一种农业大棚智能温控节能方法与流程

本发明属于农业大棚技术领域，尤其涉及一种农业大棚智能温控节能方法。

背景技术：

农业大棚里的农作物生长需要大棚内部提供一个适宜的温度。在北方地区，夜间需要额外进行供暖才可以。目前，农业大棚冬季夜间供暖主要使用燃煤、燃气、电力、水地源热泵等技术形式，在白天，还需要农业大棚开窗或者通过换气扇的方式，对大棚进行降温，即大棚需要白天散热，夜间加热才能保证作物的正常生长。但燃煤锅炉不但污染大，还受到政策的限制；水地源热泵系统不仅复杂，分散独立不便于集中控制，而且，投资、使用成本均很高，严重制约了农业大棚农户的使用。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供了一种农业大棚智能温控节能方法，通过plc控制器根据大棚内的温度及预设的温度阈值判断是否启动调温装置，在确保植物生长环境的基础上，有效地节约能源，降低成本；通过蓄热、蓄冷的方式，充分地利用现有技术中易被浪费的能源，提高了能量的转换及利用，极大地节约了能源，降低了生产及使用成本；通过充分利用夜间低谷电制冷、制热的生产方式，既规避日间高峰电，又因夜间电费比较低廉，有效降低了用电成本，提高了系统的生产效率，实现了既保障了大棚内植物的茁壮成长，又克服了智能系统使用成本普遍较高的技术难题。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：

一种农业大棚智能温控节能方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：获取白天大棚内传感器传输的第一温度；

步骤2：依据第一温度及预设的第一组阈值判断是否开调温装置；

步骤3：当获取的第一温度超过第一组阈值的上限值时，则启动制冷模式：蒸发器将冷量传递至室内降温；同时开启蓄热模式：水介质冷凝器将热量传递至蓄热水箱，直至满足预设的第二组阈值；

步骤4：当获取的第一温度到达第一组阈值的下限值时，停止制冷模式；

步骤5：获取夜晚大棚内的第一温度，当第一温度低于所述第一组阈值的下限值时，开启放热模式：将蓄热水箱内的热水经风机盘管将热风输送至大棚内升温；同时，开启蓄冷模式：蒸发器将冷量传递给蓄冷水罐，直至满足预设的第三组阈值；

