CN113678739B - 一种禽畜养殖舍环境控制***及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及养殖环境控制领域，具体公开了一种禽畜养殖舍环境控制***及其控制方法，包括新风机组、回风机组、排风处理机组、换热组件、风口组件、送风管、回风管、排风管和控制设备；新风机组与回风机组均用于抽取空气并进行过滤、病毒及细菌消杀、温湿度调节后送出风用于禽畜养殖舍的环境控制；排风处理机组用于抽取排风管内的空气经过杀菌除臭后排出禽畜养殖舍；换热组件用于实现新风与排风的热交换，回收排风中的能量再利用，预冷或者预热新风。本发明通过同时并存的新风机组和排风处理机组及回风机组，提高了***的运行能效，回风机组可以与新风组件共同处理新风的空气处理方式，实现了***可以根据不同工况，灵活地改变运行模式。

Description

一种禽畜养殖舍环境控制***及其控制方法

技术领域

本发明涉及养殖环境控制领域，尤其涉及一种禽畜养殖舍环境控制***及其控制方法。

背景技术

随着现代化的养殖业发展，集中式的大型禽类畜类养殖舍越来越先进与高效，为了应对大量密集式养殖导致的空气环境质量下降，导致养殖环境变差影响禽畜的健康和肉质，新风***和换气***被大量的运用。

现有动物养殖舍环境控制***大多只有新风机组或排风处理机组，却没有回风机组，当对禽畜养殖舍进行温湿度控制时，全新风***的空气处理能耗大。节能的办法是增加回风机组，回风机组的能耗较小，从而提高环境控制***的运行能效。

现有动物养殖舍环境控制***的工况适应能力有待增强，尚未见到新风、回风分别采用新风机组与回风机组进行空气处理、同时回风机组也可以同时处理新风的空气处理方式；而这种空气处理方式可以根据***运行的工况变化，灵活地改变运行模式，在满足养殖舍环境控制要求的同时，实现环境控制***的节能运行。

现有动物养殖舍环境控制***普遍采用风量很大的排风机，排风量无法根据养殖舍环境需求精确控制，导致风机能耗大。当通过变频调节降低排风量时，其风机压头不够，养殖舍的污染空气无法顺利排出室外，养殖舍环境空气质量恶化，影响动物的健康，导致动物疾病的发生；并且，排风管上通常只设置一台排风机，因此，环境控制***的可靠性较低。

现有动物养殖舍环境控制***，如采用湿帘的***或普通中央空调***，尚未实现送风温湿度的精准控制。而精准的送风温湿度控制可以实现小温差局部精准送风方式，把风直接送到动物生活区的附近，从而提高动物生活区的空气质量。

现有动物养殖舍环境控制***采用空调***时，很少采用新风与排风不产生交叉污染的能量回收***，从而浪费掉了排风的能量，不节能。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种禽畜养殖舍环境控制***及其控制方法。

本发明采用的技术方案是：一种禽畜养殖舍环境控制***，包括若干个动物生活区、新风机组、回风机组、排风处理机组、换热组件、风口组件、送风管、回风管、排风管和控制设备；

所述新风机组与所述回风机组均用于抽取空气并进行过滤、病毒及细菌消杀、温湿度调节后送出新风用于禽畜养殖舍环境控制；所述排风处理机组用于抽取排风管内的空气经过杀菌除臭后排出禽畜养殖舍；所述换热组件包括新风换热器、排风换热器、工质循环泵和工质循环管道，所述新风换热器和所述排风换热器通过所述工质循环管道呈闭环相连，所述工质循环泵设于所述工质循环管道上；所述风口组件包括若干个送风口、若干个回风口、若干个排风口，所述送风口设于动物生活区的上部，所述回风口设于动物生活区一侧或多侧，所述排风口设于动物生活区的下方；所述控制设备包括控制器、阀门组件和传感器组件，所述控制器用于控制新风机组、回风机组、排风处理机组、阀门组件的工作状态以及接收传感器组件的信号，所述传感器组件用于通过传感器检测空气的温度、湿度、流量以及有害气体浓度；所述阀门组件包括第一新风阀、第二新风阀、回风阀；所述新风换热器的入口与禽畜养殖舍之外相连通，所述新风换热器的出口通过第二新风阀与所述新风机组的入口相连，所述新风换热器的出口通过第一新风阀与所述回风机组的入口相连通，所述新风机组和所述回风机组的出口处均与所述送风管相连，若干个所述送风口均与所述送风管相连；若干个所述回风口均与所述回风管的前端相连，所述回风管尾端设有变频回风机，所述变频回风机通过所述回风阀与所述回风机组的入口相连；若干个所述排风口均与所述排风处理机组的入口通过所述排风管相连。

作为优选地，所述新风机组包括依次相连的第二初效过滤器、第二中效过滤器、第二空气消杀装置、第四表面式换热器、第三表面式换热器、第二变频送风机；所述回风机组包括依次相连的第一初效过滤器、第一中效过滤器、第一空气消杀装置、第一表面式换热器、第二表面式换热器、第一变频送风机；所述排风处理机组包括依次相连的第二变频排风机、排风除臭杀菌装置、排风换热器、第一变频排风机、负压通风装置。

优选地，所述负压通风装置是风帽或避风天窗中的其中一种或其组合。

优选地，所述排风换热器和所述新风换热器均是表面式换热器或热管的其中一种或其组合。

优选地，所述传感器组件包括若干个干球温度传感器、若干个湿度传感器、若干个有害气体浓度传感器、若干个流量传感器；所述新风换热器的入口、所述第一表面式换热器的两端、所述第二表面式换热器的两端、所述第三表面式换热器的两端、所述第四表面式换热器的两端、动物生活区均分别设有干球温度传感器和湿度传感器；所述第一变频送风机的出口处、所述第二变频送风机的出口处、第二变频排风机的入口处、回风管均分设有流量传感器，动物生活区还设有若干个有害气体浓度传感器。

