CN110073863A - 一种气肥与热力联供装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气肥与热力联供装置及其控制方法，该联供装置包括换热器、设置在换热器内的燃烧器，换热器的一端设置有进气口，换热器的另一端设置有出气口，换热器包括中空的第一内腔，燃烧器靠近进气口的一端设置有第一进气管道和气体燃料管道，燃烧器远离进气口的一端与第一内腔连通，燃烧器内设置有固体催化剂和点火装置。本发明通过催化燃烧产生热量和生成洁净的二氧化碳和水，达到了循环给大棚清洁化增温的同时持续为大棚输送二氧化碳气肥的目的；通过控制一次风机、二次风机和燃料流量阀来控制固体催化剂的燃烧强度和大棚内空气的循环风速，从而实现控制大棚内温度和二氧化碳浓度的智能化。

Description

一种气肥与热力联供装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及大棚供暖领域，具体是一种气肥与热力联供装置及其控制方法。

背景技术

温度是植物生长的一个很重要的因素，因此反季节蔬菜和其他农、林作物对大棚及其冬季的供暖加温存在很大的需求。随着人们对环保要求的提高，大棚的供暖也需要实现清洁化，但清洁能源改造实践证明，无论是改造费用和使用费用对大多数种植业者来说都难以承受；煤改生物质由于氮氧化物排放超标也受到质疑，农业蔬菜大棚在煤改电、煤改气推广中也出现了难以持续的现象。

除了温度之外，植物生长的另外一个重要因素就是二氧化碳，大棚在日照强烈时进行通风主要目的就是向大棚内补充二氧化碳，但是给大棚通风会带来热量的损失。空气中二氧化碳正常浓度在350-400ppm左右，而植物生长最佳CO2浓度在500-3000ppm，因此近几年来在大棚内增施二氧化碳肥的措施开始受到重视，于是燃烧法、化学法、二氧化碳压缩气瓶都开始应用于给大棚内增施二氧化碳肥，这些方法大多是需要额外材料、设备和能源成本，有些装置的造价也很高。目前所采用的燃烧法的主要目的是短时间增加二氧化碳，燃烧清洁度差，且无法满足大棚增温的要求。

本发明旨在通过低成本的方式给大棚进行清洁化的加温同时给大棚提供二氧化碳气肥。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气肥与热力联供装置及其控制方法，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种气肥与热力联供装置，该联供装置包括换热器、设置在换热器内的燃烧器，换热器的一端设置有进气口，换热器的另一端设置有出气口，换热器包括中空的第一内腔，燃烧器靠近进气口的一端设置有第一进气管道和气体燃料管道，燃烧器远离进气口的一端与第一内腔连通，燃烧器内设置有固体催化剂和点火装置。

在上述技术方案中，外部的氧气从第一进气管道进入燃烧器内，气体燃料从气体燃料管道进入燃烧器内，气体燃料进入燃烧器内后，气体燃料在固体催化剂的表面被氧化产热，并生成洁净的烟气，烟气为二氧化碳和水，大棚内的空气从进气口进入换热器内，与燃烧器换热后又与烟气混合至出气口，最后送入大棚内扩散；该装置采用催化燃烧技术，不仅利用清洁的方式给大棚内的空气循环加热增温，给大棚内的空气消毒灭菌，减少农作物病虫害的发生，减少农药的使用，降低了生产成本而且给大棚内的农作物提供二氧化碳气肥，促进农作物的生长，减少肥料的使用，增加农业生产效率和收益。

作为优选方案，联供装置包括控制系统，控制系统用于控制换热器内、燃烧器内空气的供给和燃烧器内气体燃料的供给，第一内腔内设置有扰流传热材料，扰流传热材料与燃烧器的外壁相贴。

在上述技术方案中，控制系统用于控制换热器、燃烧器内空气的输送和燃烧器内气体燃料的输送；扰流传热材料用于燃烧器外壁热量的导出以及与空气之间的换热，扰流传热材料的设置增大了空气与燃烧器外壁的接触面积，提高空气的换热效率。

