本發(fā)明涉及溫度控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于溫室大棚的溫度調(diào)控系統(tǒng)及其調(diào)控方法。

背景技術(shù)：

溫室是指通過人工干預(yù)的方式來對(duì)指定區(qū)域內(nèi)的溫度、濕度、光照、土壤水分、養(yǎng)分和co2濃度等諸多環(huán)境因素進(jìn)行綜合調(diào)控，使之適合所培育作物的生長需求，由于它擺脫了地點(diǎn)、季節(jié)和外界氣候的影響和限制，從而能夠有效地改善農(nóng)業(yè)生態(tài)、生產(chǎn)條件，促進(jìn)農(nóng)業(yè)資源的科學(xué)開發(fā)和合理利用，提高土地產(chǎn)出率、勞動(dòng)生產(chǎn)率和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。因此，在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。

目前，國內(nèi)普遍流行的溫室大棚都是被動(dòng)式溫室大棚，其原理就是利用溫室大棚自身作為集熱器，通過優(yōu)化溫室的結(jié)構(gòu)形式、方位、采光材料、保溫覆蓋材料等影響因素來最大限度的利用太陽能。傳統(tǒng)的溫度控制方式如：空調(diào)、火炕、燃煤鍋爐、電熱絲等等，大都存在成本高、潛在危險(xiǎn)等弊端，而且不能提前制暖或制冷以滿足溫室大棚的溫度控制需求，不能將耗能低的低廉能源提前制暖或制冷以供能耗波峰時(shí)使用。因此，有必要設(shè)計(jì)一種便捷、可靠、節(jié)能、高效的大棚溫度調(diào)控系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種用于溫室大棚的溫度調(diào)控系統(tǒng)及其調(diào)控方法，能夠及時(shí)監(jiān)測(cè)大棚內(nèi)的溫度與濕度參數(shù)，并且實(shí)現(xiàn)制冷、制熱循環(huán)的自動(dòng)化控制，利用廉價(jià)的水資源和相變材料實(shí)現(xiàn)能量的自動(dòng)儲(chǔ)存和循環(huán)，高效環(huán)保，大大節(jié)約了大棚溫度調(diào)控的成本。

本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：

一種用于溫室大棚的溫度調(diào)控系統(tǒng)，包括溫度控制單元，還包括水循環(huán)裝置、熱量交換器、儲(chǔ)存裝置、蒸發(fā)器、冷凝器、壓縮機(jī)，水循環(huán)裝置分別與蒸發(fā)器和壓縮機(jī)連接，冷凝器與壓縮機(jī)連接；

所述儲(chǔ)存裝置包括儲(chǔ)氣瓶與儲(chǔ)液瓶，儲(chǔ)氣瓶、熱量交換器、儲(chǔ)液瓶均容納有相變材料且串聯(lián)連接；儲(chǔ)氣瓶上設(shè)有控制內(nèi)部相變材料或水蒸氣進(jìn)入熱量交換器的第一控制閥，儲(chǔ)液瓶上設(shè)有控制內(nèi)部相變材料或水進(jìn)入熱量交換器的第二控制閥；

所述水循環(huán)裝置包括：儲(chǔ)水箱、水泵和水循環(huán)管道，水泵通過水循環(huán)管道分別與冷凝器和蒸發(fā)器連接，水循環(huán)管道上設(shè)有換向閥；

所述蒸發(fā)器用于將儲(chǔ)液瓶?jī)?nèi)的相變材料或儲(chǔ)水箱中的水加熱汽化并存儲(chǔ)至儲(chǔ)氣瓶中；所述壓縮機(jī)用于將儲(chǔ)氣瓶中的相變材料壓縮至冷凝器散熱冷卻后，存儲(chǔ)至儲(chǔ)液瓶中；

所述溫度控制單元用于根據(jù)大棚設(shè)定的溫度控制壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、第一控制閥、第二控制閥、水泵、換向閥的開啟和關(guān)閉。

優(yōu)選地，所述溫度調(diào)控系統(tǒng)還包括微處理器，與所述溫度控制單元信號(hào)連接，微處理器包括：

數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集溫室大棚內(nèi)的溫度、濕度參數(shù)；

數(shù)據(jù)分析模塊，用于接收采集到的溫度、濕度參數(shù)，與溫室農(nóng)作物可生長的溫度和濕度標(biāo)準(zhǔn)范圍值進(jìn)行比對(duì)，得出需要升高或降低的溫度值；

