一种植物工厂及工厂化种植方法技术

本申请涉及一种植物工厂包括，包括至少两个相邻的种植单元的组，所述种植单元主体为不透光的保温密闭结构，在每组所述至少两个相邻的种植单元中均设有热泵末端系统；热泵主机系统，设置在所述至少两个相邻的种植单元以外，与所述热泵末端系统相连构成热交换系统，配置为控制分别设置在相邻种植单元中的各自的热泵末端系统将所述至少两个相邻的种植单元中一个单元的热量转移到另一个单元中。本申请还提供了一种工厂化种植方法。提供了一种工厂化种植方法。提供了一种工厂化种植方法。

【技术实现步骤摘要】
一种植物工厂及工厂化种植方法
[0001]本申请是2022年2月18日提交的名称为《一种节能减排的植物工厂化种植系统及运行方法》，申请号为202210149556.1的中国专利申请的分案申请。


[0002]本申请属于种植
，具体地涉及一种植物工厂及工厂化种植方法。

技术介绍

[0003]植物工厂是一种通过对种植单元内的环境进行控制从而使植物能够连续生产的高效种植系统。通过对植物生长所需的温度、湿度、光照、CO2浓度以及营养液等环境条件的控制，使种植单元内植物的生长独立于自然条件制约，从而打破时间和地域限制、减少耕地占用、提高种植效率。植物工厂中的种植单元可以采用不透光的保温密闭材料，对其中植物的光照完全独立于自然界中阳光，而依靠人工方式给植物提供光照。
[0004]但是，目前的植物工厂多数是亏损的。导致植物工厂亏损的原因有以下几个方面：首先是能耗高。植物工厂中消耗能源的方面包括例如对光照、温度、湿度、二氧化碳浓度水平的维持或调节。目前植物工厂生产一公斤蔬菜的用电量高达10度，成本达到20元。其次，目前的植物工厂没有从根本上解决物候期问题。因此，目前的植物工厂多种植只需要营养即可以生长的植物如蔬菜、中药，以及部分草本花卉。对于有物候期变化的品种，尤其是木本果树，则鲜有成功的案例。这是因为，在例如植物工厂中营造物候期变化需要耗费大量的能量，使得成本过高难以实现。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种植物工厂及相关种植方法，所述方法能够大幅度降低能源消耗；改变并缩短物候期，实现多年生木本水果的周年、高效生产。
[0006]本申请公开了一种植物工厂包括，包括至少两个相邻的种植单元的组，所述种植单元主体为不透光的保温密闭结构，在每组所述至少两个相邻的种植单元中均设有热泵末端系统；热泵主机系统，设置在所述至少两个相邻的种植单元以外，与所述热泵末端系统相连构成热交换系统，配置为控制分别设置在相邻种植单元中的各自的热泵末端系统将所述至少两个相邻的种植单元中一个单元的热量转移到另一个单元中。
[0007]特别的，所述植物工厂还包括设置在所述至少两个种植单元之间的通气机，配置为在其开启的情况下在两个单元之间进行空气和热量交换。
[0008]特别的，所述植物工厂还包括设置在所述至少两个相邻的种植单元中的每个中的进气风机和排气孔。
[0009]特别的，所述植物工厂还包括设置在所述至少两个相邻的种植单元以外的燃气发电机，其尾气管道通过支管连入所述至少两个相邻的种植单元中。
[0010]特别的，所述热泵主机系统与所述热泵末端系统通过管道相连并通过阀门切换，使所述热泵末端系统分别作为冷凝器或蒸发器，从而实现不同种植单元之间的热量转移。
[0011]特别的，所述至少两个相邻的种植单元中的每个还包括照明组件，温度探头，光照探头，湿度探头，和/或二氧化碳探头。
[0012]特别的，所述所述植物工厂还包括多个所述组，以及位于所述组之间的连廊，所述热泵主机位于所述连廊中，在所述连廊中还包括空气过滤器，连廊温度探头，和/或二氧化碳探头。
[0013]特别的，所述植物工厂还包括位于所述多个组和连廊以外的燃气发电机，室外温度探头，和/或二氧化碳探头。
[0014]本申请还公开了一种工厂化种植方法，包括在至少两个相邻的种植单元中使不同种植单元中的植物处在对温度需求存在差异的不同种植阶段，其中所述种植单元主体为不透光的保温密闭结构；利用包括位于所述至少两个相邻的种植单元中的热泵末端系统以及位于所述种植单元以外的热泵主机系统的热交换系统，将所述至少两个相邻的种植单元中的一个单元的热量转移到另一个单元中。
[0015]特别的，所述方法还包括启动连通所述相邻两个种植单元的通气机，使所述相邻两个种植单元中之间形成空气和热量交换。