作为优选方案，换热器靠近出气口的一端设置有整流罩。

在上述技术方案中，在第一内腔内，整流罩将烟气和换热后的空气进行混合，使得二氧化碳气肥能够均匀的在大棚内扩散。

作为优选方案，联供装置还包括第二进气管道，第二进气管道与进气口连通，第一进气管道上安装有一次风机，第二进气管道上安装有二次风机，气体燃料管道上安装有燃料流量阀。

在上述技术方案中，一次风机用于燃烧器内的扫风和供氧，向燃烧器内提供充足的氧气，二次风机的设置能够循环散热燃烧器外壁的温度，同时加热大棚内的空气，控制出气口的温度和烟气扩散的速度，燃料流量阀用于控制是否供应气体燃料及流量大小，通过控制气体燃料的供应调节出气口的温度和二氧化碳的输出。

作为优选方案，联供装置还包括控制系统，控制系统包括主控制模块、传感器检测模块、无线通信模块、电源模块和报警模块，主控制模块与用于执行相应控制动作来调节一次风机、二次风机和燃料流量阀，传感器检测模块包括与主控制模块连接的温度检测电路、光照检测电路、光感检测电路、二氧化碳浓度检测电路和风压检测电路，温度检测电路用于实时采集燃烧器内的温度、换热器的出口温度和大棚内的温度，光照检测电路用于实施检测大棚内光照强度，光感检测电路用于判断点火装置是否点火成功，二氧化碳浓度检测电路用于实时检测大棚内二氧化碳浓度，风压检测电路用于检测一次风机、二次风机的工作状态，无线通信模块与主控制模块和外部的智能终端连接，无线通信模块用于主控制模块与外部的智能终端进行数据信息传输，电源模块与主控制模块、传感器检测模块、无线通信模块、报警模块、点火装置电性连接，电源模块用于给主控制模块、传感器检测模块、无线通信模块、报警模块、点火装置供电，报警模块与控制模块连接，报警模块用于提示外部的操作人员检修联供装置。

在上述技术方案中，主控制模块根据温度检测电路、光照检测电路、光感检测电路、二氧化碳浓度检测电路和风压检测电路来控制一次风机、二次风机、燃料流量阀、点火装置的运行状态，从而实现对气体燃料燃烧强度和空气循环速度的控制，无线通信模块的设置便于实现该控制系统的远程监控。

作为优选方案，点火装置包括点火探针和高压点火线圈，点火探针与高压点火线圈电连接，高压点火线圈与电源模块电连接。

在上述技术方案中，点火装置为点火探针和高压点火线圈，通过点火探针和高压点火线圈的设置便于控制火焰点火。

作为优选方案，第二进气管道上、出气口处、固体催化剂中均设置有温度传感器，第二进气管道和出气口处均设置有二氧化碳传感器。

在上述技术方案中，温度传感器便于监测第二进气管道、出气口处和固体催化剂的温度，二氧化碳传感器便于监测第二进气管道和出气口处二氧化碳浓度，从而根据监测到的温度和二氧化碳浓度来控制一次风机、二次风机和燃料流量阀。

一种气肥与热力联供装置控制方法，控制方法包括控制联供装置启动的方法，控制联供装置启动的方法包括以下步骤：

S1：巡检，若巡检正常，转步骤S2，否则转步骤11；巡检用于检测各个零部件之间的连接是否正常；

S2：控制一次风机开启，一次风机扫风，转步骤S3；一次风机扫风用于清除燃烧器内残存的燃料，并且控制联供装置运行时为燃烧器提供氧气；

S3：检测一次风机是否正常工作，若一次风机正常工作，转步骤S4,否则转步骤11；

S4：控制高压点火线圈通电，使得高压点火线圈驱动点火探针产生电弧，转步骤S5；

S5：控制燃料流量阀打开，转步骤S6；先开启一次风机，接着点火探针点火，最后打开燃料流量阀，是为了防止燃烧器内氧气不足导致气体燃料燃烧不充分，防止生成有害气体；

S6：判断点火探针是否点火成功，若点火成功，转步骤S7，否则控制燃料流量阀关闭，转步骤S3；

S7：控制高压点火线圈断电，并控制二次风机开启，转步骤S8；

S8：判断点火探针的火焰是否正常，若火焰正常，转步骤S9，否则控制燃料流量阀关闭，转步骤S4；

S9：检测到燃烧器内的固体催化剂的实际温度达到固体催化剂的工作温度后，控制燃料流量阀关闭数秒后再控制燃料流量阀重新打开，转步骤S10；刚开始通入气体燃烧时，气体燃料燃烧为明火燃烧，目的是为了增加燃烧器内的温度，使得固体催化剂的温度达到固体催化剂的工作温度，燃料流量阀关闭数秒(一般为3-5秒)后，火焰熄灭，通入的气体燃料在固体催化剂的表面被氧化产热，生成二氧化碳和水，此时的气体燃料燃烧为无火焰的催化燃烧。

