蔬菜大棚土壤湿度监测与沼气池增温水肥一体化智能系统.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201610297685.X (22)申请日 2016.05.09 (71)申请人 中原工学院 地址 451191 河南省郑州市新郑双湖经济 技术开发区淮河路1号 (72)发明人 刘恩海 刘寅 徐云婷 黄谦 刘丽 (74)专利代理机构 郑州优盾知识产权代理有限 公司 41125 代理人 张绍琳 栗改 (51)Int.Cl. A01C 23/04(2006.01) A01G 9/18(2006.01) A01G 9/24(2006.01) C12M 1/107(2006.01) (。

2、54)发明名称 蔬菜大棚土壤湿度监测与沼气池增温水肥 一体化智能系统 (57)摘要 本发明公开了一种蔬菜大棚土壤湿度监测 与沼气池增温水肥一体化智能系统， 包括气调冷 库、 沼气池、 灌溉系统、 喷淋施肥系统和湿帘降温 系统。 本发明利用研发的原电池土壤湿度传感器 实时检测土壤的湿度， 根据土壤的湿度进行灌 溉， 既节省劳力又节水、 节能， 其结构简单， 价格 低廉、 安装方便； 在满足气调冷库降温的同时利 用太阳能和吸附式制冷系统的冷却水加热加速 沼气池内粪便、 秸秆的发酵使其产生大量沼气， 在冬季用太阳能和吸附式制冷系统的回热性增 温沼气池， 利用吸附式制冷系统中集热器的热水 给沼气池中盘。

3、管加热， 使沼气池内的温度升高加 速秸秆、 粪便等物的发酵， 产生大量沼气供生产 生活使用， 满足生产需求。 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 CN 105940842 A 2016.09.21 CN 105940842 A 1.一种蔬菜大棚土壤湿度监测与沼气池增温水肥一体化智能系统， 其特征在于： 包括 气调冷库 （24） 、 沼气池 （20） 、 灌溉系统、 喷淋施肥系统和湿帘降温系统， 所述气调冷库 （24） 内设有吸附式制冷系统 （26） 和第一二氧化碳脱除机 （27） ， 吸附式制冷系统 （26） 与沼气池 （20） 底部的加热盘管 （16） 相连接， 沼气池 （20） 与第二二。

4、氧化碳脱除机 （17） 相连接， 第一二 氧化碳脱除机 （27） 、 第二二氧化碳脱除机 （17） 与喷淋施肥系统相连接， 喷淋施肥系统的储 罐 （10） 通过第一水泵 （11） 与喷头 （28） 相连接， 灌溉系统的水池 （30） 通过第二水泵 （8） 与喷 头 （28） 、 湿帘降温系统相连接， 土壤 （4） 内设有原电池土壤湿度传感器， 土壤 （4） 上方设有 CO2检测仪和温湿度探测仪， 原电池土壤湿度传感器、 CO2检测仪、 温湿度探测仪、 第一水泵 （11） 、 第二水泵 （8） 均与控制器相连接。 2.根据权利要求1所述的蔬菜大棚土壤湿度监测与沼气池增温水肥一体化智能系统， 其特。

5、征在于， 所述原电池土壤湿度传感器包括铜棒 （2） 、 锌棒 （3） 和电压表 （5） ， 铜棒 （2） 和锌 棒 （3） 分别设置在土壤 （4） 中的不同位置， 铜棒 （2） 通过控制开关 （1） 与锌棒 （3） 相连接， 控制 开关 （1） 两端并联有电压表 （5） 。 3.根据权利要求3所述的蔬菜大棚土壤湿度监测与沼气池增温水肥一体化智能系统， 其特征在于， 所述原电池土壤湿度传感器检测的方法是： 闭合控制开关 （1） ， 当土壤 （4） 干燥 时， 铜棒 （2） 和锌棒 （3） 之间的电阻较大， 电压表 （5） 的示数增大； 当土壤 （4） 湿润时， 铜棒 （2） 和锌棒 （3） 之间。

6、的电阻较小， 电压表 （5） 的示数减小。 4.根据权利要求1所述的蔬菜大棚土壤湿度监测与沼气池增温水肥一体化智能系统， 其特征在于， 所述气调冷库 （24） 内还设有加湿机组 （21） 、 气调系统 （22） 、 温湿度检测装置 （23） 和氧气与二氧化碳检测装置 （25） ， 加湿机组 （21） 、 气调系统 （22） 、 温湿度检测装置 （23） 、 氧气与二氧化碳检测装置 （25） 、 吸附式制冷系统 （26） 、 第一二氧化碳脱除机 （27） 均与 气调冷库 （24） 相连接； 所述温湿度检测装置 （23） 与加湿机组 （21） 、 吸附式制冷系统 （26） 相 连接， 氧气与二氧化。

