CN105706737A - 一种适用于食用菌自动化栽培的控制设备及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于食用菌自动化栽培的控制设备，包括设备主体，所述设备主体为四面封闭两面开口的中空立方体结构，设备主体的两个开口面分别设有湿帘，湿帘下方对应设有多个喷嘴，设备主体底部还分别设有进水接口和喷雾高压管接口，设备主体的顶部设有冷空气出风管，位于冷空气出风管的内壁还设有温湿度传感器接口，设备主体上还设有太阳能电源接口，基于该控制设备的系统包括上述的控制设备，其还包括栽培房、自动供电系统、自动循环换气系统和降温系统。本发明该设备及系统利于高温天气室内的温湿度调节，节能环保，降低控制设备的功率和负荷，能有效防止因太阳直射使栽培房内温升过高、水分蒸发太快和光照太强的问题。

Description

一种适用于食用菌自动化栽培的控制设备及系统

技术领域

本发明涉及食用菌栽培领域，特别是一种适用于食用菌自动化栽培的控制设备及系统。

背景技术

食用菌品种多样，特性各异，只有经过栽培管理，生产出各种食用菌产品，才能显示出它们的食用价值、药用价值和经济价值，供人们享用。因此，食用菌栽培具有重要意义。

然而，现有的食用菌生长环境的特点是，温度不能太高，也不能太低，湿度大，耗氧量高，散射光强，通过对银耳、木耳、香菇等食用菌栽培过程中的发菌期、出耳期、成长期对环境条件需求的研究，对菌材含水量，环境温度、湿度、含氧量和光照等条件的要求极高，一般的棚室栽培难以精准控制食用菌栽培的各项生长参数。

专利申请号：201420735473.1公开了一种食用菌栽培房的温度调节装置，该专利具体涉及一种食用菌栽培房的温度调节装置，其包括设置在食用菌栽培房地面的导轨和安装在导轨上可沿导轨往返移动的移动架，所述移动架底部设有与导轨配合的滚轮，所述移动架内设有驱动装置、制冷装置、加热装置、温度传感器和控制器，该专利能够自动选择制冷或加热，能实现温度调节，与本申请文件相比，现有技术的温度调节和湿度调节仅仅停留在通过制冷装置、电风扇等来降低室内温度，这些装置既耗电能，同时冷热转换的效果差，长期处于该冷热温差大的环境下，使用寿命相对过短，成本高昂。

发明内容

基于此，针对上述问题，有必要提出一种适用于食用菌自动化栽培的控制设备及系统，该设备及系统利于高温天气室内的温湿度调节，节能环保，降低控制设备的功率和负荷，能有效防止因太阳直射使栽培房内温升过高、水分蒸发太快和光照太强，设有防虫网，能有效防止害虫及杂菌的进入，减少病虫害。

本发明的技术方案是：一种适用于食用菌自动化栽培的控制设备，包括设备主体，所述设备主体为四面封闭两面开口的中空立方体结构，设备主体的两个开口面分别设有湿帘，湿帘下方对应设有多个喷嘴，设备主体底部还分别设有进水接口和喷雾高压管接口，设备主体的顶部设有冷空气出风管，位于冷空气出风管的内壁还设有温湿度传感器接口，设备主体上还设有太阳能电源接口。

本发明所述的控制设备，是利用空气中的水蒸发需要吸收热量，同时会增加空气湿度的原理，而食用菌的生长正需要低温和高湿环境。一般来讲，在不同温度下空气的饱和蒸气压是不一样的，影响水蒸发的因素有很多，水的温度越高、蒸发表面积越大、空气流速越快、空气相对湿度越低以及大气压越低等因素都能加快水的蒸发。

因此，在本发明所述的控制设备中，通过湿帘或水幕将外界高温空气转换为低温潮湿的空气，当将循环水形成水幕时，不仅增加了空气中的湿度，还有效抑制了水中生物生长以及有害细菌滋生。

优选的，所述设备主体上还设有无线信号收发器，可通过移动终端或无线控制器远程控制水幕的喷射和风机的转速，从而控制空气湿度和空气流速，使得高温空气的降温度达到设定要求。

优选的，所述湿帘由多层湿帘纸或多层湿帘布构成，多层湿帘纸和多层湿帘布增大了水蒸发的表面积，在空气流速合适的情况下，与空气接触的表面积越大，蒸发的水分就越多，从而降温效果就越好。