S10：检测燃烧器内的温度变化，若燃烧器内的温度恒定或者小幅度上升，转步骤S12，否则控制燃料流量阀关闭，转步骤S11；当燃烧器内的温度恒定或者小幅度上升时，表示气体燃料在正常的进行催化燃烧，表明联供装置处于稳定的工作状态

S11：报警，提醒操作人员对该装置进行检修；

S12：联供装置启动完成。

作为优选方案，控制方法还包括控制联供装置运行的方法，控制联供装置运行的方法包括：

当检测大棚内的实际温度低于Tmin，且检测到大棚内的二氧化碳实际浓度低于Cmin时，增大二次风机的转速同时加大气体燃料流量，Tmin为设定的大棚温度最低值；

当检测大棚内的实际温度低于Tmin，且检测到大棚内的二氧化碳实际浓度高于Cmin低于Cmax时，增大二次风机的转速，Cmin为设定的二氧化碳浓度最低值，Cmax为设定的二氧化碳浓度最高值；

当检测大棚内的实际温度高于Tmax，且检测到大棚内的二氧化碳实际浓度高于Cmin低于Cmax时，增大二级风机转速同时减小气体燃料流量，Tmax为设定的大棚温度最高值；

当检测大棚内的实际温度高于Tmin低于Tmax，且检测到大棚内的二氧化碳实际浓度低于Cmin时，增大二次风机的转速；

当检测大棚内的实际温度高于Tmax，检测到的光照强度大于L且检测到大棚内的二氧化碳实际浓度低于Cmin时，控制二次风机的转速为最高，并关闭燃料流量阀，停止供应气体燃料，L为设定的光照强度最高值；

当检测大棚内的实际温度高于Tmax，且检测到大棚内的二氧化碳实际浓度高于Cmax时，控制二次风机的转速为最高，并关闭燃料流量阀，停止供应气体燃料；

当检测到出气口的温度高于Q时，增大二次风机的转速，或者降低气体燃料流量，或者既增大二次风机的转速又降低气体燃料流量，Q为设定的出气口的温度最高值。

作为优选方案，控制方法还包括控制联供装置关闭的方法，控制联供装置关闭的方法包括以下步骤：

S1：控制燃料流量阀关闭，转步骤S2；

S2：检测燃烧器内的温度，若燃烧器内的温度低于TO，则转步骤S3，否则一次风机、二次风机保持工作状态，T0为设定的燃烧器安全温度；

S3：控制一次风机、二次风机关闭，转步骤S4；

S4：联供装置完成关闭。

在上述技术方案中，当燃烧器内的温度高于TO时，一次风机和二次风机往联供装置内输送空气，帮助燃烧器进行冷却降温，延长该联供装置的使用寿命。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过催化燃烧产生热量和生成洁净的二氧化碳和水，达到了循环给大棚清洁化增温的同时持续为大棚输送二氧化碳气肥的目的，降低了大棚增温与施肥的综合成本，提高了作物的产量，减少了病虫害，降低了农药残留的风险，增加了农业生产效率和收益，为农业大棚煤改的可持续性发展铺路；通过控制一次风机、二次风机和燃料流量阀来控制了固体催化剂的燃烧强度和大棚内空气的循环风速，从而实现控制大棚内温度和二氧化碳浓度的智能化。

