CN105145184A - 一种日光温室智能温控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种日光温室智能温控系统，包括温室大棚、温控百叶通风窗、地埋通风道、光控百叶保温被和主动热控子系统，温控百叶通风窗包括百叶窗叶片、感温包、传压管和驱动杆；光控百叶保温被包括光敏传感器、温室支架、控制杆、百叶保温片和控制单元；主动热控子系统包括循环泵、蓄电池、太阳能电池板、太阳能集热管、风机盘管换热器和螺旋地埋管，螺旋地埋管和风机盘管换热器通过循环泵形成一个换热回路。与现有技术相比，本发明智能控温系统在无人员值守情况下可以对日光温室温度实现快速准确控制，并且充分利用太阳能不消耗额外能源。

Description

一种日光温室智能温控系统

技术领域

本发明涉及一种日光温室智能温控系统，具体涉及的是一种基于温控光控被动温控技术和螺旋地埋管主动温控技术的日光温室智能温控系统。

背景技术

日光温室是前坡面夜间用保温被覆盖，东、西、北三面为围护墙体的单坡面塑料温室的统称，前屋面是温室的全部采光面，白天采光时段前屋面只覆盖塑料膜采光，当室外光照减弱时，及时用活动保温被覆盖塑料膜，以加强温室的保温。传统的保温被都是由人工覆盖和收起，增加了劳动强度，并且可能由于工作的疏忽导致保温被放的晚收的早，使蔬菜不能够充分利用阳光照射进行光合作用。夏季温室温度高时，多采用自然通风来降低温度，传统的通风窗要么是手动控制，要么是带有电机的齿轮齿条等复杂机构控制的，对温度的响应速度慢，并且需要消耗额外的能源，复杂的控制机构易造成器械的磨损和故障，不利于长期使用；冬季温室温度过低，传统的方法是采用燃煤火炉或者燃煤热水锅炉来主动加热，这样不仅增加了能源的消耗，而且温度响应慢，控温效果也不易控制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供了一种能耗低、温控精确可调且无需人工控制的日光温室智能温控系统。

为解决日光温室温控存在的上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种日光温室智能温控系统，包括温室大棚，其特征在于：还包括温控百叶通风窗、地埋通风道、光控百叶保温被和主动热控子系统，所述温控百叶通风窗包括百叶窗叶片、感温包、传压管和驱动杆，所述百叶窗叶片设置在所述温室大棚的侧面，所述感温包设置在所述温室大棚内，所述传压杆一端位于所述感温包内，传压杆的另一端与驱动所述百叶窗叶片摆动的所述驱动杆连接；所述光控百叶保温被包括光敏传感器、温室支架、控制杆、百叶保温片和控制单元，所述温室支架固定在所述温室大棚上，所述百叶保温片通过所述控制杆连接在所述温室支架上，所述控制单元根据所述光敏传感器获取的光照信号控制所述控制杆调整所述百叶保温片的角度；所述主动热控子系统包括循环泵、蓄电池、太阳能电池板、太阳能集热管、风机盘管换热器和螺旋地埋管，所述螺旋式地埋管位于地下，所述螺旋式地埋管和风机盘管换热器通过所述循环泵形成一个换热回路，所述蓄电池连接所述循环泵，所述太阳能电池板的为所述蓄电池提供电源，所述太阳能集热管的热水出口通过一控制阀连接至所述的换热回路。

所述光敏传感器为两个，分别设在所述百叶保温片的两面。

在所述传压管内设置有活塞，所述驱动杆连接在活塞上。

所述地埋通风道将外界与所述温室内部连通，所述地埋通风道出口与温控百叶通风窗存在高度差∆h（∆h大于1m）。

本发明一种日光温室智能温控系统，包括温控百叶通风窗、地埋通风道、光控百叶保温被和主动热控子系统，其中温控百叶通风窗由百叶窗叶片、温度传感器、传压管和驱动杆组成，主动热控子系统由循环泵、蓄电池、太阳能电池板、太阳能集热管、风机盘管换热器和螺旋地埋管组成。当日光温室温度过高时，温控百叶通风窗打开，配合地埋通风道工作，实现通风降温；当日光温室温度处于正常范围内，温控百叶通风窗关闭，起到保温的作用。光控百叶保温被的旋转角度由光敏传感器信号控制，在阳光照射时始终保持叶片平行于阳光，以保证温室能够最大程度接受照射；在无阳光照射条件下，光控百叶保温被处于关闭状态，起到保温的作用。当日光温室内温度过高或过低时，主动温控子系统内的流动工质在深层地下与温室地表之间循环流动，实现地表与深层地下的热交换，以控制温室温度。太阳能电池板为系统的运行提供能源，太阳能集热管补充冬季供暖热量。

温控百叶通风窗由百叶窗体、温度传感器、传压管和驱动杆组成。当温室内温度过高时，温度传感器感温包内工质膨胀度增大，工质压力将通过传压管传递至驱动杆，推动驱动杆向上移动，进而将百叶通风窗打开，起到了通风降温的作用；当温室内温度处于正常范围内，感温包内工质压力处于正常水平，驱动杆处于下方位置，百叶通风窗为关闭状态，为温室保温。