步骤6：当获取的第一温度到达第一组阈值的上限值时，停止放热模式；

步骤7：获取白天大棚内的第一温度，当所述第一温度超过第一组阈值的上限值时，则开启蓄水放冷模式：蓄冷水罐内的冷水经风机盘管将冷量输送至大棚内降温。

所述第一组阈值包括第一组夏季阈值和第一组冬季阈值，及与调温装置关连的第一组夏季阈值上限值和第一组夏季阈值下限值、第一组冬季阈值上限值和第一组冬季阈值下限值。

优选地，所述第一组夏季阈值a1应满足：28℃≤a1≤32℃；所述第一组冬季阈值a2应满足13℃≤a2≤17℃。

优选地，还包括步骤3-1：制冷模式:所述蒸发器的水侧循环水将冷量传递给室内风机盘管，经风机将冷风输送至大棚内降温。

优选地，还包括步骤3-2：另一种制冷模式:冷凝器通过风机与空气进行热交换，将冷凝热排放至室外的空气中。

优选地，还包括步骤3-3：所述水介质冷凝器将冷凝产生的热量经水侧循环水传递给所述蓄热水箱。

优选地，还包括步骤3-4：所述第二组阈值b应满足：55℃≤b≤55.5℃。

优选地，还包括步骤5-1：所述放热模式还包括：当蓄热不足时，蒸发器通过风机从室外空气中吸收低位热源，经所述风机盘管将热气吹送至大棚内实施升温。

优选地，还包括步骤5-2：蒸发器的水侧循环水通过末端循环水泵将冷量传递给所述蓄冷水罐。

优选地，还包括步骤5-3：所述第三组阈值d应满足：3.5℃≤d≤4℃。

需要说明的是，本发明中设定的阈值及阈值限值包括但不限于上述的数值，需要根据季节、植物的种类而应变。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种农业大棚智能温控节能方法，通过plc控制器根据大棚内的温度及预设的温度阈值判断是否启动调温装置，在确保植物生长环境的基础上，有效地节约能源，降低成本；通过蓄热、蓄冷的方式，充分地利用现有技术中易被浪费的能源，提高了能量的转换及利用，极大地节约了能源，降低了生产及使用成本；通过充分利用夜间低谷电制冷、制热的生产方式，既规避日间高峰电，又因夜间电费比较低廉，有效降低了用电成本，提高了系统的生产效率，实现了既保障了大棚内植物的茁壮成长，又克服了智能系统使用成本普遍较高的技术难题。

附图说明

图1为本发明技术方案白天制冷、蓄热，夜晚放热、白天放冷流程图；

图2为本发明夜间蓄冷的同时蓄热,白天放凉流程图；

图3为本发明夜间制热、蓄热流程图；

图4为本发明技术方案处理装置的结构示意图。

其中：1-水介质冷凝器；2-风介质冷凝器；3-风介质蒸发器；4-水介质蒸发器；5-热水箱传感器；6-蓄热水箱；7-冷水箱传感器；8-蓄冷水罐；9-plc控制器；10-室内传感器；11-风机盘管；12-蓄冷水泵；13-末端循环水泵；14-蓄热水泵；15-热泵主机。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

参照图1、图4所示：

本发明的第1实施例，白天制冷、蓄热，夜晚放热的过程：

一种农业大棚智能控温节能方法，包括如下步骤：

步骤1：plc控制器9获取白天大棚室内传感器10传输的第一温度。

步骤2：plc控制器9依据第一温度及预设的第一组阈值判断是否启动调温装置。

步骤3：当plc控制器9获取的第一温度超过第一组夏季阈值a1的上限值32℃或第一组冬季阈值a2的上限值17℃时，则控制系统进入制冷模式：开启风机盘管11、末端循环水泵13、热泵主机15，水介质蒸发器4的水侧循环水将冷量传递给室内风机盘管11，经内部的风机将冷风输送至大棚内降温。

另一种制冷模式:风介质冷凝器2通过风机与空气进行热交换，将冷凝热排放至室外的空气中。

同时开启蓄热模式：水介质冷凝器1将冷凝产生的热量经水侧循环水传递给所述蓄热水箱6。

当plc控制器9从热水箱传感器5获取的蓄热水箱6内的第二温度达到第二组阈值b的上限值55.5℃时，则停止蓄热；蓄热水箱6蓄热一方面以备大棚低温时放热，另一方面可作为生产、生活用热水，节约了能源，降低了生产成本。

步骤4：当plc控制器9从室内传感器10获取的第一温度达到第一组夏季阈值a1的下限值28℃或第一组冬季阈值a2的下限值13℃时，停止制冷模式。步骤5：夜晚，获取大棚内的第一温度，当第一温度低于第一组夏季阈值a1的下限值28℃或第一组冬季阈值a2的下限值13℃时，开启放热模式：末端循环水泵13将蓄热水箱6内的热水经风机盘管11将热风输送至大棚内升温；

当蓄热不足时，风介质蒸发器3通过风机从室外空气中吸收低位热源，经所述风机盘管11将热气吹送至大棚内实施升温；水介质冷凝器1将制冷剂冷凝产生的热量通过末端循环水泵13的水传递给末端的风机盘管11，经所述风机盘管11将热气吹送至大棚内实施升温。

同时，开启蓄冷模式：水介质蒸发器4的水侧循环水通过蓄冷水泵12将冷量传递给蓄冷水罐8，当plc控制器9从冷水箱传感器7获取的第三温度达到所述第三组阈值d下限值为3.5℃时，停止蓄冷模式，以备白天大棚温度过高时使用，节约了能源。

步骤6：当plc控制器9从室内传感器10获取的第一温度达到第一组夏季阈值a1的上限值32℃或第一组冬季阈值a2的上限值17℃时，停止放热模式。步骤7：当plc控制器9从室内传感器10获取白天大棚内的第一温度超过第一组夏季阈值a1的上限值32℃或第一组冬季阈值a2的上限值17℃时，则开启蓄水放冷模式：蓄冷水泵12将蓄冷水罐8内的冷水经风机盘管11将冷量输送至大棚内降温，节约了能源。

参照图2、图4所示：

本发明的第2实施例，夜晚蓄冷的同时蓄热，白天放冷的过程：

一种农业大棚智能控温节能方法，包括如下步骤：

步骤1：夜晚时，plc控制器9开启蓄冷模式：

开启热泵主机15，水介质蒸发器4的水侧循环水通过蓄冷水泵12将冷量传递给蓄冷水罐8，当plc控制器9从冷水箱传感器7获取蓄冷水罐8的第三温度达到第三组阈值d的下限值3.5℃时，停止蓄冷，以备白天大棚温度过高时使用，夜晚处于低谷电期间，电价优惠，即避开用电高峰期，又降低生产了成本。

同时，水介质冷凝器1将冷凝产生的热量经水侧循环水传递给所述蓄热水箱6，当plc控制器9从热水箱传感器5获取的蓄热水箱6内的第二温度达到第二组阈值b的上限值55.5℃时，则停止蓄热；蓄热水箱6蓄热可作为生产、生活用热水，夜晚处于低谷电期间，电价优惠，即避开用电高峰期，又降低生产了成本。

步骤2：白天当plc控制器9从室内传感器10获取第一温度超过第一组夏季阈值a1的上限值32℃或第一组冬季阈值a2的上限值17℃时，则开启蓄水放冷模式：蓄冷水泵12将蓄冷水罐8内的冷水经风机盘管11将冷量输送至大棚内降温，节约了能源。

步骤3：当plc控制器9从室内传感器10获取的第一温度达到第一组夏季阈值a1的下限值28℃或第一组冬季阈值a2的下限值13℃时，即停止蓄水放冷模式，有效地节约了能源。

参照图3、图4所示：

本发明的第3实施例，夜晚制热、蓄热的过程：

一种农业大棚智能控温节能方法，包括如下步骤：

步骤1：夜晚，plc控制器9开启制热模式：

开启热泵主机15，风介质蒸发器3通过风机与空气进行热交换，从空气中吸收低位热源，经室内风机盘管11内的风机将热风输送至大棚内升温。

同时，水介质冷凝器1将冷凝产生的热量经水侧循环水经末端循环水泵13传递给蓄热水箱6，当plc控制器9从热水箱传感器5获取的蓄热水箱6内的第二温度到达第二组阈值b上限值55.5℃时，则停止蓄热。

步骤2：当plc控制器9获取的第一温度达到第一组夏季阈值a1的上限值32℃或第一组冬季阈值a2的上限值17℃时，停止制热模式。夜晚处于低谷电期间，电价优惠，即避开用电高峰期，又降低生产了成本。

需要说明的是，本发明中设定的阈值及阈值限值包括但不限于上述的数值，需要根据季节、植物的种类而应变。

本发明的有益效果是：

本发明提供了一种农业大棚智能温控节能方法，通过plc控制器根据大棚内的温度及预设的温度阈值判断是否启动调温装置，在确保植物生长环境的基础上，有效地节约能源，降低成本；通过蓄热、蓄冷的方式，充分地利用现有技术中易被浪费的能源，提高了能量的转换及利用，极大地节约了能源，降低了生产及使用成本；通过充分利用夜间低谷电制冷、制热的生产方式，既规避日间高峰电，又因夜间电费比较低廉，有效降低了用电成本，提高了系统的生产效率，实现了既保障了大棚内植物的茁壮成长，又克服了智能系统使用成本普遍较高的技术难题。

上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。