一種基于熱電制冷技術(shù)的營養(yǎng)液溫控系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及溫控領(lǐng)域，尤其是一種基于熱電制冷技術(shù)的營養(yǎng)液溫控系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]植物根際溫度對其水分代謝、礦物質(zhì)吸收、植物激素代謝、生長發(fā)育、光合作用等具有顯著影響，根系對高溫逆境的脅迫表現(xiàn)最為敏感，尤其是吸收根。Adams等研究認為，在番茄營養(yǎng)液膜無土栽培中，當(dāng)根際溫度保持在12~24°C范圍內(nèi)條件下，其植株干質(zhì)量、葉面積和果實產(chǎn)量隨營養(yǎng)液溫度的升高而增加。目前國內(nèi)主要采用地下水、加冰、電熱管加熱以及加大營養(yǎng)液槽的體積等措施控制營養(yǎng)液的溫度。
[0003]夏季，利用地下水降溫雖然能夠有效控制營養(yǎng)液的溫度，但對地下水浪費嚴重，且受地理環(huán)境因素的制約；采用加冰的方法即不易于實現(xiàn)對營養(yǎng)液溫度的控制，也易對周邊環(huán)境造成污染。冬季，采用電熱管加熱雖然能夠滿足植物生長的要求，但加熱一段時間后，加熱棒表面出現(xiàn)Cat+，Mgt+離子的結(jié)垢，勢必引起營養(yǎng)液成分的變化川。研究一種節(jié)能、高效的營養(yǎng)液溫度控制系統(tǒng)具有現(xiàn)實意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的發(fā)明目的在于:針對上述存在的問題，提供一種節(jié)能、高效的一種基于熱電制冷技術(shù)的營養(yǎng)液溫控系統(tǒng)及方法，它不污染環(huán)境，使用方便，能有效地防腐蝕，能夠?qū)崿F(xiàn)降溫和加熱的目的，并可以根據(jù)不同的需要設(shè)計出不同規(guī)格的溫控系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種基于熱電制冷技術(shù)的營養(yǎng)液溫控系統(tǒng)及方法，其特征在于，它還包括:主控制模塊、溫度檢測模塊、水栗模塊和感應(yīng)模塊；
所述溫度檢測模塊包括設(shè)于室內(nèi)、栽培槽和營養(yǎng)液箱內(nèi)的溫度傳感器；用于檢測室內(nèi)的溫度值T1，并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號001傳遞至主控制模塊；檢測栽培槽內(nèi)的溫度值T2，并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號002傳遞至主控制模塊；檢測營養(yǎng)液箱內(nèi)的溫度值T3，并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號003傳遞至主控制模塊；
感應(yīng)模塊包括設(shè)于半導(dǎo)體溫控設(shè)備至栽培槽間的PVC水管上的感應(yīng)裝置，用于感應(yīng)水流經(jīng)過，并向主控制模塊傳遞數(shù)字信號101 ;當(dāng)水流停止時，向主控制傳遞數(shù)字信號102 ;所述主控制模塊與溫度檢測模塊、水栗模塊、感應(yīng)模塊和控制箱連接；
接收數(shù)字信號001，當(dāng)T1多預(yù)定溫度值01(優(yōu)選為35攝氏度)時，向水栗模塊傳遞執(zhí)行信號201，當(dāng)T1 <預(yù)定溫度值02 (若為番茄苗，則優(yōu)選為16°C)時，向水栗模塊傳遞執(zhí)行信號202 ;接收數(shù)字信號101，向營養(yǎng)液箱至栽培槽的PVC水管上的電磁閥傳遞執(zhí)行信號301，同時向水栗模塊傳遞執(zhí)行信號203 ;接收數(shù)字信號102，營養(yǎng)液箱至栽培槽的PVC水管上的電磁閥傳遞執(zhí)行信號302，同時向水栗模塊傳遞執(zhí)行信號204 ;接收數(shù)字信號002，當(dāng)T2多預(yù)定溫度值03 (優(yōu)選為28攝氏度)時，向水栗模塊傳遞執(zhí)行信號205，當(dāng)T2 <預(yù)定溫度值04 (若為番茄苗，則優(yōu)選為16°C)時，向水栗模塊傳遞執(zhí)行信號206 ;接收數(shù)字信號003，當(dāng)T3多預(yù)定溫度值05 (優(yōu)選為28攝氏度)時，向水栗模塊傳遞執(zhí)行信號207，當(dāng)T3 <預(yù)定溫度值06 (若為番茄苗，則優(yōu)選為16°C )時，向水栗模塊傳遞執(zhí)行信號208 ;
水栗模塊包括設(shè)于水箱和營養(yǎng)液箱內(nèi)的水栗，所述水栗與控制箱連接，用于接收執(zhí)行信號201、205或207，控制箱控制水箱內(nèi)的水栗開啟，開啟時間為預(yù)定時間值01，將水抽入半導(dǎo)體溫控設(shè)備制冷(水進入栽培槽)；接收執(zhí)行信號203，控制箱控制營養(yǎng)液箱內(nèi)的水栗開啟；接收執(zhí)行信號204，控制箱控制營養(yǎng)液箱內(nèi)的水栗關(guān)閉；接收執(zhí)行信號202、206或208，控制箱控制水箱內(nèi)的水栗開啟，開啟時間為預(yù)定時間值02，將水抽入半導(dǎo)體溫控設(shè)備制熱(水進入栽培槽)；再次接收執(zhí)行信號203，控制箱控制營養(yǎng)液箱內(nèi)的水栗開啟；(將營養(yǎng)液內(nèi)的水抽入半導(dǎo)體溫控設(shè)備；
所述電磁閥接收執(zhí)行信號301，打開其閥門，接收執(zhí)行信號302，關(guān)閉其閥門。
[0006]由于采用上述方案，能有效實現(xiàn)降溫和加熱的目的，并可以根據(jù)不同的需要設(shè)計出不同規(guī)格的溫控系統(tǒng)；
進一步地，它還包括:流量檢測模塊和報警模塊，所述流量檢測模塊包括設(shè)于營養(yǎng)液箱至半導(dǎo)體溫控設(shè)備的PVC水管上的流量檢測儀，在營養(yǎng)液箱內(nèi)的水栗開啟期間，所述流量檢測模塊檢測營養(yǎng)液箱至半導(dǎo)體溫控設(shè)備的水流量，當(dāng)水流量 < 預(yù)定流量值01時，向主控制模塊傳遞數(shù)字信號601，所述主控制模塊接收數(shù)字信號601，向報警模塊傳遞執(zhí)行信號701 ;所述報警模塊包括報警器，用于接收執(zhí)行信號701，開啟報警器。
[0007]由于采用上述方案，若流量檢測模塊檢測營養(yǎng)液箱至半導(dǎo)體溫控設(shè)備之間的PVC水管出現(xiàn)破裂、漏水或其他問題而影響回液效果，則報警模塊就會出發(fā)報警，提醒工作人員檢查問題，并及時作出修整。
[0008]進一步地，一種基于熱電制冷技術(shù)的營養(yǎng)液溫控系統(tǒng)的溫控方法，其特征在于，它包括以下步驟:
步驟1:在栽培槽中栽培培養(yǎng)苗，水箱內(nèi)裝滿水；栽培槽和營養(yǎng)液槽內(nèi)裝入預(yù)定量的水；打開一種基于熱電制冷技術(shù)的營養(yǎng)液溫控系統(tǒng)電源；
步驟2:溫度檢測模塊檢測室內(nèi)的溫度值T1，并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號001傳遞至主控制模塊，所述主控制模塊接收數(shù)字信號001，當(dāng)T1多預(yù)定溫度值01 (優(yōu)選為35攝氏度)時，向水栗模塊傳遞執(zhí)行信號201，所述水栗模塊接收執(zhí)行信號201，則控制箱控制水箱內(nèi)水栗開啟，開啟時間為預(yù)定時間值01，將水抽入半導(dǎo)體溫控設(shè)備制冷至預(yù)定溫度值04 ;制冷后的水進入栽培槽；當(dāng)T1 <預(yù)定溫度值02 (若為番茄苗，則優(yōu)選為16°C)時，主控制模塊則向水栗模塊傳遞執(zhí)行信號202 ;水栗模塊接收執(zhí)行信號202，控制箱控制水箱內(nèi)的水栗開啟，開啟時間為預(yù)定時間值02，將水抽入半導(dǎo)體溫控設(shè)備制熱，制熱后的水進入栽培槽；
步驟3:感應(yīng)模塊感應(yīng)半導(dǎo)體溫控設(shè)備至栽培槽間的PVC水管中有水流經(jīng)過，向主控制模塊傳遞數(shù)字信號101 ;所述主控制模塊接收數(shù)字信號101，向營養(yǎng)液箱至栽培槽的PVC水管上的電磁閥傳遞執(zhí)行信號301，同時向水栗模塊傳遞執(zhí)行信號203 ;所述電磁閥接收執(zhí)行信號301，打開其閥門；此時栽培槽內(nèi)的水回液至營養(yǎng)液箱；所述水栗模塊接收執(zhí)行信號203，則控制箱控制營養(yǎng)液箱內(nèi)的水栗開啟，從而營養(yǎng)液箱內(nèi)的水經(jīng)半導(dǎo)體溫控設(shè)備流回水箱(中的回水箱)；
步驟4:感應(yīng)模塊感應(yīng)到半導(dǎo)體溫控設(shè)備至栽培槽間的PVC水管中水流停止時，向主控制傳遞數(shù)字信號102 ;所述主控制模塊接收數(shù)字信號102，向營養(yǎng)液箱至栽培槽的PVC水管上的電磁閥傳遞執(zhí)行信號302，同時向水栗模塊傳遞執(zhí)行信號204 ;所述電磁閥接收執(zhí)行信號302，關(guān)閉其閥門；接收執(zhí)行信號204，控制箱控制營養(yǎng)液箱內(nèi)的水栗關(guān)閉；
步驟5:溫度檢測模塊檢測栽培槽內(nèi)的溫度值T2，并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號002傳遞至主控制模塊；所述主控制模塊接收數(shù)字信號002，當(dāng)T2多預(yù)定溫度值03(優(yōu)選為28攝氏度)時，向水栗模塊傳遞執(zhí)行信號205，水栗模塊接收執(zhí)行信號205，控制箱控制水箱內(nèi)的水栗開啟，開啟時間為預(yù)定時間值01，將水抽入半導(dǎo)體溫控設(shè)備制冷，制冷后的水進入栽培槽；當(dāng)T2 (預(yù)定溫度值04 (若為番茄苗，則優(yōu)選為16°C)時，主控制模塊向水栗模塊傳遞執(zhí)行信號206 ;水栗模塊接收執(zhí)行信號206，控制箱控制水箱內(nèi)的水栗開啟，開啟時間為預(yù)定時間值02，將水抽入半導(dǎo)體溫控設(shè)備制熱，制熱后的水進入栽培槽；
步驟6:重復(fù)步驟3和步驟4 ；
步驟7:溫度檢測模塊檢測營養(yǎng)液箱內(nèi)的溫度值T3，并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號003傳遞至主控制模塊；所述主控制模塊接收數(shù)字信號003，當(dāng)T3多預(yù)定溫度值05 (優(yōu)選為28攝氏度)時，向水栗模塊傳遞執(zhí)行信號207，水栗模塊接收執(zhí)行信號207，控制箱控制水箱內(nèi)的水栗開啟，開啟時間為預(yù)定時間值01，將水抽入半導(dǎo)體溫控設(shè)備制冷，制冷后的水進入栽培槽；當(dāng)T3 <預(yù)定溫度值06 (若為番茄苗，則優(yōu)選為16°C)時，則主控制模塊向水栗模塊傳遞執(zhí)行信號208 ;所述水栗模塊接收執(zhí)行信號208，控制箱控制水箱內(nèi)的水栗開啟，開啟時間為預(yù)定時間值02，將水抽入半導(dǎo)體溫控設(shè)備制熱，制熱后的水進入栽培槽；
步驟8:重復(fù)步驟6;
步驟9:在營養(yǎng)液箱內(nèi)的水栗開啟期間，流量檢測模塊檢測營養(yǎng)液箱至半導(dǎo)體溫控設(shè)備的水流量，當(dāng)水流量 < 預(yù)定流量值01時，向主控制模塊傳遞數(shù)字信號601，所述主控制模塊接收數(shù)字信號601，向報警模塊傳遞執(zhí)行信號701 ;所述報警模塊接收執(zhí)行信號701，開啟報警器。
[0009]該種基于熱電制冷技術(shù)的營養(yǎng)液溫控系統(tǒng)，其特征在于，它包括:半導(dǎo)體制冷溫控設(shè)備，所述半導(dǎo)體制冷溫控設(shè)備上設(shè)有入水口和出水口，所述入水口通過PVC水管分別與水箱和營養(yǎng)液箱連接，所述出水口通過PVC水管分別與水箱和栽培槽連接；所述栽培槽通過PVC水管與營養(yǎng)液箱連接，所述PVC水管上設(shè)有電磁閥；所述營養(yǎng)液箱內(nèi)設(shè)有營養(yǎng)液槽，所述半導(dǎo)體制冷溫控設(shè)備與控制箱相連接，所述控制箱與電源連接；所述水