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屋頂花園節(jié)能澆灌系統(tǒng)的探討

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1、屋頂花園節(jié)能澆灌系統(tǒng)的探討 屋頂花園節(jié)能澆灌系統(tǒng)的探討 2018/10/18 摘要:隨著科技的發(fā)展與社會的進步,身居繁華城市中的許多人都夢想擁有一個屬于自己的綠色“精神家園”。然而,隨著屋頂花園規(guī)模不斷地擴大和種植品種的增加,傳統(tǒng)的管理模式和原有澆灌方式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)有的需求,城市屋頂花園的管理需要和大幅度降低能源成本的問題亟待解決。 關(guān)鍵詞:“電子信息+”;節(jié)能澆灌;智能系統(tǒng) 1問題的提出 2014年10月,以“青年

2、與城市綠色發(fā)展”為主題的2014國際青年組織論壇暨北京友好城市青年交流營在北京拉開帷幕,會議聚焦“青年與城市環(huán)境治理”“青年組織與環(huán)保行動”“青年與低碳生活”3個主題。低碳生活是怎樣的生活?如何進行低碳生活?低碳生活能給我們帶來什么?在眾多解決方案中,提到了綠化的重要性,提倡建立“屋頂花園”,充分利用城市空間。這次論壇引發(fā)了我對我家“屋頂花園”的高度關(guān)注,并就此開展了一系列的思考、探索與實踐。隨著屋頂花園規(guī)模不斷的擴大和種植品種越來越多,傳統(tǒng)管理模式和澆灌方式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)有的需求,為了解決城市屋頂花園的管理需求和降低能源成本的問題,文章基于對“電子信息+”屋頂花園節(jié)能澆灌系統(tǒng)的探索與研究,希

3、望能解決屋頂花園的管理和能源成本問題,同時還能為相關(guān)行業(yè)提供可借鑒之處。 2研究方法 1)文獻研究法:收集相關(guān)資料,通過圖書館查閱有關(guān)節(jié)能澆灌系統(tǒng)、“電子信息+農(nóng)業(yè)”的理論知識和國內(nèi)外有關(guān)研究成果。2)調(diào)查研究法:到周邊農(nóng)場實際走訪調(diào)研,聽取農(nóng)場主和農(nóng)業(yè)技術(shù)專家的意見和建議,請教研究中遇到的困惑和難題,總結(jié)在實際應(yīng)用中的經(jīng)驗和教訓(xùn)。3)理論研究與實證分析相結(jié)合的方法:先從理論上研究,構(gòu)建系統(tǒng)的理論框架,再以自家的屋頂花園澆灌項目為實例進行實證分析,從中總結(jié)出可復(fù)制的建設(shè)“基于‘電子信息+’屋頂花園節(jié)能澆灌系統(tǒng)”的模型和方法。4)分析、歸納法:綜合以上調(diào)查、分析和

4、研究,得出研究結(jié)論。 3“電子信息+”屋頂花園節(jié)能澆灌系統(tǒng)集成及工作原理 水是生命之源,萬物之本。隨著人類對環(huán)境的破壞和踐踏,可供利用的淡水越來越少,節(jié)約用水已經(jīng)成為整個人類都不得不重視的問題。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中,地面灌溉是最為普遍的應(yīng)用方式,也是國際上比較普遍的應(yīng)用技術(shù),這樣的方式較為方便,但對水資源造成了很大程度的浪費,改變農(nóng)業(yè)灌溉方式成為全球農(nóng)業(yè)灌溉的重中之重,也是對水資源利用的有力改善?,F(xiàn)實生活中,影響節(jié)水灌溉的因素非常多,比如灌溉的地域環(huán)境、設(shè)備、技術(shù)、成本投入、遠期規(guī)劃、觀念、技術(shù)應(yīng)用等。這些環(huán)節(jié)都影響了灌溉的可持續(xù)發(fā)展,需要引起我們的重視,本文以城市

