CN107182635A - 一种日光温室除湿与通风换气系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种日光温室除湿与通风换气系统，属于农业设施技术领域。该系统主要包括除湿系统、通风换气系统以及控制单元。除湿系统是由室内进风口、空气过滤器、电动调节风阀、变频轴流风机、蒸发器、膨胀阀、贮液器、冷凝器、油分离器、压缩机、电加热器、室内出风口、保温风管以及若干铜管组成；通风换气系统是由室内进风口、空气过滤器、电动调节风阀、变频轴流风机、保温风管、室内出风口、室外进风口以及室外排风口组成；控制单元能够根据日光温室内温湿度需求控制除湿系统和通风换气系统中电动调节风阀、变频轴流风机、电加热器和压缩机运行工况的启停与开关切换。本发明能快速实现温室内除湿作业，又能完成温室的通风换气任务。

Description

一种日光温室除湿与通风换气系统
技术领域
本发明属于农业设施技术领域，涉及一种日光温室除湿与通风换气系统，该系统既能快速实现日光温室内除湿作业，又能便捷地实施温室通风换气任务，可解决日光温室生产过程中温室内除湿作业以及替代人工通风换气的工作。
背景技术
日光温室属于利用太阳能实现冬季反季节蔬菜生产的设施园艺建筑，是我国设施农业的主要组成部分，在保障蔬菜周年均衡供应、增加就业和促进增收方面发挥了巨大作用。
长期以来，我国北方广大地区大多数日光温室仍采用人工手动方式、依靠种植经验在太阳辐射强度高的时段对日光温室进行自然通风换气，以控制温室内的温度、湿度以及二氧化碳浓度，自动化控制水平低下，人工成本日益增高。尤其在保温被或保温草帘关闭时段(通常在下午4点至次日早上9点时段)，温室内的湿度较高，相对湿度通常在85%以上，并且室内温度较低，温室作物叶片和藤蔓表面经常出现凝结水的问题。研究表明，当日光温室内相对湿度达到85%以上时，极易爆发灰霉病或晚疫病，且危害严重，难以防治，造成温室作物产量损失可达20%～30%之间，严重的可能造成绝产绝收。另一方面，白天太阳辐射强度较高的时段，为补充室内的二氧化碳含量以及防止室内温度过高必须采取通风换气措施。因此，做好日光温室的除湿和通风换气管理是提高温室作物产量和品质的重要措施之一。
为了改善日光温室室内热湿环境，诸多科技人员开展了研究。如中国专利ZL201410266040.0提出了利用夜间室外低温空气降低室内空气湿度，并回收部分热量的除湿方法；专利ZL201620221663.0也设计了一种日光温室夜间除湿通风系统，但这些方法采用机械控制只具备除湿功能，通风换气功能仍需人工完成。专利ZL201320027488.8设计了一种节能日光温室后顶坡通风窗，虽然利用自然通风技术初步解决了温室的通风问题，但是通风窗成为冬季室内热量向室外散失的重要通道。随着我国城市化和社会老龄化进程的加快，日光温室产业人工成本日益增高，提升日光温室生产自动控制水平的需求日趋迫切。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提出了一种日光温室除湿与通风换气系统，用以解决日光温室生产过程中温室内机械自动除湿作业以及替代人工通风换气的工作。
本发明采用的技术方案如下。
本发明公开了一种日光温室除湿与通风换气系统，包括除湿系统、通风换气系统以及控制单元。除湿系统是由室内进风口、空气过滤器、电动调节风阀、变频轴流风机、蒸发器、膨胀阀、贮液器、冷凝器、油分离器、压缩机、电加热器、室内出风口、保温风管以及若干铜管组成。通风换气系统是由室内进风口、空气过滤器、电动调节风阀、变频轴流风机、保温风管、电加热器、室内出风口、室外进风口以及室外排风口组成；控制单元能够根据日光温室内温湿度需求控制除湿系统和通风换气系统中电动调节风阀、变频轴流风机、电加热器以及压缩机运行工况的启停与开关切换。本发明既能快速实现日光温室内除湿作业，又能便捷地实施日光温室通风换气任务，该系统结构简洁、功能多样、能耗低，并能实现智能控制。
