本发明涉及一种种植箱及其温度控制方法,属于植物种植技术领域。
背景技术:
随着人们生活水平的提高,健康、绿色、环保、便捷的生活方式越来越受到人们的追捧,用以种植蔬菜、水果等植物的家庭用种植箱在一定程度上满足了人们的需求。
众所周知,光照、温度、气体、水、养料是绿色植物生长的五大要素,随时植物的生长,需要对种植箱中的五大要素进行相应的控制。
其中,温度和气体浓度等空气质量因素均对植物的生命活动有重要影响。例如,植物的光合作用主要利用空气中的CO2作为生长的气体肥料,而CO2同时也是植物呼吸作用的产物。在光照较弱时,例如夜晚,植物呼吸作用强于光合作用,导致空气中CO2浓度增大,影响植物呼吸作用;在光照较强时,植物呼吸作用弱于光合作用,导致空气中CO2浓度降低,影响植物光合作用。因此,需要调节种植箱内的CO2的浓度,以使种植箱的空气环境满足植物的生存需求。
植物具有最佳的生存温度,在温度过低或过高的情况下均无法良好生长。而区别于大自然的自行调控,在种植箱内培养的植物,随着植物自身生命活动的进行、以及对温度调控时箱体内外的气体交换,都会引起种植箱内温度的变化,而如何保证种植箱维持较佳的温度,也是一重要课题。
技术实现要素:
为至少解决上述技术问题之一,本发明的目的在于提供一种种植箱及其温度控制方法,实现种植箱中维持植物生长的最佳温度的效果。
为实现上述发明目的之一,本发明一实施方式提供了一种种植箱,包括具有内部空间的箱体、设置于所述箱体上并用于连通所述内部空间与箱体外部空间的进风通道和出风通道、用于开闭所述进风通道和/或所述出风通道的风门、温度调节系统、以及控制系统,所述温度调节系统包括用于监测所述内部空间的内部温度T1的第一温度传感器、用于监测所述外部空间的环境温度T2的第二温度传感器、设置于所述种植箱内并用于产热以使所述内部空间升温的加热模组、以及用于制冷以使所述内部空间降温的制冷模组;所述控制系统用于根据所述内部温度T1、所述环境温度T2和预设温度值T0的大小关系,控制所述加热模组、所述制冷模组、所述风门的开闭以使T1=T0。
作为本发明一实施方式的进一步改进,当T1>T0≥T2或T1<T0≤T2时,所述控制系统控制所述风门开启以使所述内部空间与所述外部空间之间形成交换气流直至T1=T0;当T1>T2>T0或T1<T2<T0时,所述控制系统控制所述风门开启以使所述内部空间与所述外部空间之间形成交换气流,后控制所述风门关闭并控制所述制冷模组开启以使所述内部空间降温或所述加热模组开启以使所述内部空间升温直至T1=T0;当T2>T1>T0或T2<T1<T0时,所述控制系统控制所述风门关闭并控制所述制冷模组开启以使所述内部空间降温或所述加热模组开启以使所述内部空间升温直至T1=T0。
作为本发明一实施方式的进一步改进,当T1>T2>T0或T1<T2<T0时,所述控制系统控制所述风门开启以使所述内部空间与所述外部空间之间形成交换气流直至T1=T2,后控制所述风门关闭并控制所述制冷模组开启以使所述内部空间降温或所述加热模组开启以使所述内部空间升温直至T1=T0。
作为本发明一实施方式的进一步改进,所述种植箱还包括设置于所述进风通道和/或所述出风通道处的风机,所述控制系统控制所述风机与所述风门同步开启。
作为本发明一实施方式的进一步改进,所述控制系统包括采集模块,所述采集模块用于根据所述种植箱内的植物种类采集相对应的所述预设温度值T0。
为实现上述发明目的之一,本发明一实施方式提供了一种如上所述的种植箱的温度控制方法,所述方法包括步骤:
监测种植箱内部空间的内部温度T1及种植箱外部空间的环境温度T2;
判断所述内部温度T1、所述环境温度T2与预设温度值T0的大小关系;
根据所述大小关系控制加热模组、制冷模组、风门的开闭以使T1=T0。
作为本发明一实施方式的进一步改进,所述步骤“根据所述大小关系控制加热模组、制冷模组、风门的开闭以使T1=T0”包括:
当T1>T0≥T2或T1<T0≤T2时,控制所述风门开启以使所述内部空间与所述外部空间之间形成交换气流直至T1=T0;
当T1>T2>T0时,控制所述风门开启以使所述内部空间与所述外部空间之间形成交换气流,后控制所述风门关闭并控制所述制冷模组开启以使所述内部空间降温直至T1=T0;
当T1<T2<T0时,控制所述风门开启以使所述内部空间与所述外部空间之间形成交换气流,后控制所述风门关闭并控制所述加热模组开启以使所述内部空间升温直至T1=T0;
当T2>T1>T0时,控制所述风门关闭并控制所述制冷模组开启以使所述内部空间降温直至T1=T0;
当T2<T1<T0时,控制所述风门关闭并控制所述加热模组开启以使所述内部空间升温直至T1=T0。
作为本发明一实施方式的进一步改进,所述步骤“当T1>T2>T0时,控制所述风门开启以使所述内部空间与所述外部空间之间形成交换气流,后控制所述风门关闭并控制所述制冷模组开启以使所述内部空间降温直至T1=T0”包括:
