基于熱電制冷技術的營養液溫控系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及溫控領域，尤其是基于熱電制冷技術的營養液溫控系統及方法。
【背景技術】
[0002]植物根際溫度對其水分代謝、礦物質吸收、植物激素代謝、生長發育、光合作用等具有顯著影響，根系對高溫逆境的脅迫表現最為敏感，尤其是吸收根。Adams等研究認為，在番茄營養液膜無土栽培中，當根際溫度保持在12~24°C范圍內條件下，其植株干質量、葉面積和果實產量隨營養液溫度的升高而增加。目前國內主要采用地下水、加冰、電熱管加熱以及加大營養液槽的體積等措施控制營養液的溫度。
[0003]夏季，利用地下水降溫雖然能夠有效控制營養液的溫度，但對地下水浪費嚴重，且受地理環境因素的制約；采用加冰的方法即不易于實現對營養液溫度的控制，也易對周邊環境造成污染。冬季，采用電熱管加熱雖然能夠滿足植物生長的要求，但加熱一段時間后，加熱棒表面出現Cat+，Mgt+離子的結垢，勢必引起營養液成分的變化川。研究一種節能、高效的營養液溫度控制系統具有現實意義。

【發明內容】

[0004]本發明的發明目的在于:針對上述存在的問題，提供一種節能、高效的基于熱電制冷技術的營養液溫控系統及方法，它不污染環境，使用方便，能有效地防腐蝕，能夠實現降溫和加熱的目的，并可以根據不同的需要設計出不同規格的溫控系統。
[0005]本發明采用的技術方案如下:
一種基于熱電制冷技術的營養液溫控系統，其特征在于，它包括:半導體制冷溫控設備，所述半導體制冷溫控設備上設有入水口和出水口，所述入水口通過PVC水管分別與水箱和營養液箱連接，所述出水口通過PVC水管分別與水箱和栽培槽連接；所述栽培槽通過PVC水管與營養液箱連接，所述PVC水管上設有電磁閥；所述營養液箱內設有營養液槽，所述半導體制冷溫控設備與控制箱相連接，所述控制箱與電源連接；所述水箱分為進水箱和回水箱，用于盛放溫度恒定的水。
[0006]由于采用上述方案，使得栽培槽和營養液槽內的溫度均勻，不會出現局部受熱或局部受冷的情況，且整個系統不污染環境，使用方便。
[0007]進一步地，所述半導體制冷溫控設備上設有上蓋板，所述上蓋板上設有入水口和出水口，所述上蓋板下端設有橡膠墊，所述半導體制冷溫控設備最下端設有下蓋板，所述下蓋板上設有銅板，所述銅板上設有熱電制冷片，所述熱電制冷片有兩個以上，所述熱電制冷片上方設有銅板，所述鋼板設于橡膠墊下方；所述上蓋板和下蓋板通過螺栓連接。
[0008]由于采用上述方案，保證了熱電制冷片和銅板的充分接觸，又減小了熱電制冷片與銅板之間的接觸熱阻。
[0009]進一步地，所述銅板和銅板上鍍有碳素纖維；所述上蓋板和下蓋板為巖棉保溫氈材料；所述橡膠內設有兩個以上平行排列的矩形槽，所述矩形槽相互導通。
[0010]由于采用上述方案，若銅板上不采用任何防腐措施，則營養液對銅板會造成一定的腐蝕，如果營養液中Cu2+濃度過大，栽培苗會出現一定程度的中毒現象，本發明所述碳素纖維具有耐高溫、耐摩擦、導電、導熱及耐腐蝕等，但與一般碳素材料不同的是，其外形有顯著的各向異性、柔軟、可加工成各種織物，沿纖維軸方向表現出很高的強度。碳纖維比重小，因此有很高的比強度；能有效地起到防腐蝕的目的；所述橡膠內設有兩個以上平行排列的矩形槽，所述矩形槽相互導通，主要起導流作用。
[0011]
進一步地，它還包括:主控制模塊、溫度檢測模塊、水栗模塊和感應模塊；
