方舱蘑菇种植智能新风系统

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

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；安装传感器模块并调试信号采集系统；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；接入云平台并完成用户权限配置，实现远程监控；开机试运行，检测各项参数是否达标；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

《食用菌工厂化栽培技术手册》，中国农业出版社《农业环境控制与智能化装备研究进展》，农业工程学报《现代方舱农业环境通风技术》，农业智能装备技术研究中心《基于CO₂控制的新风系统设计》，清华大学建筑学院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。