一种禽畜养殖舍环境控制***的控制方法，通过上述禽畜养殖舍环境控制***，其实现所述控制方法的步骤如下：

S1、控制有害气体浓度，根据布置在动物生活区的传感器组件测量出有害气体的浓度，其测量值为Ci，设定害气体浓度阈值为Ciset，有害气体浓度控制差值设置为ΔCi；当Ci≥Ciset+ΔCi，则增加新风机组的通风量，使新风量增大，降低动物生活区的有害气体浓度；当Ci≤Ciset-ΔCi，则降低新风机组的通风量，减少新风量；

S2、控制空气湿度，设定动物生活区的传感器组件测量空气的湿度测量值为RHn，设定湿度阈值为RHset，湿度控制差值设置为ΔRH；当RHn≥RHset+ΔRH时，增加新风机组的制冷量，使除湿量增加，动物生活区的湿度下降；当RHn≤RHset-ΔRH时，减低新风机组的制冷量，使除湿量减少，动物生活区的湿度上升；

S3、进一步控制湿度，当新风机组制冷***的制冷量达到上限时，并且仍然有RHn≥RHset+ΔRH时，则增加新风机组的送风量，使除湿效率增加，使得动物生活区的湿度RHn下降；当制冷***的制冷量达到下限，仍然有RHn≤RHset-ΔRH时，则新风机组用于制冷的制冷设备停机；

S4、控制环境温度，通过动物生活区的传感器组件测量出空气的温度Tn；设定温度阈值为Tnset，温度控制差值设置为ΔT；当Tn≥Tnset+ΔT时，增加回风机组的制冷效率，使得室内制冷量增加，动物生活区的温度下降；当Tn≤Tnset-ΔT时，降低回风机组的制冷效率，使得室内制冷量减少，动物生活区的温度上升；从而，使得动物生活区的温度Tn在满足要求的范围内变化；

S5、进一步控制温度，当回风机组制冷量达到设备功率上限，仍然存在Tn≥Tnset+ΔT时，增加新风机组的制冷量，使得全***的制冷量增加，动物生活区的温度下降；当回风机组制冷***的压缩机的频率和制冷量达到下限值，仍然有Tn≤Tnset-ΔT时，关闭回风机组制冷***的压缩机，使得全***制冷量减少，动物生活区的温度上升；从而，使得动物生活区的温度Tn在满足要求的范围内变化。

作为优选地，还包括步骤如下：

S6、排风量控制，传感器组件测量养殖舍的室内外压差ΔP，设定室内外压差阈值ΔPset，室内外压差控制差值设置为5Pa；当ΔP≥ΔPset+5时，降低排风处理机组的排风量，使得室内外压差ΔP降低；当ΔP≤ΔPset-5时，增大排风处理机组排风量，使得室内外压差ΔP上升。

优选地，还包括步骤如下：

S7、进一步控制排风量，当第一变频排风机和第二变频排风机的工作功率达到下限，仍然有ΔP≥ΔPset+5时，关闭第一变频排风机或第二变频排风机中的一台；当ΔP≤ΔPset-5时，升高正在运行的变频排风机的工作功率；当正在运行的变频排风机的工作效率达到上限，仍然有ΔP≤ΔPset-5时，则第一变频排风机和第二变频排风机均启动。

本发明的有益效果是：

(1)通过同时并存的新风机组和排风处理机组及回风机组，回风空气处理的焓差或温差较小，消耗冷量或热量较少，制冷所需蒸发温度较高，即制冷***能效比高，处理能耗低，从而提高了***的运行能效。

(2)本发明的新风、回风分别采用新风机组与回风机组进行空气处理，同时回风机组也可以同时处理新风的空气处理方式，实现了***可以根据不同工况，灵活地改变运行模式，在满足养殖舍环境控制要求的同时，达到节能的目的。

附图说明

图1为本发明的环境控制***示意图。

图中：1、第一新风阀；2、第一初效过滤器；3、第一中效过滤器；4、第一空气消杀装置；5、第一表面式换热器；6、第二表面式换热器；7、第一变频送风机；8、回风机组；9、控制器；10、送风管；11、回风管；12、送风口；13、回风口；14、负压通风装置；15、第一变频排风机；16、排风换热器；17、排风除臭杀菌装置；18、第二变频排风机；19、排风口；20、排风管；21、工质循环泵；22、工质循环管道；23、新风机组；24、第二变频送风机；25、第三表面式换热器；26、第四表面式换热器；27、第二空气消杀装置；28、第二中效过滤器；29、第二初效过滤器；30、第二新风阀；31、变频回风机；32、回风阀；33、新风换热器；34、干球温度传感器；35、湿度传感器；36、有害气体浓度传感器；37、流量传感器。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

参见图1，本发明是一种禽畜养殖舍环境控制***及其控制方法，动物生活区为图中禽畜养殖舍中虚线框内的区域，包括一种禽畜养殖舍环境控制***，包括若干个动物生活区、新风机组23、回风机组8、排风处理机组、换热组件、风口组件、送风管10、回风管11、排风管20和控制设备；

新风机组23与回风机组8均用于抽取空气并进行过滤、病毒及细菌消杀、温湿度调节后送出新风用于禽畜养殖舍环境控制；排风处理机组用于抽取排风管20内的空气经过杀菌除臭后排出禽畜养殖舍；换热组件包括新风换热器33、排风换热器16、工质循环泵21和工质循环管道22，新风换热器33和排风换热器16通过工质循环管道22呈闭环相连，工质循环泵21设于工质循环管道22上；风口组件包括若干个送风口12、若干个回风口13、若干个排风口19，送风口12设于动物生活区的上部，回风口13设于动物生活区的一侧或多侧，且设于动物生活区的上部、中部、下部的任意位置，优选的回风口13设于动物生活区的中下部，排风口19设于动物生活区的下方；控制设备包括控制器9、阀门组件和传感器组件，控制器9用于控制新风机组23、回风机组8、排风处理机组、阀门组件的工作状态以及接收传感器组件的信号，传感器组件用于通过传感器检测空气的温度、湿度、流量以及有害气体浓度；阀门组件包括第一新风阀1、第二新风阀30、回风阀32；新风换热器33的入口与禽畜养殖舍之外相连通，新风换热器33的出口通过第二新风阀30与新风机组23的入口相连，新风换热器33的出口通过第一新风阀1与回风机组8的入口相连通，新风机组23和回风机组8的出口处均与送风管10相连，若干个送风口12均与送风管10相连；若干个回风口13均与回风管11的前端相连，回风管11尾端设有变频回风机31，变频回风机31通过回风阀32与回风机组8的入口相连；若干个排风口19均与排风处理机组的入口通过排风管20相连。

