一种智能湿帘降温系统及其调控方法与流程

1.本发明属于温室降温技术领域，更具体地说，涉及一种智能湿帘降温系统及其调控方法。


背景技术：

2.湿帘是现代高密度养殖及大容积场所的降温设备，以其成本低，操作简单而广泛使用，特别在肉禽养殖中。
3.湿帘降温的原理是通过水分的蒸发来降温，降温效果会随着外界流经湿帘空气的温度、湿度、湿帘本身特性而变化。湿帘系统通过水泵向湿帘送水，湿帘在吸收水分后需要一定时间将水分蒸发，湿帘再次干燥后，才能再次注水。
4.但目前湿帘的使用多以手动设置参数控制为主，即人为设定湿帘供水水泵运行时间及停止时间来控制降温效果；但湿帘的降温效果会随着外界的温度、湿度的变化而改变。这就需要有经验的养殖人员随着天气的变化不断进行水泵开关时间的调整。并且由于人员经验及湿帘本身质量的不同，很难将一个养殖厂区的经验复制到其他地区，而且使用效果也会因人员的差异有很大不同。由于人不能全天候的检测使用效果，在夏季傍晚降温或者降雨等情况是，外界发生变化，人员未能及时调整，导致湿帘表面保持常湿的状态，导致短时间内养殖棚舍内出现大幅的温度波动，容易诱发家禽疾病。


