CN218889058U - 一种日光温室中风机均布二氧化碳的装置 - Google Patents

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宋卫堂
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Abstract

本实用新型公开了一种日光温室中风机均布二氧化碳的装置；其中CO2压缩钢瓶放置于温室侧墙内的地面上，CO2压缩钢瓶出气口通过减压阀与电磁阀的入口相连，电磁阀出口与CO2输送主管相连，CO2输送主管固定在温室侧墙上；CO2输送支管的一端与安装于CO2输送主管连通，CO2输送支管的另一端为CO2输出口通过支架设置于与环流风机中风机主体的进风口一侧外；风机悬吊杆上端与温室骨架焊接，风机悬吊杆的下端安装有一组环流风机；水平设置的侧墙固定杆的一端与后墙固接，另一端与风机悬吊杆焊接。本实用新型的多个环流风机的同时运转时，依次推送CO2气体，对整个温室的空间环境进行绕流，有利于提高作物温度环境的均匀性。

Description

一种日光温室中风机均布二氧化碳的装置
技术领域
本实用新型属于设施园艺技术领域，具体为一种日光温室中风机均布二氧化碳的装置。
背景技术
CO2(二氧化碳)是作物进行光合作用的重要原料之一，对作物生长发育至关重要。在日光温室中，生产环境相对密闭，尤其在寒冷月份，为保持室内温度，通风口常常不开启或者开启时间较短，导致室内与外界大气不能及时通风换气；并且随着作物光合作用进行，室内CO2浓度不断降低，作物可能长时间处于CO2亏缺状态。因此，为日光温室增施适量的CO2气肥十分必要。目前，常见的CO2气肥增施方法主要有增施CO2压缩气、有机堆肥法、化学反应法、有机物燃烧法等。其中，增施CO2压缩气是以储存在钢瓶(或其他装置)中的高压CO2作为气源，经过降压处理后，直接输送至温室内补充CO2气体。增施过程安全、洁净，增施CO2浓度和时间可控，便于实现CO2自动化增施。
增施CO2气肥时，使CO2气体在温室空间分布均匀，有利于为作物营造相对一致的生长环境，保证作物长势一致，便于进行统一作业和管理。因此，为提高增施时CO2气体在日光温室内分布的均匀性，提出了一种以CO2压缩气作为气源，利用风机进行CO2均布的装置。
实用新型内容
针对背景技术中存在的问题，本实用新型提供了一种日光温室中风机均布二氧化碳的装置，其特征在于，包括：CO2压缩钢瓶，减压阀、电磁阀、CO2输送主管、分流器、多组环流风机、个数与环流风机组数相同的CO2输送支管、个数与环流风机组数相同的侧墙固定杆、以及个数与环流风机组数相同的风机悬吊杆，其中，CO2压缩钢瓶放置于温室侧墙内的地面上，CO2压缩钢瓶出气口通过减压阀与电磁阀的入口相连，电磁阀出口与CO2输送主管相连，CO2输送主管固定在温室侧墙上；CO2输送支管的一端通过分流器与CO2输送主管相连，CO2输送支管的另一端为CO2输出口，通过支架设置于与环流风机中风机主体的进风口一侧外；风机悬吊杆上端与温室骨架焊接，风机悬吊杆的下端安装有一组环流风机；水平设置的侧墙固定杆的一端与后墙固接，另一端与风机悬吊杆焊接。
所述环流风机包括：风机主体和倾斜角度调整底座；风机主体固定安装于倾斜角度调整底座的下方，倾斜角度调整底座与风机悬吊杆固接。
所述CO2输送支管均由挂墙段和拉直段组成，其中挂墙段与CO2输送主管相连，挂墙段绕圈设置在温室侧墙上；第一管卡钉固定在温室侧墙上，挂墙段经第一管卡钉后向风机主体方向拉直；拉直段与风机主体的进风口一侧相连；
