CN219835014U - 气雾栽培生产调控系统 - Google Patents
气雾栽培生产调控系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN219835014U CN219835014U CN202321399138.4U CN202321399138U CN219835014U CN 219835014 U CN219835014 U CN 219835014U CN 202321399138 U CN202321399138 U CN 202321399138U CN 219835014 U CN219835014 U CN 219835014U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- carbon dioxide
- temperature
- air
- buffer room
- sensor group
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 14
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 124
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 62
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 62
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims abstract description 44
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims abstract description 16
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 12
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 claims abstract description 11
- 230000029553 photosynthesis Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000010672 photosynthesis Methods 0.000 claims abstract description 10
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000012010 growth Effects 0.000 claims description 10
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 claims description 8
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims description 7
- 230000002786 root growth Effects 0.000 claims description 6
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 4
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 claims description 3
- 230000000243 photosynthetic effect Effects 0.000 abstract description 7
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 2
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 2
- 230000037039 plant physiology Effects 0.000 description 2
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000012868 Overgrowth Diseases 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 1
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000006862 quantum yield reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009469 supplementation Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
- Y02P60/20—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions in agriculture, e.g. CO2
- Y02P60/21—Dinitrogen oxide [N2O], e.g. using aquaponics, hydroponics or efficiency measures
Landscapes