7、碳检测装置 （25） 与气调系统 （22） 、 第一二氧化碳脱除机 （27） 相连接。 5.根据权利要求4所述的蔬菜大棚土壤湿度监测与沼气池增温水肥一体化智能系统， 其特征在于， 所述吸附式制冷系统 （26） 包括太阳能集热器 （36） 、 第一吸附床 （31） 、 第二吸附 床 （37） 、 冷却器 （32） 、 冷凝器 （43） 、 蒸发器 （45） 和节流阀 （46） ， 太阳能集热器 （36） 分别与第 一吸附床 （31） 、 第二吸附床 （37） 相连接， 第一吸附床 （31） 与冷却器 （32） 相连接， 冷却器 （32） 通过第三水泵 （35） 与第二吸附床 （37） 相连接； 。

8、所述第一吸附床 （31） 通过第一电磁阀 （40） 与 冷凝器 （43） 相连接， 冷凝器 （43） 通过节流阀 （46） 与蒸发器 （45） 相连接， 蒸发器 （45） 通过第 二电磁阀 （39） 与第二吸附床 （37） 相连接； 所述第一电磁阀 （40） 通过第三电磁阀 （38） 与第二 吸附床 （37） 相连接， 第二电磁阀 （39） 通过第四电磁阀 （41） 与第一吸附床 （31） 相连接； 所述 冷却器 （32） 和第三水泵 （35） 之间的管路通过第五电磁阀 （34） 与加热盘管 （16） 相连接， 加热 盘管 （16） 通过第四水泵 （33） 与第一吸附床 （31） 和冷却器 （。

9、32） 之间的管路相连接； 所述加热 盘管 （16） 通过第六电磁阀 （42） 与冷凝器 （43） 相连接， 冷凝器 （43） 通过第五水泵 （34） 与加热 盘管 （16） 相连接。 6.根据权利要求1所述的蔬菜大棚土壤湿度监测与沼气池增温水肥一体化智能系统， 其特征在于， 所述灌溉系统包括水池 （30） 、 第二水泵 （8） 和喷头 （28） ， 水池 （30） 与第二水泵 （8） 相连接， 第二水泵 （8） 与喷头 （28） 相连接， 喷头 （28） 均匀分布在大棚中且伸出土壤 （4） ； 所诉第二水泵 （8） 与喷头 （28） 之间设有依次连接的第七电磁阀 （49） 、 过滤器 （29。

10、） 、 第二电 权 利 要 求 书 1/2 页 2 CN 105940842 A 2 动阀 （50） ， 原电池土壤湿度传感器、 第二电动阀 （50） 与第二水泵 （8） 通过控制器实现联动控 制。 7.根据权利要求1所述的蔬菜大棚土壤湿度监测与沼气池增温水肥一体化智能系统， 其特征在于， 所述喷淋施肥系统包括储罐 （10） 、 第一水泵 （11） 和喷头 （28） ， 储罐 （10） 与第一 水泵 （11） 相连接， 第一水泵 （11） 与喷头 （28） 相连接， 第一水泵 （11） 与喷头 （28） 之间设有依 次连接的第七电磁阀 （48） 、 过滤器 （51） 、 第一电动阀 （13） 。

11、和第八电磁阀 （18） ； 第一电动阀 （13） 、 第八电磁阀 （18） 、 第一水泵 （11） 通过控制器与CO2检测仪联动控制。 8.根据权利要求1所述的蔬菜大棚土壤湿度监测与沼气池增温水肥一体化智能系统， 其特征在于， 所述湿帘降温系统包括第二水泵 （8） 、 水池 （30） 、 湿帘 （15） 和风机 （46） ， 水池 （30） 通过第二水泵 （8） 与湿帘 （15） 相连接， 第二水泵 （8） 与湿帘 （15） 之间的管路上设有依次 连接的第七电磁阀 （49） 、 过滤器 （29） 、 第二电动阀 （50） 和第八电磁阀 （18） ； 所述温湿度探 测仪通过控制器与第二水泵 （8。

