本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種基于滴灌管網(wǎng)的溫室冠層環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)與方法，溫室冠層環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)由首部裝置和管網(wǎng)組成，首部裝置由壓力熱風(fēng)裝置、壓力CO2氣源裝置、通風(fēng)換氣裝置和滴灌施肥裝置組成，管網(wǎng)由輸水管、支管、毛管和滴灌灌水器構(gòu)成。通過切換不同的首部裝置，可以實現(xiàn)溫室的冠層溫度調(diào)節(jié)、CO2施肥、通風(fēng)、換氣、降溫、除濕及滴灌施肥等操作。本發(fā)明專利技術(shù)由于應(yīng)用滴灌管網(wǎng)實施溫室冠層環(huán)境的調(diào)控，調(diào)控的空間由整個溫室空間縮減到作物冠層內(nèi)，同時均勻性也得以大幅度提高，從而可大量減少溫室環(huán)境調(diào)控的能耗，降低調(diào)控設(shè)施的投入，為作物生長提供均勻、適宜的生長環(huán)境，提高作物生產(chǎn)量及品質(zhì)。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于設(shè)施農(nóng)業(yè)
，涉及設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境控制系統(tǒng)與方法，具體涉及。
技術(shù)介紹
溫室環(huán)境調(diào)控是利用工程技術(shù)手段，對溫室內(nèi)的溫度、濕度、光照、CO2濃度進(jìn)行調(diào)節(jié)與控制，為作物提供適宜的生長環(huán)境。溫室環(huán)境的調(diào)控技術(shù)及應(yīng)用效果在很大程度上決定著設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的成敗和生產(chǎn)效益的高低，而傳統(tǒng)溫室的溫度調(diào)節(jié)、CO2施肥、通風(fēng)、換氣、降溫、除濕等溫室環(huán)境調(diào)控技術(shù)是在整個溫室空間內(nèi)進(jìn)行的，將整個溫室空間的環(huán)境參數(shù)都控制在設(shè)定的理想范圍內(nèi)，由于調(diào)控空間大，能源消耗及運行費用較高，調(diào)控的均勻性也難以得到保證。溫室是一種高能耗的抗逆性生產(chǎn)設(shè)施，一般溫室的能耗占溫室生產(chǎn)成本的10% 40%，一些高緯度地區(qū)溫室的能耗甚至占到溫室生產(chǎn)成本的50% 60%。在維持溫室正常運行的費用中，供熱采暖占了溫室冬季能耗費用的主要部分，通風(fēng)、降溫是夏季溫室生產(chǎn)能源消耗的主要因素。對于溫室生產(chǎn)來說，節(jié)約能源、提高能源利用率是降低溫室生產(chǎn)成本、提高溫室生產(chǎn)效益的重要途徑。滴灌管網(wǎng)布設(shè)于作物種植區(qū)域，滴灌灌水器具有一定的壓力調(diào)節(jié)能力，高密度、均勻的分布于作物冠層內(nèi)的根部區(qū)域，因此利用滴灌管網(wǎng)進(jìn)行溫室冠層環(huán)境的調(diào)控，能夠獲得高度均勻的調(diào)控效果。作物的生長空間一般局限于冠層以內(nèi)， 只要調(diào)控冠層內(nèi)的環(huán)境因素，就能為作物提供良好的生長環(huán)境，而且冠層環(huán)境調(diào)控的空間小，易于實現(xiàn)多因子的精確測控，能夠有效降低能耗及投入成本。