苗床温控系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种苗床温控系统及其控制方法，苗床温控系统包括热泵单元以及用于布置秧苗的苗床。将换热毛细管直接设置在苗床上，再在苗床上设置保温结构，便能实现局部控温，并多层布置，实现高密度育苗，节省空间，同时直接对苗床上的秧苗根系进行加热和降温，另外在育苗区上下方均有苗床，也就是说育苗区上下方均能进行加热和降温。同时本申请中的方案是一种热泵系统，不会产生吹风，制热/制冷效果好，温度场分布均匀，设备投资少。防止对秧苗产生影响。苗床温控系统的控制方法通过四通换向阀的切换直接实现制冷和制热的切换。的切换直接实现制冷和制热的切换。的切换直接实现制冷和制热的切换。

【技术实现步骤摘要】
苗床温控系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及农业育苗栽培领域，尤其涉及一种苗床温控系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]温度是影响农作物生长的关键因素之一，影响着农作物的发育速度，从而影响农作物生育期的长短、各发育期的长短以及各发育期出现的早晚。一些农作物在育苗期间就必须经受一定的温度条件作用，而且不同农作物育苗期间白天和夜间的最适宜温度也不相同，因此控制农作物育苗温度对农作物的生产速度来说至关重要。
[0003]现有技术中的农作物温室大多通过燃煤、燃甲醛等方式进行采暖，此类方式产生大量的CO、CO2、SO2等有害气体，不环保，且效果不佳。之后出现的电地暖用于加热温室大棚，效果尚佳，但是只能实现升温，还需另外安装空调设备进行降温处理，而且耗电量大，容易漏电，安全性能差。而空调设备吹风感较强，对一些有特殊要求的农作物育苗无法适用，影响育苗效果。
[0004]随着热泵技术的发展和推广应用，开始采用水/地源热泵用于大棚农作物种植，但均为以水为换热介质的热泵，存在二次换热造成交大的热损失，另外，存在漏水和冬季冻坏管路的。农作物温室、大棚的空间一般较大，高度较高，用以上常规的加热或降温方式对温室进行控温处理，加热的是空气，很难对植物根系进行加热，另外，能耗很大，设备投资也很高，加热或降温效果也不好。另外，针对高大空间的农作物育苗，一般会将育苗床在垂直方向进行多层布置，对于这种高密度种植热泵系统无法保证大棚内温度的均匀性，导致局部温度过高或者过低的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种节约能耗的苗床温控系统，本专利技术的另一个目的是提供一种苗床温控系统的控制方法，农作物秧苗的精准控温。
[0006]一种苗床温控系统，包括热泵单元以及用于布置秧苗的苗床，所述苗床设置有多层且沿竖向间隔布置，相邻的上下两层所述苗床之间的区域构成育苗区，所述苗床上铺设有换热毛细管，所述换热毛细管由热泵单元进行换热控制。
[0007]上述方案中，将换热毛细管直接设置在苗床上，再在苗床上设置保温结构，便能实现局部控温，并多层布置，实现高密度育苗，节省空间，同时直接对苗床上的秧苗根系进行加热和降温，另外在育苗区上下方均有苗床，也就是说育苗区上下方均能进行加热和降温。同时本申请中的方案是一种热泵系统，不会产生吹风，制热/制冷效果好，温度场分布均匀，设备投资少。防止对秧苗产生影响。苗床温控系统的控制方法通过四通换向阀的切换直接实现制冷和制热的切换。
[0008]作为优选，所述热泵单元包括压缩机，所述压缩机的出液口通过管路依次连接有油分离器和四通换向阀，所述四通换向阀包括C端口、E端口、S端口以及与油分离器连通的D端口；
[0009]所述C端口通过管路依次连接有室外翅片换热器、主路电子膨胀阀、高压储液器、液管截止阀，所述换热毛细管包括末端液管和末端气管，所述液管截止阀通过分歧管连接多个换热毛细管上的末端液管，所述换热毛细管与分歧管之间的管路上设置有毛细管电子膨胀阀；
[0010]所述E端口通过管路连接有气管截止阀，所述气管截止阀通过分流管连接多个换热毛细管上的末端气管；
[0011]所述S端口通过管路连接有气液分离器，所述气液分离器的出口设置有连通压缩机的吸气管。
[0012]作为优选，所述压缩机与油分离器之间的管路上设置有排气温度传感器，所述油分离器与四通换向阀之间的管路上设有高压压力开关和高压压力传感器，所述末端液管处设置有末端液管温度传感器，所述末端气管处设置有末端气管温度传感器和电磁阀，所述苗床上设置有苗床环境温度传感器。
[0013]作为优选，所述吸气管上设有吸气温度传感器、低压压力传感器、低压压力开关，所述油分离器与吸气管之间连接有回油毛细管，所述回油毛细管的连接端位于吸气温度传感器与低压压力传感器之间。
[0014]一种苗床温控系统的控制方法，包括如下步骤：
[0015]S1、通过苗床环境温度传感器实时监测并得到苗床环境温度Tai，预设用户制热温度值Tset1和用户制冷温度值Tset2以及环境温度偏差值T7；
[0016]S2、当苗床环境温度Tai＜Tset1时，系统开启制热模式，启动压缩机，控制四通换向阀动作，使D端口和E端口连通，C端口和S端口连通，压缩机内的介质沿以下路线流动：
[0017]压缩机
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油分离器
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D端口
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E端口
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气管截止阀
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分流管
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电磁阀
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末端气管
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换热毛细管
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末端液管
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毛细管电子膨胀阀
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分歧管
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液管截止阀
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高压储液器
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主路电子膨胀阀
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室外翅片换热器
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C端口
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S端口
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气液分离器
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吸气管
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压缩机；
[0018]当苗床环境温度Tai＞Tset2时，系统开启制冷模式，启动压缩机，控制四通换向阀动作，使D端口和C端口连通，E端口和S端口连通，压缩机内的介质沿以下路线流动：
[0019]压缩机
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油分离器
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D端口
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C端口
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室外翅片换热器
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主路电子膨胀阀
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高压储液器
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液管截止阀
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分歧管
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毛细管电子膨胀阀
