本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)設(shè)施技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種日光溫室除濕與通風(fēng)換氣系統(tǒng)，該系統(tǒng)既能快速實(shí)現(xiàn)日光溫室內(nèi)除濕作業(yè)，又能便捷地實(shí)施溫室通風(fēng)換氣任務(wù)，可解決日光溫室生產(chǎn)過程中溫室內(nèi)除濕作業(yè)以及替代人工通風(fēng)換氣的工作。
背景技術(shù)：
日光溫室屬于利用太陽(yáng)能實(shí)現(xiàn)冬季反季節(jié)蔬菜生產(chǎn)的設(shè)施園藝建筑，是我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)的主要組成部分，在保障蔬菜周年均衡供應(yīng)、增加就業(yè)和促進(jìn)增收方面發(fā)揮了巨大作用。
長(zhǎng)期以來，我國(guó)北方廣大地區(qū)大多數(shù)日光溫室仍采用人工手動(dòng)方式、依靠種植經(jīng)驗(yàn)在太陽(yáng)輻射強(qiáng)度高的時(shí)段對(duì)日光溫室進(jìn)行自然通風(fēng)換氣，以控制溫室內(nèi)的溫度、濕度以及二氧化碳濃度，自動(dòng)化控制水平低下，人工成本日益增高。尤其在保溫被或保溫草簾關(guān)閉時(shí)段(通常在下午4點(diǎn)至次日早上9點(diǎn)時(shí)段)，溫室內(nèi)的濕度較高，相對(duì)濕度通常在85%以上，并且室內(nèi)溫度較低，溫室作物葉片和藤蔓表面經(jīng)常出現(xiàn)凝結(jié)水的問題。研究表明，當(dāng)日光溫室內(nèi)相對(duì)濕度達(dá)到85%以上時(shí)，極易爆發(fā)灰霉病或晚疫病，且危害嚴(yán)重，難以防治，造成溫室作物產(chǎn)量損失可達(dá)20%～30%之間，嚴(yán)重的可能造成絕產(chǎn)絕收。另一方面，白天太陽(yáng)輻射強(qiáng)度較高的時(shí)段，為補(bǔ)充室內(nèi)的二氧化碳含量以及防止室內(nèi)溫度過高必須采取通風(fēng)換氣措施。因此，做好日光溫室的除濕和通風(fēng)換氣管理是提高溫室作物產(chǎn)量和品質(zhì)的重要措施之一。
為了改善日光溫室室內(nèi)熱濕環(huán)境，諸多科技人員開展了研究。如中國(guó)專利zl201410266040.0提出了利用夜間室外低溫空氣降低室內(nèi)空氣濕度，并回收部分熱量的除濕方法；專利zl201620221663.0也設(shè)計(jì)了一種日光溫室夜間除濕通風(fēng)系統(tǒng)，但這些方法采用機(jī)械控制只具備除濕功能，通風(fēng)換氣功能仍需人工完成。專利zl201320027488.8設(shè)計(jì)了一種節(jié)能日光溫室后頂坡通風(fēng)窗，雖然利用自然通風(fēng)技術(shù)初步解決了溫室的通風(fēng)問題，但是通風(fēng)窗成為冬季室內(nèi)熱量向室外散失的重要通道。隨著我國(guó)城市化和社會(huì)老齡化進(jìn)程的加快，日光溫室產(chǎn)業(yè)人工成本日益增高，提升日光溫室生產(chǎn)自動(dòng)控制水平的需求日趨迫切。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種日光溫室除濕與通風(fēng)換氣系統(tǒng)，用以解決日光溫室生產(chǎn)過程中溫室內(nèi)機(jī)械自動(dòng)除濕作業(yè)以及替代人工通風(fēng)換氣的工作。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下。
本發(fā)明公開了一種日光溫室除濕與通風(fēng)換氣系統(tǒng)，包括除濕系統(tǒng)、通風(fēng)換氣系統(tǒng)以及控制單元。除濕系統(tǒng)是由室內(nèi)進(jìn)風(fēng)口、空氣過濾器、電動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)閥、變頻軸流風(fēng)機(jī)、蒸發(fā)器、膨脹閥、貯液器、冷凝器、油分離器、壓縮機(jī)、電加熱器、室內(nèi)出風(fēng)口、保溫風(fēng)管以及若干銅管組成。