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供，通過給滴灌管網(wǎng)配置熱風(fēng)、CO2施肥、通風(fēng)換氣與滴灌施肥的綜合性首部控制裝置，進(jìn)行采暖、CO2 施肥、通風(fēng)、換氣、降溫、除濕等溫室冠層環(huán)境的綜合調(diào)節(jié)以及節(jié)水灌溉與施肥，易于實現(xiàn)精確測控，增加控制均勻性，改善調(diào)控效果，提高滴灌管網(wǎng)的利用效率，降低環(huán)境調(diào)節(jié)設(shè)施的投入與能源消耗。為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采取的技術(shù)解決方案是基于滴灌管網(wǎng)的溫室冠層環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)由首部裝置和管網(wǎng)組成，首部裝置由壓力熱風(fēng)裝置、壓力CO2氣源裝置、通風(fēng)換氣裝置、滴灌施肥裝置組成，管網(wǎng)由輸水管、支管、毛管和滴灌灌水器構(gòu)成。所述的一種基于滴灌管網(wǎng)的溫室冠層環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)，壓力熱風(fēng)裝置、壓力CO2氣源裝置、通風(fēng)換氣裝置、滴灌施肥裝置并聯(lián)后與輸水管連接。所述的，壓力熱風(fēng)裝置包括壓力熱風(fēng)發(fā)生設(shè)備、熱風(fēng)壓力調(diào)節(jié)器、熱風(fēng)流量計、熱風(fēng)壓力計和壓力熱風(fēng)裝置的控制閥；壓力CO2氣源裝置包括壓力CO2氣體發(fā)生設(shè)備、CO2氣體壓力調(diào)節(jié)器、CO2氣體流量計、CO2氣體壓力計和壓力CO2氣源裝置的控制閥；通風(fēng)換氣裝置包括壓力空氣源、氣體壓力調(diào)節(jié)器、氣體流量計、氣體壓力計和通風(fēng)換氣裝置的控制閥；滴灌施肥裝置包括壓力水源、施肥設(shè)備、過濾器、水壓力調(diào)節(jié)器、水流量計、水壓力計和滴灌施肥裝置的控制閥。所述的一種基于滴灌管網(wǎng)的溫室冠層環(huán)境調(diào)控方法，包括1)冠層溫度調(diào)控關(guān)閉壓力CO2氣源裝置、通風(fēng)換氣裝置、滴灌施肥裝置，打開壓力熱風(fēng)裝置，使具有一定壓力的熱風(fēng)通過輸水管進(jìn)入支管，由支管分配到每一條毛管，再經(jīng)過毛管上的每個灌水器釋放到作物根部地面，繼而擴(kuò)散到作物冠層內(nèi)，增加冠層內(nèi)的溫度。調(diào)節(jié)熱風(fēng)壓力調(diào)節(jié)器，控制進(jìn)入管道內(nèi)的熱風(fēng)壓力，調(diào)控作用于灌水器上的熱風(fēng)壓力，控制灌水器的熱氣流量，通過灌水器釋放出的的熱氣就能夠穩(wěn)定、均勻的作用于作物冠層內(nèi)，將采暖熱能充分有效的供給到作物所需要的區(qū)域，使冠層內(nèi)的溫度保持在一個適宜作物生長的溫度范圍內(nèi)，實現(xiàn)溫室的冠層溫度調(diào)節(jié)。使用熱風(fēng)流量計來計量冠層溫度調(diào)節(jié)所需的熱風(fēng)流量，能夠掌握溫室冠層溫度環(huán)境調(diào)控規(guī)律與調(diào)控量，便于制定溫度調(diào)控計劃，實施計量、精準(zhǔn)調(diào)控，有利于控制成本與能耗。2)冠層CO2施肥關(guān)閉壓力熱風(fēng)裝置、通風(fēng)換氣裝置、滴灌施肥裝置，打開CO2氣源裝置，使具有一定壓力的CO2氣體通過輸水管進(jìn)入支管，由支管分配到每一條毛管，再經(jīng)過毛管上的每個灌水器釋放到作物根部地面，繼而擴(kuò)散到作物冠層內(nèi)，增加冠層內(nèi)的CO2氣體濃度。