CN113261457A - 一种玻璃温室内人工气候环境的自动化精确模拟*** - Google Patents

一种玻璃温室内人工气候环境的自动化精确模拟*** Download PDF

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张伟
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Abstract

本发明提供了一种玻璃温室内人工气候环境的自动化精确模拟***，包括室内机和与室内机之间通过管路连通的室外机，所述室内机上连接有送风静压箱，所述送风静压箱两侧固定连通有送风管道，所述送风管道上均匀的设置有多个送风口，所述室内机的侧端设置有回风静压箱，所述回风静压箱通过管道阀与室内机连通，所述回风静压箱连通有回风管道，所述回风管道上开设有多个回风口。运行模式多：具有降温除湿、升温除湿、降温加湿、升温加湿等运行模式，通过不同的运行模式，从降温除湿到制热加湿运行，提高了***的制冷、制热、除湿、加湿的调节范围，能够满足不同冷/热/湿负荷的需求。

Description

一种玻璃温室内人工气候环境的自动化精确模拟***
技术领域
本发明属于玻璃温室环境控制***技术领域，具体涉及一种玻璃温室内人工气候环境的自动化精确模拟***。
背景技术
目前的智能温室，多为湿帘型温湿度控制***和传统空调控制***，要么增加湿度对温度影响较大，要么空调的冷热风对温室内水稻叶片造成灼伤，很难达到实验所需的温湿度精度。尤其是温度更不容易达到实验要求的精度；
水稻高温鉴定实验对环境条件的要求标准为平均温度33.0℃以上，最高温度39.0℃以上，且要持续3天以上。温度精度要求正负1度以内，目前实施的大田高温鉴定受天气条件的影响很大，很难准确收集到所有实验数据，如遇到天气状况比较特殊年份都无法完成鉴定实验。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种玻璃温室内人工气候环境的自动化精确模拟***，以解决上述背景技术中提出的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种玻璃温室内人工气候环境的自动化精确模拟***，包括室内机和与室内机之间通过管路连通的室外机；
其中，所述室内机上连接有送风静压箱，所述送风静压箱两侧固定连通有送风管道，所述送风管道上均匀的设置有多个送风口；
所述室内机的侧端设置有回风静压箱，所述回风静压箱通过管道阀与室内机连通，所述回风静压箱连通有回风管道，所述回风管道上开设有多个回风口。
优选的，所述室内机靠近回风静压箱的位置设置有三组表冷器，温室内通过回风静压箱的回风经过室内机的表冷器的时候进行除湿作业。
优选的，所述室内机内还设置有电加热器，所述电加热器通过电极加热调控温室环境进行加温作业。
优选的，所述室内机内还设置有第一加湿器和第二加湿器，所述第一加湿器和第二加湿器分别为电加湿和超声波加湿，用于根据环境湿度要求选择加湿作业。
优选的，所述室内机内靠近送风静压箱设置有送风风机，所述送风风机与送风静压箱之间连通，完成室内机向送风管道内送风作业。
优选的，所述室外机内设置有保温水箱，所述保温水箱通过水泵连通有蒸发器，所述蒸发器内设置有制冷工质，制冷工质在蒸发器内吸收被冷却物的热量并汽化成蒸汽，所述蒸发器还连通有压缩机，所述压缩机将产生的蒸汽从蒸发器中抽出，并进行压缩形成高温、高压蒸汽，所述压缩机连通有冷凝器，压缩形成高温、高压蒸汽被送到冷凝器后向冷却介质放热冷凝成高压液体，在经过与冷凝器连通的干燥过滤器经节流机构降压后进入蒸发器，再次汽化吸收被冷却物体的热量，循环作业。
优选的，所述保温水箱上设置有用于补水的补水口和用于排污的排污口。
优选的，所述压缩机设置为双模组压缩机。