技术实现要素：

5.针对现有依靠工作人员观察家禽是否舒异常来调整开启时间，操作麻烦，且容易导致养殖棚舍内出现大幅的温度波动，从而容易诱发家禽疾病的问题，本发明提供一种智能湿帘降温系统及其调控方法，能够根据湿帘的特性，水泵的供水情况以及结合棚舍内的温度变化，及时调整水泵的供水时间，从而调整湿帘的工作参数，实现对棚舍内的温度进行平稳降温，避免了棚舍内温度的大幅度变化波动，有效避免了诱发家禽疾病。
6.为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
7.一种智能湿帘降温系统及其调控方法，包括如下步骤：
8.步骤一、温度传感器实时检测棚舍内的温度t_inside，湿度传感器实时检测棚舍外的湿度h_outside；当棚舍外的湿度h_outside低于设定的湿度阈值且棚舍内的温度t_inside达到水泵的开启温度t_treshold时，水泵开始给湿帘供水，湿帘蒸发降温，水泵的运行时间为t_on_0；
9.步骤二、记录从水泵开始供水至湿帘水分蒸发结束的过程中棚舍内的温度最低值，通过水泵的开启温度t_treshold与棚舍内的温度最低值相减计算得出当前工作周期的降温幅度δt，通过降温幅度δt以及步骤一中检测的棚舍外的湿度h_outside调整下一个工作周期的水泵运行时间；
10.步骤三、当棚舍内温度t_inside恢复到水泵的开启温度t_treshold时，湿帘进入下一个工作周期，水泵开始给湿帘供水，供水时间为步骤二确定的水泵运行时间，湿帘蒸发
降温，重复步骤二和步骤三。
11.进一步的技术方案，在步骤二中，水泵运行时间的具体调整方法为：
12.若棚舍外的湿度h_outside高于湿度阈值时，水泵保持常开状态；
13.若棚舍外的湿度h_outside低于湿度阈值时，且，
14.降温幅度δt＜(0.6*δt_max)，将水泵运行时间调整为t_water_n 1＝t_water_n/δt/(δt_max*0.6)；
15.降温幅度δt＞(0.6*δt_max)，将水泵运行时间调整为t_water_n 1＝t_water_n/δt/(δt_max*0.6)/1.2；
16.其中，δt_max为最大降温幅度，t_water_n为当前工作周期的水泵运行时间，t_water_n 1为下一个工作周期的水泵运行时间，n∈r。
17.进一步的技术方案，当t_water_n 1＞t_water_n_max时，表示水泵的上水量超过湿帘的蒸发能力，水泵的运行时间改为t_on_0，报警单元进行报警，其中，t_water_n_max为水泵的最大运行时间。
18.进一步的技术方案，在步骤二中，若当前工作周期的降温幅度δt大于降温幅度的阈值，表明水泵的供水系统存在问题，报警单元进行报警。
19.一种智能湿帘降温系统，包括温度传感器、湿度传感器、控制单元、水泵以及湿帘；
20.所述温度传感器安装在棚舍内，温度传感器与控制单元电连接，温度传感器实时检测棚舍内的温度t_inside，并将检测到的棚舍内的温度t_inside输入到控制单元中；
21.所述湿度传感器安装在棚舍外，湿度传感器与控制单元电连接，湿度传感器实时检测棚舍外的湿度h_outside，并将检测到的棚舍外的湿度h_outside输入到控制单元中；
22.控制单元与水泵电连接，当棚舍外的湿度h_outside低于设定的湿度阈值且棚舍内的温度t_inside达到值水泵的开启温度t_treshold时，控制单元控制水泵开启；水泵用于给湿帘供水，水泵的运行时间为t_on_0，当水泵的运行时间结束，控制单元控制水泵关闭；
23.控制单元记录从水泵开始供水至湿帘水分蒸发结束的过程中棚舍内的温度最低值；控制单元通过水泵的开启温度t_treshold与棚舍内的温度最低值相减计算得出当前工作周期的降温幅度δt，并通过降温幅度δt以及棚舍外的湿度h_outside调整下一个工作周期的水泵运行时间；
24.当温度传感器检测到的棚舍内的温度t_inside恢复到水泵的开启温度t_treshold时，湿帘进入下一个工作周期，控制单元控制水泵开启给湿帘供水，水泵的供水时间为控制单元调整后的水泵运行时间，湿帘再次进行蒸发降温工作；
25.湿帘安装在棚舍的前端及两侧，通过循环工作对棚舍内的温度进行蒸发降温。
26.进一步的技术方案，还包括报警单元，所述报警单元与控制单元电连接，用于系统异常时进行报警。
27.进一步的技术方案，水泵运行时间的具体调整方法为：
28.若棚舍外的湿度h_outside高于湿度阈值时，水泵保持常开状态；
29.若棚舍外的湿度h_outside低于湿度阈值时，且，
30.降温幅度δt＜(0.6*δt_max)，将水泵运行时间调整为t_water_n 1＝t_water_n/δt/(δt_max*0.6)；
31.降温幅度δt＞(0.6*δt_max)，将水泵运行时间调整为t_water_n 1＝t_water_n/δt/(δt_max*0.6)/1.2。
32.有益效果：相比于现有技术，本发明的技术方案呢的有益效果为：
33.本发明的一种智能湿帘降温系统及其调控方法，对湿帘使用过程中的温度变化参数进行实时检测，并根据降温效果对湿帘的工作时间进行调整，保证棚舍内的温度降幅基本不变，解决了湿帘控制中水泵的开启及关闭时间设定的问题，不需要工作人员通过观察家禽是否舒异常来调整水泵开启时间的问题。
