资源描述：
19 中华 人民共和国 国家知识产权局 12 发明 专利申请 10 申请公布号 43 申请公布日 21 申请 号 202110798265 0 22 申请日 2021 07 15 71 申请人 宁 夏大 学 地址 750000 宁 夏回族自治区银川市贺兰 山西路489号 72 发明人 王斌 何进宇 李王成 张静 马京萍 虎若青 马佳乐 74 专利代理 机构 宁 夏三源 鑫知识产权代理事 务所 普通 合 伙 6410 5 代理人 孙彦虎 51 Int Cl A01G 9 14 2006 01 A01G 9 22 2006 01 A01G 9 24 2006 01 54 发明名称 具有温度动态调控的双层保温日光温室及 智能调节方法 57 摘要 本发明提供一种具有温度动态调控的双层 保温日光 温室及智能调节方法 属于日光温室的 技术领域 包括 上层钢骨架 下层钢骨架 后墙 第一墙体 第二墙体 基础 恒温调节系统 上层 钢骨架上设置第一透光薄膜 第一透光薄膜覆盖 在上层钢骨架上 下层钢骨架上设置数个第二透 光卷膜 第二透光卷膜均匀的覆盖在下层钢骨架 上 恒温调节系统与第二透光卷膜电性连接 以 驱动第二透光卷膜的收拢 展开 在白天外界日 光充足时 恒温调节系统能够驱动第二透光薄膜 收拢 以使温室内进行蓄热 当外界温度下降时 恒温调节系统驱动第二透光薄膜展开 阻止温室 内的温度向外界传输 以通过第一透光薄膜 第 二透光薄膜 将外界的热量储 存起 来 权利要求书2页 说明书9页 附图8页 CN 113348909 A 2021 09 07 CN 113348909 A 1 一种具有温度动态调控的双层保温日光温室 其特征在于 包括 上层钢骨架 下层 钢骨架 后墙 第一墙体 第二墙体 基础 恒温调节系统 所述上层钢骨架上设置第一透光 薄膜 所述第一透光薄膜覆盖在所述上层钢骨架上 所述下层钢骨架上设置数个第二透光 卷膜 所述第二透光卷膜均匀的覆盖在所述下层钢骨架上 所述恒温调节系统与所述第二 透光卷膜电性连接 以驱动所述第二透光卷膜的收拢 展开而控制双层保温日光温室内的 保温效果 2 根据权利要求1所述的具有温度动态调控的双层保温日光温室 其特征在于 所述上 层钢骨架覆盖的第一透光薄膜与后墙 第一墙体 第二墙体 基础形成第一保温层 所述下 层钢骨架覆盖的第二透光卷膜与后墙 第一墙体 第二墙体 基础形成第二保温层 所述第 二透光卷膜展开与所述第一透光薄膜形成隔热空腔 3 根据权利要求2所述的具有温度动态调控的双层保温日光温室 其特征在于 所述恒 温调节系统包括 总控制单元及数个内部控制单元 所述总控制单元与所述内部控制单元 电性连接 所述内部控制单 元均匀分布在所述具有温度动态调控的双 层保温日光温室内 4 根据权利要求3所述的具有温度动态调控的双层保温日光温室 其特征在于 所述内 部控制单元包括 温度检测模块 计算模块 判断模块 控制模块 执行模块 所述温度检测 模块 计算模块 判断模块 控制模块 执行模块依次电性连接 所述判断模块还与所述总控 制单元电性连接 所述执行模块与所述第二透光卷膜连接 所述温度检测模块用于检测所 述双层保温日光温室不同位置的温度 所述计算模块用于计算所述温度检测模块传输的温 度均值 所述判断模块用于对所述计算模块传入的信息进行判断 所述控制模块用于控制 所述执 行模块的启动 所述执 行模块用于驱动所述第二透光卷膜的收拢或展开 5 根据权利要求4所述的具有温度动态调控的双层保温日光温室 其特征在于 所述温 度检测模块设置第一温度传感器 第二温度传感器 所述第一温度传感器位于所述基础上 方 用于检测所述第二保温层的下部温度 所述第二温度传感器位于所述上层钢骨架下部 用于检测所述第一保温层的上部温度 6 根据权利要求5所述的具有温度动态调控的双层保温日光温室 其特征在于 所述执 行模块包括 驱动电机 传动轴 变 向齿轮 传动铰链 所述驱动电机设置在所述后墙内侧 