光控百叶保温被由光敏传感器、控制杆、百叶保温片和控制单元组成。光敏传感器成对装配，每对两只传感器分别安装在一个百叶保温片的两面上；百叶保温片由铰链装置固定在支架上并与控制杆连接，由控制杆直接控制百叶保温片的旋转角度。当遇到阴雨天或者夜晚，无阳光照射到所述保温片上时，光敏传感器接收到的光信号为零，由控制单元对控制杆发出指令，百叶保温片处于闭合状态，起到保温的作用；当阳光不是平行照射到保温片上时，述成对的光敏传感器接收到的光信号不同，则控制单元发出信号由控制杆驱动百叶保温片旋转一定角度，直到成对的光敏传感器接收到的光信号相同，即百叶保温片与阳光方向平行，这样即可保证所述百叶保温片总是最小程度地遮挡阳光，使日光温室内的蔬菜能够收到尽可能多的阳光照射。

主动热控子系统由循环泵、蓄电池、太阳能电池板、太阳能集热管、风机盘管换热器和螺旋地埋管等部分组成。太阳能电池板将太阳能转化为电能储存在蓄电池内，当需要主动热控子系统工作时，即由蓄电池为循环泵供电，驱动螺旋地埋管和换热器内工质流动实现深层地下与温室地表之间的热交换。螺旋地埋管与温室内的风机盘管换热器管路构成循环回路，螺旋地埋管埋至深层地层，深层地层满足夏季温度低于环境温度，冬季温度高于环境温度。在日光温室温度过高或过低时，主动热控子系统运行即可实现温室地表与深层地下的热交换，实现主动控温的作用。螺旋地埋管可以在增大管内工质传热面积的同时又不需要增加填埋深度，螺旋管起到绕流的作用，使工质传热均匀达到最好的传热效果。所太阳能集热管可以在冬季补充主动温控子系统的热量，以保证最佳的温控效果。

控制单元负责智能温控系统的协调运行，蓄电池可为其供电。控制单元接收光敏传感器的信号控制所述百叶保温被的旋转角度；接收温度传感器的信号控制热控子系统的运行；接收蓄电池的电量信号，控制太阳能电池板的发电量。控制单元可以实现日光温室在无人值守情况下的智能温控。

有益效果

本发明一种日光温室智能温控系统，包括温控百叶通风窗、光控百叶保温被、主动热控子系统和控制单元等部分。温控百叶通风窗可以快速响应温度变化，无需人力、无复杂控制机构可以保证长期使用；光控百叶保温被由光敏传感器准确控制，可实现光控收起和覆盖，保证阳光照射的同时又能起到保温的作用；基于螺旋地埋管的主动温控技术，不仅可以解决温室冬季加热问题，还能用于夏季降温，利用太阳能发电驱动本系统可节约能源，智能控制单元增加温控准确度。本发明能够在无人值守的情况下实现对温室的温控准确快速响应。

附图说明

图1日光温室智能温控系统布置示意图；

图2本发明温控百叶通风窗结构示意图；

图3 本发明温控百叶通风窗叶片装配图；

图4本发明光控百叶保温被结构示意图；

图5本发明主动温控子系统管路示意图；

图中 1．温室支架；2．地埋通风道；3．温控百叶通风窗；4．温度传感器；5．螺旋地埋管；6．循环泵；7．蓄电池；8．太阳能集热管；9．太阳能电池板；10．光敏传感器；11．风机盘管换热器；12．温室保温膜；13．温控百叶窗框；14．百叶窗叶片；15．感温包；16．传压管；17．驱动杆；18．滑块；19．连接铰链；20．控制杆；21．信号线；22．百叶保温片；23．工质输送管路。

具体实施方式：

下面结合附图进行更进一步的详细说明：

图1给出了本发明日光温室智能温控系统布置示意图，包括温控百叶通风窗3、光控百叶保温被、主动热控子系统和控制单元，其中温控百叶通风窗3由百叶窗体13、温度传感器4、传压管16和驱动杆17组成，主动热控子系统由循环泵6、蓄电池7、太阳能电池板9、太阳能集热管8、风机盘管换热器11和螺旋地埋管5组成。当日光温室温度过高时，温控百叶通风窗3打开，实现通风降温；当日光温室温度处于正常范围内，温控百叶通风窗3关闭，起到保温的作用。光控百叶保温被的旋转角度由光敏传感器10信号控制，在阳光照射时始终保持叶片平行于阳光，以保证温室能够最大程度接受照射；在无阳光照射条件下，光控百叶保温被处于关闭状态，起到保温的作用。当日光温室内温度过高或过低时，主动温控子系统内的流动工质在深层地下与温室地表之间循环流动，实现地表与深层地下的热交换，以控制温室温度。太阳能电池板9为系统的运行提供能源，太阳能集热管8补充冬季供暖热量。