当T1>T2>T0时,控制所述风门开启以使所述内部空间与所述外部空间之间形成交换气流直至T1=T2,后控制所述风门关闭并控制所述制冷模组开启以使所述内部空间降温直至T1=T0;
所述步骤“当T1<T2<T0时,控制所述风门开启以使所述内部空间与所述外部空间之间形成交换气流,后控制所述风门关闭并控制所述加热模组开启以使所述内部空间升温直至T1=T0”包括:
当T1<T2<T0时,控制所述风门开启以使所述内部空间与所述外部空间之间形成交换气流直至T1=T2,后控制所述风门关闭并控制所述加热模组开启以使所述内部空间升温直至T1=T0。
作为本发明一实施方式的进一步改进,所述方法还包括步骤:
根据所述种植箱内的植物种类采集相对应的预设温度值T0。
与现有技术相比,本发明具有以下有益技术效果:通过对种植箱内部空间和外部空间分别进行温度监测,采用加热模组、制冷模组和风门的多方面调控,维持种植箱内的空气保持温度恒定且最佳,为植物生长提供最佳温度条件。
附图说明
图1是本发明一实施方式的种植箱的温度控制方法的流程图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明,本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
本发明一实施方式提供了一种用以种植蔬菜、水果等植物的种植箱。所述种植箱呈长方体,其包括具有内部空间的箱体、连接于所述箱体上并用于开闭所述箱体开口的门体、设置在所述内部空间内且用以种植植物的至少一层承载件、气体交换系统、温度调节系统、以及控制系统。
所述气体交换系统包括进风通道、出风通道以及风门。所述进风通道和所述出风通道分别设置于所述箱体上并用于连通所述内部空间与所述箱体的外部空间。
所述风门可设置为一个或多个,并用于开闭所述进风通道和/或所述出风通道。在本发明一实施方式的,所述风门设置为用于开闭所述进风风道的进风风门、及用于开闭所述出风风道的出风风门。优选地,所述进风风门和所述出风风门联动设置。
当所述风门开启时,所述内部空间和所述外部空间可形成交换气流。具体的,所述进风风门开启,所述外部空间的气体可通过所述进风风道进入所述内部空间;所述出风风门开启,所述内部空间的气体可通过所述出风风道进入所述外部空间。由于所述外部空间要远远大于所述内部空间,因此随着交换气流的流动,所述内部空间的温度会逐渐与所述外部空间相一致。
在本发明一实施方式中,所述温度调节系统包括第一温度传感器、第二温度传感器、加热模组和制冷模组。
所述第一温度传感器设置于所述种植箱内并用于实时监测所述内部空间的内部温度T1,所述第二温度传感器设置于所述种植箱外并用于实时监测所述外部空间的环境温度T2。
所述加热模组设置于所述种植箱内,当所述加热模组开启时,所述加热模组可产热以使所述内部空间升温。在本发明一实施方式中,所述加热模组设置为通电即可产热的加热丝。
所述制冷模组用于制冷以使所述内部空间降温。在本发明一实施方式中,所述制冷模组包括压缩机、蒸发器和冷凝器,当所述压缩机开启时,所述蒸发器可产生冷量并将所述冷量提供至所述内部空间,以达到制冷降温的目的。
在本发明一实施方式中,所述控制系统用于根据所述内部温度T1、所述环境温度T2和预设温度值T0的大小关系,控制所述加热模组、所述制冷模组、所述风门的开闭以使所述内部温度T1=T0。
这样,本发明一实施方式的种植箱,通过对内部空间和外部空间分别进行温度监测,采用加热模组、制冷模组和风门的多方面调控,维持种植箱内的空气保持温度恒定且最佳,可为植物生长提供最佳温度条件。
进一步地,根据所述内部温度T1、所述环境温度T2和所述预设温度值T0的大小关系,所述种植箱具有四种不同工作模式,包括停机模式、完全补偿模式、半补偿模式及开机模式。
当T1=T0时,所述种植箱执行停机模式:所述内部温度T1恰好为适宜植物生长的最佳温度,无需对所述内部空间的空气进行调温,所述控制系统控制所述加热模组、所述制冷模组和所述风门均处于关闭状态。
当T1>T0≥T2或T1<T0≤T2时,所述种植箱均执行完全补偿模式:具体的,所述控制系统控制所述风门开启以使所述内部空间与所述外部空间之间形成交换气流,所述交换气流使得所述外部空间的温度逐渐补偿所述内部空间的温度,最终使得T1=T0,也即所述内部空间的温度达到植物最佳生长温度,后控制所述风门关闭。这样,所述种植箱执行所述完全补偿模式时,可利用外界的自然温度调节种植箱内的温度保持最佳,节约了能源;同时,通过引入外部空间的气体,还可使种植箱内保持较佳的CO2浓度值,利于植物的生命活动。
