运行功率时持续运行预设时间再返回舍内温度的判断步骤，直至当前的所述舍内温度回到预设范围内，或者所述空调机组的达到最大运行功率；

若否，逐级降低所述空调机组的运行功率(先逐次降低空调机组的压缩机运行频率；直至降低到最低预设频率，再逐次减少所述压缩机的开启台数，每次减少一台、两台或者多台，具体可以根据需要设置)，且每次降低运行功率时持续运行预设时间再返回舍内温度的判断步骤，直至当前的所述舍内温度回到预设范围内，或者所述空调机组停机。

空调机组减机(降低运行功率)顺序为：先降频在减少台数，单台压缩机负荷低，cop高，利于空调节能运行；先降频再减台数，利于空调节能运行，最后减小蓄水池水泵频率，可最大程度利用湿帘降温，减少空调开启时间，降低整套系统能耗。中间持续t1时间，是为了系统调节一个部分后，等舍内温度稳定后，监测温度信号，判断下一步动作。

空调机组加机(增加运行功率)顺序为：先加台数再加频率是因为压缩机处在低负荷下时cop更高，所以低负荷下先增加台数更加节能。

需要说明的是，空调每次加机或者减机都要持续运行一段时间再进行判断，是为了系统调节一个部分后，等舍内温度稳定后，再监测温度信号进行判断下一步动作。

如图2所示，以下是上述控制方法的具体实施方式，需要说明的是，以下参数为可具体实施的参数，确保本发明公开充分，但不限于以下参数，具体可以根据实际情况进行调整。

夏季制冷运行：判断蓄水池的水位状态，若L≤蓄水池低水位L低，则开启补水阀门，进行蓄水至设定水位。保证系统运行过程中蓄水池水位处于要求的水位区间。

判断养殖舍内温度，若舍内目标温度T目-△T≤舍内温度T≤舍内目标温度T目+△T(△T默认1℃，0～5℃可调)，空调机组的压缩机、蓄水池水泵等运行状态保持不变；

若舍内温度T<舍内目标温度T目-△T(△T默认1℃，0～5℃可调)，先减小空调压缩机运行频率，持续t1时间(60s，0～1800s可调)，再减少空调压缩机的开启台数。持续t1时间(60s，0～1800s可调)，若舍内温度T<舍内目标温度T目-△T，减小蓄水池水泵的运行频率，直至停机。

若舍内温度T>舍内目标温度T目+△T(△T默认1℃，0～5℃可调)，先增加蓄水池水泵的运行频率。持续t1时间(60s，0～1800s可调)，若舍内温度T>舍内目标温度T目+△T(△T默认1℃，0～5℃可调)，增加空调机组压缩机的开启台数，持续t1时间(60s，0～1800s可调)，增加空调机组压缩机运行频率，直至达到最大。

冬季制热运行：判断养殖舍内温度，若舍内目标温度T目-△T≤舍内温度T≤舍内目标温度T目+△T(△T默认1℃，0～5℃可调)，空调机组的压缩机运行台数及频率保持不变；

若舍内温度T<舍内目标温度T目-△T(△T默认1℃，0～5℃可调)，增加空调压缩机的开启台数，持续t1时间(60s，0～1800s可调)，增加空调压缩机运行频率，直至达到最大。

若舍内温度T>舍内目标温度T目+△T(△T默认1℃，0～5℃可调)，先减小空调压缩机运行频率，持续t1时间(60s，0～1800s可调)，再减少空调压缩机的开启台数，直至停机。

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申请的示例性实施方式。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。

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申请的范围。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。

在本申请的描述中，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申请和简化描述，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申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

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。

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申请保护范围的限制。

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。

Claims (13)

1.一种养殖舍控温系统，其特征在于，包括：

湿帘，与风机配合给所述养殖舍降温；

供水组件，通过供水管道给所述湿帘供水；

空调机组，用于降低所述供水组件的水温。

2.如权利要求1所述的养殖舍控温系统，其特征在于，还包括换热器，所述换热器一换热侧与所述供水组件循环连通，所述换热器另一换热侧与所述空调机组的供回水管道循环连通。

