CN107654854A - 植物补光灯 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种植物补光灯，包括：LED发光组件，LED发光组件装设于内部流通有热传流体的管状灯座，管状灯座和LED一并被封装于透明的管状灯壳之中，LED发光时产生的热量传递至管状灯座，再通过其中的热传流体将热量排出补光灯，较佳地是采用空气为热传流体，由于管状灯壳的阻隔，LED发光时产生的热量不会和栽培环境发生热对流或是直接影响栽培的植物；在另一实施例还包括热回收单元，吸热后的热传流体被引导至热回收单元，再通过热回收单元收集的热量对特定的栽培区域增温，可以解决栽培环境因为地处寒冷地区或寒冷天候的温度过低的问题。

Description

植物补光灯

技术领域

本发明涉及一种植物栽培设备，特别是一种使用于植物栽培环境，用于补光、不会影响栽培环境的温度以及可对特定的栽培区域增温的植物补光灯。

背景技术

植物都需要阳光的照射才能生长得更加茂盛。光对植物生长的作用是促进植物叶绿素吸收二氧化碳和水等养份，合成碳水化合物。因此在植物的栽培及生长过程，以人工方式补光的植物栽培模式日益增多。现有技术在植物生长过程中用于补光的灯具主要采用的是荧光灯、高压钠灯、低压钠灯、金属卤素灯，这些灯具提供的光源中含红外线和绿光成分比例很大，对于植物最需要的红光和蓝光成分很少，光能利用率低，耗电量却很大，运行成本很高。LED(light emitting diode，又称发光二极管)光源又称半导体光源，这种光源波长比较窄，能发出特定波长的光，所以能控制光的颜色发出植物需要的特定红光和蓝光。目前，金属灯或是荧光灯及LED光源皆普遍被应用于补光的市场，然而上述光源各有优缺点。

其中高功率的金属灯可产生很高的光量但其产生的热也是相当大，所以往往金属灯的补光距离必需拉大，避免温度太高伤害了植物或花果，相对这些距离对于光强是种浪费。荧光灯相对于金属灯就是产生的热少光量也少，适用于光强需求不高的植物使用；LED是目前最能满足“精准”光谱的光源种类，在控制光强度与其配光均有较佳的解决方案。在已核准的中国台湾新型专利M510604“LED植物灯”提出了一种适用于小型气雾耕种系统的LED植物灯，但是没有强制的散热构造，长时间使用后，LED产生的热量除了会影响植物生长环境的温度，也会影响LED的使用寿命。

为了解决补光灯产生的热对植物的影响，已知的技术是将整体栽培环境的空间及产生的热作计算，例如在温室的栽培环境中，利用整个温室空间的空气缓解补光灯产生的热，当然第一步是要求灯具的散热能力，但是整个热还是留在温室之中。已核准的中国台湾新型专利M472159“LED灯的改良结构”，提出了一种通过陶瓷电路基板配合冷却装置以提高散热效率的LED天井灯，虽然可以利用陶瓷电路基板使得高功率的天井灯获得较佳的散热效果，但是其中冷却装置排出的热量仍会残留在室内，依然不适用于作为植物的补光灯。

另外，在已核准的中国台湾新型专利M449931“LED灯热处理装置”和M448631“LED灯具热回收装置”，其中公开了一种利用水冷的方法将LED灯具产生的热量回收再利用，但是其中LED灯具的发光侧仍然会有部分的热量仍然会经由热对流作用通过空气排放至栽培的环境之中，若是作为植物的补光灯仍然会有热量进入栽培环境的问题，而且这两种LED灯具的水冷构造较为复杂，大量使用作为植物栽培的补光灯，需要不少的建置成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种使用于植物栽培环境，用于对植物补光、能适用于近距离补光又不会有热量影响植物的补光灯。

