本實(shí)用新型屬于農(nóng)村土窖蔬菜貯藏保鮮領(lǐng)域，特別是一種具有自動(dòng)調(diào)控功能的農(nóng)村土窖蔬菜貯藏系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

土窖是利用土層的保溫、保濕性能，為果品、蔬菜等提供適宜貯藏環(huán)境的構(gòu)筑物。窖內(nèi)的溫度、濕度是決定貯藏果菜質(zhì)量的關(guān)鍵因素，溫度過高容易變質(zhì)甚至腐爛，過低容易受凍。濕度過大易發(fā)生霉?fàn)€，濕度過小會(huì)失水皺皮。傳統(tǒng)土窖貯藏只是簡(jiǎn)單的對(duì)土壤冷源的被動(dòng)利用，這樣的土窖對(duì)蔬菜的貯藏時(shí)間很短，且不能對(duì)土窖的情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。

PLC控制系統(tǒng)目前多應(yīng)用于糧倉監(jiān)控及城市冷藏庫的果蔬保鮮，而對(duì)于農(nóng)村這個(gè)果蔬生產(chǎn)地保質(zhì)貯藏存在因高效低碳處理技術(shù)水平低、設(shè)備性能差、能耗大、成本高、品質(zhì)差等問題而導(dǎo)致的特色蔬菜損失嚴(yán)重的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)合理、能夠?qū)ν两褍?nèi)的環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、監(jiān)控以及控制的具有自動(dòng)調(diào)控功能的農(nóng)村土窖蔬菜貯藏系統(tǒng)。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種具有自動(dòng)調(diào)控功能的農(nóng)村土窖蔬菜貯藏系統(tǒng)，包括土窖，其特征在于：還包括控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)由溫度傳感器、濕度傳感器、氣體探測(cè)器、擴(kuò)展模塊、PLC控制器、手動(dòng)開關(guān)、報(bào)警器、溫控裝置、調(diào)濕裝置、無線通信模塊及觸摸屏，在所述的土窖內(nèi)設(shè)置有溫度傳感器、濕度傳感器及氣體探測(cè)器，溫度傳感器、濕度傳感器及氣體探測(cè)器均與擴(kuò)展模塊相連，擴(kuò)展模塊與PLC控制器的輸入端相連，在PLC控制器的輸出端依次連接有報(bào)警器、溫控裝置及調(diào)濕裝置，溫控裝置及調(diào)濕裝置的作用部件設(shè)置在土窖的內(nèi)部，所述的觸摸屏通過無線通信模塊與PLC控制器無線連接，所述的手動(dòng)開關(guān)與PLC控制器連接。

而且，所述的溫控裝置由制熱系統(tǒng)及制冷系統(tǒng)構(gòu)成，所述的制熱系統(tǒng)由熱源、蓄熱水箱、風(fēng)機(jī)及制熱蒸發(fā)器構(gòu)成，所述的蓄熱水箱通過熱源對(duì)其內(nèi)的液體進(jìn)行加熱，蓄熱水箱的出口端與制熱蒸發(fā)器的進(jìn)口端連接，蓄熱水箱的進(jìn)口端與制熱蒸發(fā)器的出口端連接，所述的制熱蒸發(fā)器安裝在土窖內(nèi)并通過風(fēng)機(jī)將制熱蒸發(fā)器產(chǎn)生的熱量散發(fā)到土窖內(nèi)；所述的制冷系統(tǒng)由冷凝水箱、水泵、冷凝器、壓縮機(jī)、膨脹閥及制冷蒸發(fā)器構(gòu)成，冷凝水箱的出水口通過水泵與冷凝器的第一進(jìn)水口連接，冷凝器的第一出水口通過壓縮機(jī)連接至制冷蒸發(fā)器的進(jìn)水口，制冷蒸發(fā)器的出水口通過膨脹閥與冷凝器的第二進(jìn)水口連接，冷凝器的第二出水口與冷凝水箱的進(jìn)水口連接，所述的制冷蒸發(fā)器安裝在土窖內(nèi)并通過風(fēng)機(jī)將制冷蒸發(fā)器產(chǎn)生的冷氣散發(fā)到土窖內(nèi)。

而且，所述的溫度傳感器為Pt100溫度傳感器。

而且，所述的濕度傳感器為AM2001濕度傳感器。

而且，所述的氣體探測(cè)器為JCJ28002氣體探測(cè)器。

而且，所述的調(diào)濕裝置為加濕器，該加濕器設(shè)置在土窖的內(nèi)部。

而且，所述的無線通信模塊為zigbee無線通信模塊。

而且，所述的熱源為太陽能集熱器和/或電阻絲，太陽能集熱器通過管道與蓄熱水箱連接，電阻絲安裝在蓄熱水箱的箱體底部。

而且，所述冷凝器使用的制冷劑為R600a制冷劑。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和有益效果為：

