CN102227594A - 用于调节气候室的温度的方法以及气候室 - Google Patents

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CN102227594A CN2008801321515A CN200880132151A CN102227594A CN 102227594 A CN102227594 A CN 102227594A CN 2008801321515 A CN2008801321515 A CN 2008801321515A CN 200880132151 A CN200880132151 A CN 200880132151A CN 102227594 A CN102227594 A CN 102227594A
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Abstract

本发明涉及一种用于调节气候室的方法，以及一种气候室。所述气候室包括温控隔间，该温控隔间中包含一种产品，例如种蛋或小鸡，尤其是雏鸡。该气候室包括：风扇，其在运行过程中发出热；供应通道，其从所述风扇一直延伸至所述隔间；以及，温度传感器，其被设置在所述供应通道中。空气流经由供应通道被所述风扇供应至所述隔间。流经供应通道的空气的温度通过所述温度传感器来检测。通风设备的旋转速度跟所述温度传感器所检测到的温度而调整，从而影响由风扇所排出的空气的温度。

Description

用于调节气候室的温度的方法以及气候室
本发明涉及一种用于调节气候室(climate chamber)的温度的方法，该气候室包括：温控隔间，该温控隔间包括一种产品例如种蛋或小鸡，具体为雏鸡；风扇；供应通道，该供应通道从所述风扇一直延伸至所述隔间；以及，温度传感器。
这种类型的方法以及这种类型的气候室是已知的。尤其是，Hatchtech销售一种使用此方法的此类气候室。EP 1104987中描述了这种气候室和方法。这种已知的气候室包括隔间，该隔间的温度在使用中被控制，并且该隔间包括待被处理或待被贮存的产品，所述产品具体地由待孵化的蛋(指的是种蛋)或雏鸡组成。空气流以水平方向穿过该隔间。所述空气流通过风扇被传递至隔间的一侧，空气流从该侧进入所述隔间，且从该隔间的相对的另一侧离开该隔间，并且返回至第一侧，从而又一次被供应至该隔间，并因此实现流通。在这种情况下，该隔间被进一步分割为子隔间。相邻的子隔间每个都被穿孔壁分割，该穿孔壁被配置为热交换器，并且为此设有流体管，以便能够使所述壁达到特定的温度，用于冷却或加热穿过所述壁的空气流。在空气流进入隔间处的该隔间的一侧，相应地该隔间的壁被配置为用作热交换器的穿孔壁。此外，还可提供附加的热交换器(可能是或可能不是不同的类型)，使得所述空气流达到特定的期望温度。在这种类型的气候室中，温度被尽可能精确地保持在特定的期望值是非常重要的。如果空气流的温度与特定的期望值不同，并且利用一个或多个热交换器来校正该温度，则在空气流的温度达到期望值之前，会花费一些时间；换句话说，这种类型的热传递***具有相对长时间的延迟。如本领域普通技术人员所知道的，热交换器对调节动作的反应迟缓(需要很长的反应时间)。
本发明的目标是提供一种用于调节气候室的温度的改进方法，以及一种相应地改进的气候室。
关于该方法，根据本发明通过提供一种调节气候室的温度的方法来实现该目标，其中该气候室包括：
■温控隔间，包含一种产品，例如种蛋或小鸡，尤其是雏鸡；
■风扇；
■供应通道，从所述风扇一直延伸至所述隔间；
■温度传感器，设置在所述供应通道中；
空气流经由所述供应通道被所述风扇供应至所述隔间；
流过所述供应通道的空气的温度通过所述温度传感器来检测；
所述风扇的旋转速度被调整用于影响由所述风扇所排出的空气的温度。优选地，根据所述温度传感器所检测到的温度调整所述旋转速度。