本发明进一步要解决的技术问题还包括：提供一种能对特定的栽培区域增温，可以解决栽培环境因为地处寒冷地区或寒冷天候的温度过低的问题的植物补光灯。

本发明植物补光灯的一实施例包括：LED发光单元、电源供应单元和散热单元；其中LED发光单元包含至少一LED发光条和透明的管状灯壳；电源供应单元电性连接LED发光条用以驱动LED发光条发光；散热单元包含：管状灯座和驱动器，LED发光条装设于管状灯座的外侧，管状灯座和LED发光条一并被封装于透明的管状灯壳之中，驱动器用以推送热传流体通过管状灯座的管体内部在吸收热量后排出管状灯座，LED发光条发光时产生的热量可传递至管状灯座，再通过其中的热传流体在吸收热量后将热量排出。

在本发明的一实施例，其中植物补光灯包含多个LED发光条分别装设于管状灯座的多个外侧表面，可以提供多面光照的功能。

在本发明植物补光灯的一实施例，是采用空气作为热传流体，其中驱动器是送风装置。

在本发明植物补光灯的一实施例，是采用水作为热传流体，其中驱动器是水泵。

在本发明植物补光灯的一实施例，较佳地，其中通过管状灯座的热传流体在吸收热量后被排放至栽培环境之外。

进一步地，在本发明植物补光灯的一实施例，其中包括：热回收单元，热回收单元通过管路连接管状灯座的热传流体的排出端，热回收单元具有排出口，该排出口设置于栽培环境的特定的栽培区域，利用热传流体吸收的热量对该特定的栽培区域增温。

在本发明植物补光灯的一实施例，其中管状灯座的热传流体的排出端连接有三通切换阀，可以选择性地将吸收热量的热传流体直接排出栽培环境或是引导至热回收单元。

在本发明的一实施例，其中热回收单元是一种送风设备，用以将吸热后的热空气引导至栽培环境中特定的栽培区域。

在本发明的一实施例，其中热回收单元是一种浇灌设备，利用吸热后的热传流体对浇灌用水加热，再将加热后的浇灌用水引导至栽培环境中特定的栽培区域浇灌植物。

本发明植物补光灯应用于植物的补光，具有以下的优点：(1)其中植物补光灯在发光时产生的热量可以通过热传流体排出，管状灯座和LED发光条一并被封装于透明的管状灯壳之中，由于管状灯壳的阻隔不会和栽培环境发生热对流直接影响栽培的植物；(2)在不改变植物补光灯的长度的条件下，只要加大透明的管状灯壳的管径，就能增加LED发光条的数量进而增加光源强度，在需求光强度大的补光应用可提高光强度却不增加栽培环境的温度；(3)适用于近距离补光；(4)应用于寒冷地区或寒冷天候的植物栽培，可回收植物补光灯产生的热作直接有针对性的增温，不需要增温时也可将热量排出栽培环境之外；(5)只需要改变热传流体的选择及流速，就可提高单一尺寸的植物补光灯的散热能力。

有关本发明的其它功效及实施例的详细内容，配合图式说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1，为本发明植物补光灯的一实施例的构造图；