作为优选地，新风机组23包括依次相连的第二初效过滤器29、第二中效过滤器28、第二空气消杀装置27、第四表面式换热器26、第三表面式换热器25、第二变频送风机24；回风机组8包括依次相连的第一初效过滤器2、第一中效过滤器3、第一空气消杀装置4、第一表面式换热器5、第二表面式换热器6、第一变频送风机7；排风处理机组包括依次相连的第二变频排风机18、排风除臭杀菌装置17、排风换热器16、第一变频排风机15、负压通风装置14。

优选地，负压通风装置14是风帽或避风天窗中的其中一种或其组合。

优选地，排风换热器16和新风换热器33均是表面式换热器或热管的其中一种或其组合。

优选地，传感器组件包括若干个干球温度传感器34、若干个湿度传感器35、若干个有害气体浓度传感器36、若干个流量传感器37；新风换热器33的入口、第一表面式换热器5的两端、第二表面式换热器6的两端、第三表面式换热器25的两端、第四表面式换热器26的两端、动物生活区均分别设有干球温度传感器34和湿度传感器35；第一变频送风机7的出口处、第二变频送风机24的出口处、第二变频排风机18的入口处、回风管11均分设有流量传感器37，动物生活区还设有若干个有害气体浓度传感器36。

一种禽畜养殖舍环境控制***的控制方法，通过上述禽畜养殖舍环境控制***，其实现控制方法的步骤如下：

S1、控制有害气体浓度，根据布置在动物生活区的传感器组件测量出有害气体的浓度，其测量值为Ci，设定害气体浓度阈值为Ciset，有害气体浓度控制差值设置为ΔCi；当Ci≥Ciset+ΔCi，则增加新风机组23的通风量，使新风量增大，降低动物生活区的有害气体浓度；当Ci≤Ciset-ΔCi，则降低新风机组23的通风量，减少新风量；

S2、控制空气湿度，设定动物生活区的传感器组件测量空气的湿度测量值为RHn，设定湿度阈值为RHset，湿度控制差值设置为ΔRH；当RHn≥RHset+ΔRH时，增加新风机组23的制冷量，使除湿量增加，动物生活区的湿度下降；当RHn≤RHset-ΔRH时，减低新风机组23的制冷量，使除湿量减少，动物生活区的湿度上升；

S3、进一步控制湿度，当新风机组23制冷***的制冷量达到上限时，并且仍然有RHn≥RHset+ΔRH时，则增加新风机组23的送风量，使除湿效率增加，使得动物生活区的湿度RHn下降；当制冷***的制冷量达到下限，仍然有RHn≤RHset-ΔRH时，则新风机组23用于制冷的制冷设备停机；

S4、控制环境温度，通过动物生活区的传感器组件测量出空气的温度Tn；设定温度阈值为Tnset，温度控制差值设置为ΔT；当Tn≥Tnset+ΔT时，增加回风机组8的制冷效率，使得室内制冷量增加，动物生活区的温度下降；当Tn≤Tnset-ΔT时，降低回风机组8的制冷效率，使得室内制冷量减少，动物生活区的温度上升；从而，使得动物生活区的温度Tn在满足要求的范围内变化；

S5、进一步控制温度，当回风机组8制冷量达到设备功率上限，仍然存在Tn≥Tnset+ΔT时，增加新风机组23的制冷量，使得全***的制冷量增加，动物生活区的温度下降；当回风机组8制冷***的压缩机的频率和制冷量达到下限值，仍然有Tn≤Tnset-ΔT时，关闭回风机组8制冷***的压缩机，使得全***制冷量减少，动物生活区的温度上升；从而，使得动物生活区的温度Tn在满足要求的范围内变化。

优选地，还包括步骤如下：

S6、排风量控制，传感器组件测量养殖舍的室内外压差ΔP，设定室内外压差阈值ΔPset，室内外压差控制差值设置为5Pa；当ΔP≥ΔPset+5时，降低排风处理机组的排风量，使得室内外压差ΔP降低；当ΔP≤ΔPset-5时，增大排风处理机组排风量，使得室内外压差ΔP上升。

优选地，还包括步骤如下：

S7、进一步控制排风量，当第一变频排风机15和第二变频排风机18的工作功率达到下限，仍然有ΔP≥ΔPset+5时，关闭第一变频排风机15或第二变频排风机18中的一台；当ΔP≤ΔPset-5时，升高正在运行的变频排风机的工作功率；当正在运行的变频排风机的工作效率达到上限，仍然有ΔP≤ΔPset-5时，则第一变频排风机15和第二变频排风机18均启动。

其中，新风机组23内部设有第三表面式换热器25和第四表面式换热器26，用于对新风进行热湿处理。回风机组8内部设置有第一表面式换热器5和第二表面式换热器6，用于对回风或新风或者新风与回风的混合风进行热湿处理。

上述的第一初效过滤器2、第一中效过滤器3、第一空气消杀装置4、第二中效过滤器28、第二初效过滤器29、第二空气消杀装置27，均是用于对空气进行过滤、病毒及细菌消杀，从而净化回风与新风。