当T1>T2>T0或T1<T2<T0时,所述种植箱均执行半补偿模式:具体的,当T1>T2>T0时,所述控制系统控制所述风门开启以使所述内部空间与所述外部空间之间形成交换气流,所述交换气流使得所述外部空间的温度逐渐补偿所述内部空间的温度,直至T1=T2,此时种植箱内外温度相同,而后控制所述风门关闭并控制所述制冷模组开启以使所述内部空间降温直至T1=T0,后控制所述制冷模组关闭;相类似的,当T1<T2<T0时,控制所述风门开启以使所述内部空间与所述外部空间之间形成交换气流,直至T1=T2,后控制所述风门关闭并控制所述加热模组开启以使所述内部空间升温直至T1=T0。这样,所述种植箱执行所述半补偿模式时,可充分利用外界的自然温度调节种植箱内的温度,直至自然温度无法达到调节作用时再启动制冷/制热,不仅使温度保持最佳,而且充分节约了能源;同时,通过引入外部空间的气体,还可使种植箱内保持较佳的CO2浓度值,利于植物的生命活动。
当T2>T1>T0或T2<T1<T0时,所述种植箱执行开机模式:具体的,当T2>T1>T0时,控制所述风门关闭并控制所述制冷模组开启以使所述内部空间降温直至T1=T0;当T2<T1<T0时,控制所述风门关闭并控制所述加热模组开启以使所述内部空间升温直至T1=T0。
本发明一实施方式的种植箱,通过设置四种不同工作模式,使种植箱根据环境温度与内部温度的差异,做到对温度的最佳调控;而且根据环境不同而合理利用了环境温度的补偿作用,节约能源。
进一步地,在本发明一实施方式中,所述气体交换系统还包括风机,所述风机设置于所述进风通道和/或所述出风通道处,当所述风门开启时,所述控制系统可控制所述风机同步开启,以增大所述内部空间与所述外部空间之间的交换气流的流速,加快温度补偿的变化速率,并保持所述内部空间的温度均一性。
进一步地,所述控制系统包括采集模块,所述采集模块用于根据所述种植箱内的植物种类采集相对应的所述预设温度值T0。
本发明另一实施方式还提供了一种所述种植箱的温度控制方法,所述方法包括步骤:
监测种植箱内部空间的内部温度T1及种植箱外部空间的环境温度T2;
判断所述内部温度T1、所述环境温度T2与预设温度值T0的大小关系;
根据所述大小关系控制加热模组、制冷模组、风门的开闭以使T1=T0。
这样,本发明一实施方式的种植箱的温度控制方法,通过对内部空间和外部空间分别进行温度监测,采用加热模组、制冷模组和风门的多方面调控,维持种植箱内的空气保持温度恒定且最佳,可为植物生长提供最佳温度条件。
进一步地,所述步骤“根据所述大小关系控制加热模组、制冷模组、风门的开闭以使T1=T0”包括:
当T1>T0≥T2或T1<T0≤T2时,控制所述风门开启以使所述内部空间与所述外部空间之间形成交换气流直至T1=T0;
当T1>T2>T0时,控制所述风门开启以使所述内部空间与所述外部空间之间形成交换气流直至T1=T2,后控制所述风门关闭并控制所述制冷模组开启以使所述内部空间降温直至T1=T0;
当T1<T2<T0时,控制所述风门开启以使所述内部空间与所述外部空间之间形成交换气流直至T1=T2,后控制所述风门关闭并控制所述加热模组开启以使所述内部空间升温直至T1=T0;
当T2>T1>T0时,控制所述风门关闭并控制所述制冷模组开启以使所述内部空间降温直至T1=T0;
当T2<T1<T0时,控制所述风门关闭并控制所述加热模组开启以使所述内部空间升温直至T1=T0;
当T1=T0时,控制所述加热模组、所述制冷模组、所述风门均处于关闭状态。
这样,所述种植箱可充分利用外界的自然温度调节种植箱内的温度,而且结合加热模组的制热/制冷模组的制冷,不仅使温度保持最佳,而且充分节约了能源;另外,通过引入外部空间的气体,还可使种植箱内保持较佳的CO2浓度值,利于植物的生命活动。
进一步地,在本发明一实施方式中,所述方法还包括:
每当所述风门开启,控制所述风机同步开启。这样,可增大所述内部空间与所述外部空间之间的交换气流的流速,加快温度补偿的变化速率,并保持所述内部空间的温度均一性。
进一步地,在本发明一实施方式中,所述方法还包括步骤:
根据所述种植箱内的植物种类采集相对应的预设温度值T0。
这样,可根据所述种植箱内的植物种类的不同,采集不同的预设温度值T0,增强所述种植箱的通用性。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:通过对种植箱内部空间和外部空间分别进行温度监测,采用加热模组、制冷模组和风门的多方面调控,维持种植箱内的空气保持温度恒定且最佳,为植物生长提供最佳温度条件。
上文所列出的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明,它们并非用以限制本发明的保护范围,凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。