具有冷却配置的照明系统技术方案

本发明专利技术提供了一种用于控制植物生长的照明系统(100、200、300)，该系统包括：被适配为发射具有预定波长或波长范围的光的固态/半导体光源的阵列(101、201、301)；以及冷却配置(102、202、302)，其包括导管(103、203、303)，该导管具有至少一个用于接收气态冷却介质的入口孔以及用于从所述冷却配置释放所述气态冷却介质的多个出口孔(105、205、305)，所述冷却配置与所述光源机械接触并且热接触。本发明专利技术还提供用于控制温室或生长箱中的植物的生长的方法。本发明专利技术允许通过修改植物局部周围的条件(光强度、温度、CO2浓度)来促进植物的光合作用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及固态光源以及它们在促进温室或生长箱中的农作物的生长的用途。
技术介绍
在(使用日光的)温室和(不具有日光的)生长箱中，植物全年都在生长。温室或生长箱的封闭环境要求不同的参数的良好控制，以便提供植物的最佳的光合作用。控制光合作用并且因此控制植物生长的三个最重要参数是环境光强度、温度和二氧化碳(CO2)浓度。如今存在各种控制系统，用于通过例如使用用于增加温室或生长箱中的CO2浓度的CO2生成器和附加的照明配置来控制所述参数中的一个或多个参数，以监视和/或控制植物的生长。通常将温室中的CO2的大体浓度升高到大约1300ppm来实现使用常规系统的CO2 增加。但是，该系统的缺点在于靠近植物的树叶位置(光合作用在这里发生)的CO2浓度可能较低(例如由于损耗)，并且不足以实现光合作用中希望的增加。为了对于温室和生长箱提供附加照明，高亮度、高度有效的发光二级管(LED)由于它们的低能量消耗、良好效率、低成本和调整颜色输出的可能性而变得越来越引人注意。LED的光输出取决于大量因子如LED的亮度、用于创建特定光图案的任意光学元件、向LED传递的电流、LED的结温(即LED的发光部分的温度)。总而言之，对于具体的结温报告LED的光输出。光输出随着由LED的操作生成的温度的增加而减小，并且因此对于更高的温度降低LED的效率。此外，LED的寿命也受到结温的影响，更高的结温减小设备的寿命。在操作期间可以使用各种方法来冷却LED。一种常用的技术是将LED热耦合到散热器，该散热器将由LED生成的热量散发到环境中。可选择地，可以使用受迫空气和液体来冷却LED。这些方法可能导致足够的结温降低从而获得希望的光输出。但是，对于单独LED光输出的增加的不变希望引起了对于超出常规散热器的能力的热管理的需求。WO 2007/093607公开了一种用于刺激植物生长的照明设备。该照明设备具有用于发射具有预定波长范围中的至少一个波长的光的固态光源。该固态光源与冷却介质接触，该冷却介质具有_50°C到0°C之间并且优选地-50°C到_20°C之间的温度范围。但是，该冷却介质的使用是不利的，其需要将介质封装到至少两个管道中。因此，显然在本领域中需要改进的基于LED的照明设备并且特别地在大规模温室和生长箱中用于促进或控制植物生长的照明设备。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于至少部分地克服现有技术的问题并且提供一种用于LED的改进的热管理的策略，以促进或控制植物的生长，同时还提供对影响植物生长的条件的改善控制。根据第一方面，本专利技术提供了一种用于促进植物的生长的照明系统，该系统包括被适配为发射具有预定波长或波长范围的光的固态光源的阵列；以及冷却配置，其包括用于传导冷却介质的导管，该导管具有至少一个用于接收气态冷却介质的入口孔以及多个用于从所述冷却配置释放所述气态冷却介质的出口孔，所述冷却配置与所述光源机械接触并且热接触。典型而言，该导管是导热的。并且典型而言，所述导管的至少一部分与所述光源热连接。典型而言，该冷却配置可连接到CO2的源。在本专利技术的实施方式中，将该冷却配置连接到CO2的源，例如CO2生成器或CO2罐子。本专利技术允许照明和CO2剂量在单个系统中的集成。可以将该系统靠近植物放置，使得靠近植物的树叶提供光和CO2,因而调节植物的局部周围的条件(光强度、温度、CO2浓度)，以便促进光合作用。