本发明涉及粮食(蔬果)储藏技术领域，特别是涉及一种恒温恒湿智慧粮库粮堆的环境控制系统。
背景技术：
我国粮食储藏环境控制技术手段主要包括制冷降温除湿通风、加湿通风、熏蒸杀虫通风、自然或机械通风、密闭脱氧储藏等，这些设备与装置均为独立配置，既有固定式也有移动式，其操作主要依靠人工及其经验操作使用。这样就带来了设备与装置管理维护不便，人工使用多，造成我国粮食储藏周转期短(2年)，粮食储藏后质量难以保障。
技术实现要素：
本发明的目的是提出一种恒温恒湿智慧粮库粮堆的环境控制系统，该系统采用智慧控制技术，具备粮食储藏环境控制所需的全部功能，可实现粮食粮堆环境恒温恒湿控制且无需人工管理，提高粮食储藏后的粮品质量与储藏周转期限(≥6年)，为我国未来智慧粮库发展提供基础性条件。
为实现上述目的，本发明提供了一种恒温恒湿智慧粮库粮堆的环境控制系统，包括设置在粮库粮堆底部的地笼送风机构以及设置在粮库粮堆上部的排风机构，还包括通过通风管道并联设置在地笼送风机构与排风机构之间的粮库熏蒸循环通风通道和粮库粮堆环境控制循环通风通道、设置在粮库内外用于探测环境参数的传感器机构、根据传感器机构的参数数据控制通风方式的智能控制柜；
所述粮库熏蒸循环通风通道包括设置在通风管道上的熏蒸循环通风用风机、设置在所述熏蒸循环通风用风机上游段的熏蒸用风通道电动阀、设置在所述熏蒸循环通风用风机下游段的熏蒸送风通道电动阀、设置在所述熏蒸循环通风用风机与熏蒸用风通道电动阀之间的杀虫剂入口电动阀；
所述粮库粮堆环境控制循环通风通道包括依次设置在主回风管道上的主回风通道电动阀、净化脱氧可调控功能模块、变频主通风机、设置在主回风通道电动阀与净化脱氧可调控功能模块之间的进风机构，所述变频主通风机下游段的主送风通道上分别并联设置有降温除湿通风通道、升温加湿风通道以及旁通通风通道，所述主送风通道下游段上设有主送风通道电动阀，
其中，所述降温除湿通风通道包括设置在通风管道上的降温除湿可调控功能模块、设置在所述降温除湿可调控功能模块上游段的降温降湿通道电动阀，所述升温加湿风通道包括设置在通风管道上的升温加湿可调控功能模块、设置在所述升温加湿可调控功能模块上游段的升温加湿通道电动阀，所述旁通通风通道的通风管道上设有旁通通道电动阀。
优选地，所述传感器机构包括设置在粮库粮堆内的害虫传感器、氟化氢传感器、粮堆温湿度传感器、风速传感器、含氧量传感器，所述传感器机构还包括设置在粮库室外的空气能温湿度传感器、海拔高度传感器、设置在变频主通风机下游段的回风通道温湿度传感器、设置在所述降温除湿可调控功能模块下游段的降温除湿侧温湿度传感器、设置在所述升温加湿可调控功能模块下游段的升温加湿侧温湿度传感器以及设置在粮库室外土壤内的浅层地能温度传感器。
优选地，所述排风机构包括设置在排风管道上的粮库排风通道电动阀、设置在排风管道末端的防雨排风帽。
优选地，所述进风机构包括设置在进风管道上的室外空气进风通道电动阀、设置在进风管道末端的防雨进风帽。
优选地，当所述智能控制柜将粮库粮堆的通风方式调控为自然通风时，若粮库为空库，则打开库门，开启粮库排风通道电动阀，关闭风阀主送风通道电动阀、熏蒸送风通道电动阀、熏蒸用风通道电动阀、主回风通道电动阀、变频主通风机、熏蒸循环通风用风机、升温加湿可调控功能模块、降温除湿可调控功能模块、净化脱氧可调控功能模块；若室外空气条件满足粮堆恒温恒湿设定要求，则开启旁通通道电动阀、主送风通道电动阀、粮库排风通道电动阀、主回风通道电动阀、室外空气进风通道电动阀，关闭降温降湿通道电动阀、升温加湿通道电动阀、熏蒸送风通道电动阀、熏蒸用风通道电动阀、变频主通风机、熏蒸循环通风用风机、升温加湿可调控功能模块、降温除湿可调控功能模块、净化脱氧可调控功能模块。
