植物工廠常用的溫度調(diào)節(jié)設(shè)備有哪些
作者: 時(shí)間: 2025-07-31
植物工廠的溫度調(diào)節(jié)設(shè)備是維持穩(wěn)定生長(zhǎng)環(huán)境的核心技術(shù)裝備，根據(jù)功能原理和應(yīng)用場(chǎng)景可分為以下幾類：
一、主動(dòng)溫控設(shè)備（制冷/加熱雙向調(diào)節(jié)）
壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)
組成與原理：包括壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器和冷氣風(fēng)機(jī)，通過制冷劑循環(huán)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制制冷。制冷劑在蒸發(fā)器中吸熱，降低空氣溫度后由風(fēng)機(jī)送入栽培區(qū)。
應(yīng)用場(chǎng)景：適用于密閉式植物工廠，制冷效率高（COP達(dá)5-8），可快速將溫度降至18-28℃。
優(yōu)化設(shè)計(jì)：部分系統(tǒng)結(jié)合層間送風(fēng)管（帶均勻出氣孔）和吹氣扇，減少垂直溫差（≤1℃）。
空調(diào)機(jī)組（熱泵型）
功能集成：兼具制冷、制熱與除濕功能，通過四通閥切換模式。冬季加熱時(shí)利用逆卡諾循環(huán)提升能效。
智能控制：根據(jù)溫度傳感器數(shù)據(jù)自動(dòng)啟停，精度達(dá)±0.5℃（如夏季降溫至≤28℃，冬季加熱至18-22℃）。
電加熱裝置
類型：電磁空氣加熱器、PTC陶瓷加熱片或加熱圈，直接對(duì)空氣或營(yíng)養(yǎng)液加溫。
應(yīng)用：用于局部補(bǔ)熱（如冬季栽培架下層），或通過風(fēng)道將熱空氣輸送到低溫區(qū)域。
二、輔助調(diào)節(jié)設(shè)備（氣流與熱交換優(yōu)化）
通風(fēng)系統(tǒng)
自然通風(fēng)：百葉窗配合室外溫濕度傳感器，在低溫低濕時(shí)段引入外部空氣（如清晨）。
機(jī)械通風(fēng)：軸流風(fēng)機(jī)加強(qiáng)內(nèi)部氣流循環(huán)，避免局部高溫高濕區(qū)，風(fēng)速通常控制在0.3-1m/s。
濕簾-風(fēng)機(jī)系統(tǒng)
原理：水蒸發(fā)吸熱降溫，配合負(fù)壓風(fēng)機(jī)形成氣流。在干燥環(huán)境下可降溫4-10℃，但需定期清洗防堵塞。
局限：高濕地區(qū)效果受限，需與除濕設(shè)備聯(lián)動(dòng)。
熱回收裝置
廢熱利用：回收LED燈具或壓縮機(jī)廢熱，通過液冷管道傳輸至供暖區(qū)，冬季節(jié)能30%以上。
冷凝水循環(huán)：除濕機(jī)產(chǎn)生的冷凝水回收率＞95%，用于灌溉或濕簾補(bǔ)水。
三、智能控制系統(tǒng)（精準(zhǔn)調(diào)控核心）
傳感器網(wǎng)絡(luò)
高精度溫濕度傳感器（±0.2℃）、紅外CO?傳感器等分布式布局，每10㎡設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)至PLC或云平臺(tái)。
控制算法與策略
VPD（飽和水汽壓差）調(diào)控：動(dòng)態(tài)平衡溫濕度（目標(biāo)VPD 0.5-1.5 kPa），避免高溫高濕脅迫。
解耦控制：采用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID算法，解決溫濕度耦合干擾問題，響應(yīng)速度提升30%。
分時(shí)運(yùn)行：結(jié)合電價(jià)峰谷，夜間運(yùn)行熱泵制冷/除濕，降低能耗成本。
分區(qū)域定向調(diào)控技術(shù)
局部溫控風(fēng)道：通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)件調(diào)整出風(fēng)口方向，對(duì)低溫區(qū)域定向送風(fēng)（熱/冷）。
層架微環(huán)境控制：垂直栽培架配置獨(dú)立送風(fēng)管，結(jié)合擋板調(diào)節(jié)各層氣流分布。
四、創(chuàng)新節(jié)能技術(shù)（可持續(xù)方向）
水冷式溫濕度調(diào)控裝置
冷水噴淋空氣至露點(diǎn)以下，配合空心塑料球增大熱交換面積，降溫除濕一體且無額外熱量產(chǎn)生。
功耗比傳統(tǒng)除濕機(jī)低40%，適用于中小型工廠。
新能源耦合系統(tǒng)
光伏板供電驅(qū)動(dòng)空調(diào)與照明，減少電網(wǎng)依賴（如上海崇明島項(xiàng)目降低碳排放40%）。
總結(jié)：設(shè)備選型與趨勢(shì)
經(jīng)濟(jì)方案：濕簾-風(fēng)機(jī)+電加熱（初始成本低，適合小型工廠）；
高精度方案：熱泵空調(diào)+智能VPD控制（適合周年生產(chǎn)型工廠）；
創(chuàng)新方向：水冷熱交換+AI分區(qū)域調(diào)控（兼顧能效與均勻性）。