关于该气候室，根据本发明通过提供一种包括用于一种产品(例如种蛋或小鸡，尤其是雏鸡)的温控隔间的气候室来实现该目标；其中该气候室包括：
■风扇；
■供应通道，用于将空气流供应至所述隔间，所述供应通道从所述风扇一直延伸至所述隔间；
■温度传感器，设置在所述供应通道中，用于在使用中检测流过所述供应通道的空气流的温度；
■调节器，用于在使用中调节供应至所述隔间的空气流的温度；
所述风扇被配置为用于经由所述供应通道将空气流供应至所述隔间；所述调节器被配置为调整所述风扇的旋转速度，从而影响由所述风扇所排出的空气的温度。优选地，根据所述温度传感器所检测到的温度调整所述旋转速度。
申请人发现，由于摩擦由风扇所发出的热可用于调节沿着通风设备流动或者流动通过所述通风设备的空气的温度。此外，已经发现，由于改变风扇的旋转速度，使得由风扇所发出的热可快速改变。由于下面的事实，生成了用于加热所述空气流的热：空气流被所述风扇吸入，在所述风扇中被压缩，在所述风扇的旋转构件上方摩擦，并且在其通过所述风扇时经受一种混合/搅动过程。穿过风扇的所述空气流中所生成的热量似乎依赖于所述旋转速度，并且可非常有效地用于调节，或者换言之，微调气候室的温度或者至少微调待传递通过该温控隔间的空气的温度。为此，利用了风扇的原理上不期望的副效应，即流经所述风扇或者沿着所述风扇流动的空气流的不期望的热。加快热的发展(其要求增大所述旋转速度)将使得穿过所述风扇或者沿着所述风扇穿过的空气吸收更多的热并且从而变得更热。减慢热的发展(其要求降低所述旋转速度)将使得穿过所述风扇或者沿着所述风扇穿过的空气吸收更少的热，从而与在降低旋转速度以前的状况相比冷却下来。因而，不是真正的冷却，而是更少程度的加热。以这种方式，可调节气候室中(尤其是包含待被处理的产品的隔间中)的温度，或者换言之，可微调气候室中(尤其是包含待被处理的产品的隔间中)的温度。根据另一方面，从而本发明还涉及气候室中的风扇的旋转速度用于影响通过所述风扇所排出的空气温度的用途。
事实上，申请人已经发现，对于隔热效果好的气候室，例如用于孵化小鸡的气候室，风扇的热效应可足以用于保持气候室中的温度。甚至发现，使用风扇可加热该气候室。为此，不需要其他加热源。在本发明的一个实施方案中，基于来自气候室中(例如气候室的隔间中或者甚至子隔间中)的温度传感器的一个或多个温度测量值来调节该温度。这些隔热效果好的气候室可具有热传导低于0.5W/m2.K的壁，在实施方案中甚至低于0.4W/m2.K。
通过将温度传感器放置在供应通道中，换句话说，放置在风扇的下游但是仍在隔间的前面(即，上游)，用所述温度传感器检测流过所述供应通道的空气的温度，可根据所检测到的温度来调整风扇的旋转速度，从而影响穿过风扇的空气流的温度，以及影响气候室中的温度。
这可通过多种方式来实现。根据一种方法，由温度传感器所检测到的温度将与目标温度比较，并且如果所检测到的温度低于目标温度则增大风扇的旋转速度，以及如果所检测到的温度高于目标温度则降低风扇的旋转速度。所述目标温度可以是预设的目标温度或由所述温度传感器所检测到的较早的温度；在后面的情况下，如果检测到温度降低或温度升高，则对风扇的旋转速度的作用被用于快速调节温度。根据另一种方法，例如，如果期望的是温度增加，则将暂时增大风扇的旋转速度，然后一旦温度传感器检测到已达到期望温度，则降低所述旋转速度；或者，相反地，如果期望的是温度降低，则可降低旋转速度，直至由温度传感器所检测到的温度显示已达到期望温度；在此之后，如果适当，只要任何剩余的热交换器能够将该温度保持在期望水平的温度，就可再一次增大该旋转速度。在后面的情况下，风扇的旋转速度将不根据设置在供应通道中的温度传感器所检测到的温度而调整或者至少不被调整至同一程度，并且该温度传感器可选地被省去。在这种情况下，为了监控空气温度的调整，供应通道中的温度传感器仍可以是有用的，并且如果适当，能够以较高的精度进行该调整。
