CN104885897A - 水耕栽培槽 - Google Patents

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Abstract

本发明属于园艺设施领域，特别涉及一种水耕栽培槽。为解决人工光照植物水耕栽培设施内的热量排除问题，本发明提供了一种光源一体化的水耕栽培槽。所述水耕栽培槽包括槽体和定植板，所述槽体下表面上还安装有植物生长灯，所述植物生长灯与所述槽体具有良好的热联接。采用本发明所公开的水耕栽培槽时，光源所散发热量可以传导至栽培槽中的营养液中，通过营养液循环将热量传递至栽培设施外，从而减轻或完全消除空调降温负担，减少能耗。

Description

水耕栽培槽
技术领域
本发明属于园艺设施领域，特别涉及一种水耕栽培槽。
背景技术
水耕栽培是设施园艺的关键技术，在水耕栽培中，栽培槽是关键设施。一般的栽培槽包括槽体和定植板，槽体用以保持营养液，定植板用以固定植物。为克服自然光照的不足，目前在设施园艺中常常采用人工光水耕栽培以实现作物的周年稳定生产，特别是在植物工厂中，多层人工光照水耕立体栽培更是实现高密度高产量周年生产作物的主要方式。目前的多层人工光照水耕栽培中，一般是采用多层栽培架，在每个层架上安放水耕栽培槽，这些水耕栽培槽多以隔热性好的泡沫材料制成，与栽培槽独立的植物生长灯安放在层架下，一般采用荧光灯或者发光二极管（LED）作为光源。由于植物生长灯在工作时会放出大量的热量，在封闭的栽培设施（如植物工厂）中，这些热量散发到环境空气中，使设施内的环境温度急剧升高，故而一般的人工光栽培设施中都需要配备配套的空调以排除人工光源散热，大大提高了设施建设成本并需要消耗大量的能源。
发明内容
本发明的目的在于解决人工光照植物水耕栽培设施内的热量排除问题，提供一种效率高成本低的解决方案。
为实现上述目的，本发明公开了一种光源一体化的水耕栽培槽。
所述水耕栽培槽包括槽体和定植板，其中：所述槽体下表面上还安装有植物生长灯，所述植物生长灯与所述槽体具有良好的热联接。
如上所述的水耕栽培槽，其中：所述槽体由高导热材料制成。
如上所述的水耕栽培槽，其中：所述植物生长灯与所述槽体通过导热体热联接，所述导热体由高导热材料制成，其下端与所述植物生长灯良好热联接，其上端穿过所述槽体底面并突出于所述槽体内部。
如上所述的水耕栽培槽，其中：所述植物生长灯由固定于高导热基底上的发光二极管组成，所述高导热基底与所述槽体良好热联接。
采用本发明所公开的水耕栽培槽用于多层立体植物栽培，相比现有的光源独立栽培槽具有如下优点：
1. 采用现有的光源独立栽培槽时，光源所散发热量是直接散发到环境空气中去，且由于槽体一般采用了隔热性良好的泡沫材料，这些热量很少会传递至槽体中的营养液中，只能依靠空调排除，需要消耗大量能耗。而采用本发明所公开的水耕栽培槽时，由于光源与栽培槽良好热接触，光源所散发热量可以传导至栽培槽中的营养液中，通过营养液循环将热量传递至栽培设施外，从而减轻或完全消除空调降温负担，减少能耗。特别是在采用LED作为植物生长光源时，由于LED是一种体积小，亮度高的固体光源，其所散发热量比较集中，可以高效地通过导热基底传递至栽培槽中的营养液中，故而在采用这种光源一体化水耕栽培槽时，散发到设施环境空间中的热量大大减少，空调降温负担也会大大降低。尽管也可能需要采用降温设备降低营养液温度，但显而易见的是，相比降低巨大栽培设施环境内的空气温度，降低有限体积营养液温度的难度大大降低了，其成本也会大大降低。
可以充分利用光源散热提高营养液温度，促进植物生长。在严寒的冬季，有时候需要对水耕栽培营养液进行增温以促进作物生长，而采用光源一体化的水耕栽培槽则完全不存在这种必要。
附图说明
在下文中，通过示例的方式并且参照附图将更为详细地描述水耕栽培槽，其中：
图1和图2分别从俯视和仰视角度展示了水耕栽培槽的整体示意图。
图3是第一实施例所述的水耕栽培槽在如图1中A-A所示处的竖直截面示意图。
图4是第二实施例所述的水耕栽培槽在如图1中A-A所示处的竖直截面示意图。
图5是第二实施例所述的水耕栽培槽在如图1中B-B所示处的水平截面示意图。
图1至图5中，附图标记1为槽体，2为定植板，3为植物生长灯，31为高导热基底，32为发光二极管，4为导热体。
具体实施方式