通風(fēng)換氣系統(tǒng)是由室內(nèi)進(jìn)風(fēng)口、空氣過濾器、電動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)閥、變頻軸流風(fēng)機(jī)、保溫風(fēng)管、電加熱器、室內(nèi)出風(fēng)口、室外進(jìn)風(fēng)口以及室外排風(fēng)口組成；控制單元能夠根據(jù)日光溫室內(nèi)溫濕度需求控制除濕系統(tǒng)和通風(fēng)換氣系統(tǒng)中電動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)閥、變頻軸流風(fēng)機(jī)、電加熱器以及壓縮機(jī)運(yùn)行工況的啟停與開關(guān)切換。本發(fā)明既能快速實(shí)現(xiàn)日光溫室內(nèi)除濕作業(yè)，又能便捷地實(shí)施日光溫室通風(fēng)換氣任務(wù)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、功能多樣、能耗低，并能實(shí)現(xiàn)智能控制。
所述的除濕系統(tǒng)是由室內(nèi)進(jìn)風(fēng)口(1)、空氣過濾器(2)、電動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)閥(3)(12)、變頻軸流風(fēng)機(jī)(4)、蒸發(fā)器(5)、膨脹閥(8)、貯液器(9)、冷凝器(11)、油分離器(20)、壓縮機(jī)(21)、電加熱器(14)、室內(nèi)出風(fēng)口(16)、保溫風(fēng)管(22)以及若干銅管(19)組成；通風(fēng)換氣系統(tǒng)是由室內(nèi)進(jìn)風(fēng)口(1)、空氣過濾器(2)(24)、電動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)閥(3)(12)(17)(23)、變頻軸流風(fēng)機(jī)(4)、保溫風(fēng)管(22)、電加熱器(14)、室內(nèi)出風(fēng)口(16)、室外進(jìn)風(fēng)口(25)以及室外排風(fēng)口(18)組成；控制單元(27)由風(fēng)道溫度傳感器(15)、室內(nèi)空氣溫濕度傳感器(26)、電動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)閥(3)(12)(17)(23)、變頻軸流風(fēng)機(jī)(4)、壓縮機(jī)(21)、電加熱器(14)以及室內(nèi)二氧化碳傳感器(28)等設(shè)備組成；該除濕與通風(fēng)換氣系統(tǒng)既能快速實(shí)現(xiàn)日光溫室內(nèi)除濕作業(yè)，又能便捷地實(shí)施溫室通風(fēng)換氣任務(wù)，可解決日光溫室生產(chǎn)過程中溫室內(nèi)除濕作業(yè)以及替代人工通風(fēng)換氣的工作。
所述的除濕系統(tǒng)是在室內(nèi)空氣溫濕度傳感器(26)中濕度的測(cè)試值連續(xù)5分鐘的均值高于設(shè)定值時(shí)，通過控制單元(27)控制開啟除濕系統(tǒng)，即依次開啟電動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)閥(3)(12)、變頻軸流風(fēng)機(jī)(4)和壓縮機(jī)(21)，關(guān)閉電動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)閥(17)(23)，若風(fēng)道溫度傳感器(15)的測(cè)試值低于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，開啟電加熱器(14)，若風(fēng)道溫度傳感器(15)的測(cè)試值高于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，關(guān)閉電加熱器(14)，溫室室內(nèi)空氣由室內(nèi)進(jìn)風(fēng)口(1)進(jìn)入保溫風(fēng)管(22)內(nèi)，通過蒸發(fā)器(5)冷卻除濕后，然后流經(jīng)保溫風(fēng)管(22)在冷凝器(11)表面加熱，加熱后的空氣再由室內(nèi)出風(fēng)口(16)送入室內(nèi)；當(dāng)室內(nèi)空氣溫濕度傳感器(26)中濕度的測(cè)試值連續(xù)5分鐘的均值低于設(shè)定值時(shí)，關(guān)閉除濕系統(tǒng)，即依次關(guān)閉壓縮機(jī)(21)、電加熱器(14)、變頻軸流風(fēng)機(jī)(4)和電動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)閥(3)(12)。
