一种温度节能装置 专利技术说明

农业,林业,园林,畜牧业,肥料饲料的机械,工具制造及其应用技术1.本实用新型涉及照明技术领域，尤其涉及一种温度节能装置。背景技术：2.自然光型植物工厂的能量主要来源于太阳光，其不完全依靠人工补光，解决了人工光植物工厂电能消耗大的问题。但由于自然光型植物工厂受到外界环境的制约，其内部大多采用传统的单层栽培模式以及受到建筑结构采光的制约，导致周年生产不稳定，使产量远低于以多层立体栽培形式进行高密度栽培的人工光型植物工厂。3.现有的植物工厂补光能耗占总能耗的60％，空调制冷等设备能耗占总能耗的30％，用于营养液循环等泵机设备的能耗占总能耗的10％，因此节省空调制冷能耗会大大降低单个工厂的能耗和运营电力成本，因此需要对植物工厂的温控设备进行设计，从而大幅度节能，以便于种植如番茄、藏红花等具有高附加值的长周期的作物品种。4.现有技术中如公开号为cn212259969u的专利文献所提出的一种太阳能主动式植物工厂的暖通系统，属于植物工厂低能耗暖通系统技术领域。包括植物工厂，植物工厂地下设有地温井，植物工厂内设有集换热器，集换热器连通地温井，植物工厂一侧设有换热过滤新风机；地温井内设有冷进水泵和中热进水泵，冷进水泵和中热进水泵并联连通集换热器进水端；地温井内还设有上热回水管，上热回水管连通集换热器出水端。该实用新型充分利用了太阳能和地温自然能源，降低了植物工厂生产成本。5.如公开号为cn205511362u的专利文献所提出的一种用于蔬菜工厂化生产的自然光利用型植物工厂系统，其特征是：包括利用人工光作为植物光源的育苗部分和利用自然光为主作为植物光源的栽培部分；所述育苗部分包括设置于密闭空间的育苗床、连接育苗床的育苗部分营养液配制与循环系统和环境控制系统，育苗部分营养液配制与循环系统包括育苗部分循环箱和育苗部分配液箱；所述栽培部分包括栽培床、连接栽培床的栽培部分营养液循环系统、营养液温度控制系统、补光装置以及连接栽培部分营养液循环系统的栽培部分配液系统。该实用新型利用自然光为主要植物光源的栽培部分主体，结合利用人工光为植物光源的育苗部分，实现蔬菜在不受自然条件制约下的工厂化周年生产。6.上述专利所提出的技术方案针对自然光的有效利用的问题进行设计，其一定程度上解决了以植物工厂为代表的设施农业的能耗问题，但上述系统的自然光利用效率较低，光照不均匀，进一步制约了种植密度，并且自然光的红外波段导致植物叶片表面温度难以控制，不便于广泛应用。7.此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于发明人做出本实用新型时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本实用新型不具备这些现有技术的特征，相反本实用新型已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。技术实现要素：8.本实用新型公开了一种温度节能装置，包括：用于对自然光进行处理的自然光分频组件和用于调节内部环境温度的温控机构，分频组件配置有用于过滤可见光的第一光学件、用于过滤近红外光的第二光学件和用于调节近红外光的第三光学件，温控机构配置有用于接收红外光线的第一温控件，装置至少包括第一光路和第二光路，第一光路至少包括第一光学件、第二光学件和第三光学件，并且第二光学件按照能够接收来自第一光学件的至少包括第二波段的光线并将其传输至第三光学件的方式设置在第一光学件和第三光学件之间。9.根据一种优选的实施方式，第二光路至少包括第一光学件、第二光学件和第一温控件，并且第二光学件按照能够接收来自第一光学件的至少包括第三波段的光线并将其传输至第一温控件的方式设置在第一光学件和第一温控件之间。10.根据一种优选的实施方式，装置还包括第四光学件，第四光学件按照能够接收来自第一光学件的至少包括第二波段和第三波段的光线并将其聚集传输至第二光学件的方式设置在第一光学件和第二光学件之间。11.根据一种优选的实施方式，温室包括用于承载植物的由若干个种植层形成的多层种植架，多层种植架至少包括第一种植层和第二种植层，当第三光路的光线照射至种植架时，第一种植层在第二种植层上形成了遮蔽区域。