所述的除湿系统是由室内进风口(1)、空气过滤器 (2)、电动调节风阀(3)(12)、变频轴流风机(4)、蒸发器(5)、膨胀阀(8)、贮液器(9)、冷凝器(11)、油分离器(20)、压缩机(21)、电加热器(14)、室内出风口(16)、保温风管(22)以及若干铜管(19)组成；通风换气系统是由室内进风口(1)、空气过滤器(2) (24)、电动调节风阀(3) (12) (17) (23)、变频轴流风机(4)、保温风管(22)、电加热器(14)、室内出风口(16)、室外进风口(25)以及室外排风口(18)组成；控制单元(27)由风道温度传感器(15)、室内空气温湿度传感器(26)、电动调节风阀(3) (12) (17) (23)、变频轴流风机(4)、压缩机(21)、电加热器(14)以及室内二氧化碳传感器(28)等设备组成；该除湿与通风换气系统既能快速实现日光温室内除湿作业，又能便捷地实施温室通风换气任务，可解决日光温室生产过程中温室内除湿作业以及替代人工通风换气的工作。
所述的除湿系统是在室内空气温湿度传感器(26)中湿度的测试值连续5分钟的均值高于设定值时，通过控制单元(27)控制开启除湿系统，即依次开启电动调节风阀(3)(12)、变频轴流风机(4)和压缩机(21)，关闭电动调节风阀(17)(23)，若风道温度传感器(15)的测试值低于预设温度时，开启电加热器(14)，若风道温度传感器(15)的测试值高于预设温度时，关闭电加热器(14)，温室室内空气由室内进风口(1)进入保温风管(22)内，通过蒸发器(5)冷却除湿后，然后流经保温风管(22)在冷凝器(11)表面加热，加热后的空气再由室内出风口(16)送入室内；当室内空气温湿度传感器(26)中湿度的测试值连续5分钟的均值低于设定值时，关闭除湿系统，即依次关闭压缩机(21)、电加热器(14)、变频轴流风机(4)和电动调节风阀(3)(12)。
所述的除湿系统是利用蒸发器(5)吸收保温风管(22)内的空气热量将其空气中的水分冷却析出一部分，经凝结水池(6)和S弯水封(7)排出，从蒸发器(5)出来的制冷剂蒸汽经压缩机(21)变成高温高压的蒸汽，通过冷凝器(11)放出热量，用于加热被蒸发器(5)冷却除湿后的空气，而冷却后的制冷剂储存在贮液器(9)中再经膨胀阀(8)节流返回到蒸发器(5)中，通过这个循环，由蒸发器(5)所吸收温室内空气的热量以及由压缩机(21)消耗的功所转化成的热量全部通过冷凝器(11)放出给被蒸发器(5)冷却除湿后的空气，实现了全部热量回收。
所述的通风换气系统是在室内空气温湿度传感器(26)中温度的测试值连续5分钟的均值高于设定值或室内二氧化碳传感器(28)的测试值连续5分钟的均值低于设定值时，通过控制单元(27)控制开启通风换气系统，即依次关闭压缩机(21)和电加热器(14)，开启电动调节风阀(3) (12) (17) (23)和变频轴流风机(4)，温室室内空气和室外空气分别由室内进风口(1)和室外进风口(25)通过变频轴流风机(4)的抽吸作用进入保温风管(22)并进行混合，然后一部分空气通过室内出风口(16)进入室内，而另一部分空气通过室外排风口(18)排出室外，达到通风换气的目的；在开启通风换气系统时，若风道温度传感器(15)的测试值低于预设温度时，开启电加热器(14)，以避免室外冷空气温度过低造成室内空气温度降低过快而影响作物生长所需的热湿环境，若风道温度传感器(15)的测试值高于预设温度时，关闭电加热器(14)；当室内空气温湿度传感器(26)中温度的测试值连续5分钟的均值低于设定值或室内二氧化碳传感器(28)的测试值连续5分钟的均值达到设定值时，关闭通风换气系统，即依次关闭变频轴流风机(4) 和电动调节风阀(3) (12) (17) (23)。
