一种养猪场节能型环境控制系统及其控制方法与流程

本发明涉及到现代化养猪技术领域，尤其是一种养猪场节能型环境控制系统及其控制方法。

背景技术：

目前，在现代化的养猪行业现代化养殖场中，通常采用水帘加湿降温方法来控制现代化养猪场环境温度，不能有效的控制湿度，且为全新风模式。在夏天时，现代化养猪场温度往往超过猪的极限温度，现代化养猪场环境温度满足不了猪的正常生理需求，影响猪的正常生长，甚至导致猪高温死亡。如果采用空调直接给猪舍降温，由于采用大风量、全新风模式运行，投资和运行费用特别高，不利于成本控制以及推广使用。

技术实现要素：

为了克服现有的养猪场环境控制系统控制效果不理想、成本高、能耗大的问题，本发明提供一种养猪场节能型环境控制系统。

本发明采用的技术方案是：一种养猪场节能型环境控制系统，包括猪舍、空调装置和控制器，猪舍设有排风口；所述空调装置包括箱体，箱体内设有依次连接并形成水循环回路喷淋系统的接水盘、喷淋泵、换热器、喷淋管和水帘，所述换热器和接水盘外接冷冻水供回水管。空调装置的进风口外接湿帘工况使用新风管和空调工况使用新风管，空调工况使用新风管经全热交换器后与空调装置连接，空调装置的出风口处设有送风机，并通过送风总管与猪舍连接；所述排风口通过管道连接排气风机入口，排气风机出口连接排风总管，所述排风总管分支有湿帘工况使用排风管和空调工况使用排风管，所述空调工况使用排风管延伸至全热交换器内。湿帘工况使用新风管的进风口处设有新风温湿度传感器，湿帘工况使用排风管的排风口处设有排风温湿度传感器，所述冷冻水供回水管设有冷冻水比例积分调节阀，所述湿帘工况使用新风管设有新风比例积分调节阀，所述湿帘工况使用排风管设有排风比例积分调节阀；所述新风温湿度传感器、排风温湿度传感器、冷冻水比例积分调节阀、新风比例积分调节阀、排风比例积分调节阀、喷淋泵、排气风机和送风机分别通过电路与控制器连接。

优选的，所述排风总管分支有用于连接空调装置的回风管，所述回风管设有回风比例积分调节阀，回风比例积分调节阀通过电路与控制器连接。

进一步的，所述空调工况使用排风管还设有排风开关阀。

优选的，所述空调装置外部连有用于供氧的制氧机，制氧机通过电路与控制器连接。

优选的，所述接水盘和水帘采用pe塑料，接水盘表面涂有银离子杀菌涂层。

进一步的，所述换热器为环氧树脂喷涂型铝质换热器。

优选的，所述养猪场节能型环境控制系统采用焓差控制方法，通过收集新风和排风的温度和湿度来调节猪舍的气体情况，焓差控制方法包括步骤：

s1：检测新风和排风的温度及湿度；

s2：计算新风焓值、排风焓值以及排风焓值和新风焓值之差；

s3：根据新风焓值、排风焓值和新风焓值之差这两个参数，在保证最低通风量为0.35m³/h·kg的条件下：

t1：当新风焓值小于或等于30kj/kg干空气时，选择全新风模式；

t2：当新风焓值大于30kj/kg干空气，且排风焓值和新风焓值之差为负值时，选择湿帘模式；

t3：当新风焓值大于30kj/kg干空气，且排风焓值和新风焓值之差为正值时，选择空调模式。

全新风模式的控制方法：控制器通过电路分别控制开启新风比例积分调节阀，关闭排风开关阀，停用全热交换器，关闭回风比例积分调节阀，开启排风比例积分调节阀，关闭冷冻水比例积分调节阀，关闭喷淋泵。

湿帘模式的控制方法：控制器通过电路分别控制开启新风比例积分调节阀，关闭排风开关阀，停用全热交换器，关闭回风比例积分调节阀，开启排风比例积分调节阀，开启冷冻水比例积分调节阀，开启喷淋泵。

空调模式的控制方法：控制器通过电路分别控制关闭新风比例积分阀调节，排风开关阀全开，启用全热交换器，开启回风比例积分调节阀，关闭排风比例积分调节阀，开启冷冻水比例积分调节阀，开启喷淋泵。

本发明的有益效果是：用最少的能耗，实现对现代化养猪场内环境温度、湿度、氧气浓度及饲养员工作环境等的自动控制，同时将排风过程经过粪槽，能起到除臭及降低氨气浓度的作用，保证现代化养猪场内环境达到要求，降低环境控制系统的运行成本，全自动化运行，节约了大量的人力资源。

附图说明

图1是气体转换系统原理图。

图2是纵向通风模式温湿度控制原理图。

图3是地沟通风模式温湿度控制原理图。

图中：1、新风比例积分调节阀；2、排风开关阀；3、排风比例积分调节阀；4、回风比例积分调节阀；5、湿帘工况使用新风管；6、空调工况使用排风管；7、空调工况使用新风管；8、湿帘工况使用排风管；9、回风管；10、冷冻水比例积分调节阀；11、接水盘；12、水帘；13、喷淋管；14、冷冻水供回水管；15、制氧机；16、全热交换器；17、新风温湿度传感器；18、排风温湿度传感器；19、喷淋泵；20、换热器；21、送风机；22、排气风机；23、控制器；24、送风总管；25、猪栏位；26、粪槽；27、下排风口；28、上排风口；29、地沟。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