12.根据一种优选的实施方式，第三光学件按照能够对遮蔽区域进行补充照明的方式与第一光学件相对设置。13.根据一种优选的实施方式，温控机构还包括用于调节温室的温度的第二温控件和第三温控件以及用于调节营养液温度的第四温控件，第二温控件按照能够将第一温控件的热量进行储存或将其热量传递至第三温控件的方式与第一温控件和第三温控件连通。14.根据一种优选的实施方式，第三温控件配置有若干个入口和若干个出口，出口按照能够将第一温控件的热空气输送至对应的种植层的方式与入口相对设置。15.根据一种优选的实施方式，第三温控件并行于种植层，并且设置有出口的第三温控件与种植层相对设置。16.根据一种优选的实施方式，温室还包括用于输送营养液的第一输送件和用于输送空气的第二输送件，第四温控件按照能够将第三光学件热量传递至第一输送件的方式附接至第三光学件与第一输送件。17.根据一种优选的实施方式，第四温控件至少包含容纳腔和第四温控件，容纳腔按照能够接纳第一输送件的端部的方式与第一输送件连通，并且第三光学件连接至第四温控件以通过第四温控件与容纳腔内部的液体换热。18.本实用新型的有益技术效果：本实用新型通过光学组件对自然光进行分频处理，经过滤后的自然光主要集中于可见光区，避免了红外区的光线对植物叶片造成影响，同时采用光学组件对红外区的光线进行分频，将近红外光线转化为可见光以对可见光部分所不能照射到的部分进行补光，将过滤后剩余波段的红外区的光线传输至温控机构，进而通过加热空气的方式保持温室内部的温度，使得温度调控更加可控；通过在用于输送营养液的第二输送件上设置第四温控件的方式利用营养液输送设备对接收红外区段的第三光学件和第二光学件进行散热。附图说明19.图1是本实用新型的温度节能装置的简化整体结构示意图；20.图2是本实用新型的温度节能装置的光路示意图；21.图3是本实用新型的温度节能装置的第四温控件的简化整体结构示意图。22.附图标记列表23.1：分频组件；2：温控机构；3：温室；11：第一光学件；12：第二光学件；13：第三光学件；14：第四光学件；21：第一温控件；22：第二温控件；23：第三温控件；24：第四温控件；31：第一种植层；32：第二种植层；33：第一输送件；34：第二输送件；231：入口；232：出口。具体实施方式24.下面结合附图对本实用新型进行详细说明。25.如图1所示的本实用新型公开的一种温度节能装置，包括：用于对自然光进行处理的自然光分频组件1和用于调节内部环境温度的温控机构2，分频组件1配置有用于过滤可见光的第一光学件11、用于过滤近红外光的第二光学件12和用于调节近红外光的第三光学件13，温控机构2配置有用于接收红外光线的第一温控件21。26.自然光主要集中在紫外光区、红外光区和可见光区三个部分，大约50％的太阳辐射能量在可见光谱区(波长范围为400至760nm)，7％在紫外光谱区(波长小于400nm)，43％在红外光谱区(波长大于760nm)，经大气辐射后，太阳光谱上能量分布在紫外光谱区几乎绝迹，在可见光谱区减少至40％，而在红外光谱区增至60％，但植物生长过程中的光源以蓝光和红光为主，对植物有用的光合有效辐射波长在380至760nm的范围内，采用自然光时，红外波段的光使得温室内的温度难以控制，因此需要对自然光进行分频处理，以提高自然光的利用效率。27.根据一种优选的实施方式，装置至少包括第一光路和第二光路，第一光路至少包括第一光学件11、第二光学件12和第三光学件13，并且第二光学件12按照能够接收来自第一光学件11的至少包括第二波段的光线并将其传输至第三光学件13的方式设置在第一光学件11和第三光学件13之间。28.根据一种优选的实施方式，第二光路至少包括第一光学件11、第二光学件12和第一温控件21，并且第二光学件12按照能够接收来自第一光学件11的至少包括第三波段的光线并将其传输至第一温控件21的方式设置在第一光学件11和第一温控件21之间。29.根据一种优选的实施方式，装置还包括第四光学件14，第四光学件14按照能够接收来自第一光学件11的至少包括第二波段和第三波段的光线并将其聚集传输至第二光学件12的方式设置在第一光学件11和第二光学件12之间。30.