[实用新型]一种利用LED芯片发热量加热营养液的自适应系统

说明书

技术领域

本实用新型属于智能农业装备和节能管理领域，特别涉及一种利用LED芯片发热量加热营养液的自适应系统。

背景技术

LED(Light Emitting Diode)是一种将电能转化为光能的电子元件，如果光谱、光通量密度配置合适，是最节能的栽培植物的人工光源。

LED作为光电器件，有近80％-90％的电能几乎都转换成热能，致使小面积的芯片累积过多的热量，且功率越大积累的热量越多。结温是衡量LED封装散热性能的一个重要技术指标，当结温上升超过最大允许温度时(通常为150℃)，大功率LED会因过热而损坏，散热处理是必要的措施。相较风冷、热电制冷、热管制冷等其他制冷方式，液体冷却有利于热能的回收利用。一种循环水冷式植物工厂LED面光源的散热管理系统及方法(专利号ZL201310414346.1)很好地利用了LED散失的热量。

营养液栽培是植物栽培的一种重要的栽培类型，营养液温度对植物生长的影响是综合的，植物生长对根系温度特别敏感，根部温度变化1℃就能引起植物生长和养分吸收的明显变化，对其水分代谢、矿物质吸收、植物激素代谢、生长发育、光合作用等具有显著影响。营养液温度应当设置为植物适宜根系生长的温度。一般喜温蔬菜根系的适宜温度范围为18-25℃，耐寒和半耐寒作物的根系适宜温度一般为15-22℃。如果按季节分夏季植物根系温度不超过28℃，冬季根系温度不低于15℃。所以，在冬季对营养液进行加温是保证植物根系处于适宜温度，促进植物生长的重要措施。

实用新型内容

本实用新型针对人工生长室营养液栽培系统冬季温度较低，有加温的需求，本着节约能耗的目的，提出将LED光源散失的热量用于营养液加温，使LED光源结温较低，延缓光衰，并降低人工生长室的运行能耗的一种系统。

本实用新型的技术方案是：一种利用LED芯片发热量加热营养液的自适应系统，包括水箱(17)、水冷散热装置(7)、营养液散热器(13)、LED面板(8)、营养液箱体(14)以及室内散热器(12)；其中，水箱(17)、水冷散热装置(7)、营养液散热器(13)通过管路依次连接的；所述水冷散热装置(7)安装在LED面板(8)的背面，所述水冷散热装置(7)的出口处设置有连接室外散热系统的旁路；所述营养液散热器(13)安装在营养液箱体(14)的底部，所述营养液散热器(13)并联连接有室内散热器(12)。

上述利用LED芯片发热量加热营养液的自适应系统，将水冷散热装置安装在LED面板的背面，将LED芯片产生的热能置换至水，达到散热和置换热能的目的；将营养液散热器安装在营养液箱体的底部，一方面达到对营养液的加温作用，另一方面由于安装在箱体底部远离植物根部，达到充分的加温保护作用。

优选的，所述营养液散热器的出口与水箱连接，形成回路。由此实现水路循环利用，节能环保。

进一步优选的，所述水箱上设置有回水口，所述营养液散热器的出口通过单向阀与水箱的回水口连接，形成回路。

进一步优选的，所述营养液散热器为热镀锌材料的S型管路。使得置换的LED芯片产生的热能能够充分用于加热营养液。

优选的，所述LED面板为高功率的LED制作。

优选的，所述水冷散热装置为S型回流的箱式结构，材料为热镀锌。

优选的，所述水冷散热装置的进、出水口管路上安装有测温仪，所数据营养液散热器的进、出水口管路上安装有测温仪，所述营养液箱体内的营养液中安装有测温仪。同时，在室内和室外也配制有温度仪，用于监测室、内外温度。

优选的，所述水箱上设有用于连接外部水源的进水口和用于排污的出水口，所述的水箱内还安装有过滤器，水箱内的水经由过滤器过滤后，通过过滤器出水口与恒流泵的进水口相连，然后恒流泵的出水口通过输水管道连接水冷散热装置。

优选的，所述水冷散热装置的出口处通过设置二位三通阀实现连接室外散热系统的旁路，所述营养液散热器的进出口分别设置二位三通阀实现并联连接有室内散热器。

进一步优选的，本实用新型的自适应系统还包括用于控制水流方向的控制器。