3.如权利要求2所述的养殖舍控温系统，其特征在于，还包括散热器，所述空调机组的供回水管道上设有三通阀，所述散热器设置在养殖舍内并连接所述三通阀与所述换热器并联。

4.如权利要求3所述的养殖舍控温系统，其特征在于，所述供水组件包括：蓄水池，通过补水管道连接所述蓄水池的补水装置，连通所述蓄水池与所述换热器的换热管道，连通所述蓄水池与所述湿帘的所述供水管道，设置在所述换热管道上的蓄水池水泵。

5.一种养殖舍控温系统的控制方法，其特征在于，使用如权利要求3至4任一项所述的养殖舍控温系统，包括步骤：

选择运行夏季制冷模式或者运行冬季制热模式；

运行夏季制冷模式时，控制所述三通阀接通所述换热器，并运行夏季制冷模式的控制逻辑；

运行冬季制热模式时，控制所述三通阀接通所述散热器，并运行冬季制热模式对应的控制逻辑。

6.如权利要求5所述的养殖舍控温系统的控制方法，其特征在于，所述夏季制冷模式的控制逻辑具体包括步骤：监测所述养殖舍的舍内温度，判断当前的所述舍内温度是否在预设范围内；若是，控制所述供水组件和所述空调机组保持当前运行状态。

7.如权利要求6所述的养殖舍控温系统的控制方法，其特征在于，若否，判断当前的所述舍内温度是否小于预设范围的下限值；若是，逐级降低所述空调机组的运行功率，且每次降低运行功率后持续运行预设时间再返回舍内温度的判断步骤，直至当前的所述舍内温度回到预设范围内，或者降至所述空调机组停机时，再降低蓄水池水泵的运行频率。

8.如权利要求7所述的养殖舍控温系统的控制方法，其特征在于，若否，增加蓄水池水泵的运行频率，并持续运行预设时间，判断当前的所述舍内温度是否大于预设范围的上限值；若是，逐级增加所述空调机组的运行功率，且每次增加运行功率后持续运行预设时间再返回舍内温度的判断步骤，直至当前的所述舍内温度回到预设范围内，或者所述空调机组的达到最大运行功率；若否，控制所述供水组件和所述空调机组保持当前运行状态。

9.如权利要求5所述的养殖舍控温系统的控制方法，其特征在于，所述冬季制热模式的控制逻辑具体包括步骤：

监测所述养殖舍的舍内温度，判断当前的所述舍内温度是否在预设范围内，若是，控制蓄水池水泵与所述空调机组的压缩机保持当前运行频率。

10.如权利要求9所述的养殖舍控温系统的控制方法，其特征在于，若否，判断当前的所述舍内温度是否小于预设范围的下限值，若是，逐级增加所述空调机组的运行功率，且每次增加运行功率时持续运行预设时间再返回舍内温度的判断步骤，直至当前的所述舍内温度回到预设范围内，或者所述空调机组的达到最大运行功率；若否，逐级降低所述空调机组的运行功率，且每次降低运行功率时持续运行预设时间再返回舍内温度的判断步骤，直至当前的所述舍内温度回到预设范围内，或者所述空调机组停机。

11.如权利要求7或10所述的养殖舍控温系统的控制方法，其特征在于，所述逐级降低所述空调机组的运行功率具体包括：先逐次降低空调机组的压缩机运行频率，直至降低至预设最小运行频率，再逐次减少所述压缩机的开启台数。

12.如权利要求8或10所述的养殖舍控温系统的控制方法，其特征在于，所述逐级增加所述空调机组的运行功率具体包括：先逐次增加所述空调机组的压缩机的开启台数，直至所述空调机组的压缩机全部开启，再逐次增加压缩机运行频率。

13.如权利要求6所述的养殖舍控温系统的控制方法，其特征在于，实时监测蓄水池的水位，判断蓄水池的水位是否低于补水水位，若是，开启补水阀门将蓄水池的水位升高至设定水位，再执行监测所述养殖舍的舍内温度的步骤；若否，执行监测所述养殖舍的舍内温度的步骤。

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