1.本具有自動(dòng)調(diào)控功能的農(nóng)村土窖蔬菜貯藏系統(tǒng)，以西門子PLC為主控制器，結(jié)合基于太陽能-地源熱泵調(diào)控的土壤冷源主動(dòng)利用裝置(溫控裝置)，實(shí)現(xiàn)土窖對(duì)土壤冷源的主被動(dòng)結(jié)合利用。土窖一般建于地下受外界環(huán)境變化影響不大(土壤冷源被動(dòng)利用)，再加上溫控裝置主動(dòng)調(diào)控(土壤冷源主動(dòng)利用)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)土窖內(nèi)溫度、濕度和氧氣濃度的采集，實(shí)時(shí)顯示土窖內(nèi)狀況，對(duì)土窖進(jìn)行加熱、制冷、加濕和除濕等自動(dòng)控制過程，使土窖內(nèi)貯藏的果蔬能夠長(zhǎng)時(shí)間保鮮，滿足貯藏要求。

2.本具有自動(dòng)調(diào)控功能的農(nóng)村土窖蔬菜貯藏系統(tǒng)，土窖內(nèi)溫濕度的實(shí)時(shí)顯示由觸摸屏實(shí)現(xiàn)，并通過使用無線通信模塊來進(jìn)行PLC和觸摸屏之間的通信，使該系統(tǒng)更加合理、更加人性化。

3.本具有自動(dòng)調(diào)控功能的農(nóng)村土窖蔬菜貯藏系統(tǒng)，通過溫控裝置的設(shè)置，能夠隨時(shí)根據(jù)土窖內(nèi)的溫度情況進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，保持土窖內(nèi)溫度的穩(wěn)定性，保證了蔬菜的保鮮效果，延長(zhǎng)了蔬菜的貯藏時(shí)間。在制熱運(yùn)行時(shí)，可以通過太陽能或者電阻絲來加熱，當(dāng)天氣晴朗時(shí)，裝置可以充分利用新能源太陽能作為供熱能量的來源，當(dāng)長(zhǎng)期陰天，太陽能不足以提供熱源時(shí)，裝置可以通過電阻絲的形式來加熱，該兩種熱源的設(shè)置不僅節(jié)約常規(guī)能源，而且清潔、無污染；在制冷運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)使用的制冷劑為R600a制冷劑，屬于純天然成分，對(duì)臭氧層無破壞作用，也不會(huì)產(chǎn)生溫室效應(yīng)，是一種性能極佳而又具有環(huán)保特質(zhì)的新型碳?xì)渲评鋭哂袠O大的蒸發(fā)潛能、較強(qiáng)的冷卻能力、很好的流動(dòng)性，較低的輸送壓以及較低的耗電量等諸多特點(diǎn)。

4.本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)合理，具有操作安全便捷、便于后期檢修、不耗費(fèi)礦物燃料、不會(huì)造成污染、能夠?qū)ν两褍?nèi)的環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、監(jiān)控以及控制，有利于農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮的優(yōu)點(diǎn)，是一種具有較高創(chuàng)新性的具有自動(dòng)調(diào)控功能的農(nóng)村土窖蔬菜貯藏系統(tǒng)。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的原理方框圖；

圖2為本實(shí)用新型觸摸屏與無線通信模塊連接的示意圖；

圖3為本實(shí)用新型溫控裝置的原理圖。

附圖標(biāo)記

1-太陽能集熱器、2-制熱蒸發(fā)器、3-土窖、4-制冷蒸發(fā)器、5-風(fēng)機(jī)、6-膨脹閥、7-壓縮機(jī)、8-冷凝器、9-水泵、10-冷凝水箱、11-電阻絲、12-蓄熱水箱。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

一種具有自動(dòng)調(diào)控功能的農(nóng)村土窖蔬菜貯藏系統(tǒng)，包括土窖3，其創(chuàng)新之處在于：還包括控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)由溫度傳感器、濕度傳感器、氣體探測(cè)器、擴(kuò)展模塊、PLC控制器、手動(dòng)開關(guān)、報(bào)警器、溫控裝置、調(diào)濕裝置、無線通信模塊及觸摸屏，在所述的土窖內(nèi)設(shè)置有溫度傳感器、濕度傳感器及氣體探測(cè)器，溫度傳感器、濕度傳感器及氣體探測(cè)器均與擴(kuò)展模塊相連，擴(kuò)展模塊與PLC控制器的輸入端相連，在PLC控制器的輸出端依次連接有報(bào)警器、溫控裝置及調(diào)濕裝置，溫控裝置及調(diào)濕裝置的作用部件設(shè)置在土窖的內(nèi)部，所述的觸摸屏通過無線通信模塊與PLC控制器無線連接，所述的手動(dòng)開關(guān)與PLC控制器連接。

