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为什么说智能环控系统是中国现代化养猪的发动机呢?(下)

发布日期:发布时间:2019-12-6 15:26:00 来源:http://www.kcxdtech.com/news284672.html

三、智能化环控系统基本原理与控制技术


  现代化的智能环控系统是包含了电气自动化、空气动力学、热力学、流体力学、畜牧学等不同学科内容。该系统主要由智能环境控制仪、温度传感器、湿度传感器、氨气传感器、风机、湿帘及各种进风设备(如:卷帘、滑帘、通风小窗等)等组成。猪舍内大多采用负压通风换气的模式,即通过风机往舍外抽取空气,在舍内形成负压,新鲜空气由湿帘或者各种自动控制或手动调节的进风口通过一定的路线进入舍内,进行气体的交换气。


  环境控制系统在现代化猪舍应用的目的,就是通过良好的通风换气来优化猪舍环境。给猪只创造一个舒适的生活环境,使其优良的遗传潜性能得到充分发挥,各个生理阶段的生产性能达到最佳,从而产生良好的经济效益。通风换气系统及其设计尤为重要。猪舍的智能环境控制系统的核心部件是中央控制系统和智能环境控制仪,它是通风系统的自动化控制及运行的保障,就像是整个系统的大脑,通过传感器读取舍内环境数据,根据不同季节,猪只不同生理阶段,猪舍内环境温度、湿度等的需要,统一调动风机、湿帘和进风口及其组件自动协同工作。


  (一)智能化环控系统基本原理


  猪舍的通风换气方式主要有垂直、横向、纵向和过渡通风换气。


  垂直通风换气配合湿帘、地道等,可适用于一年四季;横向通风换气主要用于低气温季节的换气(冬天);纵向通风换气主要用于高气温季节的降温(夏天)。


  1.猪舍垂直通风换气有两种方式。在炎热季节,都需要配合湿帘使用。


  第一种是新鲜空气通过屋檐进风口进入屋顶,在阁楼进行热交换后,由屋顶进风设备进入猪舍,并与猪舍内空气垂直混合后,经猪体从漏缝板下通过侧墙上地沟风机抽出的通风换气模式。


  第二种是新鲜空气通过地下的进风设施设备,在地道中经过热交换后进入猪舍,并与猪舍内空气垂直混合后,经猪体从漏缝板下通过侧墙上地沟风机抽出的通风换气模式,这种模式利用地温来升温或者降温,节省能源、使用寿命长、运行费用低、管理和维护简单。


  2.猪舍横向通风换气。采用侧墙上横向的风机配合侧墙上的通风小窗(进气口)来实现的。


  其原理是通过环境控制仪设定侧墙上横向的风机按一定规律定时循环开启(也可选用调速风机),控制侧墙上的通风小窗进风口的大小,改变进入猪舍的风速与进风量(一般要求风速达到4~5m/s),使新鲜空气快速达到猪舍顶部,逐渐下降并与舍内空气混合升温后到达猪只生活区,而后由侧墙上横向的风机将舍内潮湿、污浊的空气排出舍外,以保证猪只背部以上高度区域,始终有均匀的新鲜空气,使猪只优良的遗传性能得到充分发挥,各个生理阶段的生产性能达到最佳。


  3.猪舍纵向通风换气。随着室外气温的上升,猪舍需要较大的通风量才能将室内多余热量排出,为猪只创造舒适的环境。一般是采用一端山墙上纵向抽风的大通风量风机,配合另一端山墙上的湿帘来实现的(又称“直流式” 通风换气)。风从湿帘进入,带出湿度较高的空气,利用水蒸发散热的原理,从而实现对猪舍内高温空气降温。


  国内外的研究表明“湿帘-风机”纵向通风组合是最经济有效的畜舍夏季通风降温模式。美国爱荷华州立大学的一项研究发现,水帘在爱荷华州中部的地区夏季潮湿的天气条件下,在商业育种舍、妊娠母猪舍和产房均表现出了良好的性能。测量结果显示,温度经过水帘后温度下降了10~20°F(-12℃~-6℃)。


  (二)智能环境控制仪的基本控制技术


  猪场环控系统的核心组件就是环境控制仪(见图5),通过猪舍内的温控探头、湿度探头、氨气探头等传感器来测量猪舍内的环境数据。因为温度的高低也可直接表现在湿度和氨气浓度的变化,就目前市场普遍采用的都是通过温度的测量来控制风机、湿帘、进风窗、加热器等设备的开启工作。极少采用多种测量方式来实现控制模式。猪各个生长时期的适宜温度见表2。


  智能环境控制仪功能:增鑫牧业有高中低各种型号功能环境控制仪(图6),使用稳定,质量可靠,并且配套生产风机、湿帘、进风窗(图7、图8)等设备,能够满足不同客户对环控的要求。下面以增鑫牧业公司ZX-1211智能环境环境控制仪为例来说明其功能(图9)。ZX-1211智能环境控制仪主要针对育肥舍、妊娠舍、配种舍等大型猪舍。它具有如下多功能:


  1.特有烤灯功率控制(自动控制电热板、保温灯功率);


  2.横向纵向风机自动切换(夏天纵向通风,春秋横向通风模式);


  3.高低温报警,温度传感器故障报警输出(声光报警,时刻提醒猪舍温度和设备运行情况);


  4.最小通风定时循环,变速曲线(实现冬天定时无极换气,不知不觉中保持良好环境,避免猪只应急);


  5.温度曲线、最小通风曲线;


  6.湿度补偿、室外温度补偿控制;


  7.可同时进行卷帘和通风窗开启度控制(根据温度的大小自动控制窗口开启大小,从而控制进风量);


  8.可通过室内室外压差控制通风窗开启度;


  9.IP65防水机箱,尺寸:305×228×120mm;


  10.可连接计算机,使得信息管理集中化;


  11.12阶段控制,控制对象为变速风机、恒速风机,降温设备,加热器;


  12.特有风机启动保护,防止风机同时启动电流过大;


  13.特有二氧化碳、氨气、硫化氢气体检测和控制功能;


  14.可记录30天内每天温度、湿度最高值、最低值、饮水量等数据;


  15.可连接5个温度探头,室内区域分布4个,室外一个,可根据各区域传感器的数值综合处理后进行舍内温度控制,保证猪舍温度的平稳变化。


  四、智能化环控系统发展展望


  作为环控系统后续发展,可提升的空间是智能化地把对各孤立的环控设备集成为一个系统进行网络管理。环控系统在技术上并不复杂,可将很多在工业上已经非常成熟的技术挪用到养猪业上来,比如现在用变频器控制风机做无极变速,实现风机的风量曲线调整。未来的环控软件能自动控制风机、水帘、地沟风机、喷雾、地暖、保温板、通风窗开启、饮水量等保障猪场环境。目前增鑫牧业公司即将上市的整场自动化控制系统,可实现猪场所有自动化设备的运行监控与管理,可将自饲喂系统、清粪系统、环控系统等全部纳入其中,还能够在智能手机上做APP客户端,使猪场管理者在任何时间地点,只要有手机信号,就能看到自己猪场各猪圈的温度、氨气浓度、硫化氢浓度和湿度等环控指标以及清粪系统、饲喂系统各设备运行情况(图10)。


  环境控制系统发展到今天,智能化控制已日臻成熟,在规模化猪场中的应用也越来越普遍,相对于整个猪场的工艺流程环节来说占据首要位置。智能化环控系统技术在规模化猪场中的应用,是中国养殖业的一场观念与技术的革命,它必将成为促进我国规模化猪场快速转型升级的发动机。

标签:智能环控系统,

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