- Cultivation Of Plants (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种气雾栽培生产的调控系统，包括缓冲间（1）、空调（2）、辅助控制计算机（3）、高压风机（4）、供气管道（8）、种植床（9）、种植板（10）、二氧化碳钢瓶等；该系统利用温度传感器监控环境温度及植物根系温度，并通过空调调整根系环境温度，抵抗植物的逆境生理代谢，防止呼吸代谢消耗能量，提高植株光合效率。通过传感器组采集的有效辐射强度、环境二氧化碳浓度数据，利用计算机计算出二氧化碳需求量，与环境二氧化碳浓度数据对比，控制二氧化碳的供给，满足植物生长最佳的二氧化碳浓度值，以此来提高在合适的条件下植物的光合速率。
Description
技术领域
本实用新型涉及农业科技领域的无土栽培技术，具体是一种气雾栽培生产调控系统。
背景技术
气雾栽培技术是一种新的无土栽培技术，理论上应该有很高的效率和品质。植物的根系的代谢活跃程度与根系环境温度有非常大的关系。而正常大气中的二氧化碳含量对于植物的光合作用来说，在充足的光照条件和合适的温度下是远远不够的。目前常见的和普遍的气雾技术是大部分没有根系环境的温度调控，也有一部分采用恒温机给营养液制冷或制热来调控根系环境的温度。空气中的含量一般占体积的0.033%（即0.65mg/L，0℃，101 kPa），对植物的光合作用来说是比较低的。至于二氧化碳的补充，也是没有更好的方案和科学的调控方式。采用恒温机给营养液制冷或制热来调控根系环境温度的方式效率又非常低，耗能很高，导致作物外观形态发育不良。
实用新型内容
为了克服上述缺陷，本实用新型提供了气雾栽培的生产调控系统，采用空调制冷或制热来调控根系环境的温度，极大的提高了控温效率，降低了能耗。通过向根系密闭空间补充二氧化碳气体，二氧化碳气体通过种植板上的种植孔扩散到植物叶片，增加了利用率，减少二氧化碳流失，增产的同时节省成本。
本实用新型的技术方案是这样实现的：包括缓冲间（1）、空调（2）、辅助控制计算机（3）、高压风机（4）、供气管道（8）、种植床（9）、种植板（10）；
缓冲间（1）内设有空调（2）、辅助控制计算机（3）、缓冲间（1）外部设有高压风机（4），高压风机（4）的进气口通过第一管道（14）连接到缓冲间（1）内部抽取缓冲间（1）内的冷或热空气，来保持植物根系代谢所需要的恒定温度；所述高压风机（4）的出气口连接供气管道（8），所述供气管道（8）伸入到种植床（9）的下部的根系生长空间内，根系生长空间内的供气管道（8）上有气体排放口（16），缓冲间（1）内设有传感器组一（7-1）检测缓冲间（1）内空气温度和空调（2）的出气口温度；缓冲间外部设有传感器组二（7-2）检测环境二氧化碳气体浓度和有效辐射强度；所述种植床（9）内设有传感器组三（7-3）用来检测种植床（9）内部的植物根系区域的温度和植物叶片下方的温度。
所述辅助控制计算机（3）与空调（2）、传感器组一（7-1）、传感器组二（7-2）、传感器组三（7-3）、电磁阀（5）电控连接。
所述种植床（9）主要由侧面、底面的隔热保温板（11）及上部的种植板（10）构成，种植板（10）上根据植物特性设有若干间隙不等的栽种槽（12），栽种槽（12）的底部设有透气孔（13），植物根系通过透气孔（13）伸出并在下面的根系生长空间内生长。
进一步地，缓冲间（1）内还设二氧化碳钢瓶（6），所述二氧化碳钢瓶（6）出气口通过第二管道（15）连接到供气管道（8）上，所述第二管道（15）上设有电磁阀（5）。
进一步地，缓冲间（1）是由保温材料搭建而成。
进一步地，辅助控制计算机（3）通过时时读取传感器组三（7-3）采集的植物根系环境温度数据和叶片温度数据，与辅助控制计算机（3）内置程序的设定温度上限和下限进行比较，当采集温度低于设定温度下限或超过设定温度上限时，计算机（3）控制空调（2）输出热风或者冷风，先控制缓冲间（1）内的温度达到合适的温度，缓冲间（1）内的温度和空调（2）的输出温度通过传感器组一（7-1）采集获得，再通过高压风机（4）将缓冲间内合适温度的气体输送至种植床（9）内，控制种植床（9）的内部封闭区域温度，进而控制最佳的根系生长温度，以保证根域和叶面的温度差，使根系代谢趋于稳定。
进一步地，辅助控制计算机（3）通过时时读取传感器组二（7-2）采集的有效辐射强度、环境二氧化碳浓度数据，辅助控制计算机（3）依据植物光合作用的量子需要量，计算出二氧化碳需求量，与环境二氧化碳浓度数据对比，当二氧化碳需求量大于环境二氧化碳浓度所能提供的供给量时，辅助控制计算机（3）控制电磁阀（5）和高压风机（4）按一定的频率启动，在二氧化碳需求量大于供给量的时候，向根系生长空间内输送二氧化碳气体，满足植物生长最佳的二氧化碳浓度值，以此来提高在合适的条件下植物的光合速率。植物生理学理论提出：量子效率又称量子产额，光合作用中吸收一个光量子后，所能放出的氧气分子数或能固定的二氧化碳的分子数。量子需要量为量子效率的倒数，即释放一个氧气分子和还原一个二氧化碳所吸收的光量子数。一般最低量子需要量为8～12，整个数值相当于0.12～0.08的量子效率。有效辐射传感器采集回来的数据是光照的单位面积光子辐射数量，单位是微摩尔每平方米每秒，所以根据量子需要量可以计算出当前的辐射密度下，植物叶片可以利用的二氧化碳分子的数量，即光合速率。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该系统采用空调制冷或制热来调控根系环境的温度，极大的提高了控温效率，降低了能耗。通过向根系密闭空间补充二氧化碳气体，二氧化碳气体通过种植板上的种植孔扩散到植物叶片，增加了利用率，减少二氧化碳流失，增产的同时节省成本。在环境参数变化时极大的增加了根系代谢活性的稳定，满足在不同维度，不同海拔，不同季节等条件下均能很好的进行栽培。同时根据植物光合作用的量子需求量来计算光照辐射强度下二氧化碳的需求量补充二氧化碳气体，从而提高净光合作用效率，植株有很高的生长速度，同时生物量成倍增加，不会产生徒长，大大的提高了生产效率和作物的目标营养成分，并避免了二氧化碳的损耗，增加利用率。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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他相关的附图。
