CN110063178A - 一种集成式温室环境控制系统 - Google Patents

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刘光辉
张步超
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    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/24—Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
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Abstract

本发明公开一种集成式温室环境控制系统，包括机壳、控制器、干雾加湿机、进水口、散热风扇、冷凝器、压缩机、热交换器、离心风机、蒸发器、出风口、第一风阀、第二风阀、第三风阀、新风口。所述机壳固定其余组件。所述控制器检测到温室温湿度偏离预设值以及新风不足时，通过离心风机进行空气循环，控制压缩机、冷凝器、蒸发器调节出风温度，控制干雾加湿机调节出风湿度，控制第一风阀、第二风阀、第三风阀调节新风输入。所述热交换器可以使排出空气与新风进行热交换，降低新风与温室内部温差，从而降低能耗。温室内排出空气会经过所述冷凝器，有效利用了温室内低温空气，提高能源利用率；整个系统独立于温室，安装、维护与更换配件更方便。

Description

一种集成式温室环境控制系统
技术领域
本发明涉及温室环境控制技术领域，尤其涉及一种集成式温室环境控制系统。
背景技术
我国是一个农业大国，随着科技的发展，温室广泛用于农业生产，如用于栽培葡萄、林木育苗、养猪等。温室，是植物栽培生产中必不可少的设施之一，提高单位面积的作物的产量、生产优质农产品是现阶段农业发展的迫切要求。温室是一种可以改变植物生长环境，根据作物的生长的最佳生长条件，调节温室气候，能够避免外界四季变化和恶劣气候对其影响的场所，是实现高产、优质农业的一个重要的组成部分。温室一般以采光和覆盖材料作为主要结构材料，利用植物生长模型智能的控制温室大棚设施，可以在冬季或其他不适宜植物露地生长的季节栽培植物，从而达到对农作物调节产期、促进生长发育、防治病虫害及提高产量的目的。温室结构的建造标准是既能密封保温，又便于通风降温。但是作物要实现高产、优质，仅仅靠温室保温是不行的，需要对农作物的生长环境进行多方位多点的精确采集和实时的控制。
温室在农业生产中有着广泛的应用，可以在外部环境条件不适宜的时候为农作物提供适宜的生长环境，功能包括升降温、加湿、除湿、提供新风等。环境控制系统是温室的重要组成部分，通常安装于温室顶部，其缺点是安装复杂，维修更换困难，能耗高，效率低等。因此，目前的温室环境控制系统还有待改善的空间。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，本发明提出一种集成式温室环境控制系统。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种集成式温室环境控制系统，包括：机壳、控制器、干雾加湿机、进水口、散热风扇、冷凝器、压缩机、热交换器、离心风机、蒸发器、出风口、风阀和新风口；所述风阀包括第一风阀、第二风阀和第三风阀；
其中：所述控制器分别与干雾加湿机、冷凝器、压缩机、离心风机、蒸发器、第一风阀、第二风阀和第三风阀控制连接；
所述热交换器的A-B通道与C-D通道彼此不相通；
根据空气流向，A-B通道的进口端A与所述新风口相通，出口端B安装所述第一风阀；C-D通道的进口端C安装所述第三风阀，出口端D与所述冷凝器的进口端相通。
在一个实施例中，所述干雾加湿机与所述进水口相通。
在一个实施例中，所述压缩机的排气口与所述冷凝器的入口连接；所述进口端A与所述出口端D、冷凝器的入口处于同一空间内，所述冷凝器的出口位于所述散热风扇的一侧，换热后经所述散热风扇排出。
在一个实施例中，所述第二风阀进口端朝向室内；所述第二风阀的出风面与所述第一风阀的出口端及蒸发器的进口端处于同一空间内；
气流经所述蒸发器降温后，经所述离心风机、出风口进入室内。
在一个实施例中，还包括：与所述控制器连接的湿度传感器和温度传感器。
在一个实施例中，还包括：通讯模块和移动客户终端；
