温室大棚自动控温装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种温室大棚自动控温装置及方法，所述装置包括多个控温单元，每个控温单元均包括：控制单元；与控制单元通讯的温度检测单元，包括装于温室大棚棚内顶部的第一温度检测单元、安装于温室大棚棚内中部的第二温度检测单元以及安装于温室大棚棚内土壤处的第三温度检测单元；通风管道，包括安装于温室大棚侧壁内或温室大棚内后侧支撑体上的竖直部和横向埋于土壤下的水平部，竖直部的上端口为通风管道入口，竖直部的下端口与水平部的第一端口连通，水平部的第二端口为通风管道出口；与控制单元电连接的风机，设于通风管道入口处；沟渠，纵向贯穿于温室大棚内部，位于通风管道出口处。本发明专利技术温室大棚棚内热量利用效率高，能耗低。能耗低。能耗低。

【技术实现步骤摘要】
温室大棚自动控温装置及方法


[0001]本专利技术属于节能环保
，涉及温室大棚技术，具体地说，涉及一种温室大棚自动控温装置及方法。

技术介绍

[0002]温室是指通过人工干预的方式来对指定区域内的温度、湿度、光照、水分、养分和CO2等诸多环境因素进行综合调控，使之适合所培育作物的需求。
[0003]目前温室大棚存在的主要问题如下：
[0004](1)在冬季时，需要进行人工供暖，能耗高。
[0005](2)由于大棚内空气流通不足，热量积聚于大棚顶部，而农作物所在的地面与土壤温度相对较低，导致热量利用效率低，存在大量的热量浪费。
[0006](3)在大棚棚顶薄膜两侧，大棚内部的温度比棚外高，导致棚内热空气中的水分遇冷液化成水珠附着于薄膜内侧，易落在农作物上结霜，影响农作物的生长。
[0007](4)棚内空气循环不足，导致气闷，不利于农作物的生长，且会影响棚内工作人员的健康。