所述驱动电机与所述传动轴的一端连接 所述传动轴的另一端与所述变向齿轮的一端连 接 所述变相齿轮的另一端与所述传动铰链的一端连接 所述传动铰链的另一端与所述第 二透光卷膜的一端连接 7 根据权利要求6所述的具有温度动态调控的双层保温日光温室 其特征在于 所述判 断模块包括第一判断模块 第二判断模块 所述第一判断模块分别与所述总控制单元 计算 模块电性连接 所述第二判断模块分别与所述计算模块 控制模块电性连接 8 根据权利要求7所述的具有温度动态调控的双层保温日光温室 其特征在于 所述第 一判断模块的判断式为 T1 A T 2 T3 B T1A T 1 T2 B时 所述判断模块将所述判断结果 传输给所述计算模块 继续计算 所述计算模块计算结束后 将结果传输给所述第二判断模块 进行内部温度调控 当所述第一温度传感器检测的温度T 138 且 T 4 T5 C 25 D 22 E 18 T 4 2 2 且 T 4 T5 38 且 T 4 T5 C 所述第二判断模块将结果传输给所述控制模块 所述控 制模块控制相应内部控制单元的第二透光卷膜100 收起 当所述25 D 所述第二判断模块将 结果传输给所述控制模块 所述控制模块控制相应内部控制单 元的第二透光卷膜50 收起 当所述22 E 所述第二判断模块将结 果传输给所述控制模块 所述控制模块控制相应内部控制单元的第二透光卷膜20 收起 当所述18 T 4 22 且 T 4 T5 F 所述第二判断模块将结果传输给所述控制模块 所述 控制模块控制 相应内部控制单 元的第二透光卷膜全部展开 10 根据权利要求1 9任意一项所述的具有温度动态调控的双层保温日光温室的智能 调节方法 其特 征在于 包括以下步骤 S1 首先将所述具有温度动态调控的双层保温日光温室平均分为数个部分 在每部分 由独立的内部控制单元控制 在每部分设置数个温度检测模块 所述温度检测模块分别位 于每部分的两侧及中间 所述温度检测模块设置第一温度传感器 第二温度传感器 所述温 度检测模块用于检测每部分不同位置的温度值 S2 所述计算模块将所述温度检测模块传入的数个下层温度值及上层温度值分别进行 均值计算 S3 所述第一判断模块用于对所述计算模块传输的数据进行判断 若所述T 1A 且所 述每部分之间的 T 2 T3 A T 2 T3 B 0017 T1A T 1 T2 B时 所述判断模块将所述判断 结果传输给所述计算模块 继续计算 所述计算模块计算结束后 将结果传输给所述第二判断 模块进行内部温度调控 0020 当所述第一温度传感器检测的温度T 138 且 T 4 T5 C 0023 25 D 0024 22 E 0025 18 T 4 2 2 且 T 4 T5 38 且 T 4 T5 C 所述第二判断模块将结果传输给所述控制模块 所 述控制模块控制相应内部控制单元的第二透光卷膜100 收起 当所述 25 D 所述第二判断模块将结果传输给所述控制模块 所述控制模块控制相应 内部控 制单元的第二透光卷膜50 收起 当所述22 E 所述第二判断模块 将结果传输给所述控制模块 所述控制模块控制相应内部控制单元的第二透光卷膜20 收 起 当所述18 T 4 22 且 T 4 T5 F 所述第二判断模块将结果传输给所述控制模块 所述控制模块控制 相应内部控制单 元的第二透光卷膜全部展开 0028 一种具有温度动态调控的双 层保温日光温室的智能调节方法 包括以下步骤 0029 S1 首先将所述具有温度动态调控的双层保温日光温室平均分为数个部分 在每 部分由独立的内部控制单元控制 在每部分设置数个温度检测模块 所述温度检测模块分 别位于每部 分的两侧及中间 所述温度检测模块设置第一 温度传感器 第二 温度传感器 所 述温度检测模块用于检测每部分不同位置的温度值 0030 S2 所述计算模块将所述温度检测模块传入的数个下层温度值及上层温度值分别 进行均值计算 0031 S3 