一种用于菌菇种植密闭舱的温度—湿度—CO2浓度联合控制方法与流程

本发明涉及菌菇种植领域，尤其涉及一种用于菌菇种植密闭舱的温度—湿度—co2浓度联合控制方法。

背景技术：

1、在菌菇实际种植过程中，密闭舱采用新风系统控制二氧化碳浓度，采用空气源热泵和水雾汽化增湿控制温度、湿度，三个控制指标的控制存在很大关联性，实际应用存在以下问题：

2、第一，环境空气的温度、湿度条件与菌菇种植密闭舱所要求的温度、湿度条件相差存在巨大偏差的可能性，新风系统控制二氧化碳浓度对温度、湿度条件产生巨大连带影响。

3、第二，密闭舱控制温度与环境空气温度存在温差时，密闭舱与环境空气进行热交换，将引起密闭舱内空气温度降低/升高，需要通过空气源热泵系统对菌菇种植密闭舱内空气进行温升/温降。空气源热泵系统对菌菇种植密闭舱内空气进行温升时空气含湿量不发生变化；但是对菌菇种植密闭舱内空气进行温降时，空气源热泵换热器换热界面温度远低于控制降温后的空气出口温度，空气源热泵换热器换热界面在可能产生凝湿而脱除水份，空气含湿量将发生变化。

4、第三，随菌菇生长，密闭舱湿度呈现下降趋势，需采用喷雾汽化进行增湿，水雾汽化将吸收空气中的热量，导致水雾汽化区域出现局部温度降低，即空气温度发生变化。

5、因此，菌菇种植密闭舱的温度、湿度、co2浓度调整相互影响，本发明开发了一种用于菌菇种植密闭舱温度、湿度、co2浓度精准调整的温度—湿度—co2浓度联合控制方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于菌菇种植密闭舱的温度—湿度—co2浓度联合控制方法，用于解决现有技术中不能精准调节菌菇种植密闭舱内温度、湿度和co2浓度的技术问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种用于菌菇种植密闭舱的温度—湿度—co2浓度联合控制方法，适用于菌菇种植密闭舱环境控制的系统，在密闭舱内部中心位置设测试点a，在密闭舱外部设测试点b，并同时测试点a和测试点b温度、湿度、co2浓度和压强，菌菇种植密闭舱的温度、湿度、co2浓度联合控制方法包括如下步骤：s1、设定基准参数：设定菌菇种植密闭舱的二氧化碳浓度控制范围是：ci～cx，cc为密闭舱内部中心位置所设测试点a的二氧化碳浓度在线测试值；设定菌菇种植密闭舱的温度控制范围是：ti～tx，tc为密闭舱内部中心位置所设测试点a的温度在线测试值；设定菌菇种植密闭舱的相对湿度控制范围：rhi～rhx，由ti、tx，rhi、rhx推算的空气绝对含湿量即水蒸气浓度范围：di～dx，dc为密闭舱内部中心位置所设测试点a的含湿量在线测试值；s2、基准控制；s3、调整控制：当菌菇种植密闭舱内的温度、湿度、二氧化碳浓度有一项指标不处于合理控制范围之内，菌菇种植密闭舱环境条件需要调整，进入调整控制状态，需要对系统参数进行调整控制，其中，调整控制包括：s3-1、co2浓度控制模式：当测试点a的co2在线测试结果cc≥cx时，系统参数调整控制进入co2浓度控制模式，以co2浓度控制为主，兼顾温度、湿度控制；s3-2、温度控制模式：当测试点a的co2在浓度在线测试结果cc≤cx，在该前提下，则系统参数调整控制进入温度控制模式，以温度控制为主，兼顾湿度控制；s3-3、湿度控制模式：当测试点a的co2在浓度在线测试结果cc≤cx，tc∈(ti，tx)，在该前提下，dc≤di，则系统参数调整控制进入湿度控制模式。

4、优选的，在s2基准控制中，当tac∈(ti，tx)，dac∈(di，dx)，cc≤cx，即菌菇种植密闭舱内的温度、湿度、二氧化碳浓度均处于合理控制范围之内，菌菇种植密闭舱处于基准控制状态，仅对菌菇种植密闭舱内的空气进行内循环，匀化舱内空气成分；其中，基准控制的控制方法如下：开启用户侧换热系统的风机，打开下孔电动风量调节阀，密闭舱内空气进入单纯内循环状态，调整用户侧换热系统调频风机的流量，使用户侧换热系统出风圆孔空气流出的即时流量vjs＝vxh；vxh＝v/txh；式中：vxh：密闭舱内循环基准空气流量，v：密闭舱的体积，txh：依据菌菇品种设定的密闭舱内循环时间。