所述拉直段与地面呈不大于5°的夹角。
各CO2输送支管长度一致。
所述作物行间安装有CO2浓度传感器，CO2浓度传感器与PLC相连，PLC设置于工控箱中，工控箱安装于温室后墙上，工控箱内还设置有触控屏、电源变压器和继电器，PLC、触控屏和继电器均与电源变压器相连，电源变压器通过各自的继电器与电磁阀和风机主体的电源开关相连；
每一作物行的0.9m高和1.8m高处均设有一个CO2浓度传感器；所有CO2浓度传感器均设置于同一平面中。
本实用新型的有益效果在于：
1.环流风机增强了CO2气体的扩散范围，提高了CO2分布的均匀性。
2.多个环流风机的同时运转，可促进CO2在温室纵向扩散，并对整个温室的空间环境进行绕流，有利于提高作物温度环境的均匀性。
3.本实用新型整体结构简单，安装方便，且不影响其他设备的空间，对于塑料大棚等其他不同类型园艺设施都具有较好的适用性。
附图说明
图1为本实用新型一种日光温室中风机均布二氧化碳的装置实施例的结构示意图。
图2为本实用新型实施例中环流风机附近的结构示意图。
图3为本实用新型实施例中自动控制装置连接示意图。
图4为本实用新型实施例中CO2浓度传感器及风机主体在温室中位置示意图(东西向剖面图)。
图5为本实用新型实施例中CO2浓度传感器及风机主体在温室中位置示意图(南北向剖面图)。
图中：1.温室侧墙，2.CO2输送支管，3.分流器，4.CO2输送主管，5.电磁阀，6.减压阀，7.温室骨架，8.风机悬吊杆，9.倾斜角度调整底座，10.风机主体，11.作物行，12.CO2压缩钢瓶，13.电线，14.工控箱，15.主阀门，16.CO2浓度传感器，17.CO2输出口，18.侧墙固定杆，19.挂墙段，20.拉直段，21.第一管卡钉。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。
如图1、图2和图4所示的本实用新型实施例，包括：CO2压缩钢瓶12，减压阀6、电磁阀5、CO2输送主管4、分流器3、多组环流风机、个数与环流风机组数相同的CO2输送支管2、个数与环流风机组数相同的侧墙固定杆18、以及个数与环流风机组数相同的风机悬吊杆8，其中，CO2压缩钢瓶12放置于温室侧墙1内的地面上，CO2压缩钢瓶12出气口通过减压阀6与电磁阀5的入口相连，CO2输送主管4固定在CO2压缩钢瓶12一侧的温室侧墙1上，电磁阀5出口与CO2输送主管4相连；CO2输送支管2的一端通过分流器3与CO2输送主管4相连，CO2输送支管2的另一端为CO2输出口，通过支架设置于与环流风机中风机主体10的进风口一侧外；风机悬吊杆8上端与温室骨架7焊接，水平设置的侧墙固定杆18的一端与后墙固接，另一端与风机悬吊杆8焊接；风机悬吊杆8的下端安装有一组环流风机。
每根CO2输送支管2均由挂墙段19和拉直段20组成，其中挂墙段19与CO2输送主管4相连，挂墙段19绕圈设置在温室侧墙1上；固定在温室侧墙1较高位置的第一管卡钉21用于分隔挂墙段19和拉直段20，即挂墙段19经第一管卡钉21后向风机主体10方向拉直；拉直段20与风机主体10的进风口一侧相连，可以使用管卡钉组、支架或其他缠管设备，弯曲程度需确保不影响输送气体的流量和压力；为保证经分流器3流入各CO2输送支管2的CO2气体压力和流量一致，各CO2输送支管2长度一致。
增施CO2时，打开主阀门15，CO2压缩钢瓶12内高压CO2气体经减压阀6进行降压处理；随后接通电磁阀5，低压CO2气体进入CO2输送主管4，并由分流器3将主管内CO2气体均匀分散至各CO2输送支管2内；CO2输送支管2将CO2气体输送安装在种植区域相应位置的环流风机进风口一侧。