根据又一实施方案，气候室包括从隔间一直延伸至风扇的返回通道，并且来自隔间的空气经由返回通道返回至该风扇。因此，可能的是，主要地使空气闭合循环通过该气候室(具体地该温控的隔间)，所以只要空气流的温度随着空气流通过隔间变化，就需要调整空气流的温度。
根据本发明的另一个实施方案，气候室包括用于影响供应至隔间的空气温度的热交换器，该热交换器被设置在隔间的上游，并且至少地，如果温度传感器被设置在供应通道中，则热交换器被设置在温度传感器的下游。因而，该热交换器允许进行主要的调节，并且在用于调整空气流的温度的期望调节动作的情况下，通过暂时或非暂时地同时调整该风扇的旋转速度，该***整体上的反应时间可减少。因而，所期望的调节动作可被实施得更加快速。如果温度传感器被设置在供应通道中，该旋转速度可根据所检测到的温度而调整，从而在小偏差的情况下，能够实施快速校正，所以经由热交换器的较小的调整是必要的。因而，总之，可减少待该被监控的***整体上对热的改变的反应时间，以允许该***反应得更快。
根据另一实施方案，热交换器包括板状主体，该板状主体设有：多个穿孔，用于允许通过供应至隔间的空气流；以及，流体管道，流体可流动通过该流体管道。因而，通过流经所述流体管道的流体，板状主体的温度可达到特定的期望值，并且借助于板状主体，通过所述穿孔的空气流可被加热。具体地，该热交换器限定了该隔间的第一侧壁，并且该返回通道连接至所述隔间的相对的第二侧壁。
在这种类型的用于孵化蛋或者饲养雏鸡的气候室中，还期望的是调整空气流的湿度。这可通过将水或者其他液体喷射进空气流来完成。由于液体的蒸发，将所述液体喷射进空气流会引起空气流的温度降低。为了能够补偿这种情况，如果可检测由于蒸发而降低的温度，则是有利的。根据本发明，如果液体(例如水)被喷射在温度传感器的上游(优选地在供应通道中)，则也是另一优势。
在这种类型的气候室中，还期望的是能够添加气体，例如新鲜空气和/或CO2和/或另一形式的气体。如果所添加的气体的温度不同于所述空气流的温度，则添加气体通常会影响空气流的温度。因此为了能够通过对风扇的旋转速度的作用来补偿这种情况，最好是在温度传感器的上游进行添加。因此，根据本发明，如果气体(例如新鲜空气)在温度传感器的上游(优选地在供应通道中)被供应，则还是另一优势。
本申请中对风扇的所有参考都广义地涉及被旋转驱动的空气排气装置。
本申请中对雏鸡的所有参考具体地涉及小于5天的小鸡，更具体地，小于3或2天的小鸡。
本申请中对小鸡的所有参考具体地涉及旨在人类消费的肉用仔鸡或者家禽。
本申请中对气候室的所有参考涉及广泛的气候室。实例包括用于使水果成熟的气候室，用于蛋的孵化的气候室，以及用于饲养动物(具体地，非常幼小的动物，例如小于4天或者甚至年龄为0或1天的小鸡)的气候室。在所有这些应用中，重要的是能够非常精确地调节温度。幼小的动物(例如，雏鸡)仍不能有效地调节它们的身体温度。为了最佳地饲养它们，重要的是，尤其在孵化(出生)后的第一初始阶段，将这些动物保持在预定温度(取决于动物的种类)，并且非常精确地调节所述温度。根据本发明，术语“气候室”尤其指的是具有内部空间(隔间)的装置，所述内部空间(隔间)能够以±3℃的精度调节所述内部空间(隔间)中以及所述内部空间(隔间)各处的温度，更优选地以±1℃或者甚至更精确的精度(在上下文中，术语“精度”指的是所述空间(隔间)中的任何两个位置之间的温度的最大差异将是最大的所述精度，即±1℃，所述温度的差异将最大为2℃)调节所述内部空间(隔间)中以及所述内部空间(隔间)各处的温度。在这种情况下，利用具有隔热壁以及在其内部保持特定期望的温控环境的气候室。
下文将参考附图中示意性图解的实施例更加详细地描述本发明，其中：
图1是根据本发明的气候室的示意立体图；以及