5、优选的，在s3调整控制中，参数调整控制优先级的设定如下：第一优先级为s3-1，也即二氧化碳浓度控制模式；第二优先级为s3-2，也即温度控制模式；第三优先级为s3-3，也即湿度控制模式。

6、优选的，所述s3-1、co2浓度控制模式包括如下步骤：s3-1-1，co2浓度控制启动：当测试点a的co2在线测试结果cc≥cx时，关闭下孔电动风量调节阀，打开在密闭舱底孔的电动风量调节阀和调频风机，和保温管道上的新风孔调频轴流风机和电动风量调节阀，引入环境空气同时向外排出高浓度co2的密闭舱内空气，进行空气置换；s3-1-2，温度、湿度随动控制：引入新风的温度、湿度与菌菇种植密闭舱内的温度、湿度依据即时气象条件与菌菇种植密闭舱内的温度、湿度控制要求可能存在巨大差距；依据保温管道外上孔附近所设测试点b的在线测试温度、湿度值，并对温度、湿度进行随动控制；s3-1-3，co2浓度控制结束：当测试点a的co2在浓度在线测试结果cc≤ci时，延时0.75*tco2后，co2浓度控制结束；关闭密闭舱底孔的电动风量调节阀和调频风机；关闭保温管道上的新风孔调频轴流风机和电动风量调节阀，打开下孔电动风量调节阀；依据测试点a的在线测试温度和湿度，控制模式转入相应状态。

7、优选的，在s3-1-2，温度、湿度随动控制中，其控制方法如下：s3-1-2-1：tbc≥tx，环境温度大于密闭舱温度控制上限，也即引入新风的温度超出密闭舱温度控制上限，则启动空气源热泵的用户侧换热系统为制冷模式，输出冷量抵消密闭舱与环境空气进行热交换引起的密闭舱内空气温度升高，和引入新风自身的温降，同时是对引入新风进行大幅度温降时，空气源热泵换热器换热界面温度远低于控制降温后的空气出口温度，空气源热泵换热器换热界面在可能产生凝湿而脱除水份，即降温出口空气的空气含湿量可能低于密闭舱控制下限，需要喷雾补湿，水雾汽化又可能引起进一步空气温降，需要弥补这部分温降，则控制用户侧换热系统出风圆孔空气温度为：上限tss＝tjs+dsb*1.88/2；下限tsx＝tjx+dxb*1.88/1.5；调整空气源热泵的用户侧换热系统调整为制冷模式，开启密闭舱外设置的蓄水罐控制开关和定量给水泵，定量给水泵通过管道向雾化器b给水，控制给水量即雾化器水雾喷出量：喷出量上限：wss＝vps*(dx-djs)；喷出量下限：wsx＝vps*(dx-djx)；s3-1-2-2：tbc≤ti，环境温度小于密闭舱温度控制下限，也即引入新风的温度低于密闭舱温度控制下限，则启动空气源热泵的用户侧换热系统为制热模式，输出热量抵消密闭舱与环境空气进行热交换引起的密闭舱内空气温度降低，和引入新风自身的温升，同时是对引入新风属于低温环境空气，其湿度通常低于密闭舱湿度控制下限，需要喷雾补湿，水雾汽化又可能引起进一步空气温降，需要弥补这部分温降，则控制用户侧换热系统出风圆孔空气温度为：上限tss＝tjs+dsb*1.88/1.2；下限tsx＝tjx+dxb*1.88/0.8；调整空气源热泵的用户侧换热系统调整为制热模式，开启密闭舱外设置的蓄水罐控制开关和定量给水泵，定量给水泵通过管道向雾化器a给水，控制给水量即雾化器水雾喷出量：喷出量上限：wss＝vps*(dx-djs)；喷出量下限：wsx＝vps*(dx-djx)；s3-1-2-3：tbc∈(ti，tx)，即引入新风的温度符合密闭舱温度控制要求，不需要温度调整控制，有可能需要湿度调节控制，完成co2浓度控制后，系统自动转入第二优先级s3-2即温度控制模式，或第三优先级s3-3即湿度控制模式，再行可能的湿度调节控制。