附图说明

图1为本发明一种气肥与热力联供装置的结构示意图；

图2为本发明一种气肥与热力联供装置的控制系统的模块结构示意图；

图3为本发明一种气肥与热力联供装置的控制系统的温度检测电路的结构示意图；

图4为本发明一种气肥与热力联供装置的控制系统的光照检测电路的结构示意图；

图5为本发明一种气肥与热力联供装置的控制系统的光感检测电路的结构示意图；

图6为本发明一种气肥与热力联供装置的控制系统的二氧化碳浓度检测电路的结构示意图；

图7为本发明一种气肥与热力联供装置的控制系统的风压检测电路的结构示意图；

图8为本发明一种气肥与热力联供装置的控制系统的无线通信模块的结构示意图；

图9为本发明一种气肥与热力联供装置的控制系统的电源模块的结构示意图；

图10为本发明一种气肥与热力联供装置控制方法的控制联供装置启动的方法的流程示意图；

图11为本发明一种气肥与热力联供装置控制方法的控制联供装置运行的方法示意图；

图12为本发明一种气肥与热力联供装置控制方法的控制联供装置关闭的方法的流程示意图。

图中：1-换热器、2-温度传感器、3-气体燃料管道、4-燃料流量阀、5-一次风机、6-第一进气管道、7-进气口、8-第二进气管道、9-二次风机、10-二氧化碳传感器、11-点火探针、12-燃烧器、13-第一内腔、14-固体催化剂、15-出气口、16-整流罩、17-扰流传热材料。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～12，本发明实施例中，一种气肥与热力联供装置，该联供装置包括换热器1、设置在换热器1内的燃烧器12，换热器1的一端设置有进气口7，换热器1的另一端设置有出气口15，换热器1包括中空的第一内腔13，燃烧器12靠近进气口7的一端设置有第一进气管道6和气体燃料管道3，燃烧器12远离进气口7的一端与第一内腔13连通，燃烧器12内设置有固体催化剂14和点火装置，固体催化剂14可以采用Pd基、稀土基或者过渡金属氧化物负荷材料等，固体催化剂14可以通过沉积在颗粒状或者蜂窝结构的陶瓷或天然沸石材料上设置在燃烧器12内。

在上述技术方案中，外部的氧气从第一进气管道6进入燃烧器12内，气体燃料从气体燃料管道3进入燃烧器12内，气体燃料进入燃烧器12内后，气体燃料在固体催化剂14的表面被氧化产热，并生成洁净的烟气，烟气为二氧化碳和水，大棚内的空气从进气口7进入换热器1内，与燃烧器12换热后又与烟气混合至出气口15，最后送入大棚内扩散；该装置采用催化燃烧技术，不仅利用清洁的方式给大棚内的空气循环加热增温，给大棚内的空气消毒灭菌，减少农作物病害的发生，减少农药的使用，降低了生产成本而且给大棚内的农作物提供二氧化碳气肥，促进农作物的生长，减少肥料的使用，增加农业生产效率和收益。

联供装置包括控制系统，控制系统用于控制换热器1内、燃烧器12内空气的供给和燃烧器12内气体燃料的供给；第一内腔13内设置有扰流传热材料17，扰流传热材料17与燃烧器12的外壁相贴，扰流传热材料17可以为网状的金属材料，直接塞在第一内腔13内与燃烧器12的外壁相接触。

在上述技术方案中，控制系统用于控制换热器1内、燃烧器12内空气的输送，燃烧器12内气体燃料的输送；扰流传热材料17用于燃烧器12外壁与空气之间的换热，扰流传热材料17的设置增大了空气与燃烧器12外壁的接触面积，提高空气的换热效率。

换热器1靠近出气口15的一端设置有整流罩16，整流罩16可以为扇叶，扇叶转动带动烟气和空气分散混合。

在上述技术方案中，在第一内腔13内，整流罩16将烟气和换热后的空气进行混合，使得二氧化碳气肥能够均匀的在大棚内扩散。

联供装置还包括第二进气管道8，第二进气管道8与进气口7连通，第一进气管道6上安装有一次风机5，第二进气管道8上安装有二次风机9，气体燃料管道3上安装有燃料流量阀4。

在上述技术方案中，一次风机5用于燃烧器12内的扫风和供氧，向燃烧器12内提供充足的氧气，二次风机9的设置能够能够循环散热燃烧器外壁的温度，同时加热大棚内的空气，控制出气口15的温度和烟气扩散的速度，燃料流量阀4用于控制是否供应气体燃料及气体燃料流量大小，通过控制气体燃料的供应调节出气口15的温度和二氧化碳的输出。