优选的，所述保温水箱和蒸发器与表冷器组成循环回路。
优选的，所述室内机和室外机分别信号连接有控制器。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、运行更稳定：运用冷水机组供给冷冻水制冷，避免了直澎式压缩机频繁启停，导致无法持续制冷的问题，使设备运行更加稳定。以提高除湿调温***的性能，扩大除湿调温***的适用范围。
2、调节精度高：采用三段式冷冻水制冷，其中一段采取模拟量控制，电加热与电加湿均采用模拟量控制，对***的制冷量、制热量和加湿量进行微调，以提高温湿度的调节精度。使温湿度控制更加精准。
3、运行模式多：具有降温除湿、升温除湿、降温加湿、升温加湿等运行模式，通过不同的运行模式，从降温除湿到制热加湿运行，提高了***的制冷、制热、除湿、加湿的调节范围，能够满足不同冷/热/湿负荷的需求。
4、自动控制：根据室内温湿度的设计要求，实时检测室内的温湿度、室外温度和***的运行状态，根据室内温湿度的变化和室外温度条件，自动转换***的运行模式，以保证室内的温湿度要求和***安全运行。
附图说明
图1是本发明整体结构示意图；
图2是本发明室内机与室外机连接原理示意图；
附图标记说明：
1-室内机；11-送风风机；12-第一加湿器；13-第二加湿器；14-表冷器；15-电加热器；2-室外机；21-保温水箱；22-冷凝器；23-干燥过滤器；24-压缩机；25-蒸发器；26-水泵；3-送风静压箱；4-送风管道；41-送风口；5-回风静压箱；6-管道阀；7-回风管道；71-回风口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
如图1和图2所示，本发明提供一种技术方案：一种玻璃温室内人工气候环境的自动化精确模拟***，包括室内机1和与室内机1之间通过管路连通的室外机2；室内机1安装在玻璃温室内，室外机2通过管路与室内机1连通，完成室内机1在玻璃温室内的加温、降温、加湿和除湿作业。
所述室外机2内设置有保温水箱21，所述保温水箱21上设置有用于补水的补水口和用于排污的排污口。
所述保温水箱21通过水泵26连通有蒸发器25，所述蒸发器25内设置有制冷工质，制冷工质即制冷剂，制冷工质在蒸发器25内吸收被冷却物的热量并汽化成蒸汽，所述蒸发器25还连通有压缩机24，所述压缩机24将产生的蒸汽从蒸发器25中抽出，并进行压缩形成高温、高压蒸汽，所述压缩机24连通有冷凝器22，压缩形成高温、高压蒸汽被送到冷凝器22后向冷却介质放热冷凝成高压液体，在经过与冷凝器连通的干燥过滤器23经节流机构降压后进入蒸发器25，再次汽化吸收被冷却物体的热量，循环作业，以确保保温水箱21内的水温控制在7℃左右。
所述压缩机24设置为双模组压缩机，用于提高压缩功率。
所述室内机1上连接有送风静压箱3，所述送风静压箱3两侧固定连通有送风管道4，所述送风管道4上均匀的设置有多个送风口41，所述室内机1内靠近送风静压箱3设置有送风风机11，所述送风风机11与送风静压箱3之间连通，完成室内机1向送风管道4内送风作业；
所述室内机1的侧端设置有回风静压箱5，所述回风静压箱5通过管道阀6与室内机1连通，所述回风静压箱5连通有回风管道7，所述回风管道7上开设有多个回风口71。
其中，送风管道4和回风管道7分别采用上送两侧地下回风的布置形式，送风管道4布置均匀而高效，回风管道7采用下面两侧地下回风，不占用地上空间，提高了玻璃温室使用效率，整体送风管道4和回风管道7布局合理高效，使玻璃温室内温湿度环境控制稳定，精度高，玻璃温室内实际温度控制精度达到了±1.0℃，湿度精度达到±10％。
所述室内机1靠近回风静压箱5的位置设置有三组表冷器14，所述保温水箱21和蒸发器25与表冷器14组成循环回路，温室内通过回风静压箱5的回风经过室内机1的表冷器的时候进行除湿作业。
