CN108386975B - 一种温室大棚的温湿度自动调节系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种温室大棚的温湿度自动调节系统。该温湿度自动调节系统包括温湿度传感器、加热加湿系统及降温除湿系统；加热加湿系统包括与大棚相连的进气管路，降温除湿系统包括排气管路，排气管路的其中一端与大棚相连，另一端与降温除湿室的进气端相连，降温除湿室内设有冷凝器，降温除湿室的出气端与进气管路相连。当温湿度传感器检测到大棚内的温度和/或湿度过高时，排气管路将大棚内空气带入降温除湿室内，高温高湿气体在降温除湿室内接触冷凝器，气体温度降低的同时，气体所带的水汽也在冷凝器外周凝结，达到降温除湿的目的。本发明实现了降温除湿同步完成、一体控制，提高了温湿度自动调节系统的控制效率，降低了能耗。

Description

一种温室大棚的温湿度自动调节系统

技术领域

本发明涉及一种温室大棚，具体涉及一种温室大棚的温湿度自动调节系统。

背景技术

农作物生长发育适合的温度通常在20-30℃之间，湿度通常在40％-80％之间。大棚为作物的生长创造了一个封闭的独立环境，在这个独立空间内，不仅二氧化碳扩散和流失的速率变慢，具有一定的保温效果；而且通过对这个独立环境的温度和湿度进行调节，创造适宜农作物生长的培育环境，可以有效提高作物产量，一年四季都能产出新鲜蔬菜。

传统的大棚管理技术中，通常会在大棚内烧炭从而提高大棚温度，通过人工洒水提高空气湿度。这种方式比较原始，不仅投入的时间成本较高，而且温湿度的调节能力有限。

现有技术中公开了较多的通过机械设备进行温湿度调节的温室大棚。比如专利号为CN201110269063.3的中国发明专利公开了一种大棚温湿度自动控制装置，该大棚温湿度自动控制装置包括设置在大棚顶部的排气管路道，排气管路道上设有若干个出气孔，排气管路道的端部设有排气风扇；排气管路道内还嵌放了供水管，供水管上安装多个处于排气管路道外侧的旋转喷头；设置在大棚底部的进气管路道，进气管路道上设有若干个进气孔；热交换器，热交换器包括交换器本体，交换器本体的一个进出口连通有第一单向电磁阀；第一单向电磁阀的进口连通有进气风扇；交换器本体的另一个进出口与进气管路道连通；交换器本体内设有换热管和电加热丝，换热管的一端与排气风扇的出口连通；换热管的另一端与第一单向电磁阀的出口之间设有回流管；换热管与回流管的连接处设有三通电磁阀；控制器与排气风扇、进气风扇、第一单向电磁阀、电加热丝和三通电磁阀电连接。

该大棚温湿度自动控制装置的不足之处在于：只能提高大棚内温湿度，而不能降低大棚内温湿度。

发明内容

本申请提供了一种温室大棚的温湿度自动调节系统，不仅能够提高大棚内温湿度，还能降低大棚内温湿度。

一种温室大棚的温湿度自动调节系统，包括用于检测大棚内温湿度的温湿度传感器、以及用于提高大棚内温湿度的加热加湿系统，所述加热加湿系统包括与大棚相连的进气管路；所述温湿度自动调节系统还包括用于降低大棚内温度和/或湿度的降温除湿系统。

作为优选，所述降温除湿系统包括排气管路，所述排气管路的其中一端与所述大棚相连，另一端与降温除湿室的进气端相连，所述降温除湿室内设有冷凝器；所述降温除湿室的出气端与所述进气管路相连。

当温湿度传感器检测到大棚内的温度和/或湿度过高时，排气管路将大棚内空气带入所述降温除湿室内，高温高湿气体在降温除湿室内接触冷凝器，气体温度降低的同时，气体所带的水汽也在冷凝器外周凝结，最后从降温除湿室的出气端流出的气体就是低温且湿度低的空气了。

本发明实现了降温除湿同步完成、一体控制，提高了温湿度自动调节系统的控制效率，降低了能耗。

作为优选，所述降温除湿系统还包括热交换器、压缩机和安全阀，所述冷凝器、压缩机、热交换器和安全阀通过制冷剂循环管道依次相连。压缩机压缩制冷剂循环管道内的制冷剂气体，使制冷剂的压力和温度升高，高温的制冷剂流经热交管器后，热量被热交换器带走，继而冷却并液化，当高压的液体制冷剂流经安全阀时，由高压区流向低压区，使得液体制冷剂急速膨胀并蒸发，在蒸发的过程中流经冷凝器，吸收进入降温除湿室内的高温高湿气体中的热量，从而降低高温高湿气体的温度并使水汽凝结。