控制系统包括主控制模块、传感器检测模块、无线通信模块、电源模块和报警模块，主控制模块与用于执行相应控制动作来调节一次风机5、二次风机9、燃料流量阀4和点火装置，传感器检测模块包括与主控制模块连接的温度检测电路、光照检测电路、光感检测电路、二氧化碳浓度检测电路和风压检测电路，温度检测电路用于实时采集燃烧器12内的温度、换热器1的出口温度和大棚内的温度，光照检测电路用于实施检测大棚内光照强度，光感检测电路用于判断点火装置是否点火成功，二氧化碳浓度检测电路用于实时检测大棚内二氧化碳浓度，风压检测电路用于检测一次风机5、二次风机9的工作状态，无线通信模块与主控制模块和外部的智能终端连接，无线通信模块用于主控制模块与外部的智能终端进行数据信息传输，电源模块与主控制模块、传感器检测模块、无线通信模块、报警模块、点火装置电性连接，电源模块用于给主控制模块、传感器检测模块、无线通信模块、报警模块、点火装置供电，报警模块与控制模块连接，报警模块用于提示外部的操作人员检修联供装置。

在上述技术方案中，主控制模块根据温度检测电路、光照检测电路、光感检测电路、二氧化碳浓度检测电路和风压检测电路来控制一次风机5、二次风机9、燃料流量阀4、点火装置的运行状态，从而实现对气体燃料燃烧强度和空气循环速度的控制，无线通信模块的设置便于实现该控制系统的远程监控。

主控制模块包括智能处理器和其相应的接口电路，该控制系统中的智能处理器可以采用A9模组(一个完整的四频GSM/GPRS模块)，主控制模块与一次风机5、二次风机9、燃烧流量阀电连接，使得主控制模块能够控制一次风机5、二次风机9、燃料流量阀4的运行状态。

温度检测电路通过温度传感器2来检测固体催化剂14的温度、大棚内温度和出气口15的温度。检测固体固体催化剂14的温度传感器2采用铠装K型热电偶(测温范围：0至1000摄氏度)，检测出气口15温度的温度传感器2采用铠装铂电阻，分度号为pt100(测温范围：-200至500摄氏度)，铠装K型热电偶和铠装铂电阻经由放大滤波电路后，再经A/D转换电路传给智能处理器；大棚内内的温度检测电路采用单总线的形式多点测量，大棚内的温度传感器2采用智能数字化温度传感器2，该温度传感器2的型号为可以DS18B20(测温范围：-10至80摄氏度)，该温度传感器2直接以数字信号传输的方式传输给智能处理器，提高该控制系统的抗干扰性。

光照检测电路包括光强传感器和微控制器，光强传感器可以采用TSL2561传感器，通过I2C总线形式直接输出数字信号给微控制器，微控制器将信号传输给智能处理器。

光感检测电路包括光敏电阻和开关电路，光敏电阻与开关电路电连接，开关电路与智能处理器电连接；光敏电阻输出的电信号会随着光照度而发生变化，开关电路根据不同的电信号输出相应的开关信号并传输给智能处理器，从而判断是否点火成功。

二氧化碳浓度检测电路通过多个二氧化碳浓度检测变送器实时检测大棚内二氧化碳浓度，二氧化碳浓度检测变送器输出RS485信号给智能处理器，通过总线形式实现了大棚内多点实时检测二氧化碳浓度。

风压检测电路包括风压开关和光电耦合电路，风压开关与光电耦合电路电连接，光电耦合电路与智能处理器电连接，风压开关采用KEY-X型微差压风压开关，以差压变化反映风机的流量变化从而判断风机的工作状态。

无线通信模块包括SIM卡、天线电路和外接天线，SIM卡通过智能处理器与天线电路连接，天线电路与外接天线连接实现收发无线信号，从而主控制模块能够通过无线信号与外部的智能终端进行数据信息传输。

电源模块包括220V/12V直流开关电源、变压电路和稳压滤波电路，外部的220V市电与220V/12V直流开关电源电连接，220V/12V直流开关电源与4V变压电路、5V变压电路电连接，4V变压电路通过稳压滤波电路给主控制模块供电，5V变压电路通过稳压滤波电路给传感器检测模块、无线通信模块和报警模块供电。

点火装置包括点火探针11和高压点火线圈，点火探针11与高压点火线圈电连接，高压点火线圈与电源模块电连接。

在上述技术方案中，点火装置为点火探针11和高压点火线圈，通过点火探针和高压点火线圈的设置便于控制火焰点火。

第二进气管道8上、出气口15处、固体催化剂14中均设置有温度传感器2，第二进气管道8和出气口15处均设置有二氧化碳传感器10。

在上述技术方案中，温度传感器2便于监测第二进气管道8、出气口15处和固体催化剂14的温度，二氧化碳传感器10便于监测第二进气管道8和出气口15处二氧化碳浓度，从而根据监测到的温度和二氧化碳浓度来控制一次风机5、二次风机9和燃料流量阀4。