图2是图1中气候室的示意性主视图，其中省略了该气候室的前壁。
图1和图2示出了根据本发明的气候室1。该气候室1的外侧由两个相对的侧壁4和6、后壁3、相对的前壁8、顶板5和地板7限定。为了能够尽可能精确地调节气候室内部的温度，这些壁、地板和顶板在它们的配置中优选是隔热的。
该气候室包含隔间2，温控空气穿过该隔间，从而能够控制隔间2中的气候条件，例如空气的温度和/或湿度和/或成分等。隔间2由两个相对的侧壁12和22、后壁(未示出，其可与该气候室的后壁3一致)、顶板28以及地板(其可与该气候室的地板7一致)限定。在该实施例中，隔间2被分割为四个子隔间10。然而，更多或更少的子隔间10也完全是可能的。每个子隔间10分别通过热交换器11彼此分隔开。此外，侧壁22被配置为热交换器，以及侧壁12也可以可选地被配置为热交换器。这些热交换器11、12和22可以被配置为如EP 1104987中所描述的热交换器。这种已知的热交换器大体由带有大量穿孔以及流体管的金属板构成。为了能够影响该板的温度，具有特定期望温度的流体(尤其是水)穿过该流体管，所以该板被保持在一特定温度或达到一特定温度。该穿孔板通常直立竖直地定位，且在该板竖直直立定位的情况下让水平气流穿过该穿孔板，该气流横向到达该板的表面，穿过所述穿孔，然后以便继续流动至该板的另一侧。随着气流穿过该板，该气流的温度可被影响。如果气流的温度要被增大，则该板将具有比气流更高的温度或者达到更高的温度，并且如果气流的温度要被降低，则该板将具有比气流更低的温度或者达到更低的温度。为了更详细地描述该类型的热交换器的实施例，参考上述出版物EP 1104987，以及申请人于2007年7月13日提交的申请PCT/NL2007/050370(申请号)。
如图1中可看到的，子隔间10可经由设置在前壁8中的门29进入。经由门29，可将包含有待被处理或待被贮存在子隔间10中的产品的厢体(carriage)24、25引入所述隔间。如图2中示意性指示的，这些产品可以是例如小鸡26或蛋27。
具体地，如在图1中所指示的，隔间2的顶板28和气候室1的顶板5之间的空间由挡板14分割。放置在所述挡板14中的是一个或多个风扇15(在图1中未示出)，用于使得空气流按图2中的箭头所指示的进行流通。参考图2，风扇15在左手侧将空气吸出返回通道23，以便在右手侧将空气吹入供应通道3。因此，挡板14和/或风扇15可以说是形成返回通道23和供应通道3之间的分割。供应通道3从风扇15一直延伸至热交换器22。经由热交换器22中的穿孔，空气接着进入隔间2，从而到达第一子隔间10、水平流动通过所述第一子隔间10、经由热交换器11到达第二子隔间10、水平流动通过所述第二子隔间10、经由相对的热交换器11到达第三子隔间、以水平流动通过所述第三子隔间、接着经由相对的热交换器11返回至第四子隔间10。在水平流动通过第四子隔间10之后，所述空气将经由侧壁12(其可选地也可配置为热交换器)到达返回通道23，从而经由返回通道流动返回至风扇15的吸入侧。
风扇15经由轴30被驱动器16电驱动。由风扇15所排出的空气通过以下方式被加热：空气层彼此摩擦；空气沿着风扇15和风扇壳移动；空气的压缩以及其他空气动力学现象。所生成的热量似乎依赖于风扇的旋转速度。通过控制该旋转速度，可调整穿过风扇的空气所经受的热。可以通过本领域普通技术人员已知的各种不同的方式来调节这种类型的风扇的旋转速度。在该实施例中，风扇15的旋转速度由频率调节器17调节。改变供应至风扇15的电机16的交流电的频率将改变该风扇的旋转速度。