优选地，当所述智能控制柜将粮库粮堆的通风方式调控为密闭无通风时，若粮堆粮情及环境条件满足恒温恒湿及缺氧设定要求，则关闭环境控制系统中所有电动阀和风机。
优选地，当所述智能控制柜将粮库粮堆的通风方式调控为循环熏蒸通风时，若粮堆害虫粮情超过设定要求，则关闭降温降湿通道电动阀、升温加湿通道电动阀、旁通通道电动阀、主送风通道电动阀、主回风通道电动阀、粮库排风通道电动阀、室外空气进风通道电动阀、变频主通风机、升温加湿可调控功能模块、降温除湿可调控功能模块、净化脱氧可调控功能模块，开启风阀熏蒸送风通道电动阀、熏蒸用风通道电动阀、熏蒸循环通风用风机及杀虫剂入口电动阀。
优选地，当所述智能控制柜将粮库粮堆的通风方式调控为机械换气通风时，开启风阀旁通通道电动阀、主送风通道电动阀、粮库排风通道电动阀、室外空气进风通道电动阀及变频主通风机，关闭降温降湿通道电动阀、升温加湿通道电动阀、熏蒸送风通道电动阀、熏蒸用风通道电动阀、主回风通道电动阀、升温加湿可调控功能模块、降温除湿可调控功能模块、熏蒸循环通风用风机。
优选地，当所述智能控制柜将粮库粮堆的通风方式调控为粮库脱氧循环通风时，开启旁通通道电动阀、主送风通道电动阀、主回风通道电动阀、变频主通风机及净化脱氧可调控功能模块，关闭风阀降温降湿通道电动阀、升温加湿通道电动阀、熏蒸送风通道电动阀、熏蒸用风通道电动阀、粮库排风通道电动阀、室外空气进风通道电动阀、升温加湿可调控功能模块、降温除湿可调控功能模块、熏蒸循环通风用风机。
优选地，当所述智能控制柜将粮库粮堆的通风方式调控为粮库或粮食入库后快速烘干循环通风时，开启风阀降温降湿通道电动阀、升温加湿通道电动阀、主送风通道电动阀、主回风通道电动阀、变频主通风机，并将升温加湿可调控功能模块、降温除湿可调控功能模块的工作模式调控为加热、除湿模式，关闭旁通通道电动阀、熏蒸送风通道电动阀、熏蒸用风通道电动阀、粮库排风通道电动阀、室外空气进风通道电动阀及熏蒸循环通风用风机。
优选地，当所述智能控制柜将粮库粮堆的通风方式调控为粮食出库快速加湿通风时，开启升温加湿通道电动阀、主送风通道电动阀、粮库排风通道电动阀、室外空气进风通道电动阀变频主通风机，并将升温加湿可调控功能模块的工作模式调控为加湿模式，关闭降温降湿通道电动阀、旁通通道电动阀、熏蒸送风通道电动阀、熏蒸用风通道电动阀、主回风通道电动阀及熏蒸循环通风用风机。
优选地，当所述智能控制柜将粮库粮堆的通风方式调控为恒温恒湿脱氧循环通风时，开启降温降湿通道电动阀、升温加湿通道电动阀、主送风通道电动阀、主回风通道电动阀、变频主通风机、升温加湿可调控功能模块、降温除湿可调控功能模块及净化脱氧可调控功能模块，关闭熏蒸送风通道电动阀、熏蒸循环通风用风机、熏蒸用风通道电动阀，并根据粮堆恒温恒湿设定要求、送风条件、室外空气条件及回风条件调节开关旁通通道电动阀、粮库排风通道电动阀、室外空气进风通道电动阀。
基于上述技术方案，本发明的优点是：
1、本发明采用固定式整体装置设计思路，可系列化在工厂生产成整装机组，与平房粮库的廒间(或其他粮仓)室外布置并形成一一对应，改变目前粮库人工移动通风设备较多现状，为将来智慧粮库升级改造提供基础性设备条件；
2、本发明系统可采用具有自学习记忆分析总结功能的智能控制柜，完全可与粮库信息化平台对接，完全可利用信息化平台的粮库粮情数据，自动寻找与优化节能运行模式，同时也能为信息化平台提供本系统及其装置的大量运行数据，为粮食长期高保质储藏理论与技术研究提供大量的基础数据；