该联供装置的工作原理：首先一次风机5先向燃烧器12内扫风，清除燃烧器12内残余的燃料并且往燃烧器12内提供氧气，接着外部的高压点火线圈驱动点火探针11产生电弧，然后打开燃料流量阀4往燃烧器12内输送气体燃料，使得气体燃料在燃烧器12内明火燃烧，为固体催化剂14加热，之后启动二次风机9，二次风机9将大棚内的空气引入换热器1内与燃烧器12外壁进行换热，从而达到既加热循环空气，并给燃烧器12散热的目的；当给固体催化剂14加热到固体催化剂14的工作温度时，停止让燃烧器12内输送气体燃料3-5秒后继续给燃烧器12内输送气体燃料，此时燃烧器12进入催化燃烧状态，气体燃料催化燃烧生成二氧化碳和水，二氧化碳从燃烧器12排出到第一内腔13，二氧化碳与换热后的空气经过整流罩16的分散混合从出气口15排入大棚。

一种气肥与热力联供装置控制方法，控制方法包括控制联供装置启动的方法，控制联供装置启动的方法包括以下步骤：

S1：主控制模块进行巡检，若主控制模块巡检正常，转步骤S2，否则转步骤11；

S2：主控制模块控制一次风机5开启，一次风机5扫风，转步骤S3；

S3：风压检测电路检测一次风机5是否正常工作，若一次风机5正常工作，转步骤S4,否则转步骤11；

S4：主控制模块控制高压点火线圈通电，使得高压点火线圈驱动点火探针11产生电弧，转步骤S5；

S5：主控制模块控制燃料流量阀4打开，转步骤S6；

S6：光感检测电路判断点火探针11是否点火成功，若点火成功，转步骤S7，否则主控制模块控制燃料流量阀4关闭，转步骤S3；

S7：主控制模块控制高压点火线圈断电，并控制二次风机9开启，转步骤S8；

S8：光感检测电路判断点火探针11的火焰是否正常，若火焰正常，转步骤S9，否则主控制模块控制燃料流量阀4关闭，转步骤S4；

S9：温度检测电路检测到燃烧器12内固体催化剂14的温度达到固体催化剂14的工作温度后，主控制模块控制燃料流量阀4关闭3-5秒后再控制燃料流量阀4重新打开，转步骤S10；

S10：温度检测电路检测燃烧器12内的温度变化，若燃烧器12内的温度恒定或者小幅度上升，转步骤S12，否则主控制模块控制燃料流量阀4关闭，转步骤S11；

S11：报警模块报警，提醒操作人员对该装置进行检修；

S12：联供装置启动完成。

控制联供装置运行的方法以番茄大棚为例，番茄适宜的生长温度范围为15-30摄氏度，番茄生长的二氧化碳浓度最佳范围为500-800ppm，则Tmin＝15摄氏度，Tmax＝30摄氏度，Cmin＝500ppm，Cmax＝800ppm，L＝1000lux，Q＝100摄氏度，

控制方法还包括控制联供装置运行的方法，控制联供装置运行的方法包括：

当温度检测电路检测大棚内的实际温度低于15摄氏度，且二氧化碳检测电路检测到大棚内的二氧化碳实际浓度低于500ppm时，主控制模块增大二次风机9的转速同时加大气体燃料流量；

当温度检测电路检测大棚内的实际温度低于15摄氏度，且二氧化碳检测电路检测到大棚内的二氧化碳实际浓度高于500ppm低于800ppm时，主控制模块增大二次风机9的转速，

当温度检测电路检测大棚内的实际温度高于15摄氏度低于30摄氏度，且二氧化碳检测电路检测到大棚内的二氧化碳实际浓度高于500ppm低于800ppm时，主控制模块增大二级风机对的转速同时减小气体燃料流量；