图1和图2分别从俯视和仰视角度展示了本发明所公开的水耕栽培槽的整体基本结构示意图。本发明所公开的水耕栽培槽的基本结构包括槽体1、定植板2和植物生长灯3，其结构尺寸根据所栽培的作物以及设计要求确定，其中槽体1用以保持水耕栽培的营养液，定植板2可以是独立于槽体的，放置于槽体1上用以固定所栽培作物，植物生长灯3安放于槽体1的下面，与槽体1具有良好的热联接，用以提供植物生长发育所需光照。
图3展示了第一实施例的水耕栽培槽在如图1中A-A所示处的竖直截面示意图。该水耕栽培槽的槽体1由高导热材料制成，如导热性能良好的塑料、金属板材等。植物生长灯3是由固定于导热基底31上的发光二极管32组成，导热基底31与发光二极管32之间具有良好的热联接，也可以采用激光二极管代替发光二极管作为发光元件，只要能够方便地将所散发热量传递至导热基底，任意其它的植物光源也可以用来代替发光二极管32。植物生长灯3固定在槽体1的下表面，并与槽体1的下表面具有良好的热联接，可行的技术方案包括在两者之间使用导热胶、导热垫等。作为一种替代方案，甚至可以以槽体1的下表面作为发光二极管32的基底，直接将电路印刷于槽体1的下表面，将发光二极管32焊接于其上。在这些方案中，植物生长灯3所散发的热量均可以高效地通过槽体1传递至槽体1中的营养液中。
图4和图5分别展示了第二实施例的水耕栽培槽在如图1中A-A所示处的竖直截面示意图和在如图1中B-B所示处的水平截面示意图。第二实施例的水耕栽培槽与第一实施例的水耕栽培槽的区别在于，第二实施例的水耕栽培槽的槽体1不一定采用导热材料，槽体1与植物生长灯3之间通过一组导热体4进行热联接，导热体4采用高导热材料制成，如导热塑料，金属材料等，其结构可以为圆柱体、棱柱体等，其结构尺寸和数量根据传热需求确定，导热体4的下端与植物生长灯3具有良好的热联接，其上端穿过槽体1的底面并突出于槽体1内部，突出高度低于槽体深度，可以将植物生长灯3所散发的热量高效传递至槽体1中的营养液中。导热体4与槽体1之间有良好的防水密封措施，以防止槽体1中的营养液外泄。植物生长灯3是由固定于导热基底31上的发光二极管32组成，导热基底31与发光二极管32之间具有良好的热联接，也可以采用激光二极管代替发光二极管作为发光元件，只要能够方便地将所散发热量传递至导热基底，任意其它的植物光源也可以用来代替发光二极管32。
为了简单起见，图中并没有标出植物生长灯3上的电路及其控制装置等，但本技术领域的技术人员应当知道，为了实现光源的正常工作，电路及其控制装置是必须的，这些电路以及控制装置、以及发光二极管32与导热基底31之间的电联接和热联接都是可以利用本技术领域的现有技术实现的。
本发明所公开的水耕栽培槽用于多层立体植物栽培，每一层栽培槽的光源为下一层栽培槽上的作物提供光照，植物生长灯3所散发的热量通过槽体1或者导热体4高效传递至槽体1中的营养液中，通过营养液循环将光源所散发的大部分热量转移至栽培设施外面，从而避免栽培设施内环境温度急剧升高，降低空调负担。对于营养液中积聚的光源热量，可以有多种排除方法，譬如通过散热器将热量传递至外部环境空气中，利用制冷机降低营养液温度，甚至直接利用这些热量保持营养液温度在一个比较高的能促进植物生长的温度，无论采用哪一种途径，显而易见的是，相比降低巨大栽培设施环境内的空气温度，降低有限体积营养液温度的难度大大降低了，其成本也会大大降低。
应当理解的是，上文描述和附图仅仅旨在解释本发明。对于本领域中的技术人员将显而易见的是，在不悖离本发明的范围的前提下，可以改变和修改本发明。

Claims (4)

1.一种水耕栽培槽，包括槽体（1）和定植板（2），其特征在于：所述槽体（1）下表面上还安装有植物生长灯（3），所述植物生长灯（3）与所述槽体（1）具有良好的热联接。
2.如权利要求1所述的水耕栽培槽，其特征在于：所述槽体（1）由高导热材料制成。
3.如权利要求1所述的水耕栽培槽，其特征在于：所述植物生长灯（3）与所述槽体（1）通过导热体（4）热联接，所述导热体（4）由高导热材料制成，其下端与所述植物生长灯（3）良好热联接，其上端穿过所述槽体（1）底面并突出于所述槽体（1）内部。
4.如权利要求1至3任意一项所述的水耕栽培槽，其特征在于：所述植物生长灯（3）由固定于高导热基底（31）上的发光二极管（32）组成，所述高导热基底（31）与所述槽体（1）良好热联接。
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