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末端液管
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换热毛细管
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末端气管
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电磁阀
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分流管
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气管截止阀
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E端口
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S端口
‑
气液分离器
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吸气管
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压缩机；
[0020]S3、制热过程中，当苗床环境温度Tai＞Tset1+T7时，压缩机停机；
[0021]制冷过程中，当苗床环境温度Tai＜Tset2
‑
T7时，压缩机停机。
[0022]上述方案中通过四通换向阀的切换直接实现制冷和制热的切换，这样无需两套系统就能实现制冷和制热，减少系统设备。
[0023]作为优选，预设苗床的温度中间值Tset、温度范围偏差预设的值T1、单位时间变化率预设的值ΔT；
[0024]制热过程中，通过计算得到苗床平均温度当时，压缩机频率进行升频控制；当且系统启动后苗床平均环境温度单位时间内的变化率时，保持当前压缩机频率；当时，压缩机频率进
行降频控制，其中为此次周期内计算得到的开机苗床平均温度，为上一次周期内计算得到的开机苗床平均温度，t为压缩机频率调节周期；
[0025]制冷过程中，当时，压缩机频率进行升频控制；当时，压缩机频率进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种苗床温控系统，其特征在于：包括热泵单元以及用于布置秧苗的苗床(10)，所述苗床(10)设置有多层且沿竖向间隔布置，相邻的上下两层所述苗床(10)之间的区域构成育苗区，所述苗床(10)上铺设有换热毛细管(20)，所述换热毛细管(20)由热泵单元进行换热控制。2.根据权利要求1所述的苗床温控系统，其特征在于：所述热泵单元包括压缩机(30)，所述压缩机(30)的出液口通过管路依次连接有油分离器(40)和四通换向阀(50)，所述四通换向阀(50)包括C端口(51)、E端口(52)、S端口(53)以及与油分离器(40)连通的D端口(54)；所述C端口(51)通过管路依次连接有室外翅片换热器(60)、主路电子膨胀阀(71)、高压储液器(72)、液管截止阀(73)，所述换热毛细管(20)包括末端液管(21)和末端气管(22)，所述液管截止阀(73)通过分歧管(74)连接多个换热毛细管(20)上的末端液管(21)，所述换热毛细管(20)与分歧管(74)之间的管路上设置有毛细管电子膨胀阀(23)；所述E端口(52)通过管路连接有气管截止阀(75)，所述气管截止阀(75)通过分流管(76)连接多个换热毛细管(20)上的末端气管(22)；所述S端口(53)通过管路连接有气液分离器(80)，所述气液分离器(80)的出口设置有连通压缩机(30)的吸气管(90)。3.根据权利要求2所述的苗床温控系统，其特征在于：所述压缩机(30)与油分离器(40)之间的管路上设置有排气温度传感器(31)，所述油分离器(40)与四通换向阀(50)之间的管路上设有高压压力开关(41)和高压压力传感器(42)，所述末端液管(21)处设置有末端液管温度传感器(24)，所述末端气管(22)处设置有末端气管温度传感器(25)和电磁阀(26)，所述苗床(10)上设置有苗床环境温度传感器(11)。4.根据权利要求3所述的苗床温控系统，其特征在于：所述吸气管(90)上设有吸气温度传感器(91)、低压压力传感器(92)、低压压力开关(93)，所述油分离器(40)与吸气管(90)之间连接有回油毛细管(94)，所述回油毛细管(94)的连接端位于吸气温度传感器(91)与低压压力传感器(92)之间。5.一种如权利要求1
‑
4任一所述的苗床温控系统的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：S1、通过苗床环境温度传感器(11)实时监测并得到苗床环境温度Tai，预设用户制热温度值Tset1和用户制冷温度值Tset2以及环境温度偏差值T7；S2、当苗床环境温度Tai＜Tset1时，系统开启制热模式，启动压缩机(30)，控制四通换向阀(50)动作，使D端口(54)和E端口(52)连通，C端口(51)和S端口(53)连通，压缩机(30)内的介质沿以下路线流动：压缩机(30)
‑
油分离器(40)
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D端口(54)
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E端口(52)
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气管截止阀(75)
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分流管(76)
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电磁阀(26)
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末端气管(22)
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换热毛细管(20)
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末端液管(21)
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毛细管电子膨胀阀(23)
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分歧管(74)
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液管截止阀(73)
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高压储液器(72)
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主路电子膨胀阀(71)
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室外翅片换热器(60)
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C端口(51)
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S端口(53)
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气液分离器(80)
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吸气管(90)
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压缩机(30)；当苗床环境温度Tai＞Tset2时，系统开启制冷模式，启动压缩机(30)，控制四通换向阀(50)动作，使D端口(54)和C端口(51)连通，E端口(52)和S端口(53)连通，压缩机(30)内的介质沿以下路线流动：压缩机(30)
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油分离器(40)
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D端口(54)
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C端口(51)
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室外翅片换热器(60)
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主路电子膨
胀阀(71)
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高压储液器(72)
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【专利技术属性】
技术研发人员：邓晨冕，张杰，邱跃，王冰军，周炀，
申请(专利权)人：宁波市海智普智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：