所述的控制单元(27)可以实现自动控制模式和手动控制模式，可以在控制单元(27)中设置温度、湿度以及二氧化碳浓度参数。
所述的室外进风口(25)和室外排风口(18)布置在日光温室的室外，该系统其他各部分设置在日光温室的室内，室内进风口、室内出风口、室外进风口(25)和室外排风口(18)的布置不可出现气流短路的问题。室内空气温湿度传感器(26)和室内二氧化碳传感器(28)布置在日光温室室内中部，距离地面1.5m，其中室内空气温湿度传感器(26)需要做防太阳辐射处理，以保证测试数据的正确性。
与现有的除湿与通风换气系统相比，本发明具有如下优点。
（1）所发明的日光温室除湿与通风换气系统具有结构简洁，一套装置实现除湿、通风换气的功能，可彻底解决日光温室生产过程中温室内除湿作业以及替代人工通风换气的工作。
（2）所发明的日光温室除湿与通风换气系统回收了除湿过程的全部热量，并加上压缩机消耗的功所转化成的热量来加热除湿后的空气，能耗低；可以实现自动控制模式和手动控制模式，能在控制单元中设置温度、湿度以及二氧化碳浓度参数。
（3）所发明的日光温室除湿与通风换气系统的适用面广，不仅可以适用于新建温室，也可用于旧温室除湿与通风换气的技术改造中。
附图说明
图1 本发明的日光温室除湿与通风换气系统示意图。
图中：1. 室内进风口 2. 空气过滤器Ⅰ 3. 电动调节风阀Ⅰ 4. 变频轴流风机 5.蒸发器 6.凝结水池 7. S弯水封 8. 膨胀阀 9.贮液器 10.导流片 11.冷凝器 12. 电动调节风阀Ⅱ 13. 支架 14. 电加热器 15. 风道温度传感器16. 室内出风口 17. 电动调节风阀Ⅲ 18. 室外排风口 19. 铜管 20. 油分离器 21. 压缩机 22. 保温风管 23. 电动调节风阀Ⅳ 24. 空气过滤器Ⅱ 25. 室外进风口 26. 室内空气温湿度传感器 27. 控制单元 28. 室内二氧化碳传感器。
具体实施方式
下面结合附图1对本发明的具体实施方式进行详细说明。
如图1所示，该日光温室除湿与通风换气系统，包括除湿系统、通风换气系统以及控制单元。该系统可以实现温室内湿度大时段的除湿功能、温室内温度高时段或温室内二氧化碳浓度低时段的通风换气功能。
除湿功能是由除湿系统实现的，除湿系统是在室内空气温湿度传感器(26)中湿度的测试值连续5分钟的均值高于设定值时，通过控制单元(27)控制开启除湿系统的除湿功能，即开启电动调节风阀(3)(12)、变频轴流风机(4)和压缩机(21)，关闭电动调节风阀(17)(23)，若风道温度传感器(15)的测试值低于预设温度时，开启电加热器(14)，若风道温度传感器(15)的测试值高于预设温度时，关闭电加热器(14)，温室室内空气由室内进风口(1)进入保温风管(22)内，通过蒸发器(5)冷却除湿后，流经保温风管(22)在冷凝器(11)表面加热，加热后的空气再由室内出风口(16)送入室内；当室内空气温湿度传感器(26)中湿度的测试值连续5分钟的均值低于设定值时，关闭除湿系统的除湿功能，即依次关闭压缩机(21)、电加热器(14)、变频轴流风机(4)和电动调节风阀(3)(12)。利用蒸发器(5)吸收保温风管(22)内的空气热量将其空气中的水分冷却析出一部分，经凝结水池(6)和S弯水封(7)排出，从蒸发器(5)出来的制冷剂蒸汽经压缩机(21)变成高温高压的蒸汽，通过冷凝器(11)放出热量，用于加热被蒸发器(5)冷却除湿后的空气，而冷却后的制冷剂贮存在贮液器(9)中再经膨胀阀(8)节流返回到蒸发器(5)中，通过这个循环，由蒸发器(5)所吸收室内空气的热量以及由压缩机(21)消耗的功所转化成的热量全部通过冷凝器(11)放出给被蒸发器(5)冷却除湿后的空气，实现了全部热量的回收。