图2，为本发明植物补光灯的另一实施例的构造图；

图3，为本发明植物补光灯的一实施例的构造断面图；

图4，为本发明植物补光灯的另一实施例的构造断面图；

图5，为本发明植物补光灯的另一实施例的构造断面图；

图6，为本发明植物补光灯的另一实施例的构造断面图；

图7，为本发明植物补光灯的另一实施例的构造图；

图8，为本发明的一使用示意图，绘示环控补光设备的使用配置图；

图9，为本发明的另一使用示意图，绘示环控补光设备的使用配置图；

图10，为本发明的另一使用示意图，绘示环控补光设备的使用配置图。

符号说明

10植物补光灯 11电源供应单元

12LED发光条 13管状灯壳

20热回收单元 21排出口

30管状灯座 301入口

302出口 31导流管

32驱动器 40送风管路

41送水管路 50水塔

60主排热管 81三通切换阀

82阀 A特定的栽培区域

H温室

具体实施方式

首先请参阅图1，为本发明植物补光灯的一实施例的构造图。本发明植物补光灯10的一实施例构造包括：LED发光单元、电源供应单元11和散热单元；其中LED发光单元包含至少一LED发光条12和透明的管状灯壳13；电源供应单元11电性连接LED发光条12用以驱动LED发光条12发光，LED发光条12可以使用蓝光LED或是红光LED或是两种的组合较佳；散热单元包含：管状灯座30、导流管31和驱动器32，LED发光条12装设于管状灯座30的外侧，LED发光条12的发热面和管状灯座30的外侧表面接触，管状灯座30具有入口301和出口302，管状灯座30的入口301利用管路连接驱动器32，管状灯座30的出口302连接导流管31，驱动器32用以推送热传流体通过管状灯座30的管体内部再经由导流管31体排出管状灯座30，管状灯座30和LED发光条12一并被封装于管状灯壳13之中，仅有入口301和出口302露出管状灯壳13的外部；较佳地，管状灯座30是一种金属管，例如铝挤型管或是铜管其中的任一种，其中又以铝挤型管的成本较为经济，其中导流管31的外侧最好是以隔热材料包覆，例如普遍应用于冷冻空调系统的隔热泡棉，可以减少导流管31之中已被导热流体吸收的热量再回到栽培环境之中。较佳地，本发明植物补光灯10的长度可以一般的日光灯管为单位长度。

在本发明的一种实施方式，较佳地，其中通过管状灯座30的热传流体在吸收热量后被排放至栽培环境之外，可以避免热量留在栽培环境(例如室内或温室)之中。较佳地，如图8示，装设于栽培环境的多个植物补光灯10排出的热传流体可以通过各自的导流管31汇流至主排热管60，再由主排热管60一并集中后排出栽培环境。另一方面，由于管状灯壳13的阻隔，LED发光条12发光时产生的热量不会和栽培环境发生热对流直接影响栽培的植物，而且可适用于近距离补光。

在本发明的一种实施方式，如图1所示，采用空气作为热传流体，其中驱动器32是送风装置例如鼓风机、风扇、空气泵浦和抽风机其中的任一种；在本发明的另一种实施方式，如图2所示，采用水作为热传流体，其中驱动器32是水泵，水泵可以从水源(例如蓄水池或水龙头)抽取水再经由管路推送至植物补光灯10的管状灯壳13。

请参阅图3，为本发明植物补光灯10的一实施例的构造断面图，其中LED发光条12是装设于管状灯座30的单一外侧表面，提供一种单侧发光的植物补光灯10，较佳地，如图4所示，也可以在管状灯座30的单一外侧表面装置二个或以上并排的LED发光条12，或是单条式但是具有二个并列的LED的LED发光条12，可以在不改变植物补光灯10的单位长度的条件下，提高植物补光灯10的发光量，只需要将透明的管状灯壳13的内径加大即可，而另一方面，由于光量的提高，只需要改变热传流体的种类及流速，就可提高单位长度的植物补光灯10的散热能力。

请参阅图5，为植物补光灯10的另一实施例的构造断面图，其中LED发光条12是装设于管状灯座30的外侧的两个相对表面，提供一种双侧发光的植物补光灯10，可以提供较大的光照范围；在图6的另一种实施例，其中的管状灯座30为一种断面呈矩形的管体，而管状灯座30的四个外侧表面皆装设有LED发光条12，提供一种多面发光的植物补光灯10；当然前述断面呈矩形的管状灯座30只是其中一种实施方式，其它如断面为三角形或多边形的管状灯座30也可适用。

请参阅图7，在本发明的另一实施例，还包括热回收单元20，热回收单元20连接导流管31的排出端，热回收单元20具有排出口21，该排出口21设置于栽培环境的特定的栽培区域A，利用热传流体吸收的热量对特定的栽培区域A增温，可以解决栽培环境因为地处寒冷地区或寒冷天候的温度过低的问题。其中热回收单元20的一种实施方式是一种送风设备，用以将吸热后的热空气引导至栽培环境中特定的栽培区域A；热回收单元20的另一种实施方式是一种浇灌设备，利用吸热后的热传流体对浇灌用水加热，再将加热后的浇灌用水引导至栽培环境中特定的栽培区A域浇灌植物。