在本实施例中，以北京市一典型日光温室冬季进行CO2增施为例，温室尺寸为70m*7.5m，后墙高2.9米，温室内沿温室的长度方向种植有三垄作物行11；CO2输送主管4长度为1～2m，管径10mm；CO2输送支管2的长度为不小于60m，管径10mm；电磁阀5型号为ELECALL两通2V025-08；
在本实施例中，拉直段20与地面呈不大于5°的夹角，避免进行设施作业时，钩挂到CO2输送管路。
一组环流风机包括：一个风机主体10和一个倾斜角度调整底座9；风机主体10固定安装于倾斜角度调整底座9的下方，倾斜角度调整底座9与上方的风机悬吊杆8固接；风机安装时，倾斜角度调整底座9与水平方向之间夹角调整在±15°～30°之间，从而提高输送CO2均匀性。倾斜角度调整底座9与风机主体10之间转动连接，并通过螺丝顶住铰链的一侧以固定倾角；在工作时，倾斜角度调整底座9的俯仰角固定不动，风机主体10可绕倾斜角度调整底座9转动一定角度；CO2输送支管2输送的CO2气体由CO2输出口17，可输送至风机进风侧，风机启动后，可将CO2气体吸入风机主体10，并在输出气流的带动下，CO2气体快速均匀的扩散至作物生长区域。
在本实施例中，所使用的风机主体10为可以在一定角度内往复转动的摇头式风机，风机主体10的旋转角度范围为-30°～30°，具体的，所使用的环流风机为YANGZI XHS-60型号的风机头。
在本实施例中，风机主体10中心的高度距离地面2.3m；各组环流风机距离为12m(同时也为温室骨架7的距离)；侧墙固定杆18的长度为3.5m。
如图3所示的自动控制装置主要包括工控箱14和一组CO2浓度传感器16，其中工控箱14安装于温室后墙上，内部设置有PLC、触控屏、电源变压器和继电器，PLC、触控屏和继电器均与电源变压器相连，电源变压器通过各自的继电器与电磁阀5和风机主体10的电源开关相连；PLC与触控屏之间进行组态设计，且以触控屏作为上位机，两者之间通过RS485接口通信；触控屏一方面可显示温室内CO2浓度值及风机、继电器运行状态，另一方面可设定PLC程序中的调控时间参数和CO2浓度调控范围参数。自动控制装置具体连接方式；
与PLC相连的CO2浓度传感器16安装于作物行间，每一作物行11的0.9m高和1.8m高处均设有一个CO2浓度传感器16；所有CO2浓度传感器16均设置于同一平面中，CO2浓度传感器16的布置面用于实时监测作物行间的CO2浓度，并将CO2浓度值传输至PLC中；PLC执行预设程序阈值或通过固定时间阈值，对应继电器的通断，控制风机和电磁阀开闭，实现对温室内CO2浓度的自动调控。
在本实施例中，CO2浓度传感器16的型号为RS-CO2-V05-BYH，由于作物行11的数量为3，因此CO2浓度传感器16的数量为6，CO2浓度传感器16的布置面距离风机主体10的出口约6m。
在本实施例中，工控箱14中各装置型号分别为AMSAMOTION 214-2AD23 PLC、AMSAMOTION 4.3寸触控屏、HMW HDR-60-24电源变压器和CHNT HH52P继电器。
本装置工作过程：
以北京市一典型日光温室冬季进行CO2增施为例，具体说明本发明装置的工作过程。温室保温被打开时间为上午8:00，上风口打开时间为上午11:30，要求CO2调控时间段为9:00～11:30，要求CO2目标浓度为900～1100μmol/mol。