图1是气雾栽培生产调控系统立体图。
图2是气雾栽培生产调控系统主视图。
图3是种植板的结构图。
图中：1、缓冲间；2、空调；3、辅助控制计算机；4、高压风机；5、电磁阀；6、二氧化碳钢瓶；7-1、传感器组一；7-2、传感器组二；7-3、传感器组三；8、供气管道；9、种植床；10、种植板；11、保温板；12、栽种槽；13、透气孔；14、第一管道；15、第二管道。
实施方式
为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
如图1-3所示，气雾栽培生产的调控系统，包括缓冲间1、空调2、辅助控制计算机3、高压风机4、二氧化碳钢瓶6、供气管道8、种植床9、种植板10；
缓冲间1是由保温材料搭建而成，缓冲间1内设有空调2、辅助控制计算机3、二氧化碳钢瓶6；缓冲间1外部设有高压风机4，高压风机4的进气口通过第一管道14连接到缓冲间1内部抽取缓冲间1内的冷或热空气，来保持植物根系代谢所需要的恒定温度；所述高压风机4的出气口连接供气管道8，所述供气管道8伸入到种植床9的下部的根系生长空间内，根系生长空间内的供气管道8上有气体排放口16，所述二氧化碳钢瓶6出气口通过第二管道15连接到供气管道8上，所述第二管道15上设有电磁阀5；缓冲间1内设有传感器组一7-1，传感器组一7-1包含两条温度传感器，一条检测缓冲间1内空气温度，一条检测空调2的出气口温度。缓冲间1的外部设有传感器组二7-2，包含一条二氧化碳传感器，检测环境二氧化碳气体浓度；一条有效辐射传感器，检测环境光照的辐射强度。种植床9内设置传感器组三7-3，包含两条温度传感器，一条伸入种植床9的内部，用来检测种植床9内部的植物根系区域的温度；另一条放置于种植板10上方种植的植物叶片下方，用来检测植物叶片下方的温度。所述辅助控制计算机3与空调2、传感器组一7-1，传感器组二7-2，传感器组三7-3、电磁阀5电控连接；
所述种植床9主要由侧面、底面的隔热保温板11及上部的种植板10构成，种植板10上根据植物特性设有若干间隙不等的栽种槽12，栽种槽12的底部设有透气孔13，植物根系通过透气孔13伸出并在下面的根系生长空间内生长。
辅助控制计算机3通过时时读取传感器组三7-3采集的植物根系温度数据和叶片温度数据，与辅助控制计算机3内置程序的设定温度进行比较，进而控制空调2输出热风或者冷风，使缓冲间内的温度达到合适的温度后，再控制高压风机4启动，将缓冲间1内的合适温度的气体输送至种植床9内，以保证根域和叶面的温度差，使根系代谢趋于稳定。缓冲间内的温度通过传感器组一7-1获取。
辅助控制计算机3通过时时读取传感器组二7-2采集的有效辐射、环境二氧化碳浓度数据，辅助控制计算机3依据植物生理学中，植物光合作用的量子需要量，计算出二氧化碳需求量，与环境二氧化碳浓度数据对比，当二氧化碳需求量大于环境二氧化碳浓度所能提供的供给量时，辅助控制计算机3控制电磁阀5和高压风机4按一定的频率启动，在二氧化碳需求量大于供给量的时候，向根系生长空间内输送二氧化碳气体，满足植物生长最佳的二氧化碳浓度值，以此来提高在合适的条件下植物的光合速率。
该系统利用传感器监控植物当前的生长环境参数，预测植物器官的生理代谢活跃程度，在恶略环境条件下，通过空调控制根系环境参数，抵抗植物的逆境生理代谢，防止呼吸代谢消耗能量，提高植株光合效率。利用传感器检测的各项参数通过计算机来分析光合速率，并时时的根据光合速率计算出二氧化碳的需求量，再与传感器检测到的空气二氧化碳浓度相比，在需求量大于供给量的时候，补充二氧化碳气体，以增加光合速率，提高产量，同时不会造成二氧化碳浪费，节省成本。二氧化碳供给在根域密封的环境中，由种植板上的种植孔散发到叶片，减少二氧化碳的流失，增加二氧化碳的利用率，提高植物的生物量积累，增加产量，提高口感。
以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.气雾栽培生产调控系统，其特征在于，包括缓冲间（1）、空调（2）、辅助控制计算机（3）、高压风机（4）、供气管道（8）、种植床（9）、种植板（10）；
缓冲间（1）内设有空调（2）、辅助控制计算机（3）、缓冲间（1）外部设有高压风机（4），高压风机（4）的进气口通过第一管道（14）连接到缓冲间（1）内部抽取缓冲间（1）内的冷或热空气，来保持植物根系代谢所需要的恒定温度；所述高压风机（4）的出气口连接供气管道（8），所述供气管道（8）伸入到种植床（9）的下部的根系生长空间内，根系生长空间内的供气管道（8）上有气体排放口（16），缓冲间（1）内设有传感器组一（7-1）检测缓冲间（1）内空气温度和空调（2）的出气口温度；缓冲间外部设有传感器组二（7-2）检测环境二氧化碳气体浓度和有效辐射强度；所述种植床（9）内设有传感器组三（7-3）用来检测种植床（9）内部的植物根系区域的温度和植物叶片下方的温度；
所述辅助控制计算机（3）与空调（2）、传感器组一（7-1）、传感器组二（7-2）、传感器组三（7-3）、电磁阀（5）电控连接；
所述种植床（9）主要由侧面、底面的隔热保温板（11）及上部的种植板（10）构成，种植板（10）上根据植物特性设有若干间隙不同的栽种槽（12），栽种槽（12）的底部设有透气孔（13），植物根系通过透气孔（13）伸出并在下面的根系生长空间内生长。
2.根据权利要求1所述的气雾栽培生产调控系统，其特征在于，缓冲间（1）内还设二氧化碳钢瓶（6），所述二氧化碳钢瓶（6）出气口通过第二管道（15）连接到供气管道（8）上，所述第二管道（15）上设有电磁阀（5）。