所述的溫控裝置由制熱系統(tǒng)及制冷系統(tǒng)構(gòu)成，所述的制熱系統(tǒng)由熱源、蓄熱水箱12、風(fēng)機(jī)5及制熱蒸發(fā)器2構(gòu)成，所述的蓄熱水箱通過熱源對(duì)其內(nèi)的液體進(jìn)行加熱，蓄熱水箱的出口端與制熱蒸發(fā)器的進(jìn)口端連接，蓄熱水箱的進(jìn)口端與制熱蒸發(fā)器的出口端連接，所述的制熱蒸發(fā)器安裝在土窖內(nèi)并通過風(fēng)機(jī)將制熱蒸發(fā)器產(chǎn)生的熱量散發(fā)到土窖內(nèi)，該系統(tǒng)可使土窖溫度半小時(shí)升高2℃；所述的制冷系統(tǒng)由冷凝水箱10、水泵9、冷凝器8、壓縮機(jī)7、膨脹閥6及制冷蒸發(fā)器4構(gòu)成，冷凝水箱的出水口通過水泵與冷凝器的第一進(jìn)水口連接，冷凝器的第一出水口通過壓縮機(jī)連接至制冷蒸發(fā)器的進(jìn)水口，制冷蒸發(fā)器的出水口通過膨脹閥與冷凝器的第二進(jìn)水口連接，冷凝器的第二出水口與冷凝水箱的進(jìn)水口連接，所述的制冷蒸發(fā)器安裝在土窖內(nèi)并通過風(fēng)機(jī)將制冷蒸發(fā)器產(chǎn)生的冷氣散發(fā)到土窖內(nèi)，該系統(tǒng)可使土窖最低溫度達(dá)-5℃。溫控裝置的作用部件為制冷蒸發(fā)器及制熱蒸發(fā)器。

所述的溫度傳感器為Pt100溫度傳感器，它的溫度采集范圍為-20℃-80℃。

所述的濕度傳感器為AM2001濕度傳感器，它的濕度度采集范圍為0-99.5％RH。所述的氣體探測(cè)器為JCJ28002氣體探測(cè)器，它的檢測(cè)范圍0-30％VOL。

所述的調(diào)濕裝置為加濕器，該加濕器設(shè)置在土窖的內(nèi)部。調(diào)濕裝置的作用部件為加濕器。

所述的無線通信模塊為zigbee無線通信模塊，通信距離最大可達(dá)1公里。

所述的熱源為太陽能集熱器1和/或電阻絲11，太陽能集熱器通過管道與蓄熱水箱連接，電阻絲安裝在蓄熱水箱的箱體底部。

所述冷凝器使用的制冷劑為R600a制冷劑。

大白菜儲(chǔ)藏的最適溫度為0℃-5℃，溫度高于5℃大白菜呼吸作用增強(qiáng)，易脫幫腐爛；溫度低于-2℃會(huì)受凍腐爛。大白菜儲(chǔ)藏的適宜濕度為80％-90％RH，空氣濕度小，大白菜易失水干癟，反之易腐爛。分別采用溫度傳感器、濕度傳感器和氣體探測(cè)器對(duì)土窖的溫度、濕度和氧氣濃度進(jìn)行采集，經(jīng)過PLC控制器處理，然后通過無線通信模塊在觸摸屏進(jìn)行顯示，同時(shí)在觸摸屏上進(jìn)行對(duì)控制參數(shù)的設(shè)置，溫度為0℃-5℃，濕度為80％-90％RH。當(dāng)濕度低于80％時(shí)，加濕器開啟，對(duì)土窖進(jìn)行加濕；當(dāng)濕度高于90％時(shí)進(jìn)行通風(fēng)處理(由于土窖蔬菜貯藏對(duì)濕度要求相對(duì)較高，而空氣濕度一般不會(huì)超過50％RH，因此通風(fēng)即可滿足除濕要求)。對(duì)于溫度的控制采用基于太陽能-地源熱泵調(diào)控原理的溫控裝置進(jìn)行。當(dāng)溫度高于5℃時(shí)，需要制冷運(yùn)行，利用壓縮機(jī)、冷凝器、制冷蒸發(fā)器、膨脹閥等部件為一體構(gòu)成的熱泵機(jī)組實(shí)現(xiàn)制冷的效果，將產(chǎn)生的冷量供給制冷蒸發(fā)器，通過風(fēng)機(jī)將冷量傳遞到土窖中，從而實(shí)現(xiàn)制冷，庫體內(nèi)部溫度降低。當(dāng)溫度低于0℃時(shí)，需要制熱運(yùn)行，對(duì)蓄熱水箱中的水進(jìn)行加熱，該熱量由太陽能集熱器吸收太陽能或通過電阻絲加熱提供，利用水循環(huán)將熱量供給制熱蒸發(fā)器，然后通過風(fēng)機(jī)將熱量傳遞到土窖中，從而實(shí)現(xiàn)制熱，土窖內(nèi)部溫度升高。

盡管為說明目的公開了本實(shí)用新型的實(shí)施例和附圖，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解：在不脫離本實(shí)用新型及所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)，各種替換、變化和修改都是可能的，因此，本實(shí)用新型的范圍不局限于實(shí)施例和附圖所公開的內(nèi)容。