通過調(diào)節(jié)CO2氣體壓力調(diào)節(jié)器，控制進(jìn)入管道內(nèi)的CO2氣體壓力，調(diào)控作用于灌水器上的CO2氣體壓力，控制灌水器的CO2氣體流量，通過灌水器釋放出的的CO2氣體就能夠穩(wěn)定、均勻的作用于作物冠層內(nèi)，將CO2氣體供給到作物所需要的區(qū)域，使冠層內(nèi)的CO2氣體濃度保持在一個適宜作物生長的范圍內(nèi)，實現(xiàn)溫室的CO2氣體濃度調(diào)節(jié)。使用CO2氣體流量計來計量冠層CO2氣體環(huán)境調(diào)節(jié)所需的CO2氣體流量，能夠掌握溫室冠層CO2氣體環(huán)境調(diào)控規(guī)律與調(diào)控量，便于制定CO2氣體環(huán)境調(diào)控計劃，實施計量、精準(zhǔn)調(diào)控，有利于控制成本與能耗。采用燃燒法產(chǎn)生CO2氣體或?qū)O2氣體加熱進(jìn)行CO2施肥，還可以實現(xiàn)溫室采暖升溫及 CO2施肥的綜合調(diào)控。3)冠層空氣質(zhì)量調(diào)控關(guān)閉壓力熱風(fēng)裝置、CO2氣源裝置、滴灌施肥裝置，打開通風(fēng)換氣裝置，使具有一定壓力的空氣通過輸水管進(jìn)入支管，由支管分配到每一條毛管，再經(jīng)過毛管上的每個灌水器釋放到作物根部地面，繼而擴(kuò)散到作物冠層內(nèi)，置換冠層內(nèi)空氣，調(diào)控冠層內(nèi)的空氣質(zhì)量，實現(xiàn)冠層內(nèi)的通風(fēng)、降溫、換氣以及除濕功能。通過調(diào)節(jié)壓力控制閥，控制進(jìn)入管道內(nèi)的空氣壓力，調(diào)控作用于灌水器上的空氣壓力，控制灌水器的空氣流量，通過灌水器釋放出的的空氣就能夠穩(wěn)定、均勻的作用于作物冠層內(nèi)，使冠層內(nèi)的空氣質(zhì)量保持在一個適宜作物生長的良好的狀態(tài)，實現(xiàn)溫室的冠層空氣質(zhì)量調(diào)節(jié)。使用流量計來計量冠層空氣質(zhì)量調(diào)節(jié)所需的空氣流量，能夠掌握溫室冠層空氣質(zhì)量環(huán)境調(diào)控規(guī)律與調(diào)控量，便于制定空氣質(zhì)量調(diào)控計劃，實施計量、精準(zhǔn)調(diào)控，有利于控制成本與能耗。4)灌溉施肥關(guān)閉壓力熱風(fēng)裝置、壓力CO2氣源裝置、通風(fēng)換氣裝置，打開滴灌、施肥裝置，使具有一定壓力的灌溉水及肥液通過輸水管進(jìn)入支管，由支管分配到每一條毛管， 再經(jīng)過毛管上的每個灌水器釋放到作物根部地面，繼而浸潤到作物根系部位的土壤內(nèi)，為作物生長提供一個適宜的土壤水分和養(yǎng)分環(huán)境，實現(xiàn)溫室土壤水分和養(yǎng)分的調(diào)控。將灌溉水加熱后進(jìn)行滴水灌溉，還能夠增加土壤溫度，實現(xiàn)土壤熱環(huán)境的調(diào)控。本專利技術(shù)的有益效果本專利技術(shù)以滴灌技術(shù)及設(shè)備為基礎(chǔ)，進(jìn)行溫室節(jié)水灌溉、施肥及冠層溫度、濕度、C02氣體及空氣質(zhì)量調(diào)控技術(shù)的研究，能夠形成溫室節(jié)水灌溉、施肥、環(huán)境的綜合測控與調(diào)配技術(shù)。由于加溫、通風(fēng)、降溫及CO2施肥等都是利用滴灌管網(wǎng)在作物冠 層內(nèi)進(jìn)行，調(diào)控的空間小，便于精確控制，同時滴灌灌水器具有一定的壓力調(diào)解能力，而且高密度、均勻的分布于作物種植區(qū)域，能夠獲得高度均勻的調(diào)控效果。