一种适用于食用菌自动化栽培的系统，包括上述的控制设备，其还包括栽培房、自动供电系统、自动循环换气系统和降温系统，所述栽培房由前端面、后端面、左侧面、右侧面和房顶组成，所述房顶为弧形结构，房顶、左侧面和右侧面分别设有隔热薄膜，房顶上还设有遮光层，左侧面和右侧面的底端还设有与隔热薄膜相接的防虫网，前端面和后端面还分别设有复合门，所述自动供电系统包括太阳能电池板、储电设备和电源管理装置，太阳能电池板与储电设备相连，储电设备通过电源管理装置分别与系统内各个设备提供电能，所述自动循环换气系统包括换气扇、风机和上述的控制设备，换气扇和风机分别设于栽培房的前端面和后端面，控制设备设于栽培房外，控制设备的冷空气进风管穿过栽培房，进入栽培房的内部空间，所述降温系统包括高压喷雾器，该高压喷雾器分别设于控制设备的开口面以及栽培房内。

本发明的系统通过控制设备和栽培房的独特设计，实现了空气流速、空气温度、空气湿度的控制，并对食用菌种植过程中的关键点进行细化和量化，使得栽培房内外的温湿度有较好的隔离，同时使得室内温湿度调节更易于进行，更节能，更高效，降低了控制设备的功率和负荷，避免传统技术使用制冷装置，既耗能，又不能有效控制室内温湿度。

优选的，所述遮光层为双层铝箔材料，双层铝箔材料作为栽培房的遮光层，可以实现将太阳光反射95％以上，有效地防止因太阳直射使栽培房内温升过高、水分蒸发太快和光照太强，使食用菌生长受阻甚至死亡。

优选的，所述隔热薄膜为双层气泡膜材料，隔热薄膜利用空气的热阻较大，使栽培房内外进行较好的隔离，同时增加了室内散射光，在高温天气时，使室内温湿度调节易于进行，更节能，更高效，降低了控制设备的功率和负荷。

优选的，栽培房内还设有超声波杀虫器，该超声波杀虫器环保无污染，大大减少了杂菌的感染和病虫害的产生，而且没有农药的残留毒性，使生产出来的食用菌更加绿色环保。

优选的，栽培房外还设有监控设备，所述监控设备分别与各个电气设备相连，主要对栽培房内的温湿度、光照度、空气流速等进行监控。

本发明的有益效果是：

(1)通过控制设备能实现空气温度和空气湿度的控制，摒弃传统的制冷设备，降低能耗，降温效果好；

(2)在适宜温度时，通过自动循环的换气系统进行自然换气，在较高温度时，控制设备中的降温系统开始启动，外界的热空气通过湿帘表面的循环水蒸发制冷，同时又能净化空气，得到新鲜空气进入栽培房进行换气，节能环保；

(3)设有双层透光隔热塑料膜，利用空气的热阻较大，使栽培房内外进行较好的隔离，同时增加了室内散射光，在高温天气时，使室内温湿度调节易于进行，更节能、高效；

(4)栽培房上设有双层铝箔的隔热层，实现太阳光发射95％以上，有效防止太阳光直射致使栽培房内温升过高、水分蒸发过快和光照太强；

(5)设有换气窗和防虫网，实现在适宜自然条件下自动打开换气窗，打造食用菌生长的自然生态环境，同时防虫网又将栽培房与外界相对隔离，防止害虫及杂菌进入，减少病虫害；

(6)采用太阳能自动供电，在阳光强度较大时，栽培房内的温升也较大，而此时太阳能电池板提供的电力也较充足，适合栽培房的降温需求。

附图说明

图1是本发明控制设备的结构示意图；

图2是本发明控制设备在栽培房内的配置图；

图3是本发明栽培房的结构示意图；

图中，10-控制设备，20-栽培房，101-冷空气出风管，102-耳棒，103-太阳能电源接口，104-进水接口，105-无线信号收发器，106-喷雾高压管接口，201-前端面，202-后端面，203-左侧面，204-右侧面，205-房顶，206-复合门，207-防虫网。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

实施例1：

一种适用于食用菌自动化栽培的控制设备，如图1所示，包括设备主体，所述设备主体为四面封闭两面开口的中空立方体结构，设备主体的两个开口面分别设有湿帘，湿帘下方对应设有多个喷嘴，设备主体底部还分别设有进水接口104和喷雾高压管接口106，设备主体的顶部设有冷空气出风管101，位于冷空气出风管101的内壁还设有温湿度传感器接口，设备主体上还设有太阳能电源接口103。