请参阅图8，是本发明的一种使用示意图，绘示植物补光灯10的使用配置方式；如图8绘示，其中驱动器32是装设于栽培环境(例如室内或是温室H)的内部，直接由栽培环境的内部取得室内常温的热传流体(空气或水)，而吸收了热量的热传流体在不作热回收利用的情形下，可以直接排放至栽培环境的外部，这种配置方式可以让植物补光灯10产生的热量尽可能的不会留存在栽培环境之中，降低热量对栽培环境的影响。在另一种较佳的实施方式，如图9所绘示，由植物的栽培环境的外部取得热传流体，驱动器32是装设于栽培环境的外部，而吸收了热量的热传流体在不作热回收利用的情形下，则被直接排放至栽培环境的外部，这种配置方式可以让植物补光灯10尽可能的不会留存在栽培环境之中，降低热量对栽培环境的影响。

在本发明的一种实施方式，每一个植物补光灯10的管状灯壳13可以单独连接一个驱动器32；若是在植物的栽培环境中具有多个植物补光灯10，较佳地，是采用中央送风系统的方式推送空气，具体而言，如图8、图9所绘示的一种配置方式，是将植物栽培环境中的多个植物补光灯10的管状灯壳13一并连接至单一个驱动器32，而由单一个驱动器32通过送风管路40将空气推送至每一个植物补光灯10的管状灯壳13，较佳地还可以在管状灯壳13的入口301设置阀82(例如电磁阀或风门)，可以选择性地启闭空气进入每一个植物补光灯10的管状灯壳13的流路，以便有效地运用驱动器32推送的空气为工作中的植物补光灯10进行散热。

当采用空气作为热传流体的情形下，热回收单元20是一种送风设备，用以将吸热后的热空气引导至栽培环境中特定的栽培区域；在图8绘示的一种较佳实施方式，多个植物补光灯10排出的热空气可以通过各自的导流管31汇流至主排热管60，主排热管60同样地应以隔热材料包覆为佳，热空气再由主排热管60一并集中引导至热回收单元20进行热回收再利用；热回收单元20具有一排出口21，排出口21设置于栽培环境中特定的栽培区域A，利用热回收单元20排出的热传流体对该栽培区增温，热回收单元20的作用在于收集每个植物补光灯10排出的热空气，再将热空气直接或间接排放至特定的栽培区域A，用以对特定的栽培区域A增温；如图8绘示的实施方式，其中主排热管60也可采用分路的设计，将集中收集的热空气分别引导至热回收单元20或是直接排放至栽培环境之外，只需要通过装设于主排热管60的分路位置的三通切换阀81，例如一种三通风门或是二位三通电磁阀，利用三通切换阀81切换热空气的排出路径，就能选择性地将热空气直接排出栽培环境或是引导至热回收单元20。在其它的实施方式，也可以使用热交换器(例如热排)作为热回收单元20，利用热交换器将热空气的热量对浇灌水加热，然后将加热后的浇灌水引导至特定的栽培区域A作为浇灌水，达到热能回收再利用的目的，可以解决栽培环境因为地处寒冷地区或寒冷天候的温度过低的问题。

在本发明的另一种实施方式，可采用水作为热传流体，其中驱动器32是水泵，水泵可以从水源(例如蓄水池或水龙头)抽取水再经由管路推送至植物补光灯10的管状灯壳13；每一个植物补光灯10的管状灯壳13可以单独连接一个驱动器32；若是在植物的栽培环境中具有多个植物补光灯10，较佳地，是采用中央送水系统的方式推送水；如图10所绘示的一种配置方式，是将植物栽培环境中的植物补光灯10的多个管状灯壳13一并连接至单一个驱动器32，而由单一个驱动器32通过送水管路41将水推送至每一个植物补光灯10的管状灯壳13，较佳地还可以在管状灯壳13的入口301设置阀82(例如电磁阀)，可以选择性地启闭进入每一个植物补光灯10的管状灯壳13的流路，以便有效地运用驱动器32推送的水为工作中的植物补光灯10进行散热。在另一种实施方式，也可以将植物栽培环境中的多个植物补光灯10的管状灯壳13一并连接至水塔50，利用水的自重流到多个植物补光灯10的管状灯壳13，对设置位置较低的植物补光灯10而言，这种方式可以省略驱动器32的设置，有助于节省成本；当然，对于种植范围较大的植物栽培环境，也可混合前述使用驱动器32(水泵)和水塔50，分别对设置于不同高度的多个植物补光灯10的管状灯壳13供应水。