当温度检测电路检测大棚内的实际温度高于30摄氏度，且二氧化碳检测电路检测到大棚内的二氧化碳实际浓度低于500ppm时，主控制模块增大二次风机9的转速；

当温度检测电路检测大棚内的实际温度高于30摄氏度，光照检测电路检测到的光照强度大于1000lux且二氧化碳检测电路检测到大棚内的二氧化碳实际浓度低于500ppm时，主控制模块控制二次风机9的转速为最高，并关闭燃料流量阀4，停止供应气体燃料；

当温度检测电路检测大棚内的实际温度高于30摄氏度，且二氧化碳检测电路检测到大棚内的二氧化碳实际浓度高于800ppm时，主控制模块控制二次风机9的转速为最高，并关闭燃料流量阀4，停止供应气体燃料；

当温度检测电路检测到出气口15的温度高于100摄氏度时，主控制模块控制或者增大二次风机9的转速，或者降低气体燃料流量，或者既增大二次风机9的转速又降低气体燃料流量。

控制方法还包括控制联供装置关闭的方法，控制联供装置关闭的方法包括以下步骤：

S1：主控制模块控制燃料流量阀4关闭，转步骤S2；

S2：温度检测电路检测燃烧器12内的温度，若燃烧器12内的温度低于35摄氏度，则转步骤S3，否则一次风机5、二次风机9保持工作状态；

S3：主控制模块控制一次风机5、二次风机9关闭，转步骤S4；

S4：联供装置完成关闭。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种气肥与热力联供装置，其特征在于：所述联供装置包括换热器(1)、设置在换热器(1)内的燃烧器(12)，所述换热器(1)的一端设置有进气口(7)，所述换热器(1)的另一端设置有出气口(15)，所述换热器(1)包括中空的第一内腔(13)，所述燃烧器(12)靠近进气口(7)的一端设置有第一进气管道(6)和气体燃料管道(3)，所述燃烧器(12)远离进气口(7)的一端与第一内腔(13)连通，所述燃烧器(12)内设置有固体催化剂(14)和点火装置。

2.根据权利要求1所述的一种气肥与热力联供装置，其特征在于：所述联供装置包括控制系统，所述控制系统用于控制换热器(1)内、燃烧器(12)内空气的供给和燃烧器(12)内气体燃料的供给；所述第一内腔(13)内设置有扰流传热材料(17)，所述扰流传热材料(17)与燃烧器(12)的外壁相贴。

3.根据权利要求2所述的一种气肥与热力联供装置，其特征在于：所述换热器(1)靠近出气口(15)的一端设置有整流罩(16)。

4.根据权利要求3所述的一种气肥与热力联供装置，其特征在于：所述联供装置还包括第二进气管道(8)，所述第二进气管道(8)与进气口(7)连通，所述第一进气管道(6)上安装有一次风机(5)，所述第二进气管道(8)上安装有二次风机(9)，所述气体燃料管道(3)上安装有燃料流量阀(4)。

5.根据权利要求4所述的一种气肥与热力联供装置，其特征在于：所述控制系统包括主控制模块、传感器检测模块、无线通信模块、电源模块和报警模块，所述主控制模块与用于执行相应控制动作来调节一次风机(5)、二次风机(9)、点火装置和燃料流量阀(4)，所述传感器检测模块包括与主控制模块连接的温度检测电路、光照检测电路、光感检测电路、二氧化碳浓度检测电路和风压检测电路，所述温度检测电路用于实时采集燃烧器(12)内固体催化剂(14)的温度、出气口(15)的出口温度和大棚内的温度，所述光照检测电路用于实施检测大棚内光照强度，所述光感检测电路用于判断点火装置是否点火成功，所述二氧化碳浓度检测电路用于实时检测大棚内二氧化碳浓度，所述风压检测电路用于检测一次风机(5)、二次风机(9)的工作状态，所述无线通信模块与主控制模块和外部的智能终端连接，所述无线通信模块用于主控制模块与外部的智能终端进行数据信息传输，所述电源模块与主控制模块、传感器检测模块、无线通信模块、报警模块、点火装置电性连接，所述电源模块用于给主控制模块、传感器检测模块、无线通信模块、报警模块、点火装置供电，所述报警模块与控制模块连接，所述报警模块用于提示外部的操作人员检修联供装置。

6.根据权利要求5所述的一种气肥与热力联供装置，其特征在于：所述点火装置包括点火探针(11)和高压点火线圈，所述点火探针(11)与高压点火线圈电连接，所述高压点火线圈与电源模块电连接。

