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    方舱蘑菇种植智能新风系统
    时间:2025-05-17 涉川
    一、方案介绍
    方舱蘑菇种植系统是一种基于模块化、可移动结构的现代化食用菌生产方式,广泛应用于城市农业、边远地区保障型种植及科研试验等场景。蘑菇对环境空气的含氧量、二氧化碳浓度、湿度与温度极为敏感,因此,通风换气与空气质量调控成为影响其生长周期和品质的关键因素。
    本方案针对蘑菇种植对新鲜空气供应、二氧化碳排出、温湿协同调控等特殊需求,提出一套智能新风系统解决方案,结合传感监测、数据分析、智能控制与远程联网功能,实现新风系统按需运行、自动调节与高效节能。
    二、监测目标
    • 室内二氧化碳浓度(CO₂)
    • 室内含氧量(O₂)
    • 温度与相对湿度
    • 新风机组运行状态(风量、运行时间、故障状态)
    • 室外空气质量(PM2.5、CO₂、温湿度等)
    • 系统电能消耗与运行负荷
    三、需求分析
    蘑菇生长需大量氧气、较低CO₂浓度,同时要求温湿度稳定。传统静态通风系统难以满足动态需求,存在换气不足、能耗高、菌床干扰等问题。方舱种植受限于密闭结构,需配置一套具备自动判断与精准执行的新风系统,满足以下需求:
    • 实时响应CO₂浓度变化,自动调节通风量;
    • 配合温湿调控系统协同运行,防止冷热风冲击;
    • 减少人工巡检,具备远程调控与智能预警能力;
    • 控制系统简单易用,支持多舱联动控制;
    • 满足多种蘑菇品种的生长环境差异。
    四、监测方法
    • 采用高灵敏度气体传感器实时监测CO₂浓度与O₂水平;
    • 温湿度传感器布设于舱内不同高度,获取环境剖面数据;
    • 风量、电流等参数通过变频驱动或智能电表采集;
    • 数据采集周期可设定(默认1分钟/次),并具备异常数据过滤功能;
    • 所有数据通过控制终端上传至云平台,支持手机与网页端访问。
    五、应用原理
    智能新风系统以CO₂浓度为主控制变量,以温湿度为辅变量,构建多参数调节模型。系统通过实时传感器数据判断当前环境是否达到设定阈值,一旦超标,即自动开启或调节新风机组运行频率,补充新鲜空气、排出废气,并根据设定温差限值启动预热或混风过程,防止冷凝或菌床水分流失。整个系统可独立运行,也可与空调系统、湿帘、喷淋系统联动控制。
    六、功能特点
    • 智能变风量控制:根据CO₂浓度动态调整风机转速,维持舱内空气成分稳定;
    • 支持温湿协同控制:联动除湿或喷淋系统,防止因换气导致环境剧烈波动;
    • 远程控制与数据监测:具备4G/WiFi联网功能,支持远程管理与实时数据查看;
    • 多舱集中管理:一个平台支持多个方舱独立控制,也可统一调度;
    • 能效管理功能:记录新风系统能耗,优化运行策略,降低运营成本;
    • 自动预警系统:设定安全上限,超限后自动发送短信/平台通知,保障生产安全。
    七、硬件清单
    • 新风换气设备(含送风/排风/回风通道)
    • CO₂、O₂浓度传感器
    • 温湿度数字传感器(支持抗蒸汽、抗污染)
    • 风机变频驱动器
    • 智能控制终端(内嵌自动控制程序)
    • 4G联网通信模块
    • 空气过滤组件(初效/高效/活性炭选配)
    • 隔音减震系统、电控阀门组件
    • 数据采集与上传线路系统
    八、硬件参数(量程/精度)
    项目
    量程范围
    精度
    CO₂浓度传感器
    0 ~ 5000 ppm
    ±50 ppm 或 ±5%读数
    O₂浓度传感器
    0 ~ 25%
    ±0.1%
    温度传感器
    -20℃ ~ 60℃
    ±0.5℃
    湿度传感器
    0 ~ 100%RH
    ±3%RH
    风量控制范围
    100 ~ 2000 m³/h
    ±5%
    通讯传输延迟
    小于2秒
    实时

    九、方案实现

    1. 选取适配的新风机组与控制终端,完成在方舱内部通风通道规划;

    2. 安装传感器模块并调试信号采集系统;

    3. 通过控制终端设置运行策略,包括目标浓度、风量区间、联动逻辑等;

    4. 接入云平台并完成用户权限配置,实现远程监控;

    5. 开机试运行,检测各项参数是否达标;

    6. 建立运行日志和告警机制,日常维护仅需远程校准和周期性保养。

    十、数据分析

    • 实时CO₂浓度曲线、日均浓度统计;

    • 新风运行时间、启停频率与能耗趋势;

    • 与蘑菇生长阶段关联分析,辅助判断菌棒健康度;

    • 温湿度波动率评估,用于调节控制策略;

    • 自动生成月度运行报告与节能分析图表。

    十一、预警决策

    • 超浓度预警(CO₂浓度超过设定阈值);

    • 风机故障预警(运行异常、转速异常、无风流);

    • 通信异常(断网、断电)实时记录;

    • 联动系统异常(温湿度剧烈波动时联动报警);

    • 支持用户自定义报警条件,匹配品种要求。

    十二、方案优点

    • 专为蘑菇设计:兼顾通风、温湿控制与气体成分调节;

    • 运行自动化高:大幅减少人工干预,提升种植效率;

    • 部署灵活:适用于不同大小和结构的方舱环境;

    • 稳定可靠:具备通信冗余与电源保护,抗干扰能力强;

    • 节能效果好:按需供风,智能启停,显著降低能耗;

    • 支持扩展:可与照明、水培、环境监测等系统对接升级。

    十三、应用领域

    • 城市智能农业蘑菇种植舱

    • 边远山区/高原环境下的食用菌种植项目

    • 高校/科研院所试验种植平台

    • 食用菌工厂化循环系统配套新风

    • 农业产业园温控车间通风改造项目

    十四、效益分析

    • 经济效益:降低人工巡检与操作成本,提高蘑菇成品率与商品性;

    • 生态效益:减少能源消耗,提升种植系统碳效率;

    • 社会效益:推动农业现代化与标准化发展,示范带动作用强;

    • 运维效益:系统结构简单,远程可管控,维护工作量小;

    • 品牌附加值:提升食用菌产品质量与可溯源能力。

    十五、国标规范

    • 《GB/T 18883-2022 室内空气质量标准》

    • 《GB/T 17758-2010 农业温室环境控制系统通用技术条件》

    • 《GB/T 22239-2019 信息安全等级保护基本要求》

    • 《GB 50325-2020 民用建筑工程室内环境污染控制规范》

    • 《GB/T 30136-2013 农业物联网术语与数据规范》

    十六、参考文献

    1. 《食用菌工厂化栽培技术手册》,中国农业出版社

    2. 《农业环境控制与智能化装备研究进展》,农业工程学报

    3. 《现代方舱农业环境通风技术》,农业智能装备技术研究中心

    4. 《基于CO₂控制的新风系统设计》,清华大学建筑学院

    5. 国家标准全文公开系统相关资料

    十七、案例分享

    • 云南高原蘑菇方舱项目:通过智能新风系统,实现平菇种植日产增产15%,CO₂平均浓度下降30%;

    • 江苏都市农业科技园:集成新风与空调协同控制,实现秀珍菇批次生产环境自动维稳;

    • 山东智慧农业示范舱:部署六套独立智能新风系统,实现不同品种环境参数个性化调节,提升科研效率。

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