3、本发明系统的工艺技术功能及其调节技术措施齐全，除其通风模式完全满足我国现行的《储粮技术规程》ls/t1201～1204-2002及《粮油储藏技术规范》gb/t29890-2013相关要求，为长期高质量粮食储藏提供了整体解决方案；
4、本发明系统在智能控制柜管理下，结合粮库当地的自然能源情况，其功能模块可最大限度地利用自然能源，实现粮库粮堆恒温恒湿环境的最佳节能运行。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为恒温恒湿智慧粮库粮堆的环境控制系统示意图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
本发明提供了一种恒温恒湿智慧粮库粮堆的环境控制系统，如图1所示，其中示出了本发明的一种优选实施方式。具体地，如图1所示，所述恒温恒湿智慧粮库粮堆的环境控制系统包括设置在粮库粮堆13底部的地笼送风机构12以及设置在粮库粮堆13上部的排风机构，还包括通过通风管道并联设置在地笼送风机构12与排风机构之间的粮库熏蒸循环通风通道和粮库粮堆环境控制循环通风通道、设置在粮库内外用于探测环境参数的传感器机构、根据传感器机构的参数数据控制通风方式的智能控制柜7。
其中，所述粮库熏蒸循环通风通道包括设置在通风管道上的熏蒸循环通风用风机10、设置在所述熏蒸循环通风用风机10上游段的熏蒸用风通道电动阀11、设置在所述熏蒸循环通风用风机10下游段的熏蒸送风通道电动阀9、设置在所述熏蒸循环通风用风机10与熏蒸用风通道电动阀11之间的杀虫剂入口电动阀26。
其中，所述粮库粮堆环境控制循环通风通道包括依次设置在主回风管道上的主回风通道电动阀18、净化脱氧可调控功能模块23、变频主通风机1、设置在主回风通道电动阀18与净化脱氧可调控功能模块23之间的进风机构，所述变频主通风机1下游段的主送风通道上分别并联设置有降温除湿通风通道、升温加湿风通道以及旁通通风通道，所述主送风通道下游段上设有主送风通道电动阀8。
其中，所述降温除湿通风通道包括设置在通风管道上的降温除湿可调控功能模块6、设置在所述降温除湿可调控功能模块6上游段的降温降湿通道电动阀2，所述升温加湿风通道包括设置在通风管道上的升温加湿可调控功能模块5、设置在所述升温加湿可调控功能模块5上游段的升温加湿通道电动阀3，所述旁通通风通道的通风管道上设有旁通通道电动阀4。
优选地，所述传感器机构包括设置在粮库粮堆13内的害虫传感器14、氟化氢传感器27、粮堆温湿度传感器15、风速传感器28、含氧量传感器25，所述传感器机构还包括设置在粮库室外的空气能温湿度传感器21、海拔高度传感器22、设置在变频主通风机1下游段的回风通道温湿度传感器30、设置在所述降温除湿可调控功能模块6下游段的降温除湿侧温湿度传感器31、设置在所述升温加湿可调控功能模块5下游段的升温加湿侧温湿度传感器32以及设置在粮库室外土壤内的浅层地能温度传感器29。本发明的环境控制系统的智能控制柜7根据上述传感器的参数，同时结合粮库现行的规范要求，设定通风模式。
优选地，所述排风机构包括设置在排风管道上的粮库排风通道电动阀16、设置在排风管道末端的防雨排风帽17。所述进风机构包括设置在进风管道上的室外空气进风通道电动阀19、设置在进风管道末端的防雨进风帽20。
经过调查、分析、总结我国汉墓出土的粮食保存情况及现代粮食储藏科技发展成果，研究发现粮食(蔬果)长期高品质储藏除取决于粮食入库时的质量、数量与良好的库房维护结构(防潮、防水、防鼠、防虫、保温、隔热、密闭)外，主要取决于粮食储藏环境能否接近与保持以下状态：既能维持粮食(蔬果)生命特征，又能使其呼吸能量消耗在最低限度状态，环境主要条件可描述为“缺氧(无氧)、无风(无气流扰动)、恒温、恒湿”。需要说明的是，不同粮食不同地区不同海拔不同季节的粮食储存环境不尽相同，需要针对具体粮食种类和储藏情况设定较佳的储藏环境条件。