12、） 、 第八电磁阀 （18） 、 第七电磁阀 （49） 、 风机 （46） 联动控制。 9.根据权利要求8所述的蔬菜大棚土壤湿度监测与沼气池增温水肥一体化智能系统， 其特征在于， 所述湿帘降温系统是利用水蒸气的蒸发吸热实现冷却， 其具体的工作过程如 下： 湿帘 （15） 安装在大棚 （47） 的一面墙壁， 风机 （46） 安装在大棚 （47） 上， 位于湿帘 （15） 的对 面， 当大棚 （47） 需要降温时控制器启动风机 （46） 将大棚 （47） 内的空气强制抽出， 大棚内造 成负压， 同时第二水泵 （8） 将抽出的水喷到湿帘墙 （15） 上， 由于大棚内负压使得室外空气吸 入大棚内， 以。

13、一定的速度穿过湿帘 （15） 的缝隙， 导致水分蒸发降温， 冷空气经过大棚， 吸收 大棚内的热量后通过风机 （46） 排出， 达到降温目的。 权 利 要 求 书 2/2 页 3 CN 105940842 A 3 蔬菜大棚土壤湿度监测与沼气池增温水肥一体化智能系统 技术领域 0001 本发明涉及蔬菜大棚的技术领域， 具体涉及一种蔬菜大棚土壤湿度监测与沼气池 增温水肥一体化智能系统。 背景技术 0002 随着人们生活水平的提高， 时令蔬菜与反季蔬菜越来越受人们的欢迎， 而这些一 般是在大棚中生产， 在大棚蔬菜生产的过程中， 大棚内的温度、 湿度始终是蔬菜生长的两大 重要因素。 大棚内的温度、 湿度。

14、不仅决定蔬菜的生长状况， 而且对病虫害防治、 蔬菜质量的 干系重大， 因此大棚内的温度、 湿度检测系统显得尤为重要。 另一方面， 太阳能是环保、 无污 染的可再生清洁能源， 通过光电效应把光能转化为电能， 与火力发电、 核能发电相比具有永 久性、 清洁性、 灵活性等特点。 太阳能可供分散在边远地区、 高山、 沙漠、 荒岛和偏僻无供电 网络的地区生活和生产使用。 现有技术中没有将太阳能、 吸附式制冷系统、 温湿度检测、 二 氧化碳回收和降温系统等结合在一起实现蔬菜大棚的自动化处理系统。 发明内容 0003 为了解决上述技术问题， 本发明提供了一种蔬菜大棚土壤湿度监测与沼气池增温 水肥一体化智能系。

15、统， 可以制动灌溉并施肥， 可以控制蔬菜大棚温度、 湿度保证植物正常生 长， 同时利用太阳能和吸附制冷系统控制沼气池内部温度， 加速池内的秸秆及粪便发酵产 生大量的沼气， 供生产及生活需要。 0004 为了达到上述目的， 本发明的技术方案是： 一种蔬菜大棚土壤湿度监测与沼气池 增温水肥一体化智能系统， 包括气调冷库、 沼气池、 灌溉系统、 喷淋施肥系统和湿帘降温系 统， 所述气调冷库内设有吸附式制冷系统和第一二氧化碳脱除机， 吸附式制冷系统与沼气 池底部的加热盘管相连接， 沼气池与第二二氧化碳脱除机相连接， 第一二氧化碳脱除机、 第 二二氧化碳脱除机与喷淋施肥系统相连接， 喷淋施肥系统的储罐通。

16、过第一水泵与喷头相连 接， 灌溉系统的水池通过第二水泵与喷头、 湿帘降温系统相连接， 土壤内设有原电池土壤湿 度传感器， 土壤上方设有CO2检测仪和温湿度探测仪， 原电池土壤湿度传感器、 CO2检测仪、 温 湿度探测仪、 第一水泵、 第二水泵均与控制器相连接。 0005 所述原电池土壤湿度传感器包括铜棒、 锌棒和电压表， 铜棒和锌棒分别设置在土 壤中的不同位置， 铜棒通过控制开关与锌棒相连接， 控制开关两端并联有电压表。 0006 所述原电池土壤湿度传感器检测的方法是： 闭合控制开关， 当土壤干燥时， 铜棒和 锌棒之间的电阻较大， 电压表的示数增大； 当土壤湿润时， 铜棒和锌棒之间的电阻较小，。

17、 电 压表的示数减小。 0007 所述气调冷库内还设有加湿机组、 气调系统、 温湿度检测装置和氧气与二氧化碳 检测装置， 加湿机组、 气调系统、 温湿度检测装置、 氧气与二氧化碳检测装置、 吸附式制冷系 统、 第一二氧化碳脱除机均与气调冷库相连接； 所述温湿度检测装置与加湿机组、 吸附式制 冷系统相连接， 氧气与二氧化碳检测装置与气调系统、 第一二氧化碳脱除机相连接。 说 明 书 1/7 页 4 CN 105940842 A 4 0008 所述吸附式制冷系统包括太阳能集热器、 第一吸附床、 第二吸附床、 冷却器、 冷凝 器、 蒸发器和节流阀， 太阳能集热器分别与第一吸附床、 第二吸附床相连接，。