所述的除濕系統(tǒng)是利用蒸發(fā)器(5)吸收保溫風(fēng)管(22)內(nèi)的空氣熱量將其空氣中的水分冷卻析出一部分，經(jīng)凝結(jié)水池(6)和s彎水封(7)排出，從蒸發(fā)器(5)出來的制冷劑蒸汽經(jīng)壓縮機(jī)(21)變成高溫高壓的蒸汽，通過冷凝器(11)放出熱量，用于加熱被蒸發(fā)器(5)冷卻除濕后的空氣，而冷卻后的制冷劑儲(chǔ)存在貯液器(9)中再經(jīng)膨脹閥(8)節(jié)流返回到蒸發(fā)器(5)中，通過這個(gè)循環(huán)，由蒸發(fā)器(5)所吸收溫室內(nèi)空氣的熱量以及由壓縮機(jī)(21)消耗的功所轉(zhuǎn)化成的熱量全部通過冷凝器(11)放出給被蒸發(fā)器(5)冷卻除濕后的空氣，實(shí)現(xiàn)了全部熱量回收。
所述的通風(fēng)換氣系統(tǒng)是在室內(nèi)空氣溫濕度傳感器(26)中溫度的測(cè)試值連續(xù)5分鐘的均值高于設(shè)定值或室內(nèi)二氧化碳傳感器(28)的測(cè)試值連續(xù)5分鐘的均值低于設(shè)定值時(shí)，通過控制單元(27)控制開啟通風(fēng)換氣系統(tǒng)，即依次關(guān)閉壓縮機(jī)(21)和電加熱器(14)，開啟電動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)閥(3)(12)(17)(23)和變頻軸流風(fēng)機(jī)(4)，溫室室內(nèi)空氣和室外空氣分別由室內(nèi)進(jìn)風(fēng)口(1)和室外進(jìn)風(fēng)口(25)通過變頻軸流風(fēng)機(jī)(4)的抽吸作用進(jìn)入保溫風(fēng)管(22)并進(jìn)行混合，然后一部分空氣通過室內(nèi)出風(fēng)口(16)進(jìn)入室內(nèi)，而另一部分空氣通過室外排風(fēng)口(18)排出室外，達(dá)到通風(fēng)換氣的目的；在開啟通風(fēng)換氣系統(tǒng)時(shí)，若風(fēng)道溫度傳感器(15)的測(cè)試值低于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，開啟電加熱器(14)，以避免室外冷空氣溫度過低造成室內(nèi)空氣溫度降低過快而影響作物生長(zhǎng)所需的熱濕環(huán)境，若風(fēng)道溫度傳感器(15)的測(cè)試值高于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，關(guān)閉電加熱器(14)；當(dāng)室內(nèi)空氣溫濕度傳感器(26)中溫度的測(cè)試值連續(xù)5分鐘的均值低于設(shè)定值或室內(nèi)二氧化碳傳感器(28)的測(cè)試值連續(xù)5分鐘的均值達(dá)到設(shè)定值時(shí)，關(guān)閉通風(fēng)換氣系統(tǒng)，即依次關(guān)閉變頻軸流風(fēng)機(jī)(4)和電動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)閥(3)(12)(17)(23)。
所述的控制單元(27)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制模式和手動(dòng)控制模式，可以在控制單元(27)中設(shè)置溫度、濕度以及二氧化碳濃度參數(shù)。
所述的室外進(jìn)風(fēng)口(25)和室外排風(fēng)口(18)布置在日光溫室的室外，該系統(tǒng)其他各部分設(shè)置在日光溫室的室內(nèi)，室內(nèi)進(jìn)風(fēng)口、室內(nèi)出風(fēng)口、室外進(jìn)風(fēng)口(25)和室外排風(fēng)口(18)的布置不可出現(xiàn)氣流短路的問題。室內(nèi)空氣溫濕度傳感器(26)和室內(nèi)二氧化碳傳感器(28)布置在日光溫室室內(nèi)中部，距離地面1.5m，其中室內(nèi)空氣溫濕度傳感器(26)需要做防太陽(yáng)輻射處理，以保證測(cè)試數(shù)據(jù)的正確性。
與現(xiàn)有的除濕與通風(fēng)換氣系統(tǒng)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)。
（1）所發(fā)明的日光溫室除濕與通風(fēng)換氣系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，一套裝置實(shí)現(xiàn)除濕、通風(fēng)換氣的功能，可徹底解決日光溫室生產(chǎn)過程中溫室內(nèi)除濕作業(yè)以及替代人工通風(fēng)換氣的工作。