通风换气系统是在室内空气温湿度传感器(26)中温度的测试值连续5分钟的均值高于设定值或室内二氧化碳传感器(28)的测试值连续5分钟的均值低于设定值时，通过控制单元(27)控制开启通风换气系统，即依次关闭压缩机(21)和电加热器(14)，开启电动调节风阀(3) (12) (17) (23)和变频轴流风机(4)，温室室内空气和室外空气分别由室内进风口(1)和室外进风口(25)通过变频轴流风机(4)的抽吸作用进入保温风管(22)并进行混合，然后一部分空气通过室内出风口(16)进入室内，而另一部分空气通过室外排风口(18)排出室外，达到通风换气的目的；在开启通风换气系统时，若风道温度传感器(15)的测试值低于预设温度时，开启电加热器(14)，以避免室外冷空气温度过低造成室内空气温度降低过快而影响作物生长所需的热湿环境，若风道温度传感器(15)的测试值高于预设温度时，关闭电加热器(14)；当室内空气温湿度传感器(26)中温度的测试值连续5分钟的均值低于设定值或室内二氧化碳传感器(28)的测试值连续5分钟的均值达到设定值时，关闭通风换气系统，即依次关闭变频轴流风机(4) 和电动调节风阀(3) (12) (17) (23)。
该日光温室除湿与通风换气系统利用控制单元(27)以实现自动控制模式和手动控制模式，可以在控制单元(27)中设置温度、湿度以及二氧化碳浓度参数。
该日光温室除湿与通风换气系统中的室外进风口(25)和室外排风口(18)布置在日光温室的室外，该系统其他各部分设置在日光温室室内，室内进风口、室内出风口、室外进风口(25)和室外排风口(18)的布置不可出现气流短路的问题；室内空气温湿度传感器(26)和室内二氧化碳传感器(28)布置在日光温室室内中部，距离地面1.5m，其中室内空气温湿度传感器(26)需要做防太阳辐射处理，以保证测试数据的正确性。
以上对本发明的日光温室除湿与通风换气系统及其实施方法进行了说明，但本发明的实施不限于此，凡基于本发明所做的任何改动或变型均属于本发明要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种日光温室除湿与通风换气系统，包括除湿系统、通风换气系统以及控制单元，其特征在于：所述的除湿系统是由室内进风口(1)、空气过滤器(2)、电动调节风阀(3)(12)、变频轴流风机(4)、蒸发器(5)、膨胀阀(8)、贮液器(9)、冷凝器(11)、油分离器(20)、压缩机(21)、电加热器(14)、室内出风口(16)、保温风管(22)以及若干铜管(19)组成；通风换气系统是由室内进风口(1)、空气过滤器(2) (24)、电动调节风阀(3)(12)(17)(23)、变频轴流风机(4)、保温风管(22)、电加热器(14)、室内出风口(16)、室外进风口(25)以及室外排风口(18)组成；控制单元(27)由风道温度传感器(15)、室内空气温湿度传感器(26)、电动调节风阀(3)(12)(17)(23)、变频轴流风机(4)、压缩机(21)、电加热器(14)以及室内二氧化碳传感器(28)等设备组成；该除湿与通风换气系统可以解决日光温室生产过程中温室内除湿作业以及替代人工通风换气的工作。