根据一种优选的实施方式，照射至分频组件1的自然光经由第一光学件11分光形成的第一波段的光线传输至温室3，经由第一光学件11分光形成的至少包括第二波段和第三波段的光线传输至第二光学件12。31.根据一种优选的实施方式，经由第二光学件12分光形成的第二波段的光线传输至第三光学件13，经由第二光学件12分光形成的第三波段的光线传输至第一温控件21。32.根据一种优选的实施方式，能够接收第二波段的光线并将其转化为第一波段的光线的第三光学件13所转化的第一波段的光线投射至种植层31、32。33.根据一种优选的实施方式，温室3包括用于承载植物的由若干个种植层31、32形成的多层种植架，多层种植架至少包括第一种植层31和第二种植层32，当第三光路的光线照射至种植架时，第一种植层31在第二种植层32上形成了遮蔽区域。34.根据一种优选的实施方式，第三光学件13按照能够对遮蔽区域进行补充照明的方式与第一光学件11相对设置。35.现有技术中的通风装置和温控装置相对比较独立，如温控装置选择空调或电加热管，通风装置选择风扇等，但在具体应用的过程中，通风使得温室中的热量散失，因此本实用新型针对上述问题进行设计，有效利用自然光中的红外波段的能量将其通过第一温控件21(如集热管)生成热空气，并且在集热管与温室构成的回路中设置第三温控件和第二温控件，更加便于对温室内部的温度和co2浓度进行控制。36.根据一种优选的实施方式，第二温控件22按照能够将第一温控件21的热量进行储存或将其热量传递至第三温控件23的方式与第一温控件21和第三温控件23连通。37.根据一种优选的实施方式，第三温控件23配置有若干个入口231和若干个出口232，出口232按照能够将第一温控件21的热空气输送至对应的种植层31、32的方式与入口231相对设置。38.根据一种优选的实施方式，第三温控件23并行于种植层31、32，并且设置有出口232的第三温控件23与种植层31、32相对设置。39.根据一种优选的实施方式，温室3还包括用于输送营养液的第一输送件33和用于输送空气的第二输送件34，第四温控件24按照能够将第三光学件13热量传递至第一输送件33的方式附接至第三光学件13与第一输送件33。40.根据一种优选的实施方式，第四温控件24至少包含容纳腔和第四温控件，容纳腔按照能够接纳第一输送件33的端部的方式与第一输送件33连通，并且第三光学件13连接至第四温控件以通过第四温控件与容纳腔内部的液体换热。41.可选地，第一温控件21为集热管，第二温控件22为相变储热箱，第三温控件23为壁部设置有通孔的管道，第四温控件24大致呈长方体，其材质为铝。42.可选地，温控机构2所构成的空气回路中设置由用于来自入口的空气和外部空气混合的储气罐。43.可选地，第一光学件11和第三光学件13为选择性透射玻璃，第一光学件11能够透射第一波段(波长小于760nm)的可见光，反射第二波段(波长范围为760至1800nm)和第三波段(波长大于1800nm)的光线，第二光学件能够透过第二波段的光线，反射第三波段的光线，第四光学件14为菲涅尔透镜以将红外光线进行聚集。44.可选地，第一温控件21的基底采用钨，吸收面使用cuo-cualo2复合光谱选择性吸收涂层，发射面使用金属氧化物多层结构。45.可选地，第三光学件13的表面设置有长余辉材料层。46.在全文中，“优选地”所引导的特征仅为一种可选方式，不应理解为必须设置，故此申请人保留随时放弃或删除相关优选特征之权利。47.需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本实用新型公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本实用新型的公开范围并落入本实用新型的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本实用新型说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。









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