5、屋頂花園為環(huán)境,基于“電子信息+”農(nóng)業(yè)的基本理念和技術(shù)手段,創(chuàng)新灌溉模式,進行各個節(jié)水灌溉模式的協(xié)調(diào)優(yōu)化,形成可復(fù)制的現(xiàn)代化“電子信息+”屋頂花園節(jié)能滴灌系統(tǒng)模型。智能節(jié)能澆灌系統(tǒng)主要是利用“電子信息+農(nóng)業(yè)”的核心技術(shù),通過智能手機App或家用計算機遙測遙控中央控制單元裝置,對由水源裝置、電源裝置、驅(qū)動裝置、澆灌管道系統(tǒng)、終端噴頭、可視與報警裝置進行遠程控制的新型節(jié)能澆灌系統(tǒng)。 3.1水源供給及施肥旁路屋頂花園種植需要大量水進行澆灌,為了減少城市自來水的用量,節(jié)能降耗,減少支出,在城市水源供給的基礎(chǔ)上,增加屋頂雨水回收裝置(屋頂—回收管道—收集沉淀桶)和廚房洗滌回收裝置(廢水收

6、集桶—回收管道—潛水泵—收集沉淀桶)。為了種植綠色有機蔬菜、瓜果,拒絕使用化肥、農(nóng)藥,提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量,在澆灌系統(tǒng)中融入水肥施肥旁路系統(tǒng),很好地降低了人力成本和肥料用量成本的支出,達到了節(jié)能降耗的效果。 3.2電源供給電源是保證澆灌系統(tǒng)正常運行的重要保障,本系統(tǒng)采用雙電源供電方式,一是利用屋頂現(xiàn)有的城市供電(AC220V),二是利用屋頂充分的光照資源,搭建太陽能電池板,通過逆變裝置接入電力控制箱為所需負載供電。將以上兩種供電方式通過自動雙擲切換斷路器,可實現(xiàn)一用一備的雙電源供電模式。另外,還可以利用多余的太陽能電源解決樓道公共照明或家庭生活等用電。太陽能供電系統(tǒng)一般由太陽電池

7、組件組成的光伏方陣、太陽能充放電控制器、蓄電池組、離網(wǎng)型逆變器、直流負載和交流負載等構(gòu)成。 3.3加壓驅(qū)動與滴灌管道及終端系統(tǒng)合成如何將屋頂收集水箱的水有效地滴灌、噴灌、微噴灌到植物根系和葉面,加壓驅(qū)動與滴灌管道及終端系統(tǒng)合成設(shè)計和安裝是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。而加壓驅(qū)動是通過加壓水泵,將屋頂收集水箱的水,按中央控制單元的指令抽送到澆灌管道中,澆灌管道系統(tǒng)根據(jù)植物生長的需要,就通過各路電磁閥將水傳送到滴灌末端、終端噴頭和水龍頭。通常加壓驅(qū)動與滴灌管道及終端系統(tǒng)PPR管材、管件、閥門、滴灌噴頭、輔料以及浮球液位計、壓力傳感器、止回閥、電磁閥、截止閥、加壓水泵等材料或器件的組成。

8、 3.4“電子信息+”智能控制模塊“電子信息+”智能控制模塊是屋頂花園節(jié)能澆灌系統(tǒng)中最核心的組成部分,是整個系統(tǒng)的智能“大腦”指揮中心,通過設(shè)置有關(guān)技術(shù)參數(shù)實現(xiàn)就地邏輯控制,也可以通過智能手機App實現(xiàn)遠程操作控制,通過視頻可視模塊可實現(xiàn)遠距離了解系統(tǒng)運行和植物長勢情況,從而實現(xiàn)科學(xué)種植。智能控制系統(tǒng)是按照時間控制器、雨霧控制器、濕度控制器、溫度控制器的參數(shù)設(shè)置作為輸入條件,通過電力控制箱中的繼電器控制對應(yīng)電磁閥的開關(guān)實現(xiàn)智能澆灌的邏輯控制。1)就地控制系統(tǒng)。就地控制系統(tǒng)主要包括電力控制箱、時間控制器、雨霧控制器和溫濕度控制器。2)遠程控制系統(tǒng)。遠程控制系統(tǒng)是由智能手機App、智能終端(無線接收器)、可視裝置和故障報警等組成。3)中央控制單元集成原理。中央控制單元是實現(xiàn)就地手動控制、就地邏輯智能控制(邏輯條件有:時間控制、雨霧控制、溫度控制、濕度控制)和遠程手