通過多設(shè)備協(xié)同與智能算法優(yōu)化，植物工廠可將溫度波動(dòng)控制在±1℃內(nèi)，為不同作物提供全季節(jié)穩(wěn)定環(huán)境
文章來源：葉菜俠科技
一、主動(dòng)溫控設(shè)備（制冷/加熱雙向調(diào)節(jié)）
壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)
組成與原理：包括壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器和冷氣風(fēng)機(jī)，通過制冷劑循環(huán)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制制冷。制冷劑在蒸發(fā)器中吸熱，降低空氣溫度后由風(fēng)機(jī)送入栽培區(qū)。
應(yīng)用場(chǎng)景：適用于密閉式植物工廠，制冷效率高（COP達(dá)5-8），可快速將溫度降至18-28℃。
優(yōu)化設(shè)計(jì)：部分系統(tǒng)結(jié)合層間送風(fēng)管（帶均勻出氣孔）和吹氣扇，減少垂直溫差（≤1℃）。
空調(diào)機(jī)組（熱泵型）
功能集成：兼具制冷、制熱與除濕功能，通過四通閥切換模式。冬季加熱時(shí)利用逆卡諾循環(huán)提升能效。
智能控制：根據(jù)溫度傳感器數(shù)據(jù)自動(dòng)啟停，精度達(dá)±0.5℃（如夏季降溫至≤28℃，冬季加熱至18-22℃）。
電加熱裝置
類型：電磁空氣加熱器、PTC陶瓷加熱片或加熱圈，直接對(duì)空氣或營(yíng)養(yǎng)液加溫。
應(yīng)用：用于局部補(bǔ)熱（如冬季栽培架下層），或通過風(fēng)道將熱空氣輸送到低溫區(qū)域。
二、輔助調(diào)節(jié)設(shè)備（氣流與熱交換優(yōu)化）
通風(fēng)系統(tǒng)
自然通風(fēng)：百葉窗配合室外溫濕度傳感器，在低溫低濕時(shí)段引入外部空氣（如清晨）。
機(jī)械通風(fēng)：軸流風(fēng)機(jī)加強(qiáng)內(nèi)部氣流循環(huán)，避免局部高溫高濕區(qū)，風(fēng)速通常控制在0.3-1m/s。
濕簾-風(fēng)機(jī)系統(tǒng)
原理：水蒸發(fā)吸熱降溫，配合負(fù)壓風(fēng)機(jī)形成氣流。在干燥環(huán)境下可降溫4-10℃，但需定期清洗防堵塞。
局限：高濕地區(qū)效果受限，需與除濕設(shè)備聯(lián)動(dòng)。
熱回收裝置
廢熱利用：回收LED燈具或壓縮機(jī)廢熱，通過液冷管道傳輸至供暖區(qū)，冬季節(jié)能30%以上。
冷凝水循環(huán)：除濕機(jī)產(chǎn)生的冷凝水回收率＞95%，用于灌溉或濕簾補(bǔ)水。
三、智能控制系統(tǒng)（精準(zhǔn)調(diào)控核心）
傳感器網(wǎng)絡(luò)
高精度溫濕度傳感器（±0.2℃）、紅外CO?傳感器等分布式布局，每10㎡設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)至PLC或云平臺(tái)。
控制算法與策略
VPD（飽和水汽壓差）調(diào)控：動(dòng)態(tài)平衡溫濕度（目標(biāo)VPD 0.5-1.5 kPa），避免高溫高濕脅迫。
解耦控制：采用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID算法，解決溫濕度耦合干擾問題，響應(yīng)速度提升30%。
分時(shí)運(yùn)行：結(jié)合電價(jià)峰谷，夜間運(yùn)行熱泵制冷/除濕，降低能耗成本。
分區(qū)域定向調(diào)控技術(shù)
局部溫控風(fēng)道：通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)件調(diào)整出風(fēng)口方向，對(duì)低溫區(qū)域定向送風(fēng)（熱/冷）。
層架微環(huán)境控制：垂直栽培架配置獨(dú)立送風(fēng)管，結(jié)合擋板調(diào)節(jié)各層氣流分布。
四、創(chuàng)新節(jié)能技術(shù)（可持續(xù)方向）
水冷式溫濕度調(diào)控裝置
冷水噴淋空氣至露點(diǎn)以下，配合空心塑料球增大熱交換面積，降溫除濕一體且無額外熱量產(chǎn)生。
功耗比傳統(tǒng)除濕機(jī)低40%，適用于中小型工廠。
新能源耦合系統(tǒng)
光伏板供電驅(qū)動(dòng)空調(diào)與照明，減少電網(wǎng)依賴（如上海崇明島項(xiàng)目降低碳排放40%）。
總結(jié)：設(shè)備選型與趨勢(shì)
經(jīng)濟(jì)方案：濕簾-風(fēng)機(jī)+電加熱（初始成本低，適合小型工廠）；
高精度方案：熱泵空調(diào)+智能VPD控制（適合周年生產(chǎn)型工廠）；
創(chuàng)新方向：水冷熱交換+AI分區(qū)域調(diào)控（兼顧能效與均勻性）。
通過多設(shè)備協(xié)同與智能算法優(yōu)化，植物工廠可將溫度波動(dòng)控制在±1℃內(nèi)，為不同作物提供全季節(jié)穩(wěn)定環(huán)境
文章來源：葉菜俠科技