在供应通道3中在风扇15的上游设有温度传感器19，该温度传感器19被能传送信号地(actively)连接至调节器17。因而，该调节器17能够根据温度传感器19所检测到的温度来调节风扇15的旋转速度。风扇15反应非常快速，几乎没有延迟，以调整旋转速度。这还意味着由使得风扇15旋转所产生的热量可以被快速改变。相对低的旋转速度比相对高的旋转速度形成更少的热量。增大旋转速度将生成更多的热量，所以其温度升高。降低旋转速度将生成更少的热，从而当空气流穿过风扇时也将吸收更少的热。因而，当空气流离开风扇时，该空气流的温度将更低。因此，这种温度的降低不是冷却的结果(毕竟，当空气流流经风扇时，该空气流仍被加热)，而是更少热量产生的结果。对这种(摩擦)热的影响使得穿过风扇15的空气流的温度能够被快速影响。
另外，图2还示出了喷雾器18，通过该喷雾器18，液体(例如水)可被喷射在供应通道3中。该喷雾器18被设置在温度传感器19的上游以及风扇15的下游。喷雾器18也可被设置在风扇15的上游。将液体喷射在气流中导致蒸发，并且相应地导致温度降低。增大风扇的旋转速度使得温度的降低能够被补偿。这种对温度降低的补偿具有附加的优势，即，在热交换器22和隔间2中将发生更少的冷凝。
另外，图2示出了气体供应部20，可经由气体供应部20添加气体。所述气体供应部20也是被设置在温度传感器19的上游以及风扇15的上游。用于排放空气的出口21被设置在风扇的下游。应注意，将出口21和入口20设置在其他地方(例如，风扇的另一侧)也是可能的。总而言之，喷雾器18和/或气体供应部20将被设置在温度传感器19的上游以及隔间2的壁12的下游。优选地，喷雾器18和/或气体供应部20被设置在风扇15的下游。
附图中所使用的参考数字列表
1气候室
2隔间
3供应通道
4气候室的侧壁
5气候室的顶板
6气候室的侧壁
7气候室的地板
8气候室的前壁
9气候室的后壁
10子隔间
11热交换器
12热交换器
14分割挡板
15风扇
16风扇的驱动器
17调节器
18喷雾器
19温度传感器
20气体供应部，入口
21出口
22热交换器
23返回通道
24包含小鸡的厢体
25包含蛋的厢体
26小鸡
27蛋
28隔间的顶板
29通向子隔间的门
30轴

Claims (19)

1.用于调节气候室(1)的温度的方法，该气候室包括温控隔间(2)，在所述温控隔间(2)中装有一种产品，例如种蛋(27)或小鸡(26)，尤其是雏鸡，其中所述气候室(1)包括：
■风扇(15)；
■供应通道(3)，其从所述风扇(15)一直延伸至所述隔间(2)；
■温度传感器(19)，其设置在所述供应通道(3)中；
由所述风扇(15)将空气流经由所述供应通道(3)供应至所述隔间(2)；
通过所述控制传感器(19)检测流经所述供应通道(3)的空气的温度；
调整所述风扇(15)的旋转速度，用于影响由所述风扇(15)所排出的空气的温度。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述温度传感器(19)存在于所述供应通道(3)中；以及其中流经所述供应通道(3)的空气的温度通过所述温度传感器(19)来检测；以及其中所述风扇的旋转速度根据所述温度传感器(19)所检测到的温度而调整。
3.根据权利要求2所述的方法，其中由所述温度传感器(19)所检测到的温度与目标温度相比较，并且其中如果所检测到的温度低于所述目标温度，则增大所述风扇(15)的旋转速度；以及如果所检测到的温度高于所述目标温度，则降低所述风扇(15)的旋转速度。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述气候室(1)包括从所述隔间(2)一直延伸至所述风扇(15)的返回通道(23)，以及其中来自所述隔间(2)的空气经由所述返回通道(23)返回至所述风扇(15)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述气候室(1)包括用于影响供应至所述隔间(2)的空气温度的热交换器(22)，所述热交换器(22)被设置在所述隔间(2)的上游，并且至少地，如果设置了所述温度传感器(19)，则所述热交换器(22)被设置在所述温度传感器(19)的下游。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述热交换器(22)包括板状主体，所述板状主体设有：