18、 第一吸附床与 冷却器相连接， 冷却器通过第三水泵与第二吸附床相连接； 所述第一吸附床通过第一电磁 阀与冷凝器相连接， 冷凝器通过节流阀与蒸发器相连接， 蒸发器通过第二电磁阀与第二吸 附床相连接； 所述第一电磁阀通过第三电磁阀与第二吸附床相连接， 第二电磁阀通过第四 电磁阀与第一吸附床相连接； 所述冷却器和第三水泵之间的管路通过第五电磁阀与加热盘 管相连接， 加热盘管通过第四水泵与第一吸附床和冷却器之间的管路相连接； 所述加热盘 管通过第六电磁阀与冷凝器相连接， 冷凝器通过第五水泵与加热盘管相连接。 0009 所述灌溉系统包括水池、 第二水泵和喷头， 水池与第二水泵相连接， 第二水泵与喷 头相。

19、连接， 喷头均匀分布在大棚中且伸出土壤； 所诉第二水泵与喷头之间设有依次连接的 第七电磁阀、 过滤器 、 第二电动阀， 原电池土壤湿度传感器、 第二电动阀与第二水泵通过控 制器实现联动控制。 0010 所述喷淋施肥系统包括储罐、 第一水泵和喷头， 储罐与第一水泵相连接， 第一水泵 与喷头相连接， 第一水泵与喷头之间设有依次连接的第七电磁阀、 过滤器、 第一电动阀和 第八电磁阀； 第一电动阀、 第八电磁阀、 第一水泵通过控制器与CO2检测仪联动控制。 0011 所述湿帘降温系统包括第二水泵、 水池、 湿帘和风机， 水池通过第二水泵与湿帘相 连接， 第二水泵与湿帘之间的管路上设有依次连接的第七电磁。

20、阀、 过滤器 、 第二电动阀和 第八电磁阀； 所述温湿度探测仪通过控制器与第二水泵、 第八电磁阀、 第七电磁阀、 风机联 动控制。 0012 所述湿帘降温系统是利用水蒸气的蒸发吸热实现冷却， 其具体的工作过程如下： 湿帘安装在大棚的一面墙壁， 风机安装在大棚上， 位于湿帘的对面， 当大棚需要降温时控制 器启动风机将大棚内的空气强制抽出， 大棚内造成负压， 同时第二水泵将抽出的水喷到湿 帘墙上， 由于大棚内负压使得室外空气吸入大棚内， 以一定的速度穿过湿帘的缝隙， 导致水 分蒸发降温， 冷空气经过大棚， 吸收大棚内的热量后通过风机排出， 达到降温目的。 0013 本发明利用研发的原电池土壤湿度传。

21、感器实时检测土壤的湿度， 根据土壤的湿度 进行灌溉， 既节省劳力又节水、 节能， 其结构简单， 价格低廉、 安装方便； 在满足气调冷库降 温的同时利用太阳能和吸附式制冷系统的冷却水加热加速沼气池内粪便、 秸秆的发酵使其 产生大量沼气， 在冬季用太阳能和吸附式制冷系统的回热性增温沼气池， 利用吸附式制冷 系统中集热器的热水给沼气池中盘管加热， 使沼气池内的温度升高加速秸秆、 粪便等物的 发酵， 产生大量沼气供生产生活使用， 满足生产需求。 本发明以土地资源为基础， 太阳能为 动力， 沼气为纽带， 在边远地区、 高山、 沙漠、 荒岛和偏僻无供电网络的地区将日光大棚、 畜 禽养殖、 沼气生产、 蔬菜。

22、花卉的种植有机结合， 使四者相互依存、 互补构成 “四位一体” 生态 系统， 是生态农业相结合的一种高产、 优质、 高效农业生产模式， 具有结构简单， 可有低品味 热源驱动、 无环境污染、 基本不耗电等特点， 应用比较广泛。 附图说明 0014 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案， 下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可以 说 明 书 2/7 页 5 CN 105940842 A 5 根据这些附图获得其他的附图。 0015 图1为。

23、本发明的结构示意图。 0016 图2为本发明吸附式制冷系统的结构示意图。 0017 图3为本发明原电池土壤湿度传感器的结构示意图。 0018 图4为本发明湿帘降温系统的结构示意图。 具体实施方式 0019 下面将结合本发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完 整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于 本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例， 都属于本发明保护的范围。 0020 如图1所示， 一种蔬菜大棚土壤湿度监测与沼气池增温水肥一体化智能系统， 包括 气调冷库24、 沼气池。

24、20、 灌溉系统、 喷淋施肥系统和湿帘降温系统。 气调冷库24内设有吸附 式制冷系统26和第一二氧化碳脱除机27， 吸附式制冷系统26与沼气池20底部的加热盘管16 相连接， 加热盘管16用于吸收吸附式制冷系统26中的热量增加沼气池20的温度。 沼气池20 与第二二氧化碳脱除机17相连接， 第一二氧化碳脱除机27、 第二二氧化碳脱除机17与储罐 10相连接， 喷淋施肥系统中的储罐10通过第一水泵11与喷头28相连接， 灌溉系统的水池30 通过第二水泵8与喷头28、 湿帘降温系统相连接， 土壤4内设有原电池土壤湿度传感器， 土壤 4上方设有CO2检测仪和温湿度探测仪， 安装在大棚上。 原电池土壤。

25、湿度传感器、 CO2检测仪、 温湿度探测仪、 第一水泵11、 第二水泵8均与控制器相连接。 0021 气调冷库24内还设有加湿机组21、 气调系统22、 温湿度检测装置23和氧气与二氧 化碳检测装置25。 加湿机组21、 气调系统22、 温湿度检测装置23、 氧气与二氧化碳检测装置 25、 吸附式制冷系统26、 第一二氧化碳脱除机27均与气调冷库24相连接。 温湿度检测装置23 用于检测气调冷库24的温度和湿度， 氧气与二氧化碳检测装置25用于检测气调冷库24的氧 气与二氧化碳的浓度。 气调系统22主要由降氧设备、 乙烯脱除设备及气体成分检测系统组 成。 气调系统22内的降氧设备的作用是降低气。

26、调冷库24的空气内的氧气浓度， 抑制食品细 胞的呼吸， 延长保鲜时间； 气调系统22内的乙烯脱除设备主要是除去果蔬在成熟后或后成 熟过程中释放的气体， 对于乙烯比较敏感的蔬果在储藏中要除去乙烯， 设法抑制乙烯的产 生。 由于气调冷库24中果蔬的储存时间长， 果蔬水分蒸发较高， 为抑制果蔬水分的蒸发， 根 据不同储存果蔬， 这就需要加湿机组21给气调冷库设定不同的最佳的相对湿度， 对于果蔬 的鲜脆及减少果蔬的损耗有着重要意义。 0022 温湿度检测装置23与加湿机组21、 吸附式制冷系统26相连接， 当温湿度检测装置 23检测到气调冷库24的温度不符合预设的要求时， 控制器打开吸附式制冷系统26。

27、， 直到气 调冷库24的温度符合要求时停止； 当气调冷库24的湿度不符合气调冷库24的要求时， 控制 器打开加湿机组21， 直到气调冷库24的湿度符合要求后停止运行。 氧气与二氧化碳检测装 置25与气调系统22、 第一二氧化碳脱除机27， 第一二氧化碳脱除机27与气调冷库24相连接。 气调冷库24内的氧气、 二氧化碳不符合预设的要求时， 控制器打开气调系统22的降氧设备、 第一二氧化碳脱除机27， 降低气调冷库24内的氧气及二氧化碳浓度。 第一二氧化碳脱除机 27将气调冷库24中的二氧化碳脱出传送至储罐10， 剩余的气体返回气调冷库24。 加湿机组 说 明 书 3/7 页 6 CN 10594。

28、0842 A 6 21、 气调系统22和第一二氧化碳脱除机27的设置， 在维持气调冷库24中水果正常的生理活 动的前提下， 有效的抑制呼吸、 蒸发、 激素、 微生物的和酶的作用， 延缓其生理代谢， 推迟后 熟衰老进程和防止变质腐败， 使水果更长久的保鲜。 0023 如图2所示， 吸附式制冷系统26包括太阳能集热器36、 第一吸附床31、 第二吸附床 37、 冷却器32、 冷凝器43、 蒸发器45和节流阀46， 太阳能集热器36分别与第一吸附床31、 第二 吸附床37相连接， 第一吸附床31与冷却器32相连接， 冷却器32通过第三水泵35与第二吸附 床37相连接； 所述第一吸附床31通过第一电磁。