所述第一判断模块用于对所述计算模块传输的数据进行判断 若所述 T1A 且所述每部分之间的 T 2 T3 B 所述第一判断模块将信号传输给所 述计算模块 重新计算 0033 S4 所述第二判断模块用于对所述计算模块再次进行计算的数据进行判断 并将 判断模块的判断结果传输给 所述内部控制单 元的控制模块 0034 S5 所述控制模块用于控制所述执 行模块的开启 停止 0035 S6 所述执行模块用于执行所述总控制单元 控制模块的指令 驱动所述第二透光 卷膜的收拢及展开 0036 由上述技术方案可知 本发明提供了具有温度动 态调控的双层保温日光温室及智 能调节方法 其有益效果是 所述上层钢骨架上设置第一透光薄膜 所述第一透光薄膜覆盖 在所述上层钢骨架上 所述下层钢骨架上设置数个第二透光卷膜 所述第二透光卷膜均匀 的覆盖在所述下层钢骨架上 所述恒温调节系统与所述第二透光卷膜电性连接 以驱动所 述第二透光卷膜的收拢 展开而控制双层保温日光温室内的保温效果 将作物种植在所述 具有温度动态调控的双层保温日光温室内 在白天外界日光充足时 所述恒温调节系统能 够驱动所述第二透光卷膜收拢 以使 所述第一保温层进 行蓄热 当外界温度下降时 所述恒 温调节系统能够驱动所述第二透光卷膜展开 使得所述第二保温层进行保温 所述隔热空 腔进行隔热 阻止第二保温层的温度向外界传输 以通过所述第一透光薄膜 第二透光卷 膜 将外界的热量储存起来 并且通过所述隔热 空腔阻止热量向外界散失 使得所述具有温 度动态调控的双层保温日光温室内的温度适宜作物的生长 使得作物的生长周期变短 作 物的产量 提高 0037 并且所述恒温调节系统能够根据外界的温度驱动所述第二透光卷膜的展开幅度 说 明 书 3 9 页 6 CN 113348909 A 以使 所述具有温度动态调控的双层保温日光温室在阳光不充足时的蓄热能力提高 室内温 度提高 并且在夜间或较冷的时候 所述具有温度动态调控的双层保温日光温室内会形成 隔热空腔 使得所述具有温度动态调控的双层保温日光温室内的温度不易散失 进一步提 高所述具有温度动态调控的双 层保温日光温室的保温效果 附图说明 0038 图1为具有温度动态调控的双 层保温日光温室结构示 意图 0039 图2为具有温度动态调控的双 层保温日光温室侧视图 0040 图3为执 行模块 示 意图 0041 图4第二透光卷膜 布置平面图 0042 图5为后墙剖视图 0043 图6为单层日光温室中部室内温度随高度的变化图 0044 图7 单层日光温室中部室内温度随高度的另一变化图 0045 图8为温度动态调控系统示 意图 0046 图9为具有温度动态调控的双层保温日光温室不同位置温度试验及模拟值比较 图 0047 图10为具有温度动态调控的双层保温日光温室不 同位置温度试验及模拟值另一 比较图 0048 图1 1为 不同类型温室 室内温度比较图 0049 图中 具有温度动态调控的双层保温日光温室10 上层钢骨架100 第一透光薄膜 110 第一保温层120 隔热空腔121 第二保温层 22 下层钢骨架 200 第二透光卷膜210 钢 管22 0 后墙300 门310 窗户32 0 空气隔热腔 330 上层支撑梁340 下层支 撑梁350 第一墙 体400 第二墙体500 基础600 恒 温调节系统700 总控制单元710 内部控制单元720 温度 检测模块721 第一温度传 感器7211 第二温度传 感器7212 计算模块722 判断模块723 第 一判断模块7231 第二判断模块7232 控制模块724 执行模块725 驱动电机7251 传动轴 7252 变向齿轮725 3 传动铰链7254 手动绞盘725 5 具体实施方式 0050 以下结合本发明的附图 对本发明实施例的技术方案以及技术效果做进一步的详 细阐 述 0051 请参看图1 图2 一种具有温度动态调控的双层保温日光温室10 包括 上层钢骨 架100 下层钢骨架200 