所述移动客户终端与所述控制器通过所述通讯模块连接，用于查看环境监测信息以及用于发送操作指令。
在一个实施例中，还包括：所述通讯模块为下述一种：蓝牙模块、WIFI模块、ZigBee模块和移动网络模块。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明提供的一种集成式温室环境控制系统：
1.整个系统独立于温室，安装、维护与更换配件更方便。
2.热交换器和温室内排出空气经过冷凝器的设计，使温室内排出空气的余热得以利用，降低了能耗。
3.整个系统通过不同控制方式，能够适应多种控制需求。
附图说明
图1为本发明实施例提供的集成式温室环境控制系统的结构图；
图2为本发明实施例提供的降温模式空气流动示意图；
图3为本发明实施例提供的降温与新风模式空气流动示意图；
图4为本发明实施例提供的新风模式空气流动示意图；
图中：
1-机壳；2-控制器；3-干雾加湿机；4-进水口；5-散热风扇；6-冷凝器；7-压缩机；8-热交换器；9-离心风机；10-蒸发器；11-出风口；12-第一风阀；13-第二风阀；14-第三风阀；15-新风口。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本发明实施例提供的一种集成式温室环境控制系统，参照图1所示，包括：机壳1、控制器2、干雾加湿机3、进水口4、散热风扇5、冷凝器6、压缩机7、热交换器8、离心风机9、蒸发器10、出风口11、第一风阀12、第二风阀13、第三风阀14、新风口15。上述机壳固定其余组件。
其中：控制器2分别与干雾加湿机3、冷凝器6、压缩机7、离心风机9、蒸发器10、第一风阀12、第二风阀13和第三风阀14控制连接。整个系统通过不同控制方式，能够适应多种控制需求。
热交换器8的A-B通道与C-D通道彼此不相通；
根据空气流向，A-B通道的进口端A与新风口15相通，出口端B安装第一风阀12；C-D通道的进口端C安装第三风阀14，出口端D与冷凝器6的进口端相通。
本实施例中，当控制器检测到温室温湿度偏离预设值以及新风不足时，通过离心风机9进行空气循环，控制压缩机7、冷凝器6、蒸发器10调节出风温度，控制干雾加湿机3调节出风湿度，控制第一风阀12、第二风阀13、第三风阀14调节新风输入。
热交换器8可以使排出空气与新风进行热交换，降低新风与温室内部温差，从而降低能耗。温室内排出空气会经过冷凝器，有效利用了温室内低温空气，提高能源利用率。
另外，该集成式温室环境控制系统，整个系统独立于温室，安装步骤较为简单，各功能部件可单独维修及更换，维护与更换配件更方便，维护成本较低。
参照图1所示，压缩机7的排气口与冷凝器6的入口连接；进口端A与出口端D、冷凝器6的入口处于同一空间内；冷凝器6的出口位于散热风扇5的一侧，换热后经散热风扇5排出。
第二风阀13进口端朝向室内；第二风阀13的出风面与所述第一风阀12的出口端及蒸发器10的进口端处于同一空间内；
气流经蒸发器10降温后，经所述离心风机9、出风口11进入室内。
进一步地，干雾加湿机3与进水口4相通，进水口4可外接水源；当控制器2检测到温室湿度偏离预设值时，则通过干雾加湿机3进行调节即可。
进一步地，参照图2所示，当控制器2检测到温室温度偏离预设值时，单独开启第二风阀13，温室内空气通过蒸发器10降温后再经过离心风机9、出风口11回到温室内；同时新风口15进入的空气经过冷凝器6，换热后由散热风扇5排出。
进一步地，参照图3所示，控制器2检测到温室温度偏离预设值且新风不足时，第一阀门12、第二阀门13、第三阀门14同时开启，新风口15进入的部分新风经过热交换器8，降低了与温室内空气的温差，然后同温室内空气一起经过蒸发器10降温后回到温室内降温过程，温室内经过第三阀门13、热交换器8的C-D通道的空气与新风口15进入的另一部分空气一起经过冷凝器6，换热后由散热风扇5排出。
进一步地，参照图4所示，当控制器2检测到只需要新风时，新风口15进入的新风经过热交换器8的A-B通道，即打开第一阀门12，与温室内排出空气(经第三阀门进入热交换器8的C-D通道)进行热交换，然后通过离心风机9进入温室内。
进一步地，该系统还可以设有湿度传感器和温度传感器，用于检测温室内的温湿度，并与控制器连接。
进一步地，该系统还包括通讯模块和移动客户终端；