通訊模塊，用于將得出的需要升高或降低的溫度值發(fā)送至溫度控制單元作為參考。

優(yōu)選地，所述微控制器連接有用于顯示溫度和濕度參數(shù)的移動(dòng)終端。

優(yōu)選地，所述移動(dòng)終端選自手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦或智能手環(huán)。

優(yōu)選地，所述相變材料為石蠟、cacl2·6h2o、na2so4·10h2o、na2s2o3·3h2o、na2hpo4·12h2o中的一種或兩種的組合。

優(yōu)選地，所述換向閥可以選擇將儲(chǔ)水箱的水經(jīng)由水循環(huán)管道引入蒸發(fā)器或冷凝器。

上述用于溫室大棚的溫度調(diào)控系統(tǒng)的調(diào)控方法，包括如下步驟：

s10：數(shù)據(jù)采集模塊采集溫室大棚內(nèi)的溫度、濕度參數(shù)；數(shù)據(jù)分析模塊接收采集到的溫度、濕度參數(shù)，與溫室農(nóng)作物可生長的溫度和濕度標(biāo)準(zhǔn)范圍值進(jìn)行比對(duì)，得出需要升高或降低的溫度值，移動(dòng)終端可以顯示溫度和濕度參數(shù)；通訊模塊將得出的需要升高或降低的溫度值發(fā)送至溫度控制單元作為參考；

s20：當(dāng)溫室大棚需要降低溫度時(shí)，溫度控制單元啟動(dòng)換向閥、水泵、第一控制閥、第二控制閥，將水循環(huán)管道與冷凝器連通，水冷凝后進(jìn)入儲(chǔ)液瓶，儲(chǔ)液瓶中的相變材料和水進(jìn)入蒸發(fā)器中吸熱，將大棚內(nèi)空氣冷卻，蒸汽被壓縮機(jī)吸入，實(shí)現(xiàn)制冷循環(huán)；

s30：當(dāng)溫室大棚需要升高溫度時(shí)，溫度控制單元啟動(dòng)換向閥、水泵、第一控制閥、第二控制閥，將水循環(huán)管道與蒸發(fā)器連通，水蒸發(fā)后進(jìn)入儲(chǔ)氣瓶，儲(chǔ)氣瓶中的相變材料和水蒸汽進(jìn)入壓縮機(jī)中，吸收外界熱量而放熱，蒸汽被壓縮機(jī)吸入，實(shí)現(xiàn)制熱循環(huán)。

優(yōu)選地，所述移動(dòng)終端選自手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦或智能手環(huán)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

（1）本發(fā)明的用于溫室大棚的溫度調(diào)控系統(tǒng)，采用溫度調(diào)控單元進(jìn)行自動(dòng)化控制，結(jié)合在大棚內(nèi)設(shè)置的熱量交換器、儲(chǔ)存裝置、水循環(huán)裝置，實(shí)現(xiàn)了通過蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器實(shí)現(xiàn)水資源和相變材料的制熱循環(huán)、制冷循環(huán)與能量的儲(chǔ)存，使用不同的控溫方式，使得整個(gè)溫度調(diào)控過程高效節(jié)能環(huán)保，大大節(jié)約了大棚溫度調(diào)控的成本。

（2）本發(fā)明的用于溫室大棚的溫度調(diào)控系統(tǒng)，在水循環(huán)裝置中，通過換向閥的設(shè)計(jì)，使得儲(chǔ)水箱的水根據(jù)制熱或制冷的需求，選擇性地進(jìn)入蒸發(fā)器或冷凝器；當(dāng)大棚內(nèi)的日常溫度滿足農(nóng)作物的生長需要時(shí)，還可以不使用換向閥而節(jié)約能源。

（3）本發(fā)明的用于溫室大棚的溫度調(diào)控系統(tǒng)，微處理中的數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、通訊模塊的設(shè)計(jì)，采集了溫室大棚內(nèi)的溫度、濕度參數(shù)，并且與溫室農(nóng)作物可生長的溫度和濕度標(biāo)準(zhǔn)范圍值進(jìn)行比對(duì)，得出需要升高或降低的溫度值，發(fā)送至溫度控制單元作為參考，實(shí)現(xiàn)了溫度調(diào)控的智能化和精確化。

