【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及栽培裝置領(lǐng)域，尤其是一種干旱氣候區(qū)植物工廠及多向控溫方法。
技術(shù)介紹
1、太陽(yáng)能作為一種清潔、可再生的新能源，在傳統(tǒng)化石燃料日趨枯竭的今天具有很高的利用價(jià)值。目前市面可見的太陽(yáng)能產(chǎn)品，如led太陽(yáng)能照明燈、太陽(yáng)能熱水器等，技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，但與太陽(yáng)能相關(guān)節(jié)能項(xiàng)目的開發(fā)仍然具有十分廣闊的前景。將光伏光熱技術(shù)與輻射制冷技術(shù)結(jié)合對(duì)農(nóng)業(yè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)溫度調(diào)控亦是深具探索價(jià)值的領(lǐng)域之一。各類新型的日光溫室案例已屢見不鮮，但光伏光熱技術(shù)與輻射制冷技術(shù)在封閉式植物工廠中的聯(lián)合應(yīng)用卻較為罕見。
2、研究表明，光伏光熱一體化裝置結(jié)構(gòu)緊湊，可以明顯改善太陽(yáng)能利用效果；但聚熱不充分、散熱不及時(shí)的問題會(huì)影響太陽(yáng)能集熱器和光伏發(fā)電板的工作效率。而相變材料是一種性能優(yōu)良的儲(chǔ)能和傳熱材料，利用環(huán)境溫度變化控制其熱量的吸放來實(shí)現(xiàn)室內(nèi)溫度調(diào)控是實(shí)現(xiàn)植物工廠節(jié)能目標(biāo)的途徑之一。因此，合理利用相變材料傳熱和儲(chǔ)熱功能減輕光伏光熱一體化帶來的散熱問題是提升集熱和發(fā)電兩方面的性能的一種途徑。
3、垂直方向上的空氣流動(dòng)對(duì)于空間溫度和濕度影響明顯。而植物工廠內(nèi)部溫度和濕度條件對(duì)于農(nóng)作物正常生長(zhǎng)至關(guān)重要。適合作物生長(zhǎng)的溫度范圍在10℃-35℃，濕度范圍在40％-60％，過高和過低的溫度、濕度都會(huì)對(duì)農(nóng)作物存活、生長(zhǎng)帶來威脅。目前用于農(nóng)業(yè)調(diào)溫調(diào)濕常見的主動(dòng)或被動(dòng)系統(tǒng)由于功能單一、位置分立、可調(diào)節(jié)性不佳，導(dǎo)致在植物工廠應(yīng)用空間下內(nèi)部空氣垂直方向流動(dòng)性略差，溫濕分布不均、局部差異明顯。而且供熱制冷裝置設(shè)立存在侵占植物種植空間或?qū)δ承╆P(guān)鍵材料要求較高，在一
4、考慮到大陸性氣候區(qū)干旱少雨濕度低、晝夜溫差大的氣候特點(diǎn)，利用其豐富的光能資源，通過結(jié)合光伏、光熱利用技術(shù)(pvt)、輻射制冷技術(shù)(rc)、水能類晶體管發(fā)電技術(shù)(la-teg)，并輔以相變材料和水體作為儲(chǔ)熱、傳熱裝置，便能夠?qū)崿F(xiàn)維持植物工廠運(yùn)行所需光、熱、水、電的協(xié)調(diào)生產(chǎn)，保證植物工廠供暖、制冷、供電的循環(huán)高效節(jié)能運(yùn)行。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本部分的目的在于概述本專利技術(shù)的實(shí)施例的一些方面以及簡(jiǎn)要介紹一些較佳實(shí)施例，在本部分以及本申請(qǐng)的說明書摘要和專利技術(shù)名稱中可能會(huì)做些簡(jiǎn)化或省略以避免使本部分、說明書摘要和專利技術(shù)名稱的目的模糊，而這種簡(jiǎn)化或省略不能用于限制本專利技術(shù)的范圍。
2、鑒于上述和/或現(xiàn)有技術(shù)中所存在的將光伏光熱技術(shù)與輻射制冷技術(shù)結(jié)合對(duì)農(nóng)業(yè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)溫度調(diào)控亦是深具探索價(jià)值的領(lǐng)域之一的問題，提出了本專利技術(shù)。
3、因此，本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是，將光伏光熱技術(shù)和輻射制冷技術(shù)的相關(guān)裝置，按照符合植物工廠控溫操作邏輯的方式，組合起來。
4、為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供如下技術(shù)方案：一種干旱氣候區(qū)植物工廠，包括，植被區(qū)域和墻體，其特征在于：包括，
5、空氣通道，由煙囪通管和渦流通管連通組成；
6、所述煙囪通管末端為冷氣出口，所述渦流通管末端為熱氣出口，所述冷氣出口連接有換熱反應(yīng)裝置，所述熱氣出口連接有第一換熱管；
7、所述換熱反應(yīng)裝置另一端連接有空氣調(diào)節(jié)機(jī)組；
8、所述第一換熱管另一端連接有調(diào)能裝置，所述調(diào)能裝置與類晶體管水能收集器通過管路連通、與所述換熱反應(yīng)裝置通過第一閥門和第二閥門連通。
9、作為本專利技術(shù)所述一種干旱氣候區(qū)植物工廠的一種優(yōu)選方案，其中：所述換熱反應(yīng)裝置內(nèi)安置有微通道換熱器、風(fēng)機(jī)；
10、所述微通道換熱器的出入口分別連通著所述第一閥門和第二閥門。
11、作為本專利技術(shù)所述一種干旱氣候區(qū)植物工廠的一種優(yōu)選方案，其中：所述調(diào)能裝置包括，相變儲(chǔ)熱箱體，安置在所述相變儲(chǔ)熱箱體下方的水箱以及平鋪在所述相變儲(chǔ)熱箱體頂部斜面的光伏光熱板組。
12、作為本專利技術(shù)所述一種干旱氣候區(qū)植物工廠的一種優(yōu)選方案，其中：所述水箱外置有第二換熱管，所述第二換熱管置于所述相變儲(chǔ)熱箱體內(nèi)并于兩端分別設(shè)有第三閥門和水泵；
13、所述水箱通過第四閥門另連通有備用水箱，所述備用水箱連通有加熱管。
14、作為本專利技術(shù)所述一種干旱氣候區(qū)植物工廠的一種優(yōu)選方案，其中：所述墻體一側(cè)墻體通過搖桿機(jī)構(gòu)活動(dòng)連接有輻射冷卻取水裝置；
15、所述輻射冷卻取水裝置與所述類晶體管水能收集器通過管路連通，類晶體管水能收集器內(nèi)設(shè)有收集水池，所述收集水池通過管路與所述水箱連通。
16、作為本專利技術(shù)所述一種干旱氣候區(qū)植物工廠的一種優(yōu)選方案，其中：所述空氣調(diào)節(jié)機(jī)組包括相互之間通過制冷劑管道連通的可調(diào)膨脹閥、冷凝器、壓縮機(jī)、蒸發(fā)器；
17、所述蒸發(fā)器與所述換熱反應(yīng)裝置連通，所述壓縮機(jī)處開設(shè)有三位四通換向閥。
18、作為本專利技術(shù)所述一種干旱氣候區(qū)植物工廠的一種優(yōu)選方案，其中：所述煙囪通管與所述渦流通管連接處設(shè)有控制閥和啟停閥；
19、所述煙囪通管入口處設(shè)有曲面口徑，其管道內(nèi)部另設(shè)有調(diào)濕板。
20、本專利技術(shù)的有益效果：通過合理的裝備布置和使用，形成光伏光熱一體化和相變儲(chǔ)熱與類太陽(yáng)能熱水技術(shù)的結(jié)合以及輻射降溫產(chǎn)水利電的完備工作系統(tǒng)。
21、鑒于利用豐富的光能資源，通過結(jié)合光伏、光熱利用技術(shù)、輻射制冷技術(shù)、水能類晶體管發(fā)電技術(shù)，并輔以相變材料和水體作為儲(chǔ)熱、傳熱裝置，便能夠?qū)崿F(xiàn)維持植物工廠運(yùn)行所需光、熱、水、電的協(xié)調(diào)生產(chǎn)，保證植物工廠供暖、制冷、供電的循環(huán)高效節(jié)能運(yùn)行。
22、因此，本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是將光伏光熱技術(shù)、相變儲(chǔ)熱技術(shù)、輻射制冷技術(shù)、水能利用技術(shù)，通過特殊的調(diào)溫方式加以融合升級(jí)，以保證植物工廠循環(huán)高效的供暖、制冷、供電。
23、為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)還提供如下技術(shù)方案：多向控溫方法，包括所述一種干旱氣候區(qū)植物工廠，以及，晝時(shí)降溫：所述植被區(qū)域高溫氣體通過所述煙囪通管來到與渦流通管交接端口處，高溫氣體通過控制閥進(jìn)入所述渦流通管，低溫氣體經(jīng)過冷氣出口進(jìn)入所述換熱反應(yīng)裝置內(nèi)進(jìn)行預(yù)冷；
24、開啟所述第一閥門和所述第二閥門，所述水箱與所述微通道換熱器形成回路，開啟所述風(fēng)機(jī)促進(jìn)降溫。
25、夜時(shí)升溫：開啟所述第三閥門和所述水泵，所述水箱與所述相變儲(chǔ)熱箱體形成回路進(jìn)行熱量交換；
26、開啟所述第一閥門和所述第二閥門，所述水箱與所述微通道換熱器形成回路，開啟所述風(fēng)機(jī)促進(jìn)升溫。
27、作為本專利技術(shù)所述多向控溫方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述輻射冷卻取水裝置反射8μm-13μm波長(zhǎng)的紅外輻射和0.3μm-2.5μm波長(zhǎng)的太陽(yáng)光；
28、所述輻射冷卻取水裝置反射的0.3μm-2.5μm波長(zhǎng)的太陽(yáng)光投至所述光伏光熱板組上進(jìn)行補(bǔ)光；
29、所述輻射冷卻取水裝置反射的8μm-13μm波長(zhǎng)的紅外輻射投至所述光伏光熱板組上二次反射上空，進(jìn)行輻射降溫。
30、作為本專利技術(shù)所述多向控溫方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述光伏光熱板組斜置于所述墻體上，以底面橫向中心線為界；
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1.一種干旱氣候區(qū)植物工廠，包括植被區(qū)域(P)和墻體(A)，其特征在于：包括，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種干旱氣候區(qū)植物工廠，其特征在于：所述換熱反應(yīng)裝置(200)內(nèi)安置有微通道換熱器(203)、風(fēng)機(jī)(204)；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種干旱氣候區(qū)植物工廠，其特征在于：所述調(diào)能裝置(300)包括，相變儲(chǔ)熱箱體(301)，安置在所述相變儲(chǔ)熱箱體(301)下方的水箱(302)以及平鋪在所述相變儲(chǔ)熱箱體(301)頂部斜面的光伏光熱板組(303)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種干旱氣候區(qū)植物工廠，其特征在于：所述水箱(302)外置有第二換熱管(302a)，所述第二換熱管(302a)置于所述相變儲(chǔ)熱箱體(301)內(nèi)并于兩端分別設(shè)有第三閥門(302a-1)和水泵(302a-2)；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種干旱氣候區(qū)植物工廠，其特征在于：所述墻體(A)一側(cè)墻體通過搖桿機(jī)構(gòu)活動(dòng)連接有輻射冷卻取水裝置(600)；