为了有效利用所述热交换器中的热量，作为优选，所述降温除湿室的出气端设有出气管，所述出气管分别通过第一出气支管和第二出气支管与所述进气管路相连通，其中，所述第二出气支管通过所述热交换器；所述第一出气支管和第二出气支管上均设有第一阀门；

所述温湿度自动调节系统还包括控制器，所述控制器用于控制所述第一出气支管和第二出气支管上的第一阀门的启闭。

当大棚内不需要加热的空气时，控制器打开第一出气支管上的第一阀门；当大棚内需要加热的空气时，控制器打开第二出气支管上的第一阀门，从降温除湿室流出的低温低湿空气经过热交换器，吸收热交换器中的热量。

本发明中，所述排气管路包括：

排气总管，所述排气总管的其中一端与所述降温除湿室相连；

与所述排气总管相连的多组排气支管，每组排气支管的排气口均处于大棚侧壁上但所处高度不同，同属一组的排气支管平行设置且至少有两根。

在大棚侧壁的不同高度上均设置排气支管，不仅可以实现大棚内高温高湿气体快速、均匀地排出，提高排出效率；而且能够对处于大棚不同高度的空气层进行单独的温湿度控制。

作为优选，所述降温除湿室的底部连接有储水箱。储水箱用于接收凝结在冷凝器表面的水珠。

本发明中，所述进气管路包括：

进气总管；

与所述进气总管相连的多组进气支管，每组排气支管的排气口均处于大棚侧壁上但所处高度不同，同属一组的进气支管平行设置且至少有两根。

同样地，在大棚侧壁的不同高度上均设置进气支管，不仅有利于大棚所需温度的空气快速、均匀地进入大棚；而且能够对处于大棚不同高度的空气层进行单独的温度控制。

作为进一步优选，每根进气支管上均设有加热器；

所述温湿度自动调节系统还包括控制器，所述控制器用于控制各个加热器的启停。

加热器可以单独使用，也可以与热交换器联用，对进入大棚内的空气进行加热。

本发明中，所述加热加湿系统包括加湿组件，所述加湿组件包括：

用于将液态水转化为水蒸汽的超声波振荡器；

用于将水蒸汽输送到大棚内的布汽管路；

用于驱使水蒸气进入所述布汽管路的风机；

所述温湿度自动调节系统还包括控制器，所述控制器用于控制所述超声波振荡器的启停。

作为优选，所述布汽管路包括：

与所述超声波振荡器相连的布汽总管；

与所述布汽总管相连的多根布汽支管，所有布汽支管均绕所述大棚内周壁呈环形或U型布置但所处高度不同，每根布汽支管上均设有若干布汽孔；

所述布汽总管或布汽支管上设有用于控制相应布汽支管的布汽状态的第二阀门，所述控制器用于控制各个第二阀门的启闭。

在大棚侧壁的不同高度上均设置布汽支管，不仅有利于水汽快速、均匀地进入大棚，而且通过利用控制器启闭不同的第二阀门，可以对大棚不同高度的空气层的湿度进行单独控制。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：

(1)本发明温室大棚的温湿度自动调节系统中包含了用于降低大棚内温度和/或湿度的降温除湿系统，当温湿度传感器检测到大棚内的温度和/或湿度过高时，排气管路将大棚内空气带入降温除湿室内，高温高湿气体在降温除湿室内接触冷凝器，气体温度降低的同时，气体所带的水汽也在冷凝器外周凝结，最后从降温除湿室的出气端流出的气体就是低温且湿度低的空气了。本发明实现了降温除湿同步完成、一体控制，提高了温湿度自动调节系统的控制效率，降低了能耗；

(2)本发明利用热交换器和加热器对进气管路内的空气进行两级温度调控，提高了温湿度自动调节系统对大棚内温度的调控精度；

(3)本发明在大棚侧壁的不同高度上分别设置排气支管，不仅可以实现大棚内高温高湿气体快速、均匀地排出，提高排出效率；而且能够对处于大棚不同高度的空气层进行单独的温湿度控制；