（4）本發(fā)明的用于溫室大棚的溫度調(diào)控系統(tǒng)，相變材料在外界溫度較高時(shí)，會(huì)吸收環(huán)境中的熱量進(jìn)行儲(chǔ)存，使得環(huán)境溫度降低；當(dāng)外界溫度較低時(shí)，會(huì)把儲(chǔ)存的熱量釋放給外界環(huán)境，依次循環(huán)，維持在一個(gè)相對(duì)恒溫的狀態(tài)，節(jié)能環(huán)保，利于能量的儲(chǔ)存。

附圖說明

圖1為本發(fā)明用于溫室大棚的溫度調(diào)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明微處理器的模塊示意圖；

圖3為本發(fā)明用于溫室大棚的溫度調(diào)控系統(tǒng)的調(diào)控方法的流程框圖；

附圖標(biāo)記：1-溫室大棚，2-水循環(huán)裝置，3-熱量交換器，4-儲(chǔ)存裝置，5-蒸發(fā)器，6-壓縮機(jī)，7-冷凝器，21-儲(chǔ)水箱，22-水泵，23-水循環(huán)管道，24-換向閥，41-儲(chǔ)氣瓶，42-儲(chǔ)液瓶，43-第一控制閥，44-第二控制閥，100-溫度控制單元，200-微處理器，210-數(shù)據(jù)采集模塊，220-數(shù)據(jù)分析模塊，230-通訊模塊，300-移動(dòng)終端。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。其中，附圖僅用于示例性說明，表示的僅是示意圖，而非實(shí)物圖，不能理解為對(duì)本專利的限制；為了更好地說明本發(fā)明的實(shí)施例，附圖某些部件會(huì)有省略、放大或縮小，并不代表實(shí)際產(chǎn)品的尺寸；對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，附圖中某些公知結(jié)構(gòu)及其說明可能省略是可以理解的。

本發(fā)明實(shí)施例的附圖中相同或相似的標(biāo)號(hào)對(duì)應(yīng)相同或相似的部件；在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，若有術(shù)語“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此附圖中描述位置關(guān)系的用語僅用于示例性說明，不能理解為對(duì)本專利的限制。

如圖1-2所示，本實(shí)施例的一種用于溫室大棚的溫度調(diào)控系統(tǒng)，包括溫度控制單元100、水循環(huán)裝置2、熱量交換器3、儲(chǔ)存裝置4、蒸發(fā)器5、冷凝器7、壓縮機(jī)6，水循環(huán)裝置2分別與蒸發(fā)器5和壓縮機(jī)6連接，冷凝器7與壓縮機(jī)6連接。

如圖1所示，儲(chǔ)存裝置4包括儲(chǔ)氣瓶41與儲(chǔ)液瓶42，儲(chǔ)氣瓶41、熱量交換器3、儲(chǔ)液瓶42均容納有相變材料且串聯(lián)連接。相變材料為石蠟、cacl2·6h2o、na2so4·10h2o、na2s2o3·3h2o、na2hpo4·12h2o中的一種或兩種的組合。儲(chǔ)氣瓶41上設(shè)有控制內(nèi)部相變材料或水蒸氣進(jìn)入熱量交換器3的第一控制閥43，儲(chǔ)液瓶42上設(shè)有控制內(nèi)部相變材料或水進(jìn)入熱量交換器3的第二控制閥44。蒸發(fā)器5用于將儲(chǔ)液瓶?jī)?nèi)的相變材料或儲(chǔ)水箱中的水加熱汽化并存儲(chǔ)至儲(chǔ)氣瓶41中。壓縮機(jī)6用于將儲(chǔ)氣瓶41中的相變材料壓縮至冷凝器7散熱冷卻后，存儲(chǔ)至儲(chǔ)液瓶42中。

如圖1-2所示，水循環(huán)裝置2包括儲(chǔ)水箱21、水泵22和水循環(huán)管道23，水泵22通過水循環(huán)管道23分別與冷凝器7和蒸發(fā)器5連接，水循環(huán)管道上23設(shè)有供水流選擇方向的換向閥24。換向閥24的設(shè)計(jì)使得儲(chǔ)水箱21的水根據(jù)制熱或制冷的需求，選擇性地進(jìn)入蒸發(fā)器5或冷凝器7，當(dāng)大棚內(nèi)的日常溫度滿足農(nóng)作物的生長需要時(shí)，還可以不使用換向24而節(jié)約能源。溫度控制單元100用于根據(jù)大棚設(shè)定的溫度控制壓縮機(jī)6、蒸發(fā)器5、第一控制閥43、第二控制閥44、水泵22、換向閥24的開啟和關(guān)閉。