29、阀40与冷凝器43相连接， 冷凝器43通过节流 阀46与蒸发器45相连接， 蒸发器45通过第二电磁阀39与第二吸附床37相连接； 所述第一电 磁阀40通过第三电磁阀38与第二吸附床37相连接， 第二电磁阀39通过第四电磁阀41与第一 吸附床31相连接； 所述冷却器32和第三水泵35之间的管路通过第五电磁阀34与加热盘管16 相连接， 加热盘管16通过第四水泵33与第一吸附床31和冷却器32之间的管路相连接。 加热 盘管16通过第六电磁阀42与冷凝器43相连接， 冷凝器43通过第五水泵44与加热盘管16相连 接。 吸附式制冷系统26给气调冷库24提供冷量， 在夏季时冷凝器43的散热由冷却水进入沼。

30、 气池20底部的加热盘管16， 提升沼气池20中的温度； 冬季时则利用太阳集热器36的热水， 提 升沼气池20中的温度， 加速沼气的产生。 0024 吸附式制冷系统26制冷循环的原理如下： 假如对第一吸附床31加热， 对第二吸附 床37冷却， 第三电磁阀38和第四电磁阀41关闭， 第二电磁阀39和第一电磁阀40开启， 当第一 吸附床31内的压力达到冷凝压力时， 甲醇蒸汽进入冷凝器43， 同时第二吸附床37处于冷却 吸附状态； 当压力降至蒸发压力时与蒸发器45连通， 蒸发器45内的液体蒸发产生制冷作用； 当第一吸附床31充分解析， 第二吸附床37吸附饱和时， 第三电磁阀38和第四电磁阀41开启、。

31、 第二电磁阀39和第一电磁阀40关闭， 使第一吸附床31冷却， 第二吸附床37加热。 第一吸附床 31和第二吸附床37交替运行组成完整的循环。 其具体的循环流动过程如下： 当制冷介质由太阳能集热器36向第一吸附床31流动时， 即第一吸附床31、 第二吸附床 37、 冷却器32、 太阳能集热器36按照图2中的箭头方向流动， 第一吸附床31处于加热解吸状 态， 第二吸附床37处于冷却吸附状态， 第三电磁阀38和第四电磁阀41关闭， 第二电磁阀39和 第一电磁阀40开启， 第二电磁阀39、 第一电磁阀40、 第一吸附床31、 冷却器32、 第二吸附床 37、 太阳能集热器36、 冷凝器43、 蒸发器。

32、45、 节流阀46连通组成制冷循环系统。 改变流体方 向， 当制冷介质由太阳能集热器36向第二吸附床37流动时， 即第一吸附床31、 吸附床37、 冷 却器32、 太阳能集热器36按照图2中的箭头方向反向流动时， 第一吸附床31处于冷却吸附状 态， 第二吸附床37处于加热解吸状态， 控制器使第三电磁阀38和第四电磁阀41开启、 第二电 磁阀39和第一电磁阀40关闭， 第三电磁阀38、 第四电磁阀41、 第一吸附床31、 冷却器32、 第二 吸附床37、 太阳能集热器36、 冷凝器43、 蒸发器45、 节流阀46连通组成制冷循环系统。 0025 上述两个过程交替反复， 第一吸附床31和第二吸附床。

33、37在加热解吸状态和冷却吸 附状态之间切换实现连续制冷的目的。 在上述两个过程中第五电磁阀34、 第六电磁阀42、 第 四水泵33、 第五水泵44都处于运行状态， 连续的向加热盘管16中输送温度高的流体， 实现对 沼气池20内沼气的连续加热， 促使沼气池20内的秸秆及粪便快速发酵。 同时第二二氧化碳 脱除机17一直工作， 除去沼气池20内的二氧化碳， 保证沼气满足生活需要。 经过第二二氧化 碳脱除机17脱出的二氧化碳气体通过阀门12进入储罐10中。 储罐10具有一定的承压， 将第 一二氧化碳脱除机27和第二二氧化碳脱除机17脱出的二氧化碳进行收集， 随着二氧化碳的 说 明 书 4/7 页 7 。

34、CN 105940842 A 7 增多压力增大使二氧化碳溶解到储罐10中。 吸附式制冷系统26利用太阳能转化的电能作为 电源控制系统的执行机构与生活用电； 其中利用太阳能转化的热能保证气调冷库的吸附式 制冷系统正常运行与沼气池的增温。 0026 如图3所示， 原电池土壤湿度传感器包括铜棒2、 锌棒3和电压表5， 铜棒2和锌棒3分 别设置在土壤4中的不同位置， 铜棒2通过控制开关1与锌棒3相连接， 控制开关1两端并联有 电压表5。 0027 原电池土壤湿度传感器检测的方法是： 闭合控制开关1， 当土壤4干燥时， 铜棒2和 锌棒3之间的电阻较大， 电压表5的示数增大； 当土壤4湿润时， 铜棒2和锌。