7.根据权利要求6所述的一种气肥与热力联供装置，其特征在于：所述第二进气管道(8)上、出气口(15)处、固体催化剂(14)中均设置有温度传感器(2)，所述第二进气管道(8)和出气口(15)处均设置有二氧化碳传感器(10)。

8.一种气肥与热力联供装置控制方法，其特征在于：所述控制方法包括控制联供装置启动的方法，所述控制联供装置启动的方法包括以下步骤：

S1：巡检，若巡检正常，转步骤S2，否则转步骤11；

S2：控制一次风机(5)开启，一次风机(5)扫风，转步骤S3；

S3：检测一次风机(5)是否正常工作，若一次风机(5)正常工作，转步骤S4,否则转步骤11；

S4：控制高压点火线圈通电，使得高压点火线圈驱动点火探针(11)产生电弧，转步骤S5；

S5：控制燃料流量阀(4)打开，转步骤S6；

S6：判断点火探针(11)是否点火成功，若点火成功，转步骤S7，否则控制燃料流量阀(4)关闭，转步骤S3；

S7：控制高压点火线圈断电，并控制二次风机(9)开启，转步骤S8；

S8：判断点火探针(11)的火焰是否正常，若火焰正常，转步骤S9，否则控制燃料流量阀(4)关闭，转步骤S4；

S9：检测燃烧器(12)内固体催化剂(14)的实际温度，若检测到燃烧器(12)内固体催化剂(14)的实际温度达到固体催化剂(14)的工作温度后，控制燃料流量阀(4)关闭数秒后再控制燃料流量阀(4)重新打开，转步骤S10；

S10：检测燃烧器(12)内的温度变化，若燃烧器(12)内的温度恒定或者小幅度上升，转步骤S12，否则控制燃料流量阀(4)关闭，转步骤S11；

S11：报警，提醒操作人员对该装置进行检修；

S12：联供装置启动完成。

9.根据权利要求8所述的一种气肥与热力联供装置控制方法，其特征在于：所述控制方法还包括控制联供装置运行的方法，所述控制联供装置运行的方法包括：

当检测到大棚内的实际温度低于Tmin，且检测到大棚内的二氧化碳实际浓度低于Cmin时，增大二次风机(9)的转速同时加大气体燃料流量，Tmin为设定的大棚温度最低值；

当检测到大棚内的实际温度低于Tmin，且检测到大棚内的二氧化碳实际浓度高于Cmin低于Cmax时，增大二次风机(9)的转速，Cmin为设定的二氧化碳浓度最低值，Cmax为设定的二氧化碳浓度最高值；

当检测到大棚内的实际温度高于Tmax，且检测到大棚内的二氧化碳实际浓度高于Cmin低于Cmax时，增大二次风机的转速同时减小气体燃料流量，Tmax为设定的大棚温度最高值；

当检测到大棚内的实际温度高于Tmin低于Tmax，且检测到大棚内的二氧化碳实际浓度低于Cmin时，增大二次风机(9)的转速；

当检测到大棚内的实际温度高于Tmax，检测到的光照强度大于L且检测到大棚内的二氧化碳实际浓度低于Cmin时，控制二次风机(9)的转速为最高，并关闭燃料流量阀(4)，停止供应气体燃料，L为设定的光照强度最高值；

当检测到大棚内的实际温度高于Tmax，且二氧化碳检测电路检测到大棚内的二氧化碳实际浓度高于Cmax时，控制二次风机(9)的转速为最高，并关闭燃料流量阀(4)，停止供应气体燃料；

当检测到出气口(15)的温度高于Q时，增大二次风机(9)的转速，或者降低气体燃料流量，或者既增大二次风机(9)的转速又降低气体燃料流量，Q为设定的出气口(15)的温度最高值。

10.根据权利要求9所述的一种气肥与热力联供装置控制方法，其特征在于：所述控制方法还包括控制联供装置关闭的方法，所述控制联供装置关闭的方法包括以下步骤：

S1：控制燃料流量阀(4)关闭，转步骤S2；

S2：检测燃烧器(12)内的温度，若燃烧器(12)内的温度低于TO，则转步骤S3，否则一次风机(5)、二次风机(9)保持工作状态，T0为设定的燃烧器(12)安全温度；

S3：控制一次风机(5)、二次风机(9)关闭，转步骤S4；

S4：联供装置完成关闭。