如圖2所示，本實(shí)施例的一種微處理器200，與溫度控制單元100信號(hào)連接，微處理器200包括：數(shù)據(jù)采集模塊210，用于采集溫室大棚內(nèi)的溫度、濕度參數(shù)；數(shù)據(jù)分析模塊220，用于接收采集到的溫度、濕度參數(shù)，與溫室農(nóng)作物可生長的溫度和濕度標(biāo)準(zhǔn)范圍值進(jìn)行比對(duì)，得出需要升高或降低的溫度值；通訊模塊230，用于將得出的需要升高或降低的溫度值發(fā)送至溫度控制單元作為參考。微處理器200連接有用于顯示溫度和濕度參數(shù)的移動(dòng)終端300。移動(dòng)終端300選自手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦或智能手環(huán)。微處理器200通過濕度、溫度參數(shù)的采集與測(cè)算出的所需升高和降低的溫度值，實(shí)現(xiàn)了溫度調(diào)控的智能化和精確化。

如圖3所示，本實(shí)施例的用于溫室大棚的溫度調(diào)控系統(tǒng)的調(diào)控方法，包括如下步驟：

s10：數(shù)據(jù)采集模塊采集溫室大棚內(nèi)的溫度、濕度參數(shù)；數(shù)據(jù)分析模塊接收采集到的溫度、濕度參數(shù)，與溫室農(nóng)作物可生長的溫度和濕度標(biāo)準(zhǔn)范圍值進(jìn)行比對(duì)，得出需要升高或降低的溫度值，移動(dòng)終端可以顯示溫度和濕度參數(shù)；通訊模塊將得出的需要升高或降低的溫度值發(fā)送至溫度控制單元作為參考。

s20：當(dāng)溫室大棚需要降低溫度時(shí)，溫度控制單元啟動(dòng)換向閥、水泵、第一控制閥、第二控制閥，將水循環(huán)管道與冷凝器連通，水冷凝后進(jìn)入儲(chǔ)液瓶，儲(chǔ)液瓶中的相變材料和水進(jìn)入蒸發(fā)器中吸熱，將大棚內(nèi)空氣冷卻，蒸汽被壓縮機(jī)吸入，實(shí)現(xiàn)制冷循環(huán)。

s30：當(dāng)溫室大棚需要升高溫度時(shí)，溫度控制單元啟動(dòng)換向閥、水泵、第一控制閥、第二控制閥，將水循環(huán)管道與蒸發(fā)器連通，水蒸發(fā)后進(jìn)入儲(chǔ)氣瓶，儲(chǔ)氣瓶中的相變材料和水蒸汽進(jìn)入壓縮機(jī)中，吸收外界熱量而放熱，蒸汽被壓縮機(jī)吸入，實(shí)現(xiàn)制熱循環(huán)。

其中，當(dāng)需要降低大棚溫度且能源價(jià)格低廉時(shí)，內(nèi)部處于液相的相變材料變成固相，能源價(jià)格高昂時(shí)是固相相變材料與溫室大棚熱交換，融化吸熱，從而對(duì)溫室大棚進(jìn)行制冷，減少溫度調(diào)控系統(tǒng)制冷的運(yùn)營成本；當(dāng)需要升高大棚溫度當(dāng)能源價(jià)格低廉時(shí)，內(nèi)部處于固相的相變材料變成液相，能源價(jià)格高昂時(shí)液相相變材料與溫室大棚熱交換，相變材料固化放熱，從而對(duì)溫室大棚進(jìn)行制熱，減小溫度受控單元制熱的運(yùn)營成本。

本發(fā)明的用于溫室大棚的溫度調(diào)控系統(tǒng)，采用溫度調(diào)控單元進(jìn)行自動(dòng)化控制，結(jié)合在大棚內(nèi)設(shè)置的熱量交換器、儲(chǔ)存裝置、水循環(huán)裝置，實(shí)現(xiàn)了通過蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器實(shí)現(xiàn)水資源和相變材料的制熱循環(huán)、制冷循環(huán)與能量的儲(chǔ)存，使用不同的控溫方式，使得整個(gè)溫度調(diào)控過程高效節(jié)能環(huán)保，大大節(jié)約了大棚溫度調(diào)控的成本。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。