植物工廠常用的溫度調節設備有哪些
作者: 時間: 2025-07-31
植物工廠的溫度調節設備是維持穩定生長環境的核心技術裝備，根據功能原理和應用場景可分為以下幾類：
一、主動溫控設備（制冷/加熱雙向調節）
壓縮機制冷系統
組成與原理：包括壓縮機、冷凝器、蒸發器和冷氣風機，通過制冷劑循環實現強制制冷。制冷劑在蒸發器中吸熱，降低空氣溫度后由風機送入栽培區。
應用場景：適用于密閉式植物工廠，制冷效率高（COP達5-8），可快速將溫度降至18-28℃。
優化設計：部分系統結合層間送風管（帶均勻出氣孔）和吹氣扇，減少垂直溫差（≤1℃）。
空調機組（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。冬季加熱時利用逆卡諾循環提升能效。
智能控制：根據溫度傳感器數據自動啟停，精度達±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，直接對空氣或營養液加溫。
應用：用于局部補熱（如冬季栽培架下層），或通過風道將熱空氣輸送到低溫區域。
二、輔助調節設備（氣流與熱交換優化）
通風系統
自然通風：百葉窗配合室外溫濕度傳感器，在低溫低濕時段引入外部空氣（如清晨）。
機械通風：軸流風機加強內部氣流循環，避免局部高溫高濕區，風速通常控制在0.3-1m/s。
濕簾-風機系統
原理：水蒸發吸熱降溫，配合負壓風機形成氣流。在干燥環境下可降溫4-10℃，但需定期清洗防堵塞。
局限：高濕地區效果受限，需與除濕設備聯動。
熱回收裝置
廢熱利用：回收LED燈具或壓縮機廢熱，通過液冷管道傳輸至供暖區，冬季節能30%以上。
冷凝水循環：除濕機產生的冷凝水回收率＞95%，用于灌溉或濕簾補水。
三、智能控制系統（精準調控核心）
傳感器網絡
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㎡設監測點，實時傳輸數據至PLC或云平臺。
控制算法與策略
VPD（飽和水汽壓差）調控：動態平衡溫濕度（目標VPD 0.5-1.5 kPa），避免高溫高濕脅迫。
解耦控制：采用RBF神經網絡PID算法，解決溫濕度耦合干擾問題，響應速度提升30%。
分時運行：結合電價峰谷，夜間運行熱泵制冷/除濕，降低能耗成本。
分區域定向調控技術
局部溫控風道：通過電機驅動轉動件調整出風口方向，對低溫區域定向送風（熱/冷）。
層架微環境控制：垂直栽培架配置獨立送風管，結合擋板調節各層氣流分布。
四、創新節能技術（可持續方向）
水冷式溫濕度調控裝置
冷水噴淋空氣至露點以下，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生。
功耗比傳統除濕機低40%，適用于中小型工廠。
新能源耦合系統
光伏板供電驅動空調與照明，減少電網依賴（如上海崇明島項目降低碳排放40%）。
總結：設備選型與趨勢
經濟方案：濕簾-風機+電加熱（初始成本低，適合小型工廠）；
高精度方案：熱泵空調+智能VPD控制（適合周年生產型工廠）；
創新方向：水冷熱交換+AI分區域調控（兼顧能效與均勻性）。
通過多設備協同與智能算法優化，植物工廠可將溫度波動控制在±1℃內，為不同作物提供全季節穩定環境
文章來源：葉菜俠科技
一、主動溫控設備（制冷/加熱雙向調節）
壓縮機制冷系統
組成與原理：包括壓縮機、冷凝器、蒸發器和冷氣風機，通過制冷劑循環實現強制制冷。制冷劑在蒸發器中吸熱，降低空氣溫度后由風機送入栽培區。
應用場景：適用于密閉式植物工廠，制冷效率高（COP達5-8），可快速將溫度降至18-28℃。
優化設計：部分系統結合層間送風管（帶均勻出氣孔）和吹氣扇，減少垂直溫差（≤1℃）。
空調機組（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。冬季加熱時利用逆卡諾循環提升能效。
智能控制：根據溫度傳感器數據自動啟停，精度達±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，直接對空氣或營養液加溫。
應用：用于局部補熱（如冬季栽培架下層），或通過風道將熱空氣輸送到低溫區域。
二、輔助調節設備（氣流與熱交換優化）
通風系統
自然通風：百葉窗配合室外溫濕度傳感器，在低溫低濕時段引入外部空氣（如清晨）。
機械通風：軸流風機加強內部氣流循環，避免局部高溫高濕區，風速通常控制在0.3-1m/s。
濕簾-風機系統
原理：水蒸發吸熱降溫，配合負壓風機形成氣流。在干燥環境下可降溫4-10℃，但需定期清洗防堵塞。
局限：高濕地區效果受限，需與除濕設備聯動。
熱回收裝置
廢熱利用：回收LED燈具或壓縮機廢熱，通過液冷管道傳輸至供暖區，冬季節能30%以上。
冷凝水循環：除濕機產生的冷凝水回收率＞95%，用于灌溉或濕簾補水。
三、智能控制系統（精準調控核心）
傳感器網絡
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㎡設監測點，實時傳輸數據至PLC或云平臺。
控制算法與策略
VPD（飽和水汽壓差）調控：動態平衡溫濕度（目標VPD 0.5-1.5 kPa），避免高溫高濕脅迫。
解耦控制：采用RBF神經網絡PID算法，解決溫濕度耦合干擾問題，響應速度提升30%。
分時運行：結合電價峰谷，夜間運行熱泵制冷/除濕，降低能耗成本。
分區域定向調控技術
局部溫控風道：通過電機驅動轉動件調整出風口方向，對低溫區域定向送風（熱/冷）。
層架微環境控制：垂直栽培架配置獨立送風管，結合擋板調節各層氣流分布。
四、創新節能技術（可持續方向）
水冷式溫濕度調控裝置
冷水噴淋空氣至露點以下，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生。
功耗比傳統除濕機低40%，適用于中小型工廠。
新能源耦合系統
光伏板供電驅動空調與照明，減少電網依賴（如上海崇明島項目降低碳排放40%）。
總結：設備選型與趨勢
經濟方案：濕簾-風機+電加熱（初始成本低，適合小型工廠）；
高精度方案：熱泵空調+智能VPD控制（適合周年生產型工廠）；
創新方向：水冷熱交換+AI分區域調控（兼顧能效與均勻性）。
通過多設備協同與智能算法優化，植物工廠可將溫度波動控制在±1℃內，為不同作物提供全季節穩定環境
文章來源：葉菜俠科技