技术实现思路

[0008]本专利技术针对现有温室大棚存在的热量利用率低、人工供暖能耗高等上述问题，提供一种温室大棚自动控温装置及方法，能够解决温室大棚棚内因空气循环不足所导致的热量利用效率不高、冬季供暖能耗高等问题。
[0009]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种温室大棚自动控温装置，包括多个控温单元，每个控温单元均包括：
[0010]控制单元；
[0011]与所述控制单元通讯的温度检测单元，包括装于温室大棚棚内顶部的第一温度检测单元、安装于温室大棚棚内中部的第二温度检测单元以及安装于温室大棚棚内土壤处的第三温度检测单元；
[0012]通风管道，包括安装于温室大棚侧壁内或温室大棚内后侧支撑体上由保温材料制作而成的竖直部和横向埋于土壤下由散热材料制作而成的水平部，所述竖直部的上端口为通风管道入口，所述竖直部的下端口与所述水平部的第一端口连通，所述水平部的第二端口为通风管道出口；
[0013]与所述控制单元电连接的风机，设于所述通风管道入口处；
[0014]沟渠，纵向贯穿于温室大棚内部，位于所述通风管道出口处；
[0015]优选的，所述控制单元包括分别与所述第一温度检测单元、第二温度检测单元和第三温度检测单元进行通讯的处理器和与所述处理器进行通讯的控制器，所述控制器与所述风机电连接。
[0016]优选的，所述处理器设有设定温差阈值n，令采集的当前温室大棚的顶部空气温度
记为T
H
，中部空气温度记为T
M
，土壤温度记为T
L
，当处理器判断T
H
‑
T
L
>n时，处理器发出控制信号至控制器，控制器控制风机开启，当处理器判断T
H
‑
T
L
≤n时，处理器发出控制信号至控制器，控制器控制风机关闭。
[0017]优选的，风机的转速v由温室大棚的顶部空气温度T
H
与土壤温度 T
L
差值以及温室大棚的顶部空气温度T
H
与中部空气温度T
M
差值决定，风机的转速v表示为：
[0018]v＝α(T
H
‑
T
L
)+β(T
H
‑
T
M
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0019]式中，α表示大棚顶部空气与土壤温差的风机转速系数，β表示大棚顶部空气与中部空气的温差转速系数，α和β由温室大棚的空间尺寸确定、棚内种植农作物的生长所需温度。
[0020]为了达到上述目的，本专利技术还提供了一种温室大棚制动控温方法，采用上述温室大棚自动控温装置，其具体步骤为：
[0021]每个自动控温单元中的第一温度检测单元采集温室大棚内顶部空气温度，第二温度检测单元采集温室大棚内中部空气温度，第三温度检测单元采集温室大棚内土壤温度，并通过通讯网络上传至处理器；
[0022]在处理器设置设定温差阈值n，并通过处理器判断顶部空气温度 T
H
与土壤温度T
L
之差是否大于设定温差阈值n，若T
H
‑
T
L
>n时，处理器发出控制信号至控制器，控制器控制风机开启，风机将温室大棚棚顶的热空气通过通风管道导入土壤下，并由沟渠处排出，形成棚内空气循环，若T
H
‑
T
L
≤n时，处理器发出控制信号至控制器，控制器控制风机关闭。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果在于：
[0024]本专利技术通过采集温室大棚的顶部空气温度、中部空气温度及土壤温度，通过控制单元进行处理后与设定阈值进行对比，根据对比结果发出相对应的控制信号给控制器，通过控制器控制风机转速，将温室大棚棚顶的热空气通过通风管道导入土壤下，提升土壤温度并降低棚顶温度，然后再从沟渠处排出。本专利技术无需暖气、空调等人工供暖设备，仅采用棚内的空气循环，充分利用自然的太阳能，将由于阳光照射而积攒在棚内顶部的人空气导入棚内底部的土壤内，保持棚内空气与土壤温度，解决了棚内因空气循环不足所导致的热量利用效率不高、冬季供暖能耗高等问题。
附图说明
[0025]图1为本专利技术实施例所述温室大棚自动控温装置的安装结构示意图；
[0026]图2为本专利技术实施例所述温室大棚的截面结构示意图；
[0027]图3为图2的A
‑
A剖面图；
[0028]图4为图2的B
‑
B剖面图；
[0029]图5为本专利技术实施例所述温室大棚棚内的空气热循环示意图；
[0030]图6为本专利技术实施例所述温室大棚顶部测温处的风机系统24小时运行前后温度对比图；
[0031]图7为本专利技术实施例所述温室大棚内记录的24小时土壤温度示意图。
[0032]图中，1、控制单元，101、处理器，102、控制器，2、第一温度检测单元，3、第二温度检测单元，4、第三温度检测单元，5、通风管道，501、竖直部，502、水平部，6、风机，7、沟渠，8、温室大棚，801、温室大棚侧壁，802、棚门。
具体实施方式
[0033]下面，通过示例性的实施方式对本专利技术进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。
[0034]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“顶”、“底”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种温室大棚自动控温装置，其特征在于，包括多个控温单元，每个控温单元均包括：控制单元(1)；与所述控制单元(1)通讯的温度检测单元，包括装于温室大棚(8)棚内顶部的第一温度检测单元(2)、安装于温室大棚(8)棚内中部的第二温度检测单元(3)以及安装于温室大棚(8)棚内土壤处的第三温度检测单元(4)；通风管道(5)，包括安装于温室大棚侧壁(801)内或温室大棚内后侧支撑体上由保温材料制作而成的竖直部(501)和横向埋于土壤下由散热材料制作而成的水平部(502)，所述竖直部(501)的上端口为通风管道入口，所述竖直部(501)的下端口与所述水平部(502)的第一端口连通，所述水平部(502)的第二端口为通风管道出口；与所述控制单元(1)电连接的风机(6)，设于所述通风管道入口处；沟渠(7)，纵向贯穿于温室大棚(8)内部，位于所述通风管道(5)出口处。2.如权利要求1所述的温室大棚自动控温装置，其特征在于，所述控制单元(1)包括分别与所述第一温度检测单元(2)、第二温度检测单元(3)和第三温度检测单元(4)进行通讯的处理器(101)和与所述处理器(101)进行通讯的控制器(102)，所述控制器(102)与所述风机(6)电连接。3.如权利要求2所述的温室大棚自动控温装置，其特征在于，所述处理器设有设定温差阈值n，令采集的当前温室大棚的顶部空气温度记为T
H
，中部空气温度记为T
M
，土壤温度记为T
L
，当处理器判断T
H
‑
T
L
>n时，处理器发出控制信号至控制器，控制器控制风机开启，当处理器判断T
H
‑
T
L
≤n时，处理器发出控制信号至控制器，控制器控制风机关闭。4.如权利要求3所述的温室大棚自动控温装置，其特征在于，风机的转速v由温室大棚的顶部空气温度T
H
与土壤温度T
L
差值以及温室大棚的顶部空气温度T
H
与中部空气温度T
M
差值决定，风机的转速v表示为...

【专利技术属性】
技术研发人员：石翔，吴智巍，鄢志丹，李毅，王福民，王文兵，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：