（2）所發(fā)明的日光溫室除濕與通風(fēng)換氣系統(tǒng)回收了除濕過程的全部熱量，并加上壓縮機(jī)消耗的功所轉(zhuǎn)化成的熱量來加熱除濕后的空氣，能耗低；可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制模式和手動(dòng)控制模式，能在控制單元中設(shè)置溫度、濕度以及二氧化碳濃度參數(shù)。
（3）所發(fā)明的日光溫室除濕與通風(fēng)換氣系統(tǒng)的適用面廣，不僅可以適用于新建溫室，也可用于舊溫室除濕與通風(fēng)換氣的技術(shù)改造中。
附圖說明
圖1本發(fā)明的日光溫室除濕與通風(fēng)換氣系統(tǒng)示意圖。
圖中：1.室內(nèi)進(jìn)風(fēng)口2.空氣過濾器ⅰ3.電動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)閥ⅰ4.變頻軸流風(fēng)機(jī)5.蒸發(fā)器6.凝結(jié)水池7.s彎水封8.膨脹閥9.貯液器10.導(dǎo)流片11.冷凝器12.電動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)閥ⅱ13.支架14.電加熱器15.風(fēng)道溫度傳感器16.室內(nèi)出風(fēng)口17.電動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)閥ⅲ18.室外排風(fēng)口19.銅管20.油分離器21.壓縮機(jī)22.保溫風(fēng)管23.電動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)閥ⅳ24.空氣過濾器ⅱ25.室外進(jìn)風(fēng)口26.室內(nèi)空氣溫濕度傳感器27.控制單元28.室內(nèi)二氧化碳傳感器。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖1對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。
如圖1所示，該日光溫室除濕與通風(fēng)換氣系統(tǒng)，包括除濕系統(tǒng)、通風(fēng)換氣系統(tǒng)以及控制單元。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)溫室內(nèi)濕度大時(shí)段的除濕功能、溫室內(nèi)溫度高時(shí)段或溫室內(nèi)二氧化碳濃度低時(shí)段的通風(fēng)換氣功能。
除濕功能是由除濕系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，除濕系統(tǒng)是在室內(nèi)空氣溫濕度傳感器(26)中濕度的測(cè)試值連續(xù)5分鐘的均值高于設(shè)定值時(shí)，通過控制單元(27)控制開啟除濕系統(tǒng)的除濕功能，即開啟電動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)閥(3)(12)、變頻軸流風(fēng)機(jī)(4)和壓縮機(jī)(21)，關(guān)閉電動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)閥(17)(23)，若風(fēng)道溫度傳感器(15)的測(cè)試值低于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，開啟電加熱器(14)，若風(fēng)道溫度傳感器(15)的測(cè)試值高于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，關(guān)閉電加熱器(14)，溫室室內(nèi)空氣由室內(nèi)進(jìn)風(fēng)口(1)進(jìn)入保溫風(fēng)管(22)內(nèi)，通過蒸發(fā)器(5)冷卻除濕后，流經(jīng)保溫風(fēng)管(22)在冷凝器(11)表面加熱，加熱后的空氣再由室內(nèi)出風(fēng)口(16)送入室內(nèi)；當(dāng)室內(nèi)空氣溫濕度傳感器(26)中濕度的測(cè)試值連續(xù)5分鐘的均值低于設(shè)定值時(shí)，關(guān)閉除濕系統(tǒng)的除濕功能，即依次關(guān)閉壓縮機(jī)(21)、電加熱器(14)、變頻軸流風(fēng)機(jī)(4)和電動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)閥(3)(12)。