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植物工厂常用的温度调节设备有哪些
作者: 时间: 2025-07-31
植物工厂的温度调节设备是维持稳定生长环境的核心技术装备，根据功能原理和应用场景可分为以下几类：
一、主动温控设备（制冷/加热双向调节）
压缩机制冷系统
组成与原理：包括压缩机、冷凝器、蒸发器和冷气风机，通过制冷剂循环实现强制制冷。制冷剂在蒸发器中吸热，降低空气温度后由风机送入栽培区。
应用场景：适用于密闭式植物工厂，制冷效率高（COP达5-8），可快速将温度降至18-28℃。
优化设计：部分系统结合层间送风管（带均匀出气孔）和吹气扇，减少垂直温差（≤1℃）。
空调机组（热泵型）
功能集成：兼具制冷、制热与除湿功能，通过四通阀切换模式。冬季加热时利用逆卡诺循环提升能效。
智能控制：根据温度传感器数据自动启停，精度达±0.5℃（如夏季降温至≤28℃，冬季加热至18-22℃）。
电加热装置
类型：电磁空气加热器、PTC陶瓷加热片或加热圈，直接对空气或营养液加温。
应用：用于局部补热（如冬季栽培架下层），或通过风道将热空气输送到低温区域。
二、辅助调节设备（气流与热交换优化）
通风系统
自然通风：百叶窗配合室外温湿度传感器，在低温低湿时段引入外部空气（如清晨）。
机械通风：轴流风机加强内部气流循环，避免局部高温高湿区，风速通常控制在0.3-1m/s。
湿帘-风机系统
原理：水蒸发吸热降温，配合负压风机形成气流。在干燥环境下可降温4-10℃，但需定期清洗防堵塞。
局限：高湿地区效果受限，需与除湿设备联动。
热回收装置
废热利用：回收LED灯具或压缩机废热，通过液冷管道传输至供暖区，冬季节能30%以上。
冷凝水循环：除湿机产生的冷凝水回收率＞95%，用于灌溉或湿帘补水。
三、智能控制系统（精准调控核心）
传感器网络
高精度温湿度传感器（±0.2℃）、红外CO₂传感器等分布式布局，每10㎡设监测点，实时传输数据至PLC或云平台。
控制算法与策略
VPD（饱和水汽压差）调控：动态平衡温湿度（目标VPD 0.5-1.5 kPa），避免高温高湿胁迫。
解耦控制：采用RBF神经网络PID算法，解决温湿度耦合干扰问题，响应速度提升30%。
分时运行：结合电价峰谷，夜间运行热泵制冷/除湿，降低能耗成本。
分区域定向调控技术
局部温控风道：通过电机驱动转动件调整出风口方向，对低温区域定向送风（热/冷）。
层架微环境控制：垂直栽培架配置独立送风管，结合挡板调节各层气流分布。
四、创新节能技术（可持续方向）
水冷式温湿度调控装置
冷水喷淋空气至露点以下，配合空心塑料球增大热交换面积，降温除湿一体且无额外热量产生。
功耗比传统除湿机低40%，适用于中小型工厂。
新能源耦合系统
光伏板供电驱动空调与照明，减少电网依赖（如上海崇明岛项目降低碳排放40%）。
总结：设备选型与趋势
经济方案：湿帘-风机+电加热（初始成本低，适合小型工厂）；
高精度方案：热泵空调+智能VPD控制（适合周年生产型工厂）；
创新方向：水冷热交换+AI分区域调控（兼顾能效与均匀性）。
通过多设备协同与智能算法优化，植物工厂可将温度波动控制在±1℃内，为不同作物提供全季节稳定环境
文章来源：叶菜侠科技
一、主动温控设备（制冷/加热双向调节）
压缩机制冷系统
组成与原理：包括压缩机、冷凝器、蒸发器和冷气风机，通过制冷剂循环实现强制制冷。制冷剂在蒸发器中吸热，降低空气温度后由风机送入栽培区。
应用场景：适用于密闭式植物工厂，制冷效率高（COP达5-8），可快速将温度降至18-28℃。
优化设计：部分系统结合层间送风管（带均匀出气孔）和吹气扇，减少垂直温差（≤1℃）。
空调机组（热泵型）
功能集成：兼具制冷、制热与除湿功能，通过四通阀切换模式。冬季加热时利用逆卡诺循环提升能效。
智能控制：根据温度传感器数据自动启停，精度达±0.5℃（如夏季降温至≤28℃，冬季加热至18-22℃）。
电加热装置
类型：电磁空气加热器、PTC陶瓷加热片或加热圈，直接对空气或营养液加温。
应用：用于局部补热（如冬季栽培架下层），或通过风道将热空气输送到低温区域。
二、辅助调节设备（气流与热交换优化）
通风系统
自然通风：百叶窗配合室外温湿度传感器，在低温低湿时段引入外部空气（如清晨）。
机械通风：轴流风机加强内部气流循环，避免局部高温高湿区，风速通常控制在0.3-1m/s。
湿帘-风机系统
原理：水蒸发吸热降温，配合负压风机形成气流。在干燥环境下可降温4-10℃，但需定期清洗防堵塞。
局限：高湿地区效果受限，需与除湿设备联动。
热回收装置
废热利用：回收LED灯具或压缩机废热，通过液冷管道传输至供暖区，冬季节能30%以上。
冷凝水循环：除湿机产生的冷凝水回收率＞95%，用于灌溉或湿帘补水。
三、智能控制系统（精准调控核心）
传感器网络
高精度温湿度传感器（±0.2℃）、红外CO₂传感器等分布式布局，每10㎡设监测点，实时传输数据至PLC或云平台。
控制算法与策略
VPD（饱和水汽压差）调控：动态平衡温湿度（目标VPD 0.5-1.5 kPa），避免高温高湿胁迫。
解耦控制：采用RBF神经网络PID算法，解决温湿度耦合干扰问题，响应速度提升30%。
分时运行：结合电价峰谷，夜间运行热泵制冷/除湿，降低能耗成本。
分区域定向调控技术
局部温控风道：通过电机驱动转动件调整出风口方向，对低温区域定向送风（热/冷）。
层架微环境控制：垂直栽培架配置独立送风管，结合挡板调节各层气流分布。
四、创新节能技术（可持续方向）
水冷式温湿度调控装置
冷水喷淋空气至露点以下，配合空心塑料球增大热交换面积，降温除湿一体且无额外热量产生。
功耗比传统除湿机低40%，适用于中小型工厂。
新能源耦合系统
光伏板供电驱动空调与照明，减少电网依赖（如上海崇明岛项目降低碳排放40%）。
总结：设备选型与趋势
经济方案：湿帘-风机+电加热（初始成本低，适合小型工厂）；
高精度方案：热泵空调+智能VPD控制（适合周年生产型工厂）；
创新方向：水冷热交换+AI分区域调控（兼顾能效与均匀性）。
通过多设备协同与智能算法优化，植物工厂可将温度波动控制在±1℃内，为不同作物提供全季节稳定环境
文章来源：叶菜侠科技