[发明专利]一种食用菌菇房环境控制系统及方法

说明书

本发明公开一种食用菌菇房环境控制系统及方法，利用带有开口的送风管道及回风管道，有效改善由通风不均匀造成菇房内温度、湿度和CO₂浓度分布不均匀的情况，采用多传感器分别对菇房空气、回风空气和外界空气的温度、湿度和CO₂浓度进行实时监控，对菇房进行制冷、加热、加湿、通风除湿、通风排气等综合调控，为食用菌的生长提供了适合的生长环境；考虑到温度对湿度的影响，在温度调控的同时，计算其变化对湿度的影响；以预测湿度为主导，同时进行温度和湿度的调控，不再先调整温度再调整湿度，有效避免了菇房内温度波动对湿度的影响，降低湿度波动幅度；根据温度、湿度和CO₂浓度的计算方程计算所需的控制量，实现对菇房环境的精确控制。

技术领域

本发明属于食用菌栽培领域，具体涉及食用菌工厂化生产用的菇房环境的控制技术。

背景技术

食用菌味道鲜美且具有丰富的营养价值和保健作用，受到大家的喜爱。食用菌生长过程中，对温度、湿度、二氧化碳浓度和气流速度都有严格的要求。食用菌大棚栽培方式应用广泛，但其环境调控方式粗放，造成环境因素波动幅度大，并且易受杂菌污染，造成资源浪费，影响食用菌产量。

工厂化食用菌栽培可以利用设备和设施创造适宜的生长发育条件。工厂化生产菇房墙面和屋顶采用隔温材料建造，通过环境调控设备调控菇房内环境，可以较为有效的控制进出口空气的状态，满足食用菌不同生长阶段对环境条件的不同需求。

菇房环境控制所需考虑的因素较多，不仅有菇房内温度、湿度和CO₂浓度，还有外界气候条件。温度和相对湿度有极强的耦合性，温度的升高会使空气相对湿度降低，温度的降低会造成相对湿度的升高并可能使水蒸气冷凝。食用菌生长中不断进行生理活动，并且食用菌和培养料与内部环境之间存在传热传质过程，生长过程中产生热量、CO₂以及水蒸气。因此，菇房内环境状态是一个动态变化的过程。由于菇房内部空间较大，且栽培架会阻碍空气流动，控制对象的测量装置、管道和执行机构调节等环节存在滞后因素，考虑不周时容易造成被控制参数的偏差增大、上下震荡。因此仅通过常规手段进行控制，并不能满足菇房环境控制精度高、响应速度快、稳定性好和适应能力强等要求。

发明内容

本发明针对食用菌工厂化栽培菇房环境因子波动大和分布不均匀等问题，考虑到菇房环境控制的多变量、滞后性、耦合性和非稳态等特点，提出了一种食用菌菇房环境控制控制方法及系统，以实现控制精度高、控制量波动小和环境温湿度分布均匀的目的。

本发明一种食用菌菇房环境控制系统采用以下技术方案：菇房内部设有放置在两排培养架之间的室内温度传感器、室内湿度传感器、室内CO₂传感器，在每排培养架的正上方设有一个水平的送风管，送风管上开有朝向两排培养架之间的通风的出气口；送风管内部装有送风温度传感器和送风湿度传感器，送风管与位于菇房外部水平布置的调风室的一端连通，送风管与调风室的连接处装有送风风机，调风室的另一端与混风管相连通，混风管在菇房外部并且上下垂直布置，在调风室和混风管的连接处装有混风温度传感器和混风湿度传感器，调风室内部设有制冷器、加热器和加湿器；混风管的上端连通水平的新风管一端，新风管的另一端是与外部大气相通的新风口，新风口内部装有新风过滤网和新风阀，在新风口外部且靠近新风口处装有室外温度传感器、室外湿度传感器和室外CO₂浓度传感器，混风管的下端连接了两个回风管的一端，两个回风管均水平布置且伸进菇房内，一个回风管位于一排培养架的正下方，每个回风管上开有进气口，回风管的另一端连接排气口，在混风管和回风管的连接处设置回风过滤网和回风阀；排气口内部设置排气单向阀和排气过滤网；菇房外部设置控制器，控制器通过信号线分别连接室外温度传感器、室外湿度传感器、室外CO₂浓度传感器、混风温度传感器，混风湿度传感器、送风温度传感器、送风湿度传感器、室内温度传感器，室内湿度传感器以及室内CO₂传感器，控制器通过控制线分别连接新风阀、回风阀、制冷器、加热器、加湿器和送风风机。