利用蒸發(fā)器(5)吸收保溫風(fēng)管(22)內(nèi)的空氣熱量將其空氣中的水分冷卻析出一部分，經(jīng)凝結(jié)水池(6)和s彎水封(7)排出，從蒸發(fā)器(5)出來的制冷劑蒸汽經(jīng)壓縮機(jī)(21)變成高溫高壓的蒸汽，通過冷凝器(11)放出熱量，用于加熱被蒸發(fā)器(5)冷卻除濕后的空氣，而冷卻后的制冷劑貯存在貯液器(9)中再經(jīng)膨脹閥(8)節(jié)流返回到蒸發(fā)器(5)中，通過這個(gè)循環(huán)，由蒸發(fā)器(5)所吸收室內(nèi)空氣的熱量以及由壓縮機(jī)(21)消耗的功所轉(zhuǎn)化成的熱量全部通過冷凝器(11)放出給被蒸發(fā)器(5)冷卻除濕后的空氣，實(shí)現(xiàn)了全部熱量的回收。
通風(fēng)換氣系統(tǒng)是在室內(nèi)空氣溫濕度傳感器(26)中溫度的測(cè)試值連續(xù)5分鐘的均值高于設(shè)定值或室內(nèi)二氧化碳傳感器(28)的測(cè)試值連續(xù)5分鐘的均值低于設(shè)定值時(shí)，通過控制單元(27)控制開啟通風(fēng)換氣系統(tǒng)，即依次關(guān)閉壓縮機(jī)(21)和電加熱器(14)，開啟電動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)閥(3)(12)(17)(23)和變頻軸流風(fēng)機(jī)(4)，溫室室內(nèi)空氣和室外空氣分別由室內(nèi)進(jìn)風(fēng)口(1)和室外進(jìn)風(fēng)口(25)通過變頻軸流風(fēng)機(jī)(4)的抽吸作用進(jìn)入保溫風(fēng)管(22)并進(jìn)行混合，然后一部分空氣通過室內(nèi)出風(fēng)口(16)進(jìn)入室內(nèi)，而另一部分空氣通過室外排風(fēng)口(18)排出室外，達(dá)到通風(fēng)換氣的目的；在開啟通風(fēng)換氣系統(tǒng)時(shí)，若風(fēng)道溫度傳感器(15)的測(cè)試值低于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，開啟電加熱器(14)，以避免室外冷空氣溫度過低造成室內(nèi)空氣溫度降低過快而影響作物生長(zhǎng)所需的熱濕環(huán)境，若風(fēng)道溫度傳感器(15)的測(cè)試值高于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，關(guān)閉電加熱器(14)；當(dāng)室內(nèi)空氣溫濕度傳感器(26)中溫度的測(cè)試值連續(xù)5分鐘的均值低于設(shè)定值或室內(nèi)二氧化碳傳感器(28)的測(cè)試值連續(xù)5分鐘的均值達(dá)到設(shè)定值時(shí)，關(guān)閉通風(fēng)換氣系統(tǒng)，即依次關(guān)閉變頻軸流風(fēng)機(jī)(4)和電動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)閥(3)(12)(17)(23)。
該日光溫室除濕與通風(fēng)換氣系統(tǒng)利用控制單元(27)以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制模式和手動(dòng)控制模式，可以在控制單元(27)中設(shè)置溫度、濕度以及二氧化碳濃度參數(shù)。
該日光溫室除濕與通風(fēng)換氣系統(tǒng)中的室外進(jìn)風(fēng)口(25)和室外排風(fēng)口(18)布置在日光溫室的室外，該系統(tǒng)其他各部分設(shè)置在日光溫室室內(nèi)，室內(nèi)進(jìn)風(fēng)口、室內(nèi)出風(fēng)口、室外進(jìn)風(fēng)口(25)和室外排風(fēng)口(18)的布置不可出現(xiàn)氣流短路的問題；室內(nèi)空氣溫濕度傳感器(26)和室內(nèi)二氧化碳傳感器(28)布置在日光溫室室內(nèi)中部，距離地面1.5m，其中室內(nèi)空氣溫濕度傳感器(26)需要做防太陽(yáng)輻射處理，以保證測(cè)試數(shù)據(jù)的正確性。
以上對(duì)本發(fā)明的日光溫室除濕與通風(fēng)換氣系統(tǒng)及其實(shí)施方法進(jìn)行了說明，但本發(fā)明的實(shí)施不限于此，凡基于本發(fā)明所做的任何改動(dòng)或變型均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。