[發(fā)明專利]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

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010603269.0
• 申請日: 2010-12-24
• 公開（公告）號: CN102150585A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王新坤;袁壽其;李紅;朱興業(yè)
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: A01G9/24
• 分類號: A01G9/24;A01G9/18
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，涉及設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境控制系統(tǒng)與方法，具體涉及一種基于滴灌管網(wǎng)的溫室冠層環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)與方法。

背景技術(shù)

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(yùn)行費(fèi)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(yùn)行的費(fèi)用中，供熱采暖占了溫室冬季能耗費(fèi)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(shí)現(xiàn)多因子的精確測控，能夠有效降低能耗及投入成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于滴灌管網(wǎng)的溫室冠層環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)與方法，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(shí)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(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(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，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(shí)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(shí)施計量、精準(zhǔn)調(diào)控，有利于控制成本與能耗。