首先，在9:00前，操作人员通过工控箱14上触控屏，查看或设置PLC上，调控时间段设为9:00～11:30，调控浓度范围是900～1100μmol/mol,并打开主阀门15。在9:00时刻后，当PLC读入的CO2浓度均值低于900μmol/mol时，自动控制电磁阀5打开，风机10启动。CO2气体经由CO2输送装置，输送至风机进风侧，随后风机产生的气流带动下，向作物生长区域扩散。风机主体10绕倾斜角度调整底座9持续往复转动，不断改变风机产生的气流方向，增大CO2气体在温室南北方向上的扩散范围，实现南北方向上的CO2均匀增施。通过5个相同的环流风机及CO2输送支管，实现温室东西长度方向上的均匀增施。当PLC读入CO2浓度均值高于1100μmol/mol或时刻在11:30之后，自动控制电磁阀5和风机10关闭。之后，操作人员关闭主阀门15。

Claims (7)

1.一种日光温室中风机均布二氧化碳的装置，其特征在于，包括：CO2压缩钢瓶(12)，减压阀(6)、电磁阀(5)、CO2输送主管(4)、分流器(3)、多组环流风机、个数与环流风机组数相同的CO2输送支管(2)、个数与环流风机组数相同的侧墙固定杆(18)、以及个数与环流风机组数相同的风机悬吊杆(8)，其中，CO2压缩钢瓶(12)放置于温室侧墙(1)内的地面上，CO2压缩钢瓶(12)出气口通过减压阀(6)与电磁阀(5)的入口相连，电磁阀(5)出口与CO2输送主管(4)相连，CO2输送主管(4)固定在温室侧墙(1)上；CO2输送支管(2)的一端与通过分流器(3)与CO2输送主管(4)相连，CO2输送支管(2)的另一端为CO2输出口，CO2输出口通过支架设置于与环流风机中风机主体(10)的进风口一侧外；风机悬吊杆(8)上端与温室骨架(7)焊接，风机悬吊杆(8)的下端安装有一组环流风机；水平设置的侧墙固定杆(18)的一端与后墙固接，另一端与风机悬吊杆(8)焊接；温室内沿温室的长度方向种植有三垄作物行(11)。
2.根据权利要求1所述的一种日光温室中风机均布二氧化碳的装置，其特征在于，所述环流风机包括：风机主体(10)和倾斜角度调整底座(9)；风机主体(10)固定安装于倾斜角度调整底座(9)的下方，倾斜角度调整底座(9)与风机悬吊杆(8)固接。
3.根据权利要求1所述的一种日光温室中风机均布二氧化碳的装置，其特征在于，所述CO2输送支管(2)均由挂墙段(19)和拉直段(20)组成，其中挂墙段(19)与CO2输送主管(4)相连，挂墙段(19)绕圈设置在温室侧墙(1)上；第一管卡钉(21)固定在温室侧墙(1)上，挂墙段(19)经第一管卡钉(21)后向风机主体(10)方向拉直；拉直段(20)与风机主体(10)的进风口一侧相连。
4.根据权利要求3所述的一种日光温室中风机均布二氧化碳的装置，其特征在于，所述拉直段(20)与地面呈不大于5°的夹角。
5.根据权利要求1～4之一所述的一种日光温室中风机均布二氧化碳的装置，其特征在于，各CO2输送支管(2)长度一致。
6.根据权利要求1所述的一种日光温室中风机均布二氧化碳的装置，其特征在于，所述作物行(11)间安装有CO2浓度传感器(16)，CO2浓度传感器(16)与PLC相连，PLC设置于工控箱(14)中，工控箱(14)安装于温室后墙上，工控箱(14)内还设置有触控屏、电源变压器和继电器，PLC、触控屏和继电器均与电源变压器相连，电源变压器通过各自的继电器与电磁阀(5)和风机主体(10)的电源开关相连。
7.根据权利要求6所述的一种日光温室中风机均布二氧化碳的装置，其特征在于，每一作物行(11)的0.9m高和1.8m高处均设有一个CO2浓度传感器(16)；所有CO2浓度传感器(16)均设置于同一平面中。
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