3.根据权利要求1或2所述的气雾栽培生产调控系统，其特征在于，缓冲间（1）是由保温材料搭建而成。
4.根据权利要求1所述的气雾栽培生产调控系统，其特征在于，辅助控制计算机（3）通过时时读取传感器组三（7-3）采集的植物根系环境温度数据和叶片温度数据，与辅助控制计算机（3）内置程序的设定温度上限和下限进行比较，当采集温度低于设定温度下限或超过设定温度上限时，计算机（3）控制空调（2）输出热风或者冷风，先控制缓冲间（1）内的温度达到设定的温度，缓冲间（1）内的温度和空调（2）的输出温度通过传感器组一（7-1）采集获得，再通过高压风机（4）将缓冲间内的气体输送至种植床（9）内，控制种植床（9）的内部封闭区域温度，进而控制最佳的根系生长温度，以保证根域和叶面的温度差，使根系代谢趋于稳定。
5.根据权利要求2所述的气雾栽培生产调控系统，其特征在于，辅助控制计算机（3）通过时时读取传感器组二（7-2）采集的有效辐射强度、环境二氧化碳浓度数据，辅助控制计算机（3）依据植物光合作用的量子需要量，计算出二氧化碳需求量，与环境二氧化碳浓度数据对比，当二氧化碳需求量大于环境二氧化碳浓度所能提供的供给量时，辅助控制计算机（3）控制电磁阀（5）和高压风机（4）启动，在二氧化碳需求量大于供给量的时候，向根系生长空间内输送二氧化碳气体，满足植物生长最佳的二氧化碳浓度值。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202321399138.4U CN219835014U (zh) | 2023-06-05 | 2023-06-05 | 气雾栽培生产调控系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202321399138.4U CN219835014U (zh) | 2023-06-05 | 2023-06-05 | 气雾栽培生产调控系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN219835014U true CN219835014U (zh) | 2023-10-17 |
Family
ID=88297673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202321399138.4U Active CN219835014U (zh) | 2023-06-05 | 2023-06-05 | 气雾栽培生产调控系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN219835014U (zh) |
-
2023
- 2023-06-05 CN CN202321399138.4U patent/CN219835014U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20210321574A1 (en) | System and method for growing a plant in an at least partly conditioned environment | |
| CN201911078U (zh) | 食用菌栽培室空调装置 | |
| CN203912818U (zh) | 一种山葵种植设备 | |
| US20170027112A1 (en) | Modular indoor farm | |
| CN102032628B (zh) | 食用菌栽培室地源热泵空调送风系统 | |
| CN102461456A (zh) | 无土栽培牧草种植系统 | |
| CN109566181A (zh) | 一种垂直农场及其空气调控方法 | |
| CN111448923A (zh) | 高海拔高寒地区植物工厂与集体场所换气循环装置及方法 | |
| US20220264809A1 (en) | Greenhouse | |
| CN107251879B (zh) | 一种节能养殖场和养殖方法 | |
| CN206963525U (zh) | 食用菌培植箱 | |
| CN219835014U (zh) | 气雾栽培生产调控系统 | |
| CN103478007B (zh) | 一种共生养殖通风结构 | |
| CN205018018U (zh) | 植物组培生根、炼苗一体化的培养装置 | |
| Caplan | Optimizing carbon dioxide concentration and daily light integral combination in a multi-level electrically lighted lettuce production system | |
| CN109673499B (zh) | 一种植物雾培控制装置及方法 | |
| CN115606438A (zh) | 一种用于动植物照明的智能调控装置及方法 | |
| CN206147361U (zh) | 一种闭锁栽培空间环境自动控制系统 | |
| CN207284607U (zh) | 一种立体植物工厂 | |
| CN207678490U (zh) | 一种家庭式食用菌种植箱 | |
| Zhang et al. | Environmental control of PFALs | |
| CN203475894U (zh) | 一种共生养殖建筑结构 | |
| CN103485556B (zh) | 一种共生养殖系统 | |
| CN2666144Y (zh) | 植物组培快繁组合系统 | |
| CN206165399U (zh) | 一种多肉植物组培容器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |