[發明專利]一種植物工廠化種植系統及運行方法

在審

• 申請號: 202110223884.7
• 申請日: 2021-03-01
• 公開（公告）號: CN112840916A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 畢杰;彭福田;畢研倫
• 申請（專利權）人: 今蜂智慧農業科技（泰安）有限公司
• 主分類號: A01G9/14
• 分類號: A01G9/14;A01G9/18;A01G9/24;A01G9/26;A01G7/04
• 代理公司: 北京科家知識產權代理事務所(普通合伙) 11427
• 代理人: 沈小明

本發明涉及一種植物工廠化種植系統及運行方法，屬于植物種植技術領域，由多個獨立的種植單元、連廊和設備組成；其中至少兩個種植單元為一組，組內兩種植單元之間有通風機連通；組內兩單元之間晝夜互換，通過熱泵機組實現晝夜溫差；組與組之間設有連廊，組與組之間不相互連通；本發明方法能夠大幅度降低能源消耗；改變并縮短物候期，實現多年生木本水果的周年、高效生產。

技術領域

本發明屬于植物種植技術領域，具體地涉及一種水果工廠化種植系統及運行方法。

背景技術

植物工廠化種植可以打破地域限制、減少耕地占用、提高勞動效率，因此，長期以來倍受研究界關注。近年來，國內產業界也開始實踐。

但是，目前的植物工廠多數是虧損的，因此，嚴重制約這項技術的發展。

導致植物工廠虧損的原因有以下幾個方面：1，能耗高。植物工廠的能源需求有：光照、溫度調節、濕度調節、二氧化碳補充等。據媒體報道，目前植物工廠生產一公斤蔬菜的用電量高達10度，成本達到20元。2，沒有從根本上解決物候期問題，因此，目前的植物工廠多種植只需要營養生長的植物如蔬菜、中藥，以及部分草本花卉、少數草本漿果(如草莓)，對于有物候期變化的品種，尤其是木本果樹，則鮮有成功的案例。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于提供一種植物工廠化種植系統及運行方法，所述方法能夠大幅度降低能源消耗；改變并縮短物候期，實現多年生木本水果的周年、高效生產。

本發明采用的技術方案為：

一種植物工廠化種植系統，由多個獨立的種植單元、連廊和設備組成；其中至少兩個種植單元為一組，組內兩種植單元之間有通風機連通；組內兩單元之間晝夜互換，通過熱泵機組實現晝夜溫差；組與組之間設有連廊，組與組之間不相互連通；

所述的設備包括：

安裝在室外的能源設備：光伏發電機組、變電站、燃氣發電機，以及室外溫度探頭、二氧化碳探頭；燃氣發電機尾氣通過管道和通往各單元的支管進入各種植單元；

安裝在連廊的設備，包括連廊兩端的空氣過濾器、連廊內的配電箱、控制器、熱泵主機系統，以及連廊溫度探頭、連廊二氧化碳探頭；

安裝在每個種植單元的設備有：照明組件、溫度探頭、濕度探頭、二氧化碳探頭、光照探頭、進氣風機、排氣孔；熱泵末端系統；種植單元的主體均為保溫密閉結構，種植單元的門開在連廊一端；

組內兩種植單元之間有通氣機相連，以形成空氣流通；

熱泵主機系統與末端系統通過管道相連，構成熱交換系統，通過閥門切換，使末端系統分別成為冷凝器或蒸發器，從而實現不同種植單元之間的熱交換。

進一步，連廊的兩端設有空氣過濾器，連廊內設有升降機、樓梯及其它設備。

本發明還提供上述系統的運行方法，所述方法具體如下：

1)使用人工光源，通過完全可控的光照光譜、時長和光照強度來滿足植物不同生理階段對光照的需求，并且形成可控的晝夜變化和種植周期變化；

2)使用保溫密閉的建筑結構，每個組內的總熱量通過空氣交換和熱交換保持相對穩定，并且通過可控的與外部空氣的交換，在夏季帶走多余熱量或在冬季利用熱源或發電機尾氣補充熱量；

3)相鄰兩種植單元的晝夜互換是在外界的上午時段，一方面可以最大限度使用谷電和光伏發電，盡量少用峰電，同時，所有的管理工作都在自然界的白天完成，工人不需要上夜班；

4)使用控制器根據光伏發電量、谷電時段自動切換電源，谷電階段完全使用電網電力、其它時段優先使用光伏電，光伏電不足時使用燃氣發電補充；

5)利用燃氣發電機的尾氣作為補充二氧化碳，以及冬季熱量的來源；