本发明所述的控制设备，是利用空气中的水蒸气需要吸收热量，同时增加空气湿度的原来，而食用菌的生长正需要适温和高湿环境。

一般来讲，在不同温度下空气的饱和蒸气压是不一样的，例如在40℃时，每立方米空气中饱和蒸气量为50.91克/立方米，而在28℃时，每立方米空气中饱和蒸气量为27.20克/立方米，要把空气温度从40℃降到28℃，根据公式：

需要吸收的热量为：

Q＝cρ(t2-t1)＝1.0×1.29×103×1.0×(40-28)＝15480焦耳；

其中c为空气比热容；ρ为空气的密度；t1、t2为温度℃。

需要蒸发的水量为：

W＝15480/2260＝6.85克(根据水的气化热为2260焦/克计算)；

则得到的28℃的空气湿度约为：

根据公式：f＝H×F×100％(f：空气中水蒸气的绝对含量，克/立方米；W：相对湿度；F：在相同温度下空气的饱和水蒸气量，克/立方米)计算得：

H＝(30％×50.91×100％+6.85)/27.20×100％＝81.3％。

这与实际应用中完全相符，如果需要把温度降到更低，则需要蒸发的水量更多，而得到的空气湿度更高。例如：要把1立方米40℃的空气(相对湿度30％)降到25℃，应用上述计算可得蒸发的水量为8.56克，而得到的空气湿度接近100％。可见利用水份蒸发降温增湿的效果关键在于水份蒸发量的大小。

一般气温越高，空气湿度越低，如果表面积足够大，空气流速合适的情况下，蒸发的水份就越多，高温的空气通过湿帘后温度越低，湿度越高。本控制设备就是利用水的蒸发，实际应用中使用多层湿帘纸(或布)增大水的蒸发面，同时使用风机加快空气流速(控制流速约1米/秒)，使室外30-40℃的高温空气(湿度30％左右)降至25-28℃(湿度90％左右)，然后将致冷后的空气均匀排入栽培房，起到降温、增湿、换气的效果。

实施例2：

本实施例与实施例1的不同之处在于，如图1所示，所述设备主体上还设有无线信号收发器105，可通过移动终端或无线控制器远程控制水幕的喷射和风机的转速，从而控制空气湿度和空气流速，使得高温空气的降温度达到设定要求。

实施例3：

本实施例与上述实施例的不同之处在于，所述湿帘由多层湿帘纸或多层湿帘布构成，多层湿帘纸和多层湿帘布增大了水蒸发的表面积，在空气流速合适的情况下，与空气接触的表面积越大，蒸发的水分就越多，从而降温效果就越好。

实施例4：

一种适用于食用菌自动化栽培的系统，如图2、图3所示，包括上述的控制设备10，其还包括栽培房20、自动供电系统、自动循环换气系统和降温系统，所述栽培房由前端面201、后端面202、左侧面203、右侧面204和房顶205组成，所述房顶205为弧形结构，房顶205、左侧面203和右侧面204分别设有隔热薄膜，房顶205上还设有遮光层，左侧面203和右侧面204的底端还设有与隔热薄膜相接的防虫网207，前端面201和后端面202还分别设有复合门206，所述自动供电系统包括太阳能电池板、储电设备和电源管理装置，太阳能电池板与储电设备相连，储电设备通过电源管理装置分别与系统内各个设备提供电能，所述自动循环换气系统包括换气扇、风机和上述的控制设备，换气扇和风机分别设于栽培房20的前端面201和后端面202，控制设备10设于栽培房20外，控制设备10的冷空气进风管101穿过栽培房20，进入栽培房20的内部空间，所述冷空气进风管101通过耳棒102固定，所述降温系统包括高压喷雾器，该高压喷雾器分别设于控制设备10的开口面以及栽培房20内。

本发明的系统通过控制设备10和栽培房20的独特设计，实现了空气流速、空气温度、空气湿度的控制，并对食用菌种植过程中的关键点进行细化和量化，使得栽培房20内外的温湿度有较好的隔离，同时使得室内温湿度调节更易于进行，更节能，更高效，降低了控制设备的功率和负荷，避免传统技术使用制冷装置，既耗能，又不能有效控制室内温湿度。