■多个穿孔，用于允许供应至所述隔间(2)的空气流通过；
■流体管道，流体可流动通过所述流体管道。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其中所述热交换器(22)限定所述隔间(2)的第一侧壁，以及其中所述返回通道(23)连接至所述隔间(2)的相对的第二侧壁(12)。
8.根据前述权利要求2-7中任一项所述的方法，其中流体，例如水，被喷射在所述温度传感器(19)的上游，优选地被喷射在所述供应通道(3)中。
9.根据前述权利要求2-8中任一项所述的方法，其中气体，例如新鲜空气，被添加在所述温度传感器(19)的上游。
10.使用气候室(1)的风扇(15)的旋转速度影响通过所述风扇(15)所排出的空气温度的用途。
11.气候室(1)，该气候室包括用于一种产品的温控隔间(2)，所述产品例如为种蛋(27)或小鸡(26)，尤其是雏鸡；其中所述气候室包括：
■风扇(15)；
■供应通道(3)，用于将空气流供应至所述隔间，所述供应通道(3)从所述风扇(15)一直延伸至所述隔间(2)；
■温度传感器(19)，其设置在所述供应通道(3)中，用于在使用中检测流经所述供应通道(3)的空气流的温度；
■调节器(17)，用于在使用中调节供应至所述隔间(2)的空气流的温度；
所述风扇(15)被配置为用于将空气流经由所述供应通道(3)供应至所述隔间(2)；
所述调节器(17)被配置为调整所述风扇(15)的旋转速度，从而影响由所述风扇(15)所排出的空气的温度。
12.根据权利要求11所述的气候室，其中所述温度传感器(19)存在于所述供应通道(3)中，用于检测流经所述供应通道(3)的空气的温度；以及其中所述调节器进一步被配置为用于根据所述温度传感器(19)所检测到的温度来调整所述风扇的旋转速度。
13.根据权利要求12所述的气候室(1)，其中所述调节器(17)被配置为将由所述温度传感器(19)所检测到的温度与目标温度相比较，并且如果所检测到的温度低于所述目标温度，则增大所述风扇(15)的旋转速度，如果所检测到的温度高于所述目标温度，则降低所述风扇的旋转速度。
14.根据权利要求11-13中任一项所述的气候室(1)，其中所述气候室(1)包括从所述隔间(2)一直延伸至所述风扇(15)的返回通道(23)，用于将来自所述隔间(2)的空气经由所述返回通道(23)返回至所述风扇(15)。
15.根据权利要求11-14中任一项所述的气候室(1)，其中所述气候室(1)包括用于影响供应至所述隔间(2)的空气的温度的热交换器(22)，所述热交换器(22)被设置在所述隔间(2)的上游以及所述温度传感器(19)的下游。
16.根据权利要求15所述的气候室(1)，其中所述热交换器(22)包括板状主体，所述板状主体设有：
■多个穿孔，用于允许供应至所述隔间(2)的空气流通过；
■流体管道，流体可流动通过所述流体管道。
17.根据权利要求15或16所述的气候室(1)，其中所述热交换器(22)限定所述隔间的第一侧壁，以及其中所述返回通道(23)连接至所述隔间(2)的相对的第二侧壁(12)。
18.根据权利要求11-17中任一项所述的气候室(1)，其中用于喷射液体例如水的喷雾器(18)被设置在所述温度传感器(19)的上游，优选地在所述供应通道(3)中。
19.根据权利要求11-18中任一项所述的气候室(1)，其中气体供应部(20)被设置在所述温度传感器(19)的上游，用于添加气体，例如新鲜空气。
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