2.根据权利要求1所述的一种日光温室除湿与通风换气系统，其特征在于：所述的除湿系统是在温室内空气温湿度传感器(26)中湿度的测试值连续5分钟的均值高于设定值时，通过控制单元(27)控制开启除湿系统，即依次开启电动调节风阀(3)(12)、变频轴流风机(4)和压缩机(21)，关闭电动调节风阀(17) (23)，若风道温度传感器(15)的测试值低于预设温度时，开启电加热器(14)，若风道温度传感器(15)的测试值高于预设温度时，关闭电加热器(14)，温室室内空气由室内进风口(1)进入保温风管(22)内，通过蒸发器(5)冷却除湿后，流经保温风管(22)在冷凝器(11)表面加热，加热后的空气再由室内出风口(16)送入室内；当室内空气温湿度传感器(26)中湿度的测试值连续5分钟的均值低于设定值时，关闭除湿系统，即依次关闭压缩机(21)、电加热器(14)、变频轴流风机(4)和电动调节风阀(3)(12)。
3.根据权利要求1所述的一种日光温室除湿与通风换气系统，其特征在于：所述的除湿系统是利用蒸发器(5)吸收保温风管(22)内的空气热量将其空气中的水分冷却析出一部分，经凝结水池(6)和S弯水封(7)排出，从蒸发器(5)出来的制冷剂蒸汽经压缩机(21)变成高温高压的蒸汽，通过冷凝器(11)放出热量，用于加热被蒸发器(5)冷却除湿后的空气，而冷却后的制冷剂储存在贮液器(9)中再经膨胀阀(8)节流返回到蒸发器(5)中，通过这个循环，由蒸发器(5)所吸收室内空气的热量以及由压缩机(21)消耗的功所转化成的热量全部通过冷凝器(11)放出给被蒸发器(5)冷却除湿后的空气，实现了全部热量的回收。
4.根据权利要求1所述的一种日光温室除湿与通风换气系统，其特征在于：所述的通风换气系统是在温室内空气温湿度传感器(26)中温度的测试值连续5分钟的均值高于设定值或温室内二氧化碳传感器(28)的测试值连续5分钟的均值低于设定值时，通过控制单元(27)控制开启通风换气系统，即依次关闭压缩机(21)和电加热器(14)，开启电动调节风阀(3) (12) (17) (23)和变频轴流风机(4)，温室室内空气和室外空气分别由室内进风口(1)和室外进风口(25)通过变频轴流风机(4)的抽吸作用进入保温风管(22)并进行混合，混合后的一部分空气通过室内出风口(16)进入室内，而另一部分空气通过室外排风口(18)排出室外，达到通风换气的目的；在开启通风换气系统时，若风道温度传感器(15)的测试值低于预设温度时，开启电加热器(14)，若风道温度传感器(15)的测试值高于预设温度时，关闭电加热器(14)；当室内空气温湿度传感器(26)中温度的测试值连续5分钟的均值低于设定值或室内二氧化碳传感器(28)的测试值连续5分钟的均值达到设定值时，关闭通风换气系统，即依次关闭变频轴流风机(4) 和电动调节风阀(3) (12) (17) (23)。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种日光温室除湿与通风换气系统，其特征在于：所述的控制单元(27)可以实现自动控制模式和手动控制模式，可以在控制单元(27)中设置温度、湿度以及二氧化碳浓度参数。
6.根据权利要求1、2、4中任一项所述的一种日光温室除湿与通风换气系统，其特征在于：所述的室外进风口(25)和室外排风口(18)布置在日光温室的室外，该系统其他各部分设置在日光温室室内，室内进风口、室内出风口、室外进风口(25)和室外排风口(18)的布置不可出现气流短路的问题；室内空气温湿度传感器(26)和室内二氧化碳传感器(28)布置在日光温室室内中部，距离地面1.5m，其中室内空气温湿度传感器(26)需要做防太阳辐射处理，以保证测试数据的正确性。
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication
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