[0016]特别的，所述方法还包括使种植单元中的空气与外界进行交换，以带走热量并补充二氧化碳，或者补充氧气和热量。
[0017]特别的，所述方法还包括利用所述两个相邻的种植单元以外的燃气发电机为所述种植单元提供电力，并且将燃气发电机的尾气导入所述种植单元中以补充二氧化碳和热量。
[0018]特别的，所述对温度需求存在差异的不同的种植阶段包括昼夜相反的阶段。
[0019]本申请中的种植单元主体采用多层保温密闭结构，最大限度地减少外界环境变化对系统的影响，同时节约土地。
[0020]本申请使植物工厂内总热量保持基本稳定的前提下在同一个组内不同种植单元之间进行空气交换和热量转移，在节约能源的前提下，实现昼夜温差，以及植物物候期变化所需的温度，进而实现物候期调节。
[0021]本申请中使用燃气发电机提供电力，一方面可以减少污染，另一方面，可以使用燃气发电机的尾气作为植物光合作用必须的二氧化碳的补充，保证高密度种植情况下光合速率。
附图说明
[0022]下面，将结合附图对本申请的优选实施方式进行进一步详细的说明，其中：
[0023]图1所示为根据本申请一个实施例的包括两个相邻种植单元的植物工厂结构示意图；
[0024]图2所示为根据本申请一个实施例的包括多组种植单元的植物工厂内设备布局的结构示意图；
[0025]图3所示为为根据本申请一个实施例的植物工厂中相邻两个种植单元通过空气交换实现温度、二氧化碳的重新分配的状态示意图；
[0026]图4所示为根据本申请一个实施例的植物工厂中相邻两个种植单元通过通过热交换系统实现将热量从一个种植单元转移到另一个种植单元的状态示意图；
[0027]图5所示为根据本申请一个实施例的植物工厂中通过发电机尾气向种植单元内补充二氧化碳和热量的状态示意图；
[0028]图6所示为根据本申请一个实施例的植物工厂中通过与外界的空气交换以补充二氧化碳和带走多余热量的状态示意图；
[0029]图7所示为根据本申请一个实施例的植物工厂中通过与外界的空气交换以补充热量和氧气的状态示意图；
[0030]图8所示为根据本申请一个实施例的植物工厂中相邻两个种植单元通过热交换系统实现将热量从一个种植单元转移到另一个种植单元的状态示意图，再通过与外部空气交换带走多余热量的状态示意图。
具体实施方式
[0031]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0032]在以下的详细描述中，可以参看作为本申请一部分用来说明本申请的特定实施例的各个说明书附图。在附图中，相似的附图标记在不同图式中描述大体上类似的组件。本申请的各个特定实施例在以下进行了足够详细的描述，使得具备本领域相关知识和技术的普通技术人员能够实施本申请的技术方案。应当理解，还可以利用其它实施例或者本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种植物工厂，包括包括至少两个相邻的种植单元的组，所述种植单元主体为不透光的保温密闭结构，在每组所述至少两个相邻的种植单元中均设有热泵末端系统；热泵主机系统，设置在所述至少两个相邻的种植单元以外，与所述热泵末端系统相连构成热交换系统，配置为控制分别设置在相邻种植单元中的各自的热泵末端系统将所述至少两个相邻的种植单元中一个单元的热量转移到另一个单元中。2.如权利要求1所述的植物工厂，还包括设置在所述至少两个种植单元之间的通气机，配置为在其开启的情况下在两个单元之间进行空气和热量交换。3.如权利要求1所述的植物工厂，还包括设置在所述至少两个相邻的种植单元中的每个中的进气风机和排气孔。4.如权利要求1所述的植物工厂，还包括设置在所述至少两个相邻的种植单元以外的燃气发电机，其尾气管道通过支管连入所述至少两个相邻的种植单元中。5.如权利要求1所述的植物工厂，其中所述热泵主机系统与所述热泵末端系统通过管道相连并通过阀门切换，使所述热泵末端系统分别作为冷凝器或蒸发器，从而实现不同种植单元之间的热量转移。6.如权利要求1所述的植物工厂，其中所述至少两个相邻的种植单元中的每个还包括照明组件，温度探头，光照探头，湿度探头，和/或二氧化碳探头。7.如权利要求1所述的植物工厂，还...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕杰，彭福田，毕研伦，
申请(专利权)人：今蜂智慧农业科技泰安有限公司，
类型：发明
国别省市：