负压通风装置14(风帽或避风天窗等)使得排风管20出口处形成负压的自然通风动力效果，从而实现节能的目的。

第一变频排风机15的作用是帮助第二变频排风机18克服排风处理机组的流动阻力，通过第二变频排风机18前面的流量传感器37可以检测出排风处理机组的实际流量，当负压通风装置14产生的负压与第二变频排风机18产生的压头足够克服排风处理机组的流动阻力时，控制器9发出指令关闭第一变频排风机15，从而进一步实现节能。

排风换热器16(表面式换热器或热管等)、工质循环泵21、工质循环管道22以及新风换热器33(表面式换热器或热管等)组合在一起成换热组件，用于实现新风与排风的热交换，回收排风中的能量再利用，预冷或者预热新风，从而有效降低新风处理能耗，实现新风处理的节能运行。

优选的，控制器9还包括网络通信接口，用于让控制器9连接上通讯网络进行远程数据传输和远程控制。

作为本发明一个的具体实施例，以生猪养殖舍为例，

S1、控制有害气体浓度，选取二氧化碳、氨气、硫化氢等有害气体中的一种作为浓度控制目标，本实施例以二氧化碳为例，根据布置在动物生活区的传感器组件测量出有害气体的浓度，其测量值为Ci，设定害气体浓度阈值为Ciset(本实施例Ciset为900毫克/立方米，根据实际的需求设定)，有害气体浓度控制差值设置为Δci(本实施例为50毫克/立方米，根据实际的需求设定)；当Ci≥Ciset+ΔCi，则增加新风机组23的通风量，使新风量增大，降低动物生活区的有害气体浓度；当Ci≤Ciset-ΔCi，则降低新风机组23的通风量，减少新风量；此时动物生活区的有害气体浓度降会上升；这样，动物生活区布置二氧化碳浓度就控制在需求的范围内，实现需求控制通风；

S2、控制空气湿度，设定动物生活区的传感器组件测量空气的湿度测量值为RHn(相对湿度或者含湿量)，设定湿度阈值为RHset(本实施例为相对湿度70％，根据实际的需求设定)，湿度控制差值设置为ΔRH(本实施例为相对湿度10％，根据实际的需求设定)；当RHn≥RHset+ΔRH时，增加新风机组23的制冷量，使除湿量增加，动物生活区的湿度下降；当RHn≤RHset-ΔRH时，减低新风机组23的制冷量，使除湿量减少，动物生活区的湿度上升；从而使得动物生活区的湿度RHn在满足要求的范围内变化；

S3、进一步控制湿度，当新风机组23制冷***的制冷量达到上限时，并且仍然有RHn≥RHset+ΔRH时，则增加新风机组23的送风量，使除湿效率增加，使得动物生活区的湿度RHn下降；当制冷***的制冷量达到下限，仍然有RHn≤RHset-ΔRH时，则新风机组23用于制冷的制冷设备停机，使得动物生活区的湿度RHn上升；从而，使得动物生活区的湿度RHn在满足要求的范围内变化；

S4、控制环境温度，通过动物生活区的传感器组件测量出空气的温度Tn；设定温度阈值为Tnset(本实施例为相对温度27℃，根据实际的需求设定)，温度控制差值设置为ΔT(本实施例为1℃，根据实际的需求设定)；当Tn≥Tnset+ΔT时，增加回风机组8的制冷效率，使得室内制冷量增加，动物生活区的温度下降；当Tn≤Tnset-ΔT时，降低回风机组8的制冷效率，使得室内制冷量减少，动物生活区的温度上升；从而，使得动物生活区的温度Tn在满足要求的范围内变化；

S5、进一步控制温度，当回风机组8制冷量达到设备功率上限，仍然存在Tn≥Tnset+ΔT时，增加新风机组23的制冷量，使得全***的制冷量增加，动物生活区的温度下降；当回风机组8制冷***的压缩机的频率和制冷量达到下限值，仍然有Tn≤Tnset-ΔT时，关闭回风机组8制冷***的压缩机，使得全***制冷量减少，动物生活区的温度上升；从而，使得动物生活区的温度Tn在满足要求的范围内变化；

S6、排风量控制，传感器组件测量养殖舍的室内外压差ΔP，设定室内外压差阈值ΔPset(本实施例为10Pa，根据实际的需求设定)，室内外压差控制差值设置为5Pa(根据实际的需求设定)；当ΔP≥ΔPset+5时，降低排风处理机组的排风量(在实际工程中，可根据实际情况，第一变频排风机15和第二变频排风机18可以取消其中的一个，也就是说只需要设置一台全压较大的变频排风机即可)，使得室内外压差ΔP降低；当ΔP≤ΔPset-5时，增大排风处理机组排风量，使得室内外压差ΔP上升；这样使得室内外有10Pa左右的压差，确保室内的压力高于室外的压力；

S7、进一步控制排风量，当第一变频排风机15和第二变频排风机18的工作功率达到下限，仍然有ΔP≥ΔPset+5时，关闭第一变频排风机15或第二变频排风机18中的一台，使室内外压差ΔP降低；当ΔP≤ΔPset-5时，升高正在运行的变频排风机的工作功率；当正在运行的变频排风机的工作效率达到上限，仍然有ΔP≤ΔPset-5时，则第一变频排风机15和第二变频排风机18均启动，排风***按上述步骤S6运行；这样，通过两台排风的联合运行调节，室内外有10Pa左右的压差，确保室内的压力高于室外的压力。

下面结合上述***结构方案以及控制方法，根据不同的工况进行详细描述：

(1)当只需要开新风机组23与排风处理机组的情况下，其空气处理流程为：

A.新风运行流程为：室外空气→新风换热器33→第二新风阀30→第二初效过滤器29→第二中效过滤器28→第二空气消杀装置27→第四表面式换热器26→第三表面式换热器25→第二变频送风机24→送风管10→送风口12→动物生活区；