冠層環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)與技術(shù)只需要將作物冠層內(nèi)的環(huán)境調(diào)控至作物適宜的生長范圍即可，能夠合理地利用調(diào)控系統(tǒng)所提供的能量，使之充分有效地供給生長在地面上的作物。而作物冠層以外的空間環(huán)境，對于作物生長來說沒有實際的意義，所以本專利技術(shù)即能夠?qū)⒆魑锏纳L環(huán)境控制在要求的理想狀態(tài)下，又降低了溫室環(huán)境的調(diào)控空間，能夠有效減少溫室的能耗，易于精確測控，增加控制均勻性，改善調(diào)控效果，從而大幅度降低溫室的運行成本。提高了滴灌管網(wǎng)與設(shè)施的利用效率，降低溫室環(huán)境調(diào)節(jié)設(shè)施的一次性投入。附圖說明 下面結(jié)合附圖和實施例對本專利技術(shù)進(jìn)一步說明。圖1是本專利技術(shù)一個實施例的系統(tǒng)示意圖。圖2是圖1中壓力熱風(fēng)裝置示意圖。圖3是圖1中壓力CO2氣源裝置示意圖。圖4是圖1中通風(fēng)換氣裝置示意圖。圖5是圖1中滴灌施肥裝置示意圖。圖中，1.壓力熱風(fēng)裝置 2.壓力CO2本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
１． 一種基于滴灌管網(wǎng)的溫室冠層環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于，包括管網(wǎng)和首部裝置，所述管網(wǎng)包括輸水管（９）、支管（１０）、毛管（１１）和滴灌灌水器（１２），所述支管（１０）與輸水管（９）連接，毛管與支管（１０）連接，各毛管之間為并聯(lián)關(guān)系，滴灌灌水器（１２）并列安裝在毛管上；所述首部裝置包括壓力熱風(fēng)裝置（１）、壓力ＣＯ２氣源裝置（２）、通風(fēng)換氣裝置（３）、滴灌施肥裝置（４）；壓力熱風(fēng)裝置（１）、壓力ＣＯ２氣源裝置（２）、通風(fēng)換氣裝置（３）、滴灌施肥裝置（４）并聯(lián)后與輸水管（９）連接；所述壓力熱風(fēng)裝置（１）由熱風(fēng)機(jī)（１３）、熱風(fēng)壓力調(diào)節(jié)器（１４）、熱風(fēng)流量計（１５）、熱風(fēng)壓力計（１６）和壓力熱風(fēng)裝置的控制閥（５）依次連接組成；壓力ＣＯ２氣源裝置（２）由瓶裝液態(tài)ＣＯ２（１７）、ＣＯ２氣體壓力調(diào)節(jié)器（１８）、ＣＯ２氣體流量計（１９）、ＣＯ２氣體壓力計（２０）和壓力ＣＯ２氣源裝置的控制閥（６）依次連接組成；通風(fēng)換氣裝置（３）由風(fēng)機(jī)（２１）、氣體壓力調(diào)節(jié)器（２２）、氣體流量計（２３）、氣體壓力計（２４）和通風(fēng)換氣裝置的控制閥（７）依次連接組成；所述滴灌施肥裝置（４）包括水泵（２５）、水壓力調(diào)節(jié)器（２６）、施肥設(shè)備（２７）、過濾器（２８）、水流量計（２９）、水壓力計（３０）和滴灌施肥裝置的控制閥（８），所述水泵（２５）、水壓力調(diào)節(jié)器（２６）、過濾器（２８）、水流量計（２９）、水壓力計（３０）和滴灌施肥裝置的控制閥（８）依次連接，水壓力調(diào)節(jié)器（２６）與過濾器（２８）之間并聯(lián)連接施肥設(shè)備（２７）。...
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王新坤，袁壽其，李紅，朱興業(yè)，
申請(專利權(quán))人：江蘇大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：32
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。