结合图1和图2所示，为本发明的一种优选方案，即纵向通风模式温湿度控制方式，猪舍内设有上排风口28、下排风口27、粪槽26和猪栏位25，其中粪槽26与猪栏位25分层且粪槽26与下排风口27连通。空调装置内设有依次连接形成水循环回路喷淋系统的接水盘11、喷淋泵19、换热器20、喷淋管13和水帘15，水帘12和接水盘11采用pe塑料，接水盘11表面还涂有银离子杀菌涂层，换热器20为环氧树脂喷涂型铝质换热器，回收废气冷量，给新风降温，降低空调装置冷负荷，因此空调装置具有防腐、除臭、降温、除湿、杀菌、节能功效；空调装置的出风口处设有送风机21，并通过送风总管24与猪舍连接。

空调装置的进风口外接湿帘工况使用新风管5和空调工况使用新风管7，空调工况使用新风管7经全热交换器16后与空调装置连接，空调装置外部连有制氧机15；所述排风口通过管道连接排气风机22的入口，排气风机22的出口连接排风总管，所述排风总管分支有湿帘工况使用排风管8、空调工况使用排风管6和用于连接空调装置的回风管9，所述空调工况使用排风管6延伸至全热交换器16内并在出口处设有排气开关阀2；湿帘工况使用新风管5的进风口处设有新风温湿度传感器17，湿帘工况使用排风管的排风口处设有排风温湿度传感器18，所述冷冻水供回水管14设有冷冻水比例积分调节阀10，所述湿帘工况使用新风管5设有新风比例积分调节阀1，所述湿帘工况使用排风管8设有排风比例积分调节阀3，所述回风管9设有回风比例积分调节阀4；所述新风温湿度传感器17、排风温湿度传感器18、冷冻水比例积分调节阀10、新风比例积分调节阀1、排风比例积分调节阀2、喷淋泵19、排气风机22、送风机21、制氧机15和回风比例积分调节阀4分别通过电路与控制器23连接，控制器为plc控制器。

结合图1和图3所示，为本发明的另一种优选方案，即纵地沟通风模式温湿度控制方式，与上述方案不同之处是本方案的送风总管24埋在地下，并通过地沟29将新风送至猪栏位25。上述两种方案根据用户实际需求而选择。

本系统采用焓差控制方法，所述焓差控制方法是通过收集新风和排风的温度和湿度来调节养殖栏位的气体情况，焓差控制方法具体步骤包括：

新风温湿度传感器17和排风温湿度传感器18分别检测新风和排风的温度及湿度，并将数据反馈到控制器23；

控制器23根据所得数据，计算新风焓值、排风焓值以及排风焓值和新风焓值之差，其计算原理为焓值计算公式：i＝1.01t+(2500+1.84t)d(式中i表示焓值，d表示空气的含湿量，t表示空气温度)；

根据新风焓值、排风焓值和新风焓值之差这两个参数，在保证最低通风量为0.35m³/h·kg(kg是养猪场内猪质量的单位，最低通风量表示养猪场内每千克的猪每小时所需的最低通风量为0.35立方米)的条件下：当新风焓值小于或等于30kj/kg干空气时，选择全新风模式；当新风焓值大于30kj/kg干空气，且排风焓值和新风焓值之差为负值时，选择湿帘模式；当新风焓值大于30kj/kg干空气，且排风焓值和新风焓值之差为正值时，选择空调模式。实现工作模式切换的方法：控制器23通过调节新风比例积分调节阀、排风比例积分调节阀和回风比例积分调节阀三个风阀的开启度，以及判断是否启动冷冻水系统和喷淋系统来改变整个系统的工作情况。

全新风模式的控制方法：控制器23通过电路分别控制开启新风比例积分调节阀1，关闭排风开关阀2，停用全热交换器16，关闭回风比例积分调节阀4，开启排风比例积分调节阀3，关闭冷冻水比例积分调节阀10，关闭喷淋泵19。

湿帘模式的控制方法：控制器23通过电路分别控制开启新风比例积分调节阀1，关闭排风开关阀2，停用全热交换器16，关闭回风比例积分调节阀4，开启排风比例积分调节阀3，开启冷冻水比例积分调节阀10，开启喷淋泵19。

空调模式的控制方法：控制器23通过电路分别控制关闭新风比例积分阀调节1，排风开关阀全开2，启用全热交换器16，开启回风比例积分调节阀4，关闭排风比例积分调节阀3，开启冷冻水比例积分调节阀10，开启喷淋泵19。

在系统正常运作情况下，只要送风机21和排气风机22运行，制氧机15均同步运行，向空调装置输送氧气，保证空调装置的送风含氧量在25％-30％之间，提高养殖栏位25内空气的含氧量及舒适度。plc控制器的内部控制逻辑为：在夏季，以最小通风量+空调模式为原则，在过渡季节，以最大通风量为原则，并根据相应的温度及湿度参数调节相应部件的工作情况。

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，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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。