B.排风运行流程为：动物生活区→排风口19→排风管20→第二变频排风机18→排风除臭杀菌装置17→排风换热器16→第一变频排风机15→负压通风装置14→室外；

C.回风机组8关闭。

其控制方式为：

通过设置在动物生活区的干球温度传感器34、湿度传感器35及有害气体浓度传感器36检测动物生活区的环境控制参数，这些传感器数据传递给控制器9。控制器9根据预先设定好的控制参数目标值及控制算法程序，判断出只开新风机组23及排风处理机组就能满足室内环境控制的要求，发出控制指令，控制新风机组23内部的第四表面式换热器26或第三表面式换热器25的制冷量(或制热量)及第二变频送风机24的转速。同时，控制器9根据排风量与送风量之间匹配算法程序发出指令，控制第二变频排风机18与第一变频排风机15的转速，从而精准控制排风量。

通过以上控制方式，在维持室内空气质量的同时，防止通风量过大或过小，按照需求控制通风，从而实现环境控制***的节能运行。第一变频排风机15的作用是帮助第二变频排风机18克服排风处理机组的流动阻力，通过第二变频排风机18前面的流量传感器37可以检测出排风处理机组的实际流量，当负压通风装置14产生的负压与第二变频排风机18产生的压头足够克服排风处理机组的流动阻力时，控制器9发出指令关闭第一变频排风机15，从而进一步带来节能。

(2)只开回风机组8与排风处理机组的需求控制通风模式。

此时，空气处理流程为：

A.送风回风的流程为：室外空气→新风换热器33→第一新风阀1→第一初效过滤器2→第一中效过滤器3→第一空气消杀装置4→第一表面式换热器5→第二表面式换热器6→第一变频送风机7→送风管10→送风口12→动物生活区；室内回风→回风口13→回风管11→变频回风机31→回风阀32→第一初效过滤器2→第一中效过滤器3→第一空气消杀装置4→第一表面式换热器5→第二表面式换热器6→第一变频送风机7→送风管10→送风口12→动物生活区。

B.排风的流程为：室内污染空气→排风口19→排风管20→第二变频排风机18→排风除臭杀菌装置17→排风换热器16→第一变频排风机15→负压通风装置14→室外。

此时，新风机组23关闭。

其控制方式为：

设置在动物生活区的干球温度传感器34，湿度传感器35及有害气体浓度传感器36检测动物生活区的环境控制参数。这些传感器数据传递给控制器9。控制器9根据预先设定好的控制参数目标值及控制算法程序，判断出只开回风机组8及排风处理机组就能满足室内环境控制的要求，发出控制指令，控制回风机组8内部的第一表面式换热器5或第二表面式换热器6的制冷量(或制热量)、第一变频送风机7与变频回风机31的转速。同时，控制器9根据排风量与送风量之间匹配算法程序发出指令，控制第二变频排风机18与第一变频排风机15的转速，从而精准控制排风量。通过以上控制方式，在维持室内空气质量的同时，防止通风量过大或过小，实现需求控制通风，从而实现环境控制***的节能运行。通过第二变频排风机18前面的流量传感器37可以检测出排风处理机组的实际流量，当负压通风装置14产生的负压与第二变频排风机18产生的压头足够克服排风处理机组的流动阻力时，控制器9发出指令关闭第一变频排风机15，从而进一步带来节能。

(3)同时开启新风机组23、回风机组8与排风处理机组的需求控制通风模式

此时，空气处理流程为：

A.送风***流程为：室外空气→新风换热器33→第二新风阀30→第二初效过滤器29→第二中效过滤器28→第二空气消杀装置27→第四表面式换热器26→第三表面式换热器25→第二变频送风机24→送风管10→送风口12→动物生活区；

室内回风→回风口13→回风管11→变频回风机31→回风阀32→第一初效过滤器2→第一中效过滤器3→第一空气消杀装置4→第一表面式换热器5→第二表面式换热器6→第一变频送风机7→送风管10→送风口12→动物生活区。

B.排风的流程为：室内污染空气→排风口19→排风管20→第二变频排风机18→排风除臭杀菌装置17→排风换热器16→第一变频排风机15→负压通风装置14→室外。

此时，第一新风阀1关闭。

其控制方式为：

设置在动物生活区的干球温度传感器34，湿度传感器35及有害气体浓度传感器36检测动物生活区的环境控制参数。这些传感器数据传递给控制器9。控制器9根据预先设定好的控制参数目标值及控制算法程序，判断出必须开新风机组23、回风机组8及排风处理机组才能满足室内环境控制的要求，分别发出控制指令，控制新风机组23内部的第四表面式换热器26或第三表面式换热器25的制冷量(或制热量)及第二变频送风机24的转速；控制回风机组8内部的第一表面式换热器5或第二表面式换热器6的制冷量(或制热量)及第一变频送风机7的转速。同时，控制器9根据新风量、回风量及排风量之间匹配算法程序发出指令，控制第二变频送风机24、第一变频送风机7、变频回风机31、第二变频排风机18及第一变频排风机15的转速，从而精准控制新风量、回风量及排风量。通过以上控制方式，在维持室内空气质量的同时，防止通风量过大或过小，实现需求控制通风，从而实现环境控制***的节能运行。通过第二变频排风机18前面的流量传感器37可以检测出排风处理机组的实际流量，当负压通风装置14产生的负压与第二变频排风机18产生的压头足够克服排风处理机组的流动阻力时，控制器9发出指令关闭第一变频排风机15，从而进一步带来节能。

(4)不需要制冷或制热的全新风运行模式

在某些工况下，室外气象条件满足新风直入的要求，则关闭制冷或者制热***，让新风不经过热湿处理直接送入室内，同时打开排风处理机组。此时，根据室内环境的控制需求，或只开启新风机组23内部的风机和空气消杀装置；或只开启回风机组8内部的风机和空气消杀装置；或者同时打开新风机组23和回风机组8内部的风机和空气消杀装置。