本发明的恒温恒湿智慧粮库粮堆的环境控制系统能够针对粮食储藏的各个工况需求，实现8种粮库通风模式，该8种通风模式可根据粮库粮堆粮情(害虫传感器14、氟化氢传感器27、温湿度传感器15、风速传感器28、含氧量传感器25及其出入库情况(可通过远程人工输入指令、当地自然能源(空气能温湿度传感器21、浅层地能温度传感器29、粮库海拔高度(海拔高度传感器22等情况，在智能控制柜7的智能学习记忆分析计算总结及其调控软件管理下，通过调控设置在通风管道上的9个密闭电动调节风阀降温降湿通道电动阀2、升温加湿通道电动阀3、旁通通道电动阀4、主送风通道电动阀8、熏蒸送风通道电动阀9、熏蒸用风通道电动阀11、粮库排风通道电动阀16、主回风通道电动阀18、室外空气进风通道电动阀19与3个独立可调节功能模块升温加湿可调控功能模块5、降温除湿可调控功能模块6、净化脱氧可调控功能模块23，实现8种通风模式的全自动相互切换与保持正常运行，并能最大限度使用自然能源，实现环境控制系统的优化节能运行。
具体地，本发明的恒温恒湿智慧粮库粮堆的环境控制系统设置的3个独立可调功能模块，包括升温加湿可调控功能模块5、降温除湿可调控功能模块6、净化脱氧可调控功能模块23，可实现如下10种基本功能：
基于上述可调功能模块升温加湿可调控功能模块5、降温除湿可调控功能模块6、净化脱氧可调控功能模块23，循环熏蒸通风机10，变频主通风机1与各通风通道上设置的降温降湿通道电动阀2、升温加湿通道电动阀3、旁通通道电动阀4、主送风通道电动阀8、熏蒸送风通道电动阀9、熏蒸用风通道电动阀11、粮库排风通道电动阀16、主回风通道电动阀18、室外空气进风通道电动阀19，通过具有自学习功能智能控制柜7的智能控制管理，或者通过人工干预管理智能控制柜7的控制模式，可人工控制或自动控制实现如下8种粮库通风模式：
优选地，当所述智能控制柜7将粮库粮堆13的通风方式调控为自然通风时，若粮库为空库，则打开库门，开启粮库排风通道电动阀16，关闭风阀主送风通道电动阀8、熏蒸送风通道电动阀9、熏蒸用风通道电动阀11、主回风通道电动阀18、变频主通风机1、熏蒸循环通风用风机10、升温加湿可调控功能模块5、降温除湿可调控功能模块6、净化脱氧可调控功能模块23；若室外空气条件满足粮堆恒温恒湿设定要求，则开启旁通通道电动阀4、主送风通道电动阀8、粮库排风通道电动阀16、主回风通道电动阀18、室外空气进风通道电动阀19，关闭降温降湿通道电动阀2、升温加湿通道电动阀3、熏蒸送风通道电动阀9、熏蒸用风通道电动阀11、变频主通风机1、熏蒸循环通风用风机10、升温加湿可调控功能模块5、降温除湿可调控功能模块6、净化脱氧可调控功能模块23。
优选地，当所述智能控制柜7将粮库粮堆13的通风方式调控为密闭无通风时，若粮堆粮情及环境条件满足恒温恒湿及缺氧设定要求，则关闭环境控制系统中所有电动阀和风机。
优选地，当所述智能控制柜7将粮库粮堆13的通风方式调控为循环熏蒸通风时，若粮堆害虫粮情超过设定要求，则关闭降温降湿通道电动阀2、升温加湿通道电动阀3、旁通通道电动阀4、主送风通道电动阀8、主回风通道电动阀18、粮库排风通道电动阀16、室外空气进风通道电动阀19、变频主通风机1、升温加湿可调控功能模块5、降温除湿可调控功能模块6、净化脱氧可调控功能模块23，开启风阀熏蒸送风通道电动阀9、熏蒸用风通道电动阀11、熏蒸循环通风用风机10及杀虫剂入口电动阀26。