附图说明
34.图1为本发明的整体流程图；
35.图2为本发明的控制系统框图。
具体实施方式
36.下面结合具体实施例和附图对本发明进一步进行描述。
37.实施例1
38.一种智能湿帘降温系统，湿帘降温的原理是通过水分的蒸发来降温，降温效果会随着外界流经湿帘空气的温度、湿度和湿帘本身特性而变化。
39.湿帘降温系统包括温度传感器、湿度传感器、控制单元、报警单元、水泵以及湿帘。温度传感器安装在棚舍内，用于实时检测棚舍内的温度，并将检测的温度值输入到控制单元中。湿度传感器安装在棚舍外，用于实时检测棚舍外的湿度，并将检测的湿度值输入到控制单元中。控制单元实时采集温度传感器输入的温度值和湿度传感器输入的湿度值，当湿度传感器输入的湿度值没有超过设定的湿度阈值时，控制单元将温度值与用户设定的湿帘的开启温度t_treshold进行比较，当温度值满足条件时输出控制信号给水泵，控制水泵给湿帘供水；当达到水泵的关闭时间时，控制单元控制水泵关闭。当湿度传感器输入的湿度值超过设定的湿度阈值时，控制器控制水泵常开。湿帘安装在棚舍的前端和两侧，水泵用于给湿帘供水。湿帘上的水分蒸发从而对棚舍内的温度进行降温。
40.报警单元与控制单元电连接，在系统异常时，用于发出警报进行报警，便于提醒现场工作人员进行检修。
41.实施例2
42.湿帘是通过水泵向湿帘送水，湿帘在吸收水分后需要一定时间将水分蒸发，湿帘干燥后，才能再次注水，湿帘是循环进行工作对棚舍内的温度进行降温。若湿帘表面保持常湿的状态将极大的影响降温效果，而在养殖中湿帘使用出现问题主要是因参数设置错误，导致短时间内养殖棚舍内出现大幅的温度波动，诱发家禽疾病。因此，基于上述问题，采用实施例1中的湿帘降温系统，本实施例提供了一种智能湿帘降温调控方法，实现了对湿帘的参数进行自动化控制，如图1和图2所示，具体包括如下步骤：
43.温度传感器实时检测棚舍内的温度t_inside，湿度传感器实时检测棚舍外的湿度h_outside；当棚舍外的湿度h_outside低于设定的湿度阈值且棚舍内的温度t_inside达到湿帘的开启温度t_treshold时，设置水泵的运行时间为水泵的最小运行时间t_on_0，控制单元输出控制信号给水泵，水泵开启给湿帘供水，水泵上水后，湿帘开始蒸发降温。水泵运
行结束后，湿帘上的水分会由于蒸发逐渐减少，当棚舍内的温度上升速度小于阈值0.1℃/min时，控制单元判定湿帘上的水已经完全蒸发，降温效果为0。
44.在湿帘降温过程中，控制单元会记录从水泵开始供水至湿帘水分蒸发结束的过程中棚舍内的温度最低值，并通过湿帘的开启温度t_treshold与棚舍内的温度最低值相减计算得出当前工作周期的降温幅度δt，控制单元通过降温幅度δt以及棚舍外的湿度h_outside调整下一个工作周期的水泵运行时间。
45.当湿帘上的水分蒸发完全后，棚舍内的温度t_inside会逐渐上升，当棚舍内温度t_inside恢复到湿帘的开启温度t_treshold时，表明当前湿帘的工作周期结束，湿帘进入下一个工作周期，水泵的运行时间采用控制单元计算调整的运行时间，水泵开始上水，重复上述工作过程，从而通过湿帘的循环的工作对棚舍内的温度进行降温。
46.需要特别说明的是，如图2所示，湿帘的控制单元实时采集棚舍内的温度t_inside、棚舍外的湿度h_outside以及每个工作周期中的降温幅度δt，对水泵的工作时间进行及时调整，具体调整方法如下：
47.若棚舍外的湿度h_outside高于湿度阈值时，此时，湿帘的降温效果基本为0，则水泵保持常开状态，并采用低温水对进入棚舍的空气进行降温。
48.若棚舍外的湿度h_outside低于湿度阈值时，且，
49.降温幅度δt＜(0.6*δt_max)，将水泵运行时间调整为t_water_n 1＝t_water_n/δt/(δt_max*0.6)；
50.降温幅度δt＞(0.6*δt_max)，将水泵运行时间调整为t_water_n 1＝t_water_n/δt/(δt_max*0.6)/1.2，表示在降温幅度过大时进行过量回调。
51.其中，δt_max为最大降温幅度，0.6*δt_max表示降温安全值，t_water_n为当前工作周期的水泵运行时间，t_water_n 1为下一工作周期的水泵运行时间，n∈r。
52.在湿帘的工作过程中可能会出现以下几种异常状态：
53.第一种异常状态、水泵上水量异常：在调整水泵工作时间的过程中，若出现t_water_n 1＞t_water_n_max时，t_water_n_max为的水泵最大运行时间，水泵上水的时间超过这个时间表明水泵的上水量已经超过了湿帘的蒸发能力，湿帘将无法正常工作，此时，控制单元维持水泵的正常工作时间为水泵的最小运行时间t_on_0，并且控制单元输出报警信号至报警单元，系统进行报警通知现场工作人员进行检修。
54.第二种异常状态、水泵供水系统异常：控制单元将当前工作周期的降温幅度δt与降温幅度的阈值进行相比，若水泵运行时间不存在显著差异的情况下，而降温幅度出现较大差异时，表明水泵的供水系统存在问题，此时，控制单元输出报警信号至报警单元，系统进行报警通知现场工作人员进行检修。
55.本发明所述实例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围。