空气处理流程为：

A.当只开启新风机组23内部的风机和空气消杀装置时：

送风***流程为：室外空气→第二新风阀30→第二初效过滤器29→第二中效过滤器28→第二空气消杀装置27→第二变频送风机24→送风管10→送风口12→动物生活区；

排风的流程为：室内污染空气→排风口19→排风管20→第二变频排风机18→排风除臭杀菌装置17→第一变频排风机15→负压通风装置14→室外；

此时，第一新风阀1关闭，回风机组8关闭，回风机组8关闭。

B.当只开启回风机组8内部的风机和空气消杀装置时：

送风***流程为：室外空气→第一新风阀1→第一初效过滤器2→第一中效过滤器3→第一空气消杀装置4→第一变频送风机7→送风管10→送风口12→动物生活区；

排风的流程为：室内污染空气→排风口19→排风管20→第二变频排风机18→排风除臭杀菌装置17→第一变频排风机15→负压通风装置14→室外。

此时，第二新风阀30关闭，新风机组23关闭。

C.当同时打开新风机组23和回风机组8内部的风机和空气消杀装置时：

第一送风流程为：一部分室外空气→新风换热器33→第二新风阀30→第二初效过滤器29→第二中效过滤器28→第二空气消杀装置27→第二变频送风机24→送风管10→送风口12→动物生活区；

第二送风流程为：另外一部分室外空气→第一新风阀1→第一初效过滤器2→第一中效过滤器3→第一空气消杀装置4→第一变频送风机7→送风管10→送风口12→动物生活区；

排风流程为：室内污染空气→排风口19→排风管20→第二变频排风机18→排风除臭杀菌装置17→第一变频排风机15→负压通风装置14→室外。

其控制方式为：

设置在动物生活区的干球温度传感器34，湿度传感器35及有害气体浓度传感器36检测动物生活区的环境控制参数。此外，室外空气入口布置干球温度传感器34与湿度传感器35。这些传感器数据传递给控制器9。控制器9根据预先设定好的控制参数目标值及控制算法程序，判断出室内外气象条件满足新风直入的要求，分别发出控制指令，控制新风机组23内部的第四表面式换热器26和第三表面式换热器25的制冷量(或制热量)，以及回风机组8内部的第一表面式换热器5和第二表面式换热器6关闭。同时，控制器9根据新风量及排风量之间匹配算法程序发出指令，控制第二变频送风机24(或者第一变频送风机7，或者两者同时打开)、第二变频排风机18及第一变频排风机15的转速，从而精准控制新风量及排风量。通过以上控制方式，在维持室内空气质量的同时，防止通风量过大或过小，实现需求控制通风，从而实现环境控制***的节能运行。通过第二变频排风机18前面的流量传感器37可以检测出排风处理机组的实际流量，当负压通风装置14产生的负压与第二变频排风机18产生的压头足够克服排风处理机组的流动阻力时，控制器9发出指令关闭第一变频排风机15，从而进一步带来节能。

(5)部分新风制冷或制热处理，部分新风直入的全新风运行模式

在某些工况下，室外气象条件满足部分新风直入的要求，则关闭回风机组8的制冷或者制热***，让部分新风不经过热湿处理直接送入室内；另一部分新风经过新风机组23进行热湿处理，同时打开排风处理机组。

A.不经过热湿处理的新风处理流程为:室外空气→第一新风阀1→第一初效过滤器2→第一中效过滤器3→第一空气消杀装置4→第一变频送风机7→送风管10→送风口12→动物生活区；

B.经过热湿处理的新风处理流程为:室外空气→新风换热器33→第二新风阀30→第二初效过滤器29→第二中效过滤器28→第二空气消杀装置27→第四表面式换热器26→第三表面式换热器25→第二变频送风机24→送风管10→送风口12→动物生活区；

C.排风的流程为：室内污染空气→排风口19→排风管20→第二变频排风机18→排风除臭杀菌装置17→排风换热器16→第一变频排风机15→负压通风装置14→室外。

此时，第一新风阀1打开，变频回风机31与回风阀32关闭。

其控制方式为：

设置在动物生活区的干球温度传感器34，湿度传感器35及有害气体浓度传感器36检测动物生活区的环境控制参数。此外，室外空气入口布置干球温度传感器34与湿度传感器35。这些传感器数据传递给控制器9。控制器9根据预先设定好的控制参数目标值及控制算法程序，判断出室内外气象条件满足部分新风直入，部分新风需要热湿处理的要求，分别发出控制指令，控制新风机组23内部的第四表面式换热器26和第三表面式换热器25的制冷量(或制热量)打开；控制回风机组8内部的第一表面式换热器5和第二表面式换热器6关闭；控制第一新风阀1打开，变频回风机31与回风阀32关闭。同时，控制器9根据新风量及排风量之间匹配算法程序发出指令，控制第二变频送风机24(或者第一变频送风机7，或者两者同时打开)、第二变频排风机18及第一变频排风机15的转速，从而精准控制新风量及排风量。通过以上控制方式，在维持室内空气质量的同时，防止通风量过大或过小，实现需求控制通风，从而实现环境控制***的节能运行。通过第二变频排风机18前面的流量传感器37可以检测出排风处理机组的实际流量，当负压通风装置14产生的负压与第二变频排风机18产生的压头足够克服排风处理机组的流动阻力时，控制器9发出指令关闭第一变频排风机15，从而进一步带来节能。

本实施例的回风机组8可以同时处理新风的设计方式，相当于是新风机组23的备份，提高了***的可靠性。

可实现独立新风空调***的运行模式。此时，控制新风机组23的制冷***独立运行，实现新风承担***全部湿负荷，即除了承担新风负荷外，还承担室内全部潜热负荷和部分显热负荷；而室内剩余显热负荷由回风机组8承担。这样，回风机组8的制冷机可维持在较高蒸发温度下运行，***能效得到提高。同时，回风机组8实现干盘管运行，可以有效防止因积水产生的环境污染问题。因此，这种设计具节能潜力，又有利于室内空气品质。