实施例5：

本实施例与上述几个实施例的不同之处在于，所述遮光层为双层铝箔材料，双层铝箔材料作为栽培房的遮光层，可以实现将太阳光反射95％以上，有效地防止因太阳直射使栽培房内温升过高、水分蒸发太快和光照太强，使食用菌生长受阻甚至死亡。

实施例6：

本实施例与上述几个实施例的不同之处在于，所述隔热薄膜为双层气泡膜材料，隔热薄膜利用空气的热阻较大，使栽培房内外进行较好的隔离，同时增加了室内散射光，在高温天气时，使室内温湿度调节易于进行，更节能，更高效，降低了控制设备的功率和负荷。

实施例7：

本实施例与上述几个实施例的不同之处在于，栽培房内还设有超声波杀虫器，该超声波杀虫器环保无污染，大大减少了杂菌的感染和病虫害的产生，而且没有农药的残留毒性，使生产出来的食用菌更加绿色环保。

实施例8：

本实施例与上述几个实施例的不同之处在于，栽培房外还设有监控设备，所述监控设备分别与各个电气设备相连，主要对栽培房内的温湿度、光照度、空气流速等进行监控，本实施例所述监控设备还包括数据采集设备和执行设备，数据采集设备包括空气温度传感器、空气湿度传感器、土壤温度传感器、土壤湿度传感器、光照传感器和空气流速传感器，执行设备包括风机、自然风换气扇、防虫网、喷雾高压管和喷嘴等，所述监控设备还包括显示屏等，该显示屏能显示出当前栽培室的空气温度、空气湿度、空气流速、土壤温度、土壤湿度和光照度等参数。

实施例9：

本实施例与上述几个实施例的不同之处在于，本实施例设有500W的太阳能自动供电系统，该太阳能自动供电系统包括太阳能电池板和储电设备，在阳光强度较大时，栽培房内温升也较大，而此时太阳能电池板提供的电力也较充足，正适应栽培房的降温需求。同时配备的后备储电装置和家用220V交流电充电接口，使设备在没有外界供电出现故障的情况下也能正常工作，提高了生产的安全性。

以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种适用于食用菌自动化栽培的控制设备，其特征在于，包括设备主体，所述设备主体为四面封闭两面开口的中空立方体结构，设备主体的两个开口面分别设有湿帘，湿帘下方对应设有多个喷嘴，设备主体底部还分别设有进水接口和喷雾高压管接口，设备主体的顶部设有冷空气出风管，位于冷空气出风管的内壁还设有温湿度传感器接口，设备主体上还设有太阳能电源接口。

2.根据权利要求1所述一种适用于食用菌自动化栽培的控制设备，其特征在于，所述设备主体上还设有无线信号收发器。

3.根据权利要求1所述一种适用于食用菌自动化栽培的控制设备，其特征在于，所述湿帘由多层湿帘纸或多层湿帘布构成。

4.一种适用于食用菌自动化栽培的系统，其特征在于，包括权1所述的控制设备，其还包括栽培房、自动供电系统、自动循环换气系统和降温系统，所述栽培房由前端面、后端面、左侧面、右侧面和房顶组成，所述房顶为弧形结构，房顶、左侧面和右侧面分别设有隔热薄膜，房顶上还设有遮光层，左侧面和右侧面的底端还设有与隔热薄膜相接的防虫网，前端面和后端面还分别设有复合门，所述自动供电系统包括太阳能电池板、储电设备和电源管理装置，太阳能电池板与储电设备相连，储电设备通过电源管理装置分别与系统内各个设备提供电能，所述自动循环换气系统包括换气扇、风机和权1所述的控制设备，换气扇和风机分别设于栽培房的前端面和后端面，控制设备设于栽培房外，控制设备的冷空气进风管穿过栽培房，进入栽培房的内部空间，所述降温系统包括高压喷雾器，该高压喷雾器分别设于控制设备的开口面以及栽培房内。

5.根据权利要求4所述一种适用于食用菌自动化栽培的系统，其特征在于，所述遮光层为双层铝箔材料。

6.根据权利要求4所述一种适用于食用菌自动化栽培的系统，其特征在于，所述隔热薄膜为双层气泡膜材料。

7.根据权利要求4所述一种适用于食用菌自动化栽培的系统，其特征在于，栽培房内还设有超声波杀虫器。

8.根据权利要求4所述一种适用于食用菌自动化栽培的系统，其特征在于，栽培房外还设有监控设备，所述监控设备分别与各个电气设备相连。