一种基于表冷器-风机的日光温室温度控制方法技术

本发明专利技术公开了属于农业设施领域的一种基于表冷器‑风机的日光温室温度控制方法；其中第一阶段为上午集热阶段，第二阶段为下午集热阶段，第三阶段为前半夜平稳运移阶段，第四阶段为后半夜机能维持阶段；且设有三个辅助阶段，分别为：第五阶段傍晚加速运移阶段；第六阶段清晨光合唤醒阶段；第一阶段开始时进行第七阶段上下同步阶段。本发明专利技术不仅在白天收集热量时分为两个时间段，减少了不必要的电耗；同时在夜间也分为两个时间段，降低了夜间的总热负荷；而且增加了三个符合植物生长规律的温度控制策略，在实现了符合植物生长规律的适时变温管理控制的同时，还更加高效和节能。

A temperature control method of solar greenhouse based on surface cooler fan

【技术实现步骤摘要】
一种基于表冷器-风机的日光温室温度控制方法
本专利技术属于农业设施
，具体为一种基于表冷器-风机的日光温室温度控制方法。
技术介绍
目前，具有主动集放热系统的日光温室，其温度环境的管理控制方法较为粗放和简单，一般是根据室内气温或时刻来控制集放热系统的启、闭，进行白天收集热量，再在夜间放热来提升日光温室的最低温度。表冷器-风机主动集放热系统，是一种收集空气中余热的方法，系统运行与否只与气温有关，不与太阳光的强弱直接相关，即使阴天也能够收集热量。根据目前的温度管理控制策略，即使在晴天、阴天等不同天气条件下，其管理控制方法也是不变的，这样就不利于能源的高效利用；同时，夜间维持同一最低温度的控制方法，会使得前半夜温室的气温相对偏低，不利于植物转移光合产物(因为光合产物的运移需要相对高一些的温度)，但后半夜的温度又相对偏高，增强了植物的呼吸消耗，导致光合产物累积量减少，不利于高产和优质。因此，现有的温度环境管理控制方法不符合植物生长对环境温度的需求规律，更不满足现代农业可持续发展的要求。因此，急需一种调节、控制日光温室温度环境的高效控制方法，为植物生长提供更优的温度条件。
技术实现思路
针对
技术介绍
中存在的问题，本专利技术提供了一种基于表冷器-风机的日光温室温度控制方法，其特征在于，其特征在于，包括：第一阶段，上午集热阶段；当温室气温Tq高于低温集热设定气温Tjk1，且水气温差ΔTsq大于等于低温集热水气温差Tjc1时，控制系统启动主动集放热系统的第一集放热组，进行集热；当温室气温Tq高于高温集热设定气温Tjk2，且水气温差ΔTsq大于等于高温集热水气温差Tjc2时，控制系统再启动第二集放热组，与第一集放热组一起进行集热；当温室气温Tq高于作物适温上限Tsfk时，开启日光温室风口；水气温差ΔTsq为保温蓄水池中的水温与空气气温的差，并取绝对值；第二阶段，下午集热阶段；当温室气温Tq低于Tjk2时，水气温差ΔTsq小于Tjc2时，关闭第二集放热组和日光温室风口，只保留第一集放热组进行集热；当温室气温Tq低于Tjk1，且水气温差ΔTsq小于Tjc1时，关闭第一集放热组；在第二阶段之后，关闭保温被；第三阶段，前半夜平稳运移阶段；当温室气温Tq低于前半夜放热气温Tfk时，且水气温差ΔTsq大于等于前半夜放热水气温差Tfc时，同时启动第一集放热组和第二集放热组进行放热；第四阶段，后半夜机能维持阶段；当温室气温Tq低于后半夜放热气温Tfk2时，且水气温差ΔTsq大于等于后半夜放热水气温差Tfc时，同时启动第一集放热组和第二集放热组，进行放热。在所述第三阶段中，温室气温Tq大于等于Tfk1。在所述第四阶段中，温室气温Tq大于等于Tfk2。在所述第一阶段和所述第二阶段中，Tjk1≤温室气温Tq≤Tsfk。在所述第三阶段之前进行第五阶段，傍晚加速运移阶段；同时启动第一集放热组和第二集放热组，使温室气温Tq比关闭保温被时升高2-4℃，并维持1.5-2小时。在所述第一阶段之前进行第六阶段，清晨光合唤醒阶段；同时启动第一集放热组和第二集放热组，使温室气温Tq比本阶段开始时升高2-4℃，并维持2-2.5小时。在所述第一阶段开始时进行第七阶段，上下同步阶段；在保持第一集放热组或保持第一集放热组和第二集放热组正常运行的前提下，开启根系放热组，加热根系放热组2，使土壤或基质温度升高2-4℃，并维持2.5-3小时。提高根系温度，以提高根系活力，进而提高其对水肥的吸收速率，以满足地上部叶片光合作用对养分、水分的需求，达到植物上下部的同步一致。所述第七阶段与所述第一阶段同步运行。本专利技术的有益效果在于：1.采用白天梯度集热、夜晚按时间段和温度段进行放热的策略。日间温度较低时，只运行一组表冷器-风机，减少了不必要的电耗；若日间空气中的余热富裕，则开启全部表冷器-风机收集热量。2.夜间分为两个时间段，前半夜采用相对较高的温度，后半夜采用相对较低的温度，从而降低了夜间的总热负荷。3.在实现了符合植物生长规律的适时变温操作的同时，还减少了系统的电耗、降低了运行热负荷，更加高效和节能。4.增加了三个符合植物生长规律的温度控制策略：傍晚时段使温室气温Tq比关闭保温被时升高2-4℃，并维持1.5-2小时；加速光合产物由叶片向其他器官和组织的运移。清晨时段使温室气温Tq比本阶段开始时升高2-4℃，并维持2-2.5小时；唤醒植物，为光合作用预热。上午和下午时段在表冷器-风机进行集热同时加热地下埋管，使土壤或基质温度升高2-4℃，并维持2.5-3小时，提高根系温度，以提高根系活力，进而提高其对水肥的吸收速率，以满足地上部叶片光合作用对养分、水分的需求，达到植物上下部的同步一致。附图说明图1为本专利技术一种基于表冷器-风机的日光温室温度控制方法实施例的俯视示意图；图2为本专利技术实施例的局部结构示意图；图3为本专利技术实施例1中于2020年1月8日至1月9日实测的气温变化情况。其中：1-第一集放热组；2-根系放热组；3-第二集放热组；4-地下埋管供回水管路；5-表冷器-风机供回水管路；6-循环水泵；7-保温蓄水池。具体实施方式以下结合附图对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术并不局限于以下实施例。如图1～图3所示的本专利技术实施例中的安装表冷器-风机的日光温室主动集放热系统包括：表冷器-风机、地下埋管供回水管路4、表冷器-风机供回水管路5、循环水泵6、保温蓄水池7、地下埋管和控制系统等，其中若干表冷器-风机悬挂于日光温室的屋脊下，各表冷器-风机通过循环水泵6和表冷器-风机供回水管路5与保温蓄水池7相连，地下埋管设置于土壤或基质的10-12cm深度处，地下埋管通过循环水泵6和地下埋管供回水管路4与保温蓄水池7相连。控制系统与采集保温蓄水池7的水温、温室气温以及土壤或基质10cm深度处温度的温度计相连，同时控制系统还与各表冷器-风机、地下埋管和循环水泵6相连以用于控制集放热系统的启、闭。若干表冷器-风机按照顺序交错编组，单数的为第一集放热组1，双数的为第二集放热组3；地下埋管为根系放热组2；第一集放热组1、第二集放热组3和根系放热组2这三组均由同一个控制系统控制，三组共用一个保温蓄水池7，且三组都通过一个循环水泵6与保温蓄水池7相连。安装表冷器-风机的日光温室主动集放热系统所使用的日光温室变温的控制方法为：第一阶段和第二阶段为集热过程：第一阶段，上午集热阶段；当温室气温Tq高于低温集热设定气温Tjk1，且水气温差ΔTsq大于等于低温集热水气温差Tjc1时，控制系统启动主动集放热系统的第一集放热组1，进行集热；当温室气温Tq高于高温集热设定气温Tjk2，且水气温差ΔTsq大于等于高温集热水气温差Tjc2时，控制系统再启动第二集放热组3，与第一集放热组1一起进行集热；当温室气温Tq高于作物适温上限Tsfk时，开启日光温室风口；水气温差ΔTsq为保温蓄水池本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于表冷器-风机的日光温室温度控制方法，其特征在于，包括：/n第一阶段，上午集热阶段；当温室气温T

