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专利号: 2015110083683
申请人: 安徽科技学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2024-02-28
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种以温度优先的温室环境控制方法,其特征在于,该温室环境控制技术通过事先设定的温度与湿度、二氧化碳浓度和光照强度之间的关系,优先将温室内的温度设置在作物最佳成长速度的温度范围内,然后,利用热量守恒定律,根据温室内的温度分别先后协调控制温室内的湿度、二氧化碳浓度和光照强度,以便时刻保证温室内的温度处于作物最佳的生长速度。

2.根据权利要求1所述的一种以温度优先的温室环境控制方法,其特征在于,该温室的室内设置有室内温度传感器、湿度传感器、二氧化碳浓度传感器和光传感器,所述温室的室外壁上也设置有室外温度传感器,该温室的顶端设置有天窗,该温室内还设置有风机、加热器、热气加速流动风机和加湿器,其中,所述室内温度传感器和所述室外温度传感器均与温室控制器连接,所述湿度传感器、二氧化碳浓度传感器和光传感器也连接所述温室控制器,所述温室控制器还连接所述风机、加热器、热气加速流动风机、加湿器和光源,所述温室控制器还与所述天窗的开启机构连接;

其中,实现对该温室以温度为优先的温室环境控制技术包括以下步骤:

(1)首先,事先研究分析作物的生长速度与温室的环境温度之间的关系,并确定出作物在各个生长时期的生长速率与温度的关系,将作物各个生长时期的最佳温度存储于温室控制器的数据库中,然后,以各个生长时期的最佳温度为常量,以湿度、二氧化碳浓度和光照强度为变量,分析出作物在各个生长时期的最佳温度下,对应的湿度、二氧化碳浓度和光照强度的最佳范围,并将该最佳范围与各自的温度一一对应的存储于所述温室控制器的数据库中;

(2)温室控制器根据作物的生长时期,从温室控制器的数据库中选择温室的最佳温度;

(3)温室控制器时刻计算温室内温度变化率,并根据温室内温度变化率,控制加热器、热气加速流动风机的功率;

(4)温室控制器利用湿度传感器、二氧化碳浓度传感器和光传感器分别实时测定温室内的湿度、二氧化碳浓度和光照强度,并将测定的湿度、二氧化碳浓度和光照强度分别与温室控制器的数据库内存储的湿度、二氧化碳浓度和光照强度范围进行比较;

(5)如果测定的湿度、二氧化碳浓度和光照强度处于温室控制器的数据库内存储的湿度、二氧化碳浓度和光照强度范围内,则返回步骤(3);

(6)如果测定的湿度不处于温室控制器的数据库内存储的湿度范围内,则温室控制器控制湿度加湿器,使湿度加湿器的功率升高或者降低一级,并返回步骤(3);

(7)如果测定的二氧化碳浓度不处于温室控制器的数据库内存储的二氧化碳浓度范围内,则温室控制器控制天窗开启机构,使天窗的开启空间升高或者降低一级,并返回步骤(3);

(8)如果测定的光照强度不处于温室控制器的数据库内存储的光照强度范围内,则温室控制器控制光源器,使光源的功率升高或者降低一级,并返回步骤(3);

其中,所述步骤(3)中,计算温室内温度变化率使用如下公式进行计算:

其中,h为温室的容积与地表面积之比,dWt/dt为温室内温度变化率,Et为作物蒸腾作用所吸收的热量,Esoil为土壤表面水蒸发吸收热量,Eadd为加热器的散热量,Econd为温室表面的散热量,Ev为天窗换气的散热量;上式中:ΔR′n为作物冠层的净辐射热量,ρCp为蒸汽密度乘以蒸汽比容,es(Ti)为饱和水气压下的温度值,e为温室内实际温度值,rs为作物的气孔阻力,λ为矫正系数,γ为温度计算常数;

β为温室外部温度与温室室内温度的比值,ras为温室外表面与空气之间的传输阻力。

3.根据权利要求1所述的一种以温度优先的温室环境控制方法,其特征在于,所述湿度加湿器、天窗的开启空间和光源器的功率均分为九级,包括+4级、+3级、+2级、+1级、0级、-1级、-2级、-3级和-4级。

4.根据权利要求1所述的一种以温度优先的温室环境控制方法,其特征在于,所述温室的外部还设置有雨雪检测器,且当所述雨雪检测器检测到外部出现雨雪天气时,所述步骤(7)中,所述温室控制器强制控制天窗开启机构关闭天窗。

5.根据权利要求1所述的一种以温度优先的温室环境控制方法,其特征在于,温室的温度采集采用多点采集的方式,并对多点采集的温度数据取平均运算。