35、棒3之间的电阻较 小， 电压表5的示数减小。 0028 考虑到土壤的湿度在植物的生长过程中起到重要的作用， 土壤湿度直接影响到土 壤中各种养分的有效性， 研发出原电池土壤湿度传感器实时检测土壤的湿度， 根据土壤的 湿度进行灌溉， 既节省劳力又节水、 节能， 原电池土壤湿度传感器结构简单， 价格低廉、 安装 方便等优点。 0029 灌溉系统包括水池30、 第二水泵8和喷头28， 水池30与第二水泵8相连接， 第二水泵 8与喷头28相连接， 喷头28均匀分布在大棚中且伸出土壤4。 第二水泵8与喷头28之间设有依 次连接的第七电磁阀49、 过滤器 29、 第二电动阀50。 过滤器 29用于过滤第二水。

36、泵8流出流 体中的杂质。 原电池土壤湿度传感器、 第二电动阀50与第二水泵8通过控制器实现联动控 制。 当原电池土壤湿度传感器中电压表5的示数大于预设的值时， 控制器打开第二水泵8， 喷 头28开始喷水， 实现对园林花卉、 果园、 蔬菜大棚的灌溉； 当电压表5的示数小于预设的值 时， 控制器关闭第二水泵8， 喷头28停止喷水。 0030 喷淋增肥系统包括储罐10、 第一水泵11和喷头28， 储罐10与第一水泵11相连接， 第 一水泵11与喷头28相连接， 第一水泵11与喷头28之间设有依次连接的第七电磁阀48、 过滤 器51、 第一电动阀13和第八电动阀18。 过滤器51用于过滤第一水泵11流。

37、出流体中的杂 质。 第一电动阀13、 第八电动阀18、 第一水泵11通过控制器与CO2检测仪联动控制。 当CO2检测 仪检测到大棚内的二氧化碳浓度低于棚内植物光合作用时的二氧化碳浓度时， 控制器打开 第一电动阀13和第一水泵11， 将储罐10内容有二氧化碳的水容易通过喷头28送入， 通过浇 灌喷淋使二氧化碳释放大棚内， 对大棚内植物施用二氧化碳气肥， 增强植物的光合作用， 提 高提高棚内蔬果产量。 当储罐10的水量不足时， 打开补水阀9， 向储罐10补水。 0031 如图4所示， 湿帘降温系统包括第二水泵8、 水池30、 湿帘15和风机46， 水池30通过 第二水泵8与湿帘15相连接， 第二水。

38、泵8与湿帘15之间的管路上设有依次连接的第七电磁阀 49、 过滤器 29、 第八电磁阀18、 第二电动阀50； 所述温湿度探测仪通过控制器与第二水泵8、 第八电磁阀18、 第七电磁阀49、 风机46联动控制。 风机46提高湿帘15的流动速度。 在炎热的 夏季， 温湿度探测仪检测到大棚中的温度高于预设值或湿度低于预设值时， 湿帘降温系统 利用水的蒸发实现降温。 湿帘15安装在大棚47的一面墙壁， 风机46安装在大棚47上， 位于湿 帘15的对面。 湿帘15均匀排列在大棚47的边缘， 大棚47的一面墙上设有百叶窗风口14， 百叶 窗风口14位于湿帘15后方的大棚墙面上。 湿帘15喷出的水再回收， 。

39、经过过滤器52传送至水 池30。 当夏季温度较高时， 需要湿帘降温系统降温时， 百叶窗风口14作为室外空气的进风口 通过湿帘15降温后进入， 对大棚47内进行降温。 其原理是当棚内的温度较高需要降温时， 控 制器启动风机46， 将大棚内的高温高湿气体排出， 造成负压； 控制器打开第二电动阀50、 第 说 明 书 5/7 页 8 CN 105940842 A 8 八电磁阀18、 第二水泵8， 第二水泵8抽出的水喷淋在湿帘15上， 当空气以一定的速度通过湿 帘空隙穿过时， 导致水分蒸发， 实现降温， 使棚内在农作物的适宜温度内， 满足农作物最佳 生长温度要求。 0032 湿帘降温系统是利用水蒸气的。