所述室内机1内还设置有电加热器15，所述电加热器15通过电极加热调控温室环境进行加温作业。
所述室内机1内还设置有第一加湿器12和第二加湿器13，所述第一加湿器12和第二加湿器13分别为电加湿和超声波加湿，用于根据环境湿度要求选择加湿作业。
降温根据玻璃温室环境的温差大小自动调节制冷量，采用室外机2的保温水箱21内的7℃左右的冷水，通过管道阀6进行控制，当不需要制冷时，就关闭管道阀6，当要求制冷时，就打开管道阀6；管道阀6的开启范围能实现0％到100％调节水流量，轻易实现冷量调节，控制温湿度非常稳定。
为了便于完成室内机1和室外机2的自动化精准控制作业，所述室内机1和室外机2分别信号连接有控制器。
使用时，先根据玻璃温室内实验要求模拟各类气候温湿度，按照最恶劣工况，计算最大负荷。根据不同室内温湿度要求分别进行不同的***控制模式，并将控制模式预设在控制器内。
1、在高温高湿环境时，进入除湿降温模式，具体为当玻璃温室内高温高湿条件下，采用比例调节管道阀6控制冷量大小，使表冷器14降温除湿，成为低温低湿的空气返回玻璃温室内，主要是通过调节表冷器14的循环水量，开启与负荷相匹配的制冷量，进一步调节制冷量和除湿量。为了保证温湿度更加稳定，制冷段可以保持持续运行，按照室外温度和设计温度差值，内部设定不同条件冷量开启量。
2、在低温高湿环境时，进入除湿升温模式，具体为当室内低温高湿条件下，***运行于除湿升温模式，尽管相对湿度比较高，但是含湿量比较低，通过电加热器15将空气加热后，含湿量不变的情况下，空气的相对湿度就迅速下降，因此可以通过***制热运行，来实现对室内温湿度的控制，从而达到控制室内空气温湿度的目的。
3、在低温低湿环境时，进入制热加湿模式，当室内低温低湿环境下，制冷***将停止工作，开启电加热器15电加热和第一加湿器12进行电加湿补偿，从而达到控制玻璃温室内空气温湿度的目的，要求室内高温40℃以上，高湿90％以上时，在电加热电加湿基础上，需采用独立回风增加第二加湿器13进行超声波加湿段加湿作为补充，回风温度尽量高，增加含水能力。
4、在高温低湿环境时，进入降温加湿模式，当室内高温低湿环境下，应该开启与与计算的负荷相匹配的制冷量，不应开启过大制冷量造成大量除湿，同时加湿段进行加湿补偿，尽量采用第一加湿器12进行电加湿，回风温度尽量高，增加含水能力。
***循环机制为：
1、恒温恒湿***室外机2的循环：通过压缩机24的运行使得排气口排出高温高压的气体，然后进入冷凝器22内冷却变成低温高压气体，在通过冷凝器22毛细管截流变成低温低压的液体，再通过蒸发器25蒸发吸热，回到压缩机24内变成低温低压的气体，如此循环往复，进而能完成外循环的水媒介制冷。
2、恒温恒湿***室内机1内循环，在正常开机的情况下，通过送风风机11风机的运行使得潮湿的空气从回风口71吸入，经过水冷机2供水制冷的换热器将空气中的水份吸附在表冷器14的铜管上凝露排水，变成干燥的空气从出风口吹出，同时获得降温与降湿的效果；当需要提高空气湿度时，启动内置加湿桶12补偿水分，由部分模拟量微量控制，设计参数时，加湿量要大于除湿量；当需要提高空气温度时，启动内置加热棒15补偿热量，由部分模拟量微量控制，设计参数时，加热量要大于降温***的制冷量。
该玻璃温室内人工气候环境的自动化精确模拟***用于提供一种可以在不同室内外温湿度下对玻璃温室内进行供热、制冷、除湿和加湿以满足室内温湿度要求的管道式调温调湿方法及其设备，具有如下优点：
1、运行更稳定：运用冷水机组供给冷冻水制冷，避免了直澎式压缩机频繁启停，导致无法持续制冷的问题，使设备运行更加稳定。以提高除湿调温***的性能，扩大除湿调温***的适用范围。
2、调节精度高：采用三段式冷冻水制冷，其中一段采取模拟量控制，电加热与电加湿均采用模拟量控制，对***的制冷量、制热量和加湿量进行微调，以提高温湿度的调节精度。使温湿度控制更加精准。