【技术特征摘要】
1.一种基于表冷器-风机的日光温室温度控制方法，其特征在于，包括：
第一阶段，上午集热阶段；当温室气温Tq高于低温集热设定气温Tjk1，且水气温差ΔTsq大于等于低温集热水气温差Tjc1时，控制系统启动主动集放热系统的第一集放热组，进行集热；当温室气温Tq高于高温集热设定气温Tjk2，且水气温差ΔTsq大于等于高温集热水气温差Tjc2时，控制系统再启动第二集放热组，与第一集放热组一起进行集热；当温室气温Tq高于作物适温上限Tsfk时，开启日光温室风口；水气温差ΔTsq为保温蓄水池中的水温与空气气温的差，并取绝对值；
第二阶段，下午集热阶段；当温室气温Tq低于Tjk2时，水气温差ΔTsq小于Tjc2时，关闭第二集放热组和日光温室风口，只保留第一集放热组进行集热；当温室气温Tq低于Tjk1，且水气温差ΔTsq小于Tjc1时，关闭第一集放热组；
在第二阶段之后，关闭保温被；
第三阶段，前半夜平稳运移阶段；当温室气温Tq低于前半夜放热气温Tfk时，且水气温差ΔTsq大于等于前半夜放热水气温差Tfc时，同时启动第一集放热组和第二集放热组进行放热；
第四阶段，后半夜机能维持阶段；当温室气温Tq低于后半夜放热气温Tfk2时，且水气温差ΔTsq大于等于后半夜放热水气温差Tfc时，同时启动第一集放热组和第二集放热组，进行放热。


2.根据权利要求1所述的一种基于表冷器-风机的日光温室温度控制方法，其特征在于，在所述第三阶段中，温室气温Tq...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋卫堂，何雪颖，李明，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11