在图10绘示的一种较佳实施方式，多个植物补光灯10排出的热水可以通过各自的导流管31汇流至主排热管60，热水再由主排热管60一并集中引导至热回收单元20进行热回收再利用，依据热水的温度，可以直接将热水引导至特定的栽培区域A作为浇灌水，也或是将热水和常温的浇灌水混合后再引导至特定的栽培区域A浇灌植物，若是对于以水耕方式种植的植物而言，也可直将加热的浇灌水直接引导至水耕容器使用，因此，可以达到热能回收再利用的目的，也可以解决栽培环境因为地处寒冷地区或寒冷天候的温度过低的问题。当然，主排热管60也可以如前述的实施方式采用分路的设计，将集中收集的热水分别引导至热回收单元20或是直接排放至栽培环境之外。

以上所述的实施例及/或实施方式，仅是用以说明实现本发明技术的较佳实施例及/或实施方式，并非对本发明技术的实施方式作任何形式上的限制，任何本领域技术人员，在不脱离本发明内容所公开的技术手段的范围，当可作些许的更动或修饰为其它等效的实施例，但仍应视为与本发明实质相同的技术或实施例。

Claims (11)

1.一种植物补光灯，可用于对栽培环境中的植物补光，其特征在于，包括：LED发光单元、电源供应单元和散热单元；其中该LED发光单元包含至少一LED发光条和透明的管状灯壳；该电源供应单元电性连接该LED发光条用以驱动该LED发光条发光；该散热单元包含：管状灯座和驱动器，该LED发光条装设于该管状灯座的外侧，该管状灯座具有入口和出口，该管状灯座的该入口利用管路连接该驱动器，该驱动器用以推送热传流体通过该管状灯座的管体内部再经由该出口排出该管状灯座，该管状灯座和该LED发光条一并被封装于该管状灯壳之中，该入口和该出口露出该管状灯壳的外部。

2.如权利要求1所述的植物补光灯，其特征在于，包含多个该LED发光条分别装设于该管状灯座的多个外侧表面，该管状灯座为金属管。

3.如权利要求1所述的植物补光灯，其特征在于，该热传流体是空气，该驱动器是送风装置。

4.如权利要求1所述的植物补光灯，其特征在于，该热传流体是水，该驱动器是水泵。

5.如权利要求3或4所述的植物补光灯，其特征在于，该管状灯座的该出口连接有导流管，该导流管的排出端设于栽培环境之外。

6.如权利要求3或4所述的植物补光灯，其特征在于，该驱动器是将栽培环境之中的室内常温的热传流体推送入该管状灯座。

7.如权利要求3或4所述的植物补光灯，其特征在于，该驱动器是将栽培环境之外的热传流体推送入该管状灯座。

8.如权利要求3或4所述的植物补光灯，其特征在于，包括：热回收单元，该管状灯座的该出口连接有导流管，该导流管的排出端连接有三通切换阀，该三通切换阀可以选择性地将吸收热量的该热传流体直接排出栽培环境或是引导至该热回收单元，该热回收单元具有排出口，该排出口设置于栽培环境的特定的栽培区域，利用该热传流体吸收的热量对该特定的栽培区域增温。

9.如权利要求3所述的植物补光灯，其特征在于，该裁培环境包括多个该植物补光灯，该些植物补光灯的该管状灯座的入口一起通过送风管路连接该驱动器，该些植物补光灯的该管状灯座的该入口设置有阀。

10.如权利要求4所述的植物补光灯，其特征在于，该裁培环境包括多个该植物补光灯，该些植物补光灯的该管状灯座一起通过送水管路连接该驱动器，该些植物补光灯的该管状灯座的该入口设置有阀。

11.如权利要求4所述的植物补光灯，其特征在于，该管状灯座的该入口可连接水塔。