后墙300 第一墙体400 第二墙体500 基础600 恒温调节系统700 所述上层钢骨架100位于所述下层钢骨架200的上方 所述上层钢骨架100与所述下层钢骨 架200的前端固定连接 所述上层钢骨架100与所述下层钢骨架200的中端 逐步分开 所述上 层钢骨架100与所述下层钢骨架200的后端分别与所述后墙300相连接 在不改变种 植面积 的情况下 减少所需的建筑面积及钢材的耗损 所述上层钢骨架100上设置第一透光薄膜 110 所述第一透光薄膜110覆盖在所述上层钢骨架100上 所述下层钢骨架200上设置数个 第二透光卷膜210 所述第二透光卷膜210均匀的覆盖在所述下层钢骨架200上 所述恒温调 节系统700与所述第二透光卷膜210电性连接 以驱动所述第二透光卷膜210的收拢 展开而 说 明 书 4 9 页 7 CN 113348909 A 控制双层保温日光温室内的保温效果 将作 物种植在所述具有温度动态调控的双层保温日 光温室10内 在白天外界日光充足时 所述恒温调节系统700能够驱动所述第二透光卷膜 210收拢 使第二保温层122撤去 以使所述第一保温层120进行蓄热 又避免室内温度过高 对植物蒸腾作用的影响 当外界温度下降时 所述恒温调节系统700能够驱动所述第二透光 卷膜210展开 使得所述第二保温层122进行保温 所述隔热空腔121进行隔热 阻止第二保 温层122的温度向外界传输 以通过所述第一透光薄膜110 第二透光卷膜210 将外界的热 量储存起来 并且通过所述隔热 空腔121阻止热量向外界散失 使得所述具有温度动态调控 的双层保温日光温室10内的温度适宜作物的生长 使得作物的生长周期变短 作物的产量 提高 0052 并且所述恒温调节系统700能够根据外界的温度驱动所述第二透光卷膜210 的展 开幅度 以使 所述具有温度动态调控的双层保温日光温室10在阳光不充足时的蓄热能力提 高 室内温度提高 并且在夜间或较冷的时候 所述具有温度动态调控的双层保温日光 温室 10内会形成隔热空腔121 使得所述具有温度动态调控的双层保温日光温室10内的温度不 易散失 进一 步 提高所述具有温度动态调控的双 层保温日光温室10的保温效果 0053 进一步的 所述上层钢骨架100覆盖的第一透光薄膜110与后墙300 第一墙体400 第二墙体500 基础600形成第一保温层120 所述下层钢骨架200 覆盖的第二透光卷膜210 与后墙300 第一墙体400 第二墙体500 基础600 形成第二保温层 122 所述第二透光卷膜 210展开与所述第一透光薄膜110形成隔热空腔121 通过设置所述第二透光卷膜210 使所 述双层日光温室内分成保温区及隔热空腔121 阻止所述第二保温层122 内的热量散失 使 得 所述双 层日光温室的温度较单层日光温室的温度高 0054 进一步的 所述基础600为地面 所述第一透光薄膜110不可移动 固定设置在所述 上层钢骨架100上 所述第一透光薄膜110上可设置保温被 草帘 等 以在极寒的情况增强温 室 室内的保温效果 0055 进一步的 请参看图4 所述第二透光卷膜210为分离式薄膜 所述第二透光卷膜 210之间的间距小于10mm 以不影响所述第二透光卷膜210展开 收拢的前提下 使 得第二保 温层12 2的散热最小 0056 进一 步的 所述第二透光卷膜 210的长度大于所述下层钢骨架 200的弧长 0057 进一 步的 所述下层钢骨架 200的后端距地 面的高度为1米 2 5米 0058 进一步的 当作物类型无高度要求时 所述下层钢骨架200的后端距地面的高度为 1 1 5米 0059 进一步的 当作物类型有高度要求时 所述下层钢骨架200的后端距地面的高度小 于2 5米 0060 请参看图6及图7 一试验中 在单层日光温室设置不同高度的温度传感器 同一时 间对单层日光温室不同高度的温度进行记录 绘制图6 图7所示的折线图 