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種干旱氣候區(qū)植物工廠，其特征在于：所述空氣調(diào)節(jié)機(jī)組(500)包括相互之間通過制冷劑管道連通
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種干旱氣候區(qū)植物工廠，其特征在于：所述煙囪通管(101)與所述渦流通管(102)連接處設(shè)有控制閥(104)和啟停閥(105)；
8.多向控溫方法，其特征在于：包括權(quán)利要求7所述的一種干旱氣候區(qū)植物工廠，以及，
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多向控溫方法，其特征在于：所述輻射冷卻取水裝置(600)反射8μm-13μm波長(zhǎng)的紅外輻射和0.3μm-2.5μm波長(zhǎng)的太陽(yáng)光；
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的多向控溫方法，其特征在于：所述光伏光熱板組(303)斜置于所述墻體(A)上，以底面橫向中心線為界；
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的多向控溫方法，其特征在于：高溫氣體沿所述渦流通管(102)、所述第一換熱管(103)，進(jìn)入所述相變儲(chǔ)熱箱體(301)進(jìn)行熱量?jī)?chǔ)能，用于夜時(shí)升溫使用。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的多向控溫方法，其特征在于：所述輻射冷卻取水裝置(600)晝時(shí)凝結(jié)水蒸氣、夜時(shí)捕獲水蒸氣產(chǎn)生水；
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的多向控溫方法，其特征在于：當(dāng)所述水箱(302)與所述相變儲(chǔ)熱箱體(301)形成回路時(shí)：
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的多向控溫方法，其特征在于：當(dāng)降溫幅度達(dá)不到植物正常生長(zhǎng)溫度時(shí)：
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的多向控溫方法，其特征在于：當(dāng)升溫幅度達(dá)不到植物正常生長(zhǎng)溫度時(shí)：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種干旱氣候區(qū)植物工廠，包括植被區(qū)域(p)和墻體(a)，其特征在于：包括，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種干旱氣候區(qū)植物工廠，其特征在于：所述換熱反應(yīng)裝置(200)內(nèi)安置有微通道換熱器(203)、風(fēng)機(jī)(204)；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種干旱氣候區(qū)植物工廠，其特征在于：所述調(diào)能裝置(300)包括，相變儲(chǔ)熱箱體(301)，安置在所述相變儲(chǔ)熱箱體(301)下方的水箱(302)以及平鋪在所述相變儲(chǔ)熱箱體(301)頂部斜面的光伏光熱板組(303)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種干旱氣候區(qū)植物工廠，其特征在于：所述水箱(302)外置有第二換熱管(302a)，所述第二換熱管(302a)置于所述相變儲(chǔ)熱箱體(301)內(nèi)并于兩端分別設(shè)有第三閥門(302a-1)和水泵(302a-2)；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種干旱氣候區(qū)植物工廠，其特征在于：所述墻體(a)一側(cè)墻體通過搖桿機(jī)構(gòu)活動(dòng)連接有輻射冷卻取水裝置(600)；
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種干旱氣候區(qū)植物工廠，其特征在于：所述空氣調(diào)節(jié)機(jī)組(500)包括相互之間通過制冷劑管道連通的可調(diào)膨脹閥(501)、冷凝器(502)、壓縮機(jī)(503)、蒸發(fā)器(504)；
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種干旱氣候區(qū)植物工廠，其特征在于：所述...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉潤(rùn)浩，項(xiàng)錦濤，孫奎林，于程，吳梁玉，劉向東，張龍，張程賓，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：揚(yáng)州大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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