(4)本发明在大棚侧壁的不同高度上分别设置进气支管和布汽支管，不仅有利于大棚所需温湿度的空气快速、均匀地进入大棚；而且能够对处于大棚不同高度的空气层进行单独的温湿度控制。

附图说明

图1为本发明一种温室大棚的温湿度自动调节系统的结构示意图；

图2为图1中加湿室处的放大图；

图3为图1中降温除湿室处的放大图；

图4为图1中布汽管路在另一视角下的结构示意图；

图中，1、大棚；2、温湿度传感器；3、降温除湿系统；30、排气总管；31、排气支管；32、降温除湿室；33、冷凝器；34、压缩机；35、热交换器；36、安全阀；37、制冷剂循环管道；38、出气管；39、第一出气支管；310、第二出气支管；311、第一阀门；312、第二风机；313、储水箱；4、加湿组件；40、加湿室；41、进水管；42、水泵；43、超声波振荡器；44、过滤层；45、强力风机；46、布汽总管；47、布汽支管；48、布汽孔；49、第二阀门；5、加热组件；51、进气总管；52、进气支管；53、加热器；54、第一风机。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案做进一步详细说明。

实施例1

如图1所示，本实施例一种温室大棚的温湿度自动调节系统，包括用于检测大棚1内温湿度的温湿度传感器2，用于提高大棚1内温湿度的加热加湿系统，用于降低大棚1内温度和/或湿度的降温除湿系统3以及控制器，控制器用于接收温湿度传感器2的检测信号并根据检测结果控制加热加湿系统或降温除湿系统3工作。

如图1所示，本实施例在大棚1内的不同高度上分别设置了温湿度传感器2，以提高温湿度传感器2的检测精度，还便于对大棚1各个高度的空气层进行单独的温湿度检测和调节。

如图1所示，结合图2可见，加热加湿系统包括加湿组件4。该加湿组件4包括加湿室40和进水管41，进水管41上安装有水泵42，加湿室40内安装有与进水管41相连、且用于将液态水转化为水蒸汽的超声波振荡器43；加湿室40的顶部连接有用于将水蒸汽输送到大棚内的布汽管路，在布汽管路与超声波振荡器43之间，加湿室40内还设有用于除去水汽中细菌的过滤层44(避免细菌对大棚内植物有害)以及驱使水蒸气进入布汽管路内的强力风机45。

如图2所示、结合图4可见，本实施例中，布汽管路包括一根竖直设置的布汽总管46，这根布汽总管46连接有多根布汽支管47(本实施例设置了三根)，所有布汽支管47均绕大棚1内周壁呈环形或U型布置但所处高度不同，每根布汽支管47上均设有若干布汽孔48。

如图4和图2所示，本实施例中，每根布汽支管47上设有两排布汽孔48，两排布汽孔48的开口分别倾斜向下或倾斜向上布置。如此可以扩大布汽孔48的水汽扩散范围。

并且，布汽总管46或布汽支管47上设有用于控制相应布汽支管47的布汽状态的第二阀门49，控制器用于根据处于不同高度上的温湿度传感器2的检测信号控制各个第二阀门49的启闭。与将第二阀门49设置在布汽支管47上相比，将第二阀门49设置在布汽总管46上可以缩短水汽在布汽总管46内的无效行程，降低超声波振荡器43和风机45的能耗。

如图1所示、结合图3可见，加热加湿系统包括加热组件5。该加热组件5包括进气管路，该进气管路包括一根竖直设置的进气总管51，以及与进气总管51相连的多组进气支管52(本实施例设置了三组)，每组进气支管52的进气口均处于大棚1侧壁上但所处高度不同，同属一组的进气支管52平行设置且至少有两根。

如图1所示，每根进气支管52上均设有加热器53和第一风机54；控制器用于控制各个加热器53和第一风机54的启停。当温湿度传感器2检测到大棚1内温度偏低时，控制器开启加热器53和相应的第一风机54。

如图1所示、结合图3可见，降温除湿系统包括排气管路，排气管路包括一根竖直设置的排气总管30，以及与排气总管30相连的多组排气支管31(本实施例设置了三组)，每组排气支管31的排气口均处于大棚1侧壁上但所处高度不同，同属一组的排气支管31平行设置且至少有两根。