所述溫度檢測模塊包括設于室內、栽培槽和營養液箱內的溫度傳感器；用于檢測室內的溫度值T1，并轉化為數字信號001傳遞至主控制模塊；檢測栽培槽內的溫度值T2，并轉化為數字信號002傳遞至主控制模塊；檢測營養液箱內的溫度值T3，并轉化為數字信號003傳遞至主控制模塊；
感應模塊包括設于半導體溫控設備至栽培槽間的PVC水管上的感應裝置，用于感應水流經過，并向主控制模塊傳遞數字信號101 ;當水流停止時，向主控制傳遞數字信號102 ;所述主控制模塊與溫度檢測模塊、水栗模塊、感應模塊和控制箱連接；
接收數字信號001，當T1多預定溫度值01(優選為35攝氏度)時，向水栗模塊傳遞執行信號201，當T1 <預定溫度值02 (若為番茄苗，則優選為16°C)時，向水栗模塊傳遞執行信號202 ;接收數字信號101，向營養液箱至栽培槽的PVC水管上的電磁閥傳遞執行信號301，同時向水栗模塊傳遞執行信號203 ;接收數字信號102，營養液箱至栽培槽的PVC水管上的電磁閥傳遞執行信號302，同時向水栗模塊傳遞執行信號204 ;接收數字信號002，當T2多預定溫度值03 (優選為28攝氏度)時，向水栗模塊傳遞執行信號205，當T2 <預定溫度值04 (若為番茄苗，則優選為16°C)時，向水栗模塊傳遞執行信號206 ;接收數字信號003，當T3多預定溫度值05 (優選為28攝氏度)時，向水栗模塊傳遞執行信號207，當T3 <預定溫度值06 (若為番茄苗，則優選為16°C )時，向水栗模塊傳遞執行信號208 ;
水栗模塊包括設于水箱和營養液箱內的水栗，所述水栗與控制箱連接，用于接收執行信號201、205或207，控制箱控制水箱內的水栗開啟，開啟時間為預定時間值01，將水抽入半導體溫控設備制冷(水進入栽培槽)；接收執行信號203，控制箱控制營養液箱內的水栗開啟；接收執行信號204，控制箱控制營養液箱內的水栗關閉；接收執行信號202、206或208，控制箱控制水箱內的水栗開啟，開啟時間為預定時間值02，將水抽入半導體溫控設備制熱(水進入栽培槽)；再次接收執行信號203，控制箱控制營養液箱內的水栗開啟；(將營養液內的水抽入半導體溫控設備；
所述電磁閥接收執行信號301，打開其閥門，接收執行信號302，關閉其閥門。
[0012]由于采用上述方案，能有效實現降溫和加熱的目的，并可以根據不同的需要設計出不同規格的溫控系統；
進一步地，它還包括:流量檢測模塊和報警模塊，所述流量檢測模塊包括設于營養液箱至半導體溫控設備的PVC水管上的流量檢測儀，在營養液箱內的水栗開啟期間，所述流量檢測模塊檢測營養液箱至半導體溫控設備的水流量，當水流量 < 預定流量值01時，向主控制模塊傳遞數字信號601，所述主控制模塊接收數字信號601，向報警模塊傳遞執行信號701 ;所述報警模塊包括報警器，用于接收執行信號701，開啟報警器。
[0013]由于采用上述方案，若流量檢測模塊檢測營養液箱至半導體溫控設備之間的PVC水管出現破裂、漏水或其他問題而影響回液效果，則報警模塊就會出發報警，提醒工作人員檢查問題，并及時作出修整。
[0014]進一步地，一種基于熱電制冷技術的營養液溫控系統的溫控方法，其特征在于，它包括以下步驟:
步驟1:在栽培槽中栽培培養苗，水箱內裝滿水；栽培槽和營養液槽內裝入預定量的水；打開一種基于熱電制冷技術的營養液溫控系統電源；
步驟2:溫度檢測模塊檢測室內的溫度值T1，并轉化為數字信號001傳遞至主控制模塊，所述主控制