3、运行模式多：具有降温除湿、升温除湿、降温加湿、升温加湿等运行模式，通过不同的运行模式，从降温除湿到制热加湿运行，提高了***的制冷、制热、除湿、加湿的调节范围，能够满足不同冷/热/湿负荷的需求。
4、自动控制：根据室内温湿度的设计要求，实时检测室内的温湿度、室外温度和***的运行状态，根据室内温湿度的变化和室外温度条件，自动转换***的运行模式，以保证室内的温湿度要求和***安全运行。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种玻璃温室内人工气候环境的自动化精确模拟***，其特征在于：包括室内机(1)和与室内机(1)之间通过管路连通的室外机(2)；
其中，所述室内机(1)上连接有送风静压箱(3)，所述送风静压箱(3)两侧固定连通有送风管道(4)，所述送风管道(4)上均匀的设置有多个送风口(41)；
所述室内机(1)的侧端设置有回风静压箱(5)，所述回风静压箱(5)通过管道阀(6)与室内机(1)连通，所述回风静压箱(5)连通有回风管道(7)，所述回风管道(7)上开设有多个回风口(71)。
2.根据权利要求1所述的一种玻璃温室内人工气候环境的自动化精确模拟***，其特征在于，所述室内机(1)靠近回风静压箱(5)的位置设置有三组表冷器(14)，温室内通过回风静压箱(5)的回风经过室内机(1)的表冷器的时候进行除湿作业。
3.根据权利要求1所述的一种玻璃温室内人工气候环境的自动化精确模拟***，其特征在于，所述室内机(1)内还设置有电加热器(15)，所述电加热器(15)通过电极加热调控温室环境进行加温作业。
4.根据权利要求1所述的一种玻璃温室内人工气候环境的自动化精确模拟***，其特征在于，所述室内机(1)内还设置有第一加湿器(12)和第二加湿器(13)，所述第一加湿器(12)和第二加湿器(13)分别为电加湿和超声波加湿，用于根据环境湿度要求选择加湿作业。
5.根据权利要求1所述的一种玻璃温室内人工气候环境的自动化精确模拟***，其特征在于，所述室内机(1)内靠近送风静压箱(3)设置有送风风机(11)，所述送风风机(11)与送风静压箱(3)之间连通，完成室内机(1)向送风管道(4)内送风作业。
6.根据权利要求1所述的一种玻璃温室内人工气候环境的自动化精确模拟***，其特征在于，所述室外机(2)内设置有保温水箱(21)，所述保温水箱(21)通过水泵(26)连通有蒸发器(25)，所述蒸发器(25)内设置有制冷工质，制冷工质在蒸发器(25)内吸收被冷却物的热量并汽化成蒸汽，所述蒸发器(25)还连通有压缩机(24)，所述压缩机(24)将产生的蒸汽从蒸发器(25)中抽出，并进行压缩形成高温、高压蒸汽，所述压缩机(24)连通有冷凝器(22)，压缩形成高温、高压蒸汽被送到冷凝器(22)后向冷却介质放热冷凝成高压液体，在经过与冷凝器连通的干燥过滤器(23)经节流机构降压后进入蒸发器(25)，再次汽化吸收被冷却物体的热量，循环作业。
7.根据权利要求6所述的一种玻璃温室内人工气候环境的自动化精确模拟***，其特征在于，所述保温水箱(21)上设置有用于补水的补水口和用于排污的排污口。
8.根据权利要求6所述的一种玻璃温室内人工气候环境的自动化精确模拟***，其特征在于，所述压缩机(24)设置为双模组压缩机。
9.根据权利要求6所述的一种玻璃温室内人工气候环境的自动化精确模拟***，其特征在于，所述保温水箱(21)和蒸发器(25)与表冷器(14)组成循环回路。
10.根据权利要求1所述的一种玻璃温室内人工气候环境的自动化精确模拟***，其特征在于，所述室内机(1)和室外机(2)分别信号连接有控制器。
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