图6为连续20天 每日上午10 0时监测的单层日光 温室中部 室内温度随高度的变化 图7为连续20天每日下 午14 3 0时监测的单层日光温室中部室内温度随高度的变化 0061 从图中温度分布及统计结果可以看出 当光照不充 分时 10 00 沿单层日光温室 高度室内温度差异性显著 P 0 01 但是相差较小 总体趋势为距离地面距地面0 5米至 1 5米处温度最高 随着高度增加 温度降低 温室顶部温度最小 地面温度大于温室顶部温 说 明 书 5 9 页 8 CN 113348909 A 度 当温室经过4小时光照后 在光照充分时 14 30 沿单层日光 温室高度室内温度差异性 显著 PA T 2 T3 B 0074 T1A T 1 T2 B时 所述判断模块723将所 述判断结果传输给所述计算模块722继续计算 所述计算模块722 重新选取数据进行计算 计算结束后将结果传输给 所述第二判断模块7232进行内部温度调控 0077 当所述第一温度传感器7211检测的温度T 138 且 T 4 T5 C 0080 25 D 0081 22 E 说 明 书 7 9 页 10 CN 113348909 A 0082 18 T 4 2 2 且 T 4 T5 38 且 T 4 T5 C 所述第二判断模块7232将结果传输给所述控制模块 724 所述控制模块724控制相应内部控制单元720的第二透光卷膜 210100 收起 当所述 25 D 所述第二判断模块7232 将结果传输给所述控制模块724 所 述控制模块724控制相应内部控制单元720 的第二透光卷膜21050 收起 当所述22 E 所述第二判断模块7232将结果传输给所述控制模块724 所述控制模 块724控制相应内部控制单元720的第二透光卷膜21020 收起 当所述18 T 4 22 且 T4 T5 F 所述第二判断模块7232将结果传输给所述控制模块724 所述控制模块724 控 制相应内部控制单元720的第二透光卷膜210全部展开 若 所述具有温度动态调控的双层保 温日光 温室10的长度特别长 在太阳升起和降落的时候 温室内的温度会极度不平衡 通过 内部控制单元720可以使温室内的温度进 行调节 使 得温室内的温度维持动态平衡 植物 生 长更加均衡 0085 通过所述总控制单元710 内部控制单元720相互配合既可以对所述双层日光温室 进 行整体调控 也可以对 所述双层日光 温室每个部 分进 行调控 使 得所述第二透光卷膜210 能够根据外界的温度相 应展开 以使所述双层钢骨架保温日光温内蓄热能力提高 室内温 度提高 且 所述具有温度动态调控的双层保温日光 温室10内设置隔热 空腔121 使得所述具 有温度动态调控的双层保温日光温室10内的温度不易散失 进一步提高所述具有温度动态 调控的双 层保温日光温室10的保温效果 0086 请参看图9 图10 另一试验中 在冬天 在所述具有温度动 态调控的双层保温日光 温室10的不同位置安装温度传感器 并通过CFD的方法进行数值模拟 所示图9为上午10点 时具有温度动态调控的双层保温日光温室10不同位置温度试验及 模拟值比较 图10为上午 11点时具有温度动态调控的双 层保温日光温室10不同位置温度试验及模拟值比较 0087 通过试验所测温度与模拟计算结果可以看出 在不 同温度边界条件下 利用基于 CFD方法的数值模拟温度结果与各测点温度实测值变化趋势比较接近 计算出的温度模拟 值与试验值相关性较高 由此看见数值模型 的设置 流体计算参数 的选取及固体边界条件 的选取与实际温室较为吻合 所述数值模拟结果可以反映所述具有温度动态调控的双层保 温日光温室10内部温度之 间的变化差异 并且将所述具有温度动态调控的双层保温日光温 室10运用在冬季等外部条件恶劣的情况下温室内各个位置的温度变化幅度小 对于很长的 温室 不会出现极端温度情况 所述具有温度动态调控的双层保温日光温室10仍能保持良 好的保温效果 0088 请参看图11不同类型温室室内温度比较 再一试验中 由图6 图7知 距温室地面 0 5米处的温度最高 蓄热效果最好 选取总高度相同的单层日光温室 具有温度动态调控 的双层保温日光温室10 在 5米处设置温度传感器 测试两个温室内24小时内温度的变 化 0089 通过图11所示 以冬季宁夏地区钢 骨架日光温室为例 在距离地面0 5米处24小时 内 单层日光室内温度 本发明的温室内的温度在相同时间下室内温度的比较图 本专利的 说 明 书 8 9 页 11 CN 113348909 A 具有温度动态调控的双层保温日光 温室10在所述恒温调节系统的调节下 所述具有温度动 态调控的双层保温日光温室10室内温度较所述单层日光温室的温度提高5 左右 并且所 述具有温度动态调控的双层保温日光温室10在夜间的温度始终保持在12 以上 说明所述 具有温度动态调控的双层保温日光温室10室内的温度蓄热能力提高 散热能力降低 使得 所述具有温度动态调控的双层保温日光 温室10内的温度变化幅度小 不会出现温度剧烈下 降的情况 植物生长适宜的温度在15 左右 本发明所述具有温度动态调控的双层保温日 光温室10的温度在夜间不会出现10 以下 不会抑制植物的生长 且一天高于15 的时间 大于单层温室 因此在冬季 所述具有温度动态调控的双层保温日光温室10更加利于植物 的生长 0090 一种具有温度动态调控的双 层保温日光温室10的智能调节方法 包括以下步骤 0091 S1 首先将所述具有温度动态调控的双层保温日光温室10平均分为数个部分 在 每部分 由独立的内部控制单元720控制 在每部分设置数个温度检测模块721 所述温度检 测模块721分别位于每部分的两侧及中间 所述温度检测模块721设置第一温度传感器 7211 第二温度传感器7212 所述温度检测模块721 用于检测每部分不同位置的温度值 0092 S2 所述计算模块722将所述温度检测模块721传入的数个下层温度值及上层温度 值分别进行均值计算 0093 S3 所述第一判断模块7231用于对所述计算模块722传 输的数据 进行判断 若所述 T1A 且所述每部分之间的 T 2 T3 B 所述第一判断模块7231将信号传输 给 所述计算模块72 2 重新计算 0095 S4 所述第二判断模块7232用于对所述计算模块722再次进行计算 的数据进行判 断 并将判断模块723的判断结果传输给 所述内部控制单 元 720的控制模块724 0096 S5 所述控制模块724用于控制所述执 行模块725的开启 停止 0097 S6 所述执行模块725用于执行所述总控制单元710 控制模块724的指令 驱动所 述第二透光卷膜 210的收拢及展开 0098 以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已 当然不能以此来限定本发明之权利范 围 本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程 并依本发明权利要 求所作的等同变化 仍属于发明所涵盖的范围 说 明 书 9 9 页 12 CN 113348909 A 图1 图2 说 明 书 附 图 1 8 页 13 CN 113348909 A 图3 图4 说 明 书 附 图 2 8 页 14 CN 113348909 A 图5 图6 说 明 书 附 图 3 8 页 15 CN 113348909 A 图7 说 明 书 附 图 4 8 页 16 CN 113348909 A 图8 说 明 书 附 图 5 8 页 17 CN 113348909 A 图9 说 明 书 附 图 6 8 页 18 CN 113348909 A 图10 说 明 书 附 图 7 8 页 19 CN 113348909 A 图1 1 说 明 书 附 图 8 8 页 20 CN 113348909 A
展开阅读全文