此时，空气处理流程同上述“同时开启新风机组23、回风机组8与排风处理机组的需求控制通风模式”的流程。

其控制方式为：

设置在动物生活区的干球温度传感器34，湿度传感器35及有害气体浓度传感器36检测动物生活区的环境控制参数。这些传感器数据传递给控制器9。控制器9根据预先设定好的控制参数目标值及独立新风空调***运行模式的控制算法程序，分别发出控制指令，控制新风机组23内部的第四表面式换热器26或第三表面式换热器25的蒸发温度、制冷量及第二变频送风机24的转速，使新风承担***全部湿负荷，满足室内的湿度控制要求；控制回风机组8内部的第一表面式换热器5或第二表面式换热器6的蒸发温度高于回风空气的露点温度，保持这两个表面式换热器为干盘管运行状态。同时，控制器9根据新风量、回风量及排风量之间匹配算法程序发出指令，控制第二变频送风机24、第一变频送风机7、变频回风机31、第二变频排风机18及第一变频排风机15的转速，从而精准控制新风量、回风量及排风量。

通过以上控制方式，在维持室内空气质量的同时，防止通风量过大或过小，实现需求控制通风，从而实现环境控制***的节能运行。通过第二变频排风机18前面的流量传感器37可以检测出排风处理机组的实际流量，当负压通风装置14产生的负压与第二变频排风机18产生的压头足够克服排风处理机组的流动阻力时，控制器9发出指令关闭第一变频排风机15，从而进一步带来节能。

此外，本发明新通过第二变频排风机18及其前面的流量传感器37，以及第一变频排风机15和负压通风装置14；控制器9可以根据新风量、回风量及排风量之间匹配算法程序发出指令，控制第二变频送风机24、第一变频送风机7、变频回风机31、第二变频排风机18及第一变频排风机15的转速，从而精准控制新风量、回风量及排风量。

通过以上控制方式，在维持室内空气质量的同时，防止通风量过大或过小，实现需求控制通风，从而实现环境控制***的节能运行。通过第二变频排风机18前面的流量传感器37可以检测出排风处理机组的实际流量，当负压通风装置14产生的负压与第二变频排风机18产生的压头足够克服排风处理机组的流动阻力时，控制器9发出指令关闭第一变频排风机15，从而进一步带来节能。通过这些措施，有效解决了现有动物养殖舍环境控制***普遍采用风量很大的排风机，排风量无法根据养殖舍环境需求精确控制，导致风机能耗大的问题。相比在排风管20上只设置了一台排风机，第二变频排风机18，第一变频排风机15及负压通风装置14组成了排风动力***，有效保证了足够的排风压头，排风可靠性得到极大的提升。这有效解决了现有大风量排风机当通过变频调节降低排风量时，其风机压头不够，养殖舍的污染空气无法顺利排出室外，养殖舍环境空气质量恶化，影响动物的健康，导致动物疾病的发生的问题。

本发明新风机组23内部设有第四表面式换热器26和第三表面式换热器25；回风机组8内部设置有第一表面式换热器5和第二表面式换热器6；这样，当第四表面式换热器26与第一表面式换热器5在制冷工况下运行时，可以分别通过调节第三表面式换热器25和第二表面式换热器6的加热量，实现新风机组23与回风机组8的精准送风温湿度控制，从而为实现小温差局部精准送风方式打下基础。小温差局部精准送风方式把风直接送到动物生活区的附近，可有效提高动物生活区的空气质量。

本发明环境控制***设置有排风换热器16(表面式换热器或热管等)、工质循环泵21、工质循环管道22以及新风换热器33(表面式换热器或热管等)。这些设备管道组合在一起的作用是实现新风和排风的热交换，回收排风中的能量，预冷或者预热新风，从而有效降低新风处理能耗，实现新风处理的节能运行。

通过循环工质在排风换热器16与新风换热器33之间流动来实现新排风能量的间接传递，因此不会产生新排风之间的交叉污染。

其工作过程如下：

1、制冷工况

在夏季制冷工况的时候，室外空气温度较高，而排风温度较低；工质在工质循环泵21的推动作用下，经工质循环管道22到达排风换热器16，工质在排风换热器16内被排风冷却降温；随后，经工质循环管道22回到新风换热器33，工质在新风换热器33被室外空气加热升温，而新风流经新风换热器33的外表面被冷却降温，实现新风的预冷与排风的能量回收；如此循环。

2、制热工况

在冬季制热工况的时候，室外空气温度较低，而排风温度较高；工质在工质循环泵21的推动作用下，经工质循环管道22到达排风换热器16，工质在排风换热器16内被排风加热升温；随后，经工质循环管道22回到新风换热器33，工质在新风换热器33内被室外空气冷却降温，而新风流经新风换热器33的外表面被加热升温，实现新风的预热与排风的能量回收，如此循环。

本实施例的送风口12布置在动物生活区的上方，采取的是局部短射程的精准送风方式；回风口13布置动物生活区的中下部，采取的是局部精准回风方式；排风口19设置在动物生活区的下方。这样，送风首先经过动物呼吸区，可以有效保证动物在第一时间呼吸到新鲜空气。而气流从动物的呼吸区流向动物生活区的下方，更能保证生猪生活区的空气品质，维持好生猪养殖的卫生条件，减少其疾病的发生率。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (1)

1.一种禽畜养殖舍环境控制***的控制方法，其特征是：应用于一种禽畜养殖舍环境控制***，

具体的，所述禽畜养殖舍环境控制***，包括若干个动物生活区，还包括新风机组、回风机组、排风处理机组、换热组件、风口组件、送风管、回风管、排风管和控制设备；

所述新风机组与所述回风机组均用于抽取空气并进行过滤、病毒及细菌消杀、温湿度调节后送出风对禽畜养殖舍环境控制；

所述排风处理机组用于抽取排风管内的空气经过杀菌除臭后排出禽畜养殖舍；

所述换热组件包括新风换热器、排风换热器、工质循环泵和工质循环管道，所述新风换热器和所述排风换热器通过所述工质循环管道呈闭环相连，所述工质循环泵设于所述工质循环管道上；