通过同时提供光合作用所需要的光和CO2，根据本专利技术的系统可以非常有效地被用于提供在植物的局部周围特别是靠近树叶处的必要条件。·通过在植物所在地提供CO2，可以有利地避免生长箱或温室中的高的CO2环境浓度。此外，通过本专利技术，可以避免用于照明和CO2补充的独立系统的使用，因此降低成本。本专利技术的照明系统具有简单的构造。可以将其制造的非常纤细，从而很大程度上降低或避免了日光的阻挡(又被称为日光拦截)。除了向植物提供光和CO2之外，根据本专利技术的该系统具有可以由LED将从该系统释放的该冷却介质加热到比温室或生长箱中的环境温度更高的温度的优点，并且因此当该冷却介质被释放时可以进一步增加植物局部周围的温度，这进一步增加了光合作用。此外，在植物方向上释放的暖流动介质可以防止已知的病原体(如真菌)生长偏爱的高湿度水平。在本专利技术的实施方式中，该出口孔可以是可封闭的。具体而言，该孔可以是可变地封闭的，因而该出口孔的尺寸是可调整的。这样，可以控制该冷却介质的释放。为了对植物提供希望的CO2增加，能够控制包含CO2的冷却介质的释放是特别有利的。典型而言，该冷却配置可以形成被适配为从该温室或生长箱外部吸收空气并且将其释放到该温室或生长箱内的开放式系统。在本专利技术的实施方式中，将该固态光源的阵列配置在所述导管的外部之上。然后该出口孔可以典型地位于该导管的与该光源相同的一侧。在本专利技术的实施方式中，该系统还可以包括一个或多个以下设备和监视器用于控制该出口孔的尺寸的封闭控制设备；光输出控制设备；温度监视器；co2含量监视器以及时钟或定时器。因此，基于与有关参数之一(具体而言，温度、冷却配置中的该冷却介质的CO2浓度、植物周围的CO2浓度、LED功率消耗和光强度)相关的信息，可以通过控制例如LED功率供应、作为冷却介质的空气的吸入、该冷却介质的CO2补充和/或该出口孔的尺寸来调整一个或多个其他参数，因而提供最佳条件。在另一个方面中，本专利技术涉及一种用于控制温室或生长箱中的植物的生长的方法，该方法包括以下步骤提供如上所述的系统，其中，所述光源的阵列和所述多个出口孔位于该温室或生长箱的内部；经由至少一个入口孔将包含CO2的冷却介质引入该导管中；经过该导管传导所述冷却介质，从而该冷却介质可以吸收由所述光源的阵列生成的热量；并且允许所述冷却介质从所述冷却配置经由一个或多个该出口孔逃离到该温室或生长箱中。典型而言所述光源中的至少一个和所述多个出口孔中的至少一个位于将要被控制生长的植物的附近。根据本专利技术的该方法有利地在该植物所在地处同时提供光和CO2，其中光和CO2在该植物所在地是最有用的。因此，通过控制植物局部周围的CO2浓度，可以在该温室或生长箱中避免对于人类可能有害的高CO2环境浓度。此外，该冷却介质围绕植物的流动可以通 过保持植物周围的湿度处于适度水平，阻止病原体微生物特别是真菌的生长。上文描述了关于本专利技术的方法中所使用的照明系统的其他优点。在本专利技术的实施方式中，该冷却介质是从该温室或生长箱的外部收集的环境空气。这是非常有利的，因为空气是便宜的冷却介质并且当使用外部空气时通常不需要冷却介质的独立冷却。该方法因此是非常节能的。空气本身包含可以用于促进光合作用的C02。然而，当冷却介质具有比普通空气的CO2含量更高的CO2含量时，该方法更有效。该方法因此可以包括在允许该冷却介质从该冷却配置逃离到该温室或生长箱中之前向该冷却介质补充CO2的步骤。具体而言，当使用外部空气作为该冷却介质时，向该冷却介质补充CO2以便允许增加围绕植物的CO2浓度因此是特别有利的，这是通过在植物的方向中从该冷却配置释放包含CO2的冷却介质来实现的。在本专利技术的实施方式中，冷却介质具有至少500ppm,优选地至少IOOOppm或更优选地至少1300ppm的CO2含量。注意到本专利技术涉及权利要求中所述的特征的全部可能的组合。附图说本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·塔纳斯，R·F·M·范埃尔姆普特，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：