优选地，当所述智能控制柜7将粮库粮堆13的通风方式调控为机械换气通风时，开启风阀旁通通道电动阀4、主送风通道电动阀8、粮库排风通道电动阀16、室外空气进风通道电动阀19及变频主通风机1，关闭降温降湿通道电动阀2、升温加湿通道电动阀3、熏蒸送风通道电动阀9、熏蒸用风通道电动阀11、主回风通道电动阀18、升温加湿可调控功能模块5、降温除湿可调控功能模块6、熏蒸循环通风用风机10。
优选地，当所述智能控制柜7将粮库粮堆13的通风方式调控为粮库脱氧循环通风时，开启旁通通道电动阀4、主送风通道电动阀8、主回风通道电动阀18、变频主通风机1及净化脱氧可调控功能模块23，关闭风阀降温降湿通道电动阀2、升温加湿通道电动阀3、熏蒸送风通道电动阀9、熏蒸用风通道电动阀11、粮库排风通道电动阀16、室外空气进风通道电动阀19、升温加湿可调控功能模块5、降温除湿可调控功能模块6、熏蒸循环通风用风机10。
优选地，当所述智能控制柜7将粮库粮堆13的通风方式调控为粮库或粮食入库后快速烘干循环通风时，开启风阀降温降湿通道电动阀2、升温加湿通道电动阀3、主送风通道电动阀8、主回风通道电动阀18、变频主通风机1，并将升温加湿可调控功能模块5、降温除湿可调控功能模块6的工作模式调控为加热、除湿模式，关闭旁通通道电动阀4、熏蒸送风通道电动阀9、熏蒸用风通道电动阀11、粮库排风通道电动阀16、室外空气进风通道电动阀19及熏蒸循环通风用风机10。
优选地，当所述智能控制柜7将粮库粮堆13的通风方式调控为粮食出库快速加湿通风时，开启升温加湿通道电动阀3、主送风通道电动阀8、粮库排风通道电动阀16、室外空气进风通道电动阀19变频主通风机1，并将升温加湿可调控功能模块5的工作模式调控为加湿模式，关闭降温降湿通道电动阀2、旁通通道电动阀4、熏蒸送风通道电动阀9、熏蒸用风通道电动阀11、主回风通道电动阀18及熏蒸循环通风用风机10。
优选地，当所述智能控制柜7将粮库粮堆13的通风方式调控为恒温恒湿脱氧循环通风时，开启降温降湿通道电动阀2、升温加湿通道电动阀3、主送风通道电动阀8、主回风通道电动阀18、变频主通风机1、升温加湿可调控功能模块5、降温除湿可调控功能模块6及净化脱氧可调控功能模块23，关闭熏蒸送风通道电动阀9、熏蒸循环通风用风机10、熏蒸用风通道电动阀11，并根据粮堆恒温恒湿设定要求、送风条件、室外空气条件及回风条件调节开关旁通通道电动阀4、粮库排风通道电动阀16、室外空气进风通道电动阀19。
由于本发明的环境控制系统阀门数量较多，为便于了解上述控制方式，采用下述表格对环境控制系统的通风模式的工作过程进行描述：
1、本发明采用固定式整体装置设计思路，可系列化在工厂生产成整装机组，与平房粮库的廒间(或其他粮仓)室外布置并形成一一对应，改变目前粮库人工移动通风设备较多现状，为将来智慧粮库升级改造提供基础性设备条件。
2、本发明系统可采用具有自学习记忆分析总结功能的智能控制柜，完全可与粮库信息化平台对接，完全可利用信息化平台的粮库粮情数据，自动寻找与优化节能运行模式，同时也能为信息化平台提供本系统及其装置的大量运行数据，为粮食长期高保质储藏理论与技术研究提供大量的基础数据。
3、本发明系统的工艺技术功能及其调节技术措施齐全，除其通风模式完全满足我国现行的《储粮技术规程》ls/t1201～1204-2002及《粮油储藏技术规范》gb/t29890-2013相关要求，为长期高质量粮食储藏提供了整体解决方案。
4、本发明系统及其装置，在智能控制柜管理下，结合粮库当地的自然能源情况，其功能模块可最大限度地利用自然能源，实现粮库粮堆恒温恒湿环境的最佳节能运行。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。