图2给出了本发明温控百叶通风窗结构示意图，温控百叶通风窗3由温控百叶窗框13、百叶窗叶片14、温度传感器4、传压管16和驱动杆17组成。当温室内温度过高时，温度传感器4的感温包15内工质膨胀度增大，工质压力将通过传压管16传递至驱动杆17，推动驱动杆17向上移动，进而将温控百叶通风窗3打开，配合地埋通风道2可实现通风降温的作用；当温室内温度处于正常范围内，感温包内工质压力处于正常水平，驱动杆17处于下方位置，百叶通风窗为关闭状态，为温室保温。

图3给出了本发明温控百叶通风窗叶片装配图，百叶窗叶片14由连接铰链19分别与温控百叶窗框13和驱动杆17相连。当温室温度处于正常范围内，驱动杆17处于下方位置，百叶窗叶片14处于闭合状态；当温室温度过高时，驱动杆17处于上方位置，百叶窗叶片14处于打开状态，其打开的角度与温室内的温度成正比，室内温度越高，温控百叶通风窗的通风效果越好。

图4给出了本发明光控百叶保温被结构示意图，光控百叶保温被由光敏传感器10、温室支架1、控制杆20和百叶保温片22组成。光敏传感器10为成对装配，每对两只传感器分别安装在一个百叶保温片的两面上；百叶保温片22由铰链装置固定在支架上并与控制杆20连接，由控制杆20直接控制百叶保温片22的旋转角度。当遇到阴雨天或者夜晚，无阳光照射到百叶保温片22上时，光敏传感器10接收到的光信号为零，由控制单元对控制杆20发出指令，百叶保温片22处于闭合状态，起到保温的作用；当阳光不是平行照射到百叶保温片22上时，成对的光敏传感器10接收到的光信号不同，则控制单元发出信号由控制杆20驱动百叶保温片22旋转一定角度，直到成对的光敏传感器10接收到的光信号相同，即百叶保温片22与阳光方向平行，这样即可保证百叶保温片22总是最小程度地遮挡阳光，使日光温室内的蔬菜能够收到尽可能多的阳光照射。

图5给出了本发明主动温控子系统管路示意图，主动热控子系统由循环泵6、蓄电池7、太阳能电池板9、太阳能集热管8、风机盘管换热器11和螺旋地埋管5等部分组成。太阳能电池板9将太阳能转化为电能储存在蓄电池7内，当需要主动热控子系统工作时，即由蓄电池7为循环泵6供电，驱动螺旋地埋管5和风机盘管换热器11内工质流动实现深层地下与温室地表之间的热交换。、螺旋地埋管5与温室内的风机盘管换热器11管路构成循环回路，螺旋地埋管5埋至深层地层，深层地层满足夏季温度低于环境温度，冬季温度高于环境温度。在日光温室温度过高或过低时，主动热控子系统运行即可实现温室地表与深层地下的热交换，实现主动控温的作用。螺旋地埋管5可以在增大管内工质传热面积的同时又不需要增加填埋深度，螺旋管起到绕流的作用，使工质传热均匀达到最好的传热效果。风机盘管换热器11可以设置肋片以增大换热系数，加快对温室温度的响应速度。太阳能集热管8可以在冬季补充主动温控子系统的热量，以保证最佳的温控效果。

Claims (4)

1.一种日光温室智能温控系统，包括温室大棚，其特征在于：还包括温控百叶通风窗、地埋通风道、光控百叶保温被和主动热控子系统，所述温控百叶通风窗包括百叶窗叶片、感温包、传压管和驱动杆，所述百叶窗叶片设置在所述温室大棚的侧面，所述感温包设置在所述温室大棚内，所述传压杆一端位于所述感温包内，传压杆的另一端与驱动所述百叶窗叶片摆动的所述驱动杆连接；所述光控百叶保温被包括光敏传感器、温室支架、控制杆、百叶保温片和控制单元，所述温室支架固定在所述温室大棚上，所述百叶保温片通过所述控制杆连接在所述温室支架上，所述控制单元根据所述光敏传感器获取的光照信号控制所述控制杆调整所述百叶保温片的角度；所述主动热控子系统包括循环泵、蓄电池、太阳能电池板、太阳能集热管、风机盘管换热器和螺旋地埋管，所述螺旋地埋管位于地下，所述螺旋地埋管和风机盘管换热器通过所述循环泵形成一个换热回路，所述蓄电池连接所述循环泵，所述太阳能电池板的为所述蓄电池提供电源，所述太阳能集热管的热水出口通过一控制阀连接至所述的换热回路。

2.根据权利要求1所述的日光温室智能温控系统，其特征在于：所述光敏传感器为两个，分别设在所述百叶保温片的两面。

3.根据权利要求1所述的日光温室智能温控系统，其特征在于：在所述传压管内设置有活塞，所述驱动杆连接在活塞上。

4.根据权利要求1所述的日光温室智能温控系统，其特征在于：所述地埋通风道将外界与所述温室内部连通，所述地埋通风道出口与温控百叶通风窗存在高度差∆h，∆h大于1m。