40、蒸发吸热实现冷却， 其具体的工作过程如下： 当大 棚47需要降温时控制器启动风机46将大棚47内的空气强制抽出， 大棚内造成负压， 同时第 二水泵8将抽出的水喷到湿帘墙15上， 由于大棚内负压使得室外空气吸入大棚内， 以一定的 速度穿过湿帘15的缝隙， 导致水分蒸发降温， 冷空气经过大棚， 吸收大棚内的热量后通过风 机46排出， 达到降温目的。 0033 本发明从气调冷库和沼气池中脱出二氧化碳， 实现喷淋增肥系统的二氧化碳源 头， 依据白天大棚内测定的二氧化碳浓度， 及棚内需要的二氧化碳浓度进行比较， 自动控制 喷淋增肥系统， 提高大棚内二氧化碳的浓度， 为大棚内植物提供合适浓度的二氧化碳； 。

41、综合 原电池土壤湿度传感器测出的参数与棚内温湿度测量仪的湿度参数， 利用灌溉系统优化棚 内需要补充的最佳灌溉量， 保证棚内湿度是植物的最佳生长需求； 依据沼气池发酵的低温 发酵、 中温发酵、 高温发酵对应的不同温度， 通过吸附式制冷系统优化进入沼气池的水温保 证池内最低达到中温发酵的温度。 0034 本发明的创新结构为： 对土壤湿度传感器进行创新设计， 利用原电池原理检测土 壤湿度， 将湿度传感器看作可调变阻器， 当湿度传感器采集到湿度时， 电阻值发生变化， 变 化的幅度是根据湿度传感器采集到的湿度大小而定， 随着电阻值的变化， 电路的输出电压 也跟着变化。 因此， 根据电阻值的大小， 可得到。

42、想要的电压。 吸附式制冷系统进行创新设计， 利用吸附式制冷循环冷凝器的热量与太阳能集热器的热水热量给沼气池内增温使沼气池 内的温度达到高温发酵的温度， 同时利用二氧化碳脱除机脱除沼气池内的二氧化碳， 脱除 的的二氧化碳进入大棚内增强光合作用， 提高棚内农作物的产量， 甲烷部分来满足生活需 求。 在气调冷库中进行蔬果等储藏时把二氧化碳脱除机脱出的二氧化碳回收加以利用， 供 给到喷淋增肥系统， 使二氧化碳溶解水中给大棚内的蔬果增肥。 0035 本发明采用回收气调冷库与沼气池内的沼气脱出的二氧化碳溶解到储罐中， 通过 浇灌喷淋使二氧化碳释放到大棚内， 增强棚内蔬果的光合作用， 从而提高棚内蔬果产量；。

43、 采 用原电池土壤湿度传感器与电磁阀、 水泵联动进行自动灌溉， 其中原电池土壤测量器结构 简单， 成本低； 通过大棚内的CO2探测仪与喷淋增肥系统的电磁阀、 水泵联动控制实现自动 灌溉； 大棚内的温度探测仪与湿帘降温系统的电磁阀、 水泵联动， 通过湿帘降温； 沼气池的 加热盘管与吸附式制冷系统中冷凝器制热水及系统的集热管制热水进行加热沼气池内加 热盘管使其加速发酵。 本发明基于原电池土壤湿度传感器、 湿帘降温系统、 吸附式制冷系 统、 喷淋增肥系统实现 “四位一体” 生态大棚模式， 以土地资源为基础， 太阳能为动力， 沼气 为纽带， 在边远地区、 高山、 沙漠、 荒岛和偏僻无供电网络的地区将日。

44、光大棚、 畜禽养殖、 沼 气生产、 蔬菜花卉的种植有机结合， 使四者相互依存、 互补构成 “四位一体” 生态系统， 是生 态农业相结合的一种高产、 优质、 高效农业生产模式。 太阳能资源丰富无污染， 价格低廉， 利 用太阳有广阔的前景， 此系统具有结构简单， 可有低品味热源驱动、 无环境污染、 基本不耗 电等特点， 其应用比较广泛。 0036 以上所述， 仅为本发明较佳的具体实施方式， 但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内， 可轻易想到的变化或替换， 说 明 书 6/7 页 9 CN 105940842 A 9 都应涵盖在本发明的保护范围之内。 说 明 书 7/7 页 10 CN 105940842 A 10 图1 说 明 书 附 图 1/3 页 11 CN 105940842 A 11 图2 说 明 书 附 图 2/3 页 12 CN 105940842 A 12 图3 图4 说 明 书 附 图 3/3 页 13 CN 105940842 A 13 。