8、优选的，所述s3-2、温度控制模式包括如下步骤：s3-2-1，温度控制启动：关闭密闭舱底孔的电动风量调节阀和调频风机，和保温管道上的新风孔调频轴流风机和电动风量调节阀，打开下孔电动风量调节阀，调整用户侧换热系统调频风机的流量，设定用户侧换热系统出风圆孔空气流出的即时流量为vjs；s3-2-2-1：tbc≥tx，同时tc≥tx，环境温度大于密闭舱温度控制上限，同时密闭舱内温度高于密闭舱温度控制上限，启动空气源热泵的用户侧换热系统为制冷模式，输出冷量抵消密闭舱与环境空气进行热交换引起的密闭舱内空气温度升高，同时通过内循环对密闭舱存量空气进行小幅度温降，控制方法与s3-1-2-1相同；s3-2-2-2：tbc≥tx，同时tc≤ti，环境温度大于密闭舱温度控制上限，同时密闭舱内温度低于密闭舱温度控制下限，转入s2控制模式，即基准控制状态，仅对菌菇种植密闭舱内的空气进行内循环，用户侧换热系统不进行热交换，在内循环状态下依靠密闭舱与环境空气进行热交换引起的密闭舱内空气温度升高使密闭舱内温度进入合理控制范围；s3-2-3-1：tbc≤ti，同时tc≤ti，环境温度小于密闭舱温度控制下限，同时密闭舱内温度低于密闭舱温度控制下限，启动空气源热泵的用户侧换热系统为制热模式，输出热量抵消密闭舱与环境空气进行热交换引起的密闭舱内空气温度降低，同时通过内循环对密闭舱存量空气进行小幅度温升，控制方法与s3-1-2-2相同；s3-2-3-2：tbc≤ti，同时tc≥tx，环境温度小于密闭舱温度控制下限，同时密闭舱内温度高于密闭舱温度控制上限，转入s2控制模式，即基准控制状态，仅对菌菇种植密闭舱内的空气进行内循环，用户侧换热系统不进行热交换，在内循环状态下依靠密闭舱与环境空气进行热交换引起的密闭舱内空气温度降低使密闭舱内温度进入合理控制范围；s3-2-4-1：tbc∈(ti，tx)，且tc≤ti，环境温度在密闭舱温度控制范围，密闭舱内部温度小于密闭舱温度控制下限，启动空气源热泵的用户侧换热系统为制热模式，输出热量仅对密闭舱存量空气进行小幅度温升，控制方法与s3-1-2-2相同；s3-2-4-2：tbc∈(ti，tx)，且tc≥tx，环境温度在密闭舱温度控制范围，密闭舱内部温度大于密闭舱温度控制上限，启动空气源热泵的用户侧换热系统为制冷模式，输出热量仅对密闭舱存量空气进行小幅度温降，控制方法与s3-1-2-1相同；s3-2-5：温度控制结束。

9、优选的，所述s3-2-5中包括如下步骤：s3-2-5-1，tbc≥tx时，当测试点a的温度在线测试结果tc≤ti，延时0.5*txh后，温度控制结束；s3-2-5-2，tbc≤ti时，当测试点a的温度在线测试结果tc≥tx，延时0.5*txh后，温度控制结束；s3-2-5-3，tbc∈(ti，tx)时，当测试点a的温度在线测试结果tc＝(tx+ti)/2时，延时0.5*txh后，温度控制结束。

10、优选的，所述s3-3、湿度控制模式包括如下步骤：s3-3-1，湿度控制启动：关闭密闭舱底孔的电动风量调节阀和调频风机，和保温管道上的新风孔调频轴流风机和电动风量调节阀，打开下孔电动风量调节阀，调整用户侧换热系统调频风机的流量，设定用户侧换热系统出风圆孔空气流出的即时流量为vjs；s3-3-2-1：tbc≤ti，tbc∈(ti，tx)，dc≤di，即环境温度小于密闭舱温度控制下限，密闭舱内温度处于密闭舱温度控制范围，启动空气源热泵的用户侧换热系统为制热模式，输出热量抵消密闭舱与环境空气进行热交换引起的密闭舱内空气温度降低，同时抵消增湿产生的吸热，控制方法与s3-1-2-2相同；s3-3-2-2：tbc≥tx，tbc∈(ti，tx)，dc≤di，即环境温度大于密闭舱温度控制上限，密闭舱内温度处于密闭舱温度控制范围，空气源热泵的用户侧换热系统不进行热交换，仅增湿，控制方法与s3-1-2-2相同；s3-3-2-3：tbc∈(ti，tx)，tc∈(ti，tx)，dc≤di，环境温度在密闭舱温度控制范围，密闭舱内部温度也处于密闭舱温度控制范围，启动空气源热泵的用户侧换热系统为制热模式，输出热量仅抵消增湿产生的吸热，控制方法与s3-1-2-2相同；s3-3-3，湿度控制结束：当测试点a的湿度在线测试结果dc＝(dx+di)/2时，延时0.5*txh后，湿度控制结束。

11、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明中的用于菌菇种植密闭舱的温度—湿度—co2浓度联合控制方法通过进行设定基准参数、基准控制和调整控制使密闭舱内环境空气温度、湿度、co2浓度始终维持在菌菇生长的最佳环境条件内，实现全天候生长。