所述风口组件包括若干个送风口、若干个回风口、若干个排风口，所述送风口设于动物生活区的上部，所述回风口设于动物生活区的一侧或多侧，所述排风口设于动物生活区的下方；

所述控制设备包括控制器、阀门组件和传感器组件，所述控制器用于控制新风机组、回风机组、排风处理机组、阀门组件的工作状态以及接收传感器组件的信号，所述传感器组件用于通过传感器检测空气的温度、湿度、流量以及有害气体浓度；

所述阀门组件包括第一新风阀、第二新风阀、回风阀；

所述新风换热器的入口与禽畜养殖舍之外相连通，所述新风换热器的出口通过第二新风阀与所述新风机组的入口相连，所述新风换热器的出口通过第一新风阀与所述回风机组的入口相连通，所述新风机组和所述回风机组的出口处均与所述送风管相连，若干个所述送风口均与所述送风管相连；

若干个所述回风口均与所述回风管的前端相连，所述回风管尾端设有变频回风机，所述变频回风机通过所述回风阀与所述回风机组的入口相连；

若干个所述排风口均与所述排风处理机组的入口通过所述排风管相连；

所述新风机组包括依次相连的第二初效过滤器、第二中效过滤器、第二空气消杀装置、第四表面式换热器、第三表面式换热器、第二变频送风机；

所述回风机组包括依次相连的第一初效过滤器、第一中效过滤器、第一空气消杀装置、第一表面式换热器、第二表面式换热器、第一变频送风机；

所述排风处理机组包括依次相连的第二变频排风机、排风除臭杀菌装置、排风换热器、第一变频排风机、负压通风装置；

所述负压通风装置是风帽或避风天窗中的其中一种或其组合；

所述排风换热器和所述新风换热器均是表面式换热器或热管的其中一种或其组合；

所述传感器组件包括若干个干球温度传感器、若干个湿度传感器、若干个有害气体浓度传感器、若干个流量传感器；所述新风换热器的入口、所述第一表面式换热器的两端、所述第二表面式换热器的两端、所述第三表面式换热器的两端、所述第四表面式换热器的两端、动物生活区均分别设有干球温度传感器和湿度传感器；所述第一变频送风机的出口处、所述第二变频送风机的出口处、第二变频排风机的入口处、回风管均分别设有流量传感器，动物生活区还设有若干个有害气体浓度传感器；

所述控制方法的实现步骤如下：

S1、控制有害气体浓度，根据布置在动物生活区的传感器组件测量出有害气体的浓度，其测量值为Ci，设定害气体浓度阈值为Ciset，有害气体浓度控制差值设置为ΔCi；当Ci≥Ciset+ΔCi，则增加新风机组的通风量，使新风量增大，降低动物生活区的有害气体浓度；当Ci≤Ciset-ΔCi，则降低新风机组的通风量，减少新风量；

S2、控制空气湿度，设定动物生活区的传感器组件测量空气的湿度测量值为RHn，设定湿度阈值为RHset，湿度控制差值设置为ΔRH；当RHn≥RHset+ΔRH时，增加新风机组的制冷量，使除湿量增加，动物生活区的湿度下降；当RHn≤RHset-ΔRH时，减低新风机组的制冷量，使除湿量减少，动物生活区的湿度上升；

S3、进一步控制湿度，当新风机组制冷***的制冷量达到上限时，并且仍然有RHn≥RHset+ΔRH时，则增加新风机组的送风量，使除湿效率增加，使得动物生活区的湿度RHn下降；当制冷***的制冷量达到下限，仍然有RHn≤RHset-ΔRH时，则新风机组用于制冷的制冷设备停机；

S4、控制环境温度，通过动物生活区的传感器组件测量出空气的温度Tn；设定温度阈值为Tnset，温度控制差值设置为ΔT；当Tn≥Tnset+ΔT时，增加回风机组的制冷效率，使得室内制冷量增加，动物生活区的温度下降；当Tn≤Tnset-ΔT时，降低回风机组的制冷效率，使得室内制冷量减少，动物生活区的温度上升；从而，使得动物生活区的温度Tn在满足要求的范围内变化；

S5、进一步控制温度，当回风机组制冷量达到设备功率上限，仍然存在Tn≥Tnset+ΔT时，增加新风机组的制冷量，使得全***的制冷量增加，动物生活区的温度下降；当回风机组制冷***的压缩机的频率和制冷量达到下限值，仍然有Tn≤Tnset-ΔT时，关闭回风机组制冷***的压缩机，使得全***制冷量减少，动物生活区的温度上升；从而，使得动物生活区的温度Tn在满足要求的范围内变化；

还包括步骤如下：

S6、排风量控制，传感器组件测量养殖舍的室内外压差ΔP，设定室内外压差阈值ΔPset，室内外压差控制差值设置为5Pa；当ΔP≥ΔPset+5时，降低排风处理机组的排风量，使得室内外压差ΔP降低；当ΔP≤ΔPset-5时，增大排风处理机组排风量，使得室内外压差ΔP上升；

所述排风处理机组包括依次相连的第二变频排风机、排风除臭杀菌装置、排风换热器、第一变频排风机、负压通风装置；还包括步骤如下：

S7、进一步控制排风量，当第一变频排风机和第二变频排风机的工作功率达到下限，仍然有ΔP≥ΔPset+5时，关闭第一变频排风机或第二变频排风机中的一台；当ΔP≤ΔPset-5时，升高正在运行的变频排风机的工作功率；当正在运行的变频排风机的工作效率达到上限，仍然有ΔP≤ΔPset-5时，则第一变频排风机和第二变频排风机均启动。