排气总管30的另一端与降温除湿室32的进气端相连，降温除湿室32内设有冷凝器33，该冷凝器33与处于降温除湿室32外的压缩机34、热交换器35和安全阀是36通过制冷剂循环管道37依次相连的；冷凝器33的出气端连接有出气管38，出气管38分别通过第一出气支管39和第二出气支管310与进气总管51相连通，其中，第二出气支管310通过热交换器35；第一出气支管39和第二出气支管310上均设有第一阀门311，控制器还用于控制第一出气支管39和第二出气支管310上的第一阀门311的在不同情况下启闭。

如图1所示，每根排气支管31上均设有第二风机312，控制器还用于控制第二风机312在不同情况下启停。

当温湿度传感器2检测到大棚内温度和/或湿度过高时，控制器启动第二风机312和压缩机34，压缩机34压缩制冷剂循环管道37内的制冷剂气体，使制冷剂的压力和温度升高，高温的制冷剂流经热交换器35后，热量被热交换器35、第二出气支管310内的气体带走，制冷剂继而冷却并液化，当高压的液体制冷剂流经安全阀36时，由高压区流向低压区，使得液体制冷剂急速膨胀并蒸发，在蒸发的过程中流经冷凝器33，吸收进入降温除湿室32内的高温高湿气体中的热量，从而降低高温高湿气体的温度并使水汽凝结，最后从降温除湿室32的出气端流出的气体就是低温低湿空气了；低温低湿空气可以通过第一出气支管39或第二出气支管310返回到进气总管51中，当需要对低温低湿空气进行加热时，即开启第二出气支管310的第一阀门311，当不需要对低温低湿空气进行加热时，即开启第一出气支管39的第一阀门311；第二出气支管310和加热器53可以单独使用，也可以联合使用。

降温除湿室32的底部还连接有储水箱313；储水箱313用于接收凝结在冷凝器33表面的水珠。

Claims (2)

1.一种温室大棚的温湿度自动调节系统，包括用于检测大棚内温湿度的温湿度传感器、以及用于提高大棚内温湿度的加热加湿系统，所述加热加湿系统包括与大棚相连的进气管路；其特征在于，所述温湿度自动调节系统还包括用于降低大棚内温度和/或湿度的降温除湿系统；

所述降温除湿系统包括排气管路，所述排气管路的其中一端与所述大棚相连，另一端与降温除湿室的进气端相连，所述降温除湿室内设有冷凝器；所述降温除湿室的出气端与所述进气管路相连；

所述降温除湿系统还包括热交换器、压缩机和安全阀，所述冷凝器、压缩机、热交换器和安全阀通过制冷剂循环管道依次相连；

所述降温除湿室的出气端设有出气管，所述出气管分别通过第一出气支管和第二出气支管与所述进气管路相连通，其中，所述第二出气支管通过所述热交换器；所述第一出气支管和第二出气支管上均设有第一阀门；

所述温湿度自动调节系统还包括控制器，所述控制器用于控制所述第一出气支管和第二出气支管上的第一阀门的启闭；

所述排气管路包括：

排气总管，所述排气总管的其中一端与所述降温除湿室相连；

与所述排气总管相连的多组排气支管，每组排气支管的排气口均处于大棚侧壁上但所处高度不同，同属一组的排气支管平行设置且至少有两根；

所述降温除湿室的底部连接有储水箱；

所述进气管路包括：

进气总管；

与所述进气总管相连的多组进气支管，每组排气支管的排气口均处于大棚侧壁上但所处高度不同，同属一组的进气支管平行设置且至少有两根；

所述加热加湿系统包括加湿组件，所述加湿组件包括：

用于将液态水转化为水蒸汽的超声波振荡器；

用于将水蒸汽输送到大棚内的布汽管路；

用于驱使水蒸气进入所述布汽管路的风机；

所述温湿度自动调节系统还包括控制器，所述控制器用于控制所述超声波振荡器的启停；

所述布汽管路包括：

与所述超声波振荡器相连的布汽总管；

与所述布汽总管相连的多根布汽支管，所有布汽支管均绕所述大棚内周壁呈环形或U型布置但所处高度不同，每根布汽支管上均设有若干布汽孔；

所述布汽总管或布汽支管上设有用于控制相应布汽支管的布汽状态的第二阀门，所述控制器用于控制各个第二阀门的启闭。

2.如权利要求1所述的温室大棚的温湿度自动调节系统，其特征在于，每根进气支管上均设有加热器；

所述温湿度自动调节系统还包括控制器，所述控制器用于控制各个加热器的启停。