其中，移动客户终端与控制器通过通讯模块连接，用于查看环境监测信息以及用于发送操作指令；该移动客户终端可以是手机、笔记本、平板电脑、车载电脑或是穿戴的智能设备(比如智能手环)等。
其中，湿度传感器和温度传感器，可以根据具体温室内的环境需求，在控制器端或传感器端设置成间歇式采集。实现对温室内温度、湿度的自动监测。
控制器用于获取湿度传感器、温度传感器发送的监测数据，并根据监测数据与存储的预设阈值进行比较；
当温室内湿度低于预设阈值时，比如以温室内种植作物葡萄为例，湿度阈值设置为20％/m3，当湿度传感器获取的数值为5％/m3，低于该阈值时，控制器控制干雾加湿机调节出风湿度，当温室内湿度到达20％/m3时，控制干雾加湿机3关闭，停止工作。
当温室内温度高于预设的温度阈值，单独开启第二风阀13，温室内空气通过蒸发器10降温后再经过离心风机9、出风口11回到温室内；同时新风口15进入的空气经过冷凝器6，换热后由散热风扇5排出。
当检测到温室温度偏离预设值且新风不足时，第一阀门12、第二阀门13、第三阀门14同时开启，新风口15进入的部分新风经过热交换器8，降低了与温室内空气的温差，然后同温室内空气一起经过蒸发器10降温后回到温室内降温过程，温室内经过第三阀门13、热交换器8的C-D通道的空气与新风口15进入的另一部分空气一起经过冷凝器6，换热后由散热风扇5排出。
上述通讯模块可以是蓝牙模块、WIFI模块、ZigBee模块和移动网络模块；其中移动网络模块比如为GSM或GPRS等。
上述环境温湿度传感器。型号：SHT10；接口：类I2C；接线：红色线VCC-电源正极；绿色线GND-电源负极；蓝色线DATA-数据；黄色线SCK-时序。
本发明实施例所涉及到的控制器均为PLC或单片机。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种集成式温室环境控制系统，其特征在于，包括：机壳(1)、控制器(2)、干雾加湿机(3)、进水口(4)、散热风扇(5)、冷凝器(6)、压缩机(7)、热交换器(8)、离心风机(9)、蒸发器(10)、出风口(11)、风阀和新风口(15)；所述风阀包括第一风阀(12)、第二风阀(13)和第三风阀(14)；
其中：所述控制器(2)分别与干雾加湿机(3)、冷凝器(6)、压缩机(7)、离心风机(9)、蒸发器(10)、第一风阀(12)、第二风阀(13)和第三风阀(14)控制连接；
所述热交换器(8)的A-B通道与C-D通道彼此不相通；
根据空气流向，A-B通道的进口端A与所述新风口(15)相通，出口端B安装所述第一风阀(12)；C-D通道的进口端C安装所述第三风阀(14)，出口端D与所述冷凝器(6)的进口端相通。
2.根据权利要求1所述的一种集成式温室环境控制系统，其特征在于，所述干雾加湿机(3)与所述进水口(4)相通。
3.根据权利要求1所述的一种集成式温室环境控制系统，其特征在于，所述压缩机(7)的排气口与所述冷凝器(6)的入口连接；所述进口端A与所述出口端D、冷凝器(6)的入口处于同一空间内，所述冷凝器(6)的出口位于所述散热风扇(5)的一侧，换热后经所述散热风扇(5)排出。
4.根据权利要求1所述的一种集成式温室环境控制系统，其特征在于，所述第二风阀(13)进口端朝向室内；所述第二风阀(13)的出风面与所述第一风阀(12)的出口端及蒸发器(10)的进口端处于同一空间内；
气流经所述蒸发器(10)降温后，经所述离心风机(9)、出风口(11)进入室内。
5.根据权利要求1所述的一种集成式温室环境控制系统，其特征在于，还包括：与所述控制器连接的湿度传感器和温度传感器。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种集成式温室环境控制系统，其特征在于，还包括：通讯模块和移动客户终端；
所述移动客户终端与所述控制器通过所述通讯模块连接，用于查看环境监测信息以及用于发送操作指令。
7.根据权利要求6所述的一种集成式温室环境控制系统，其特征在于，还包括：所述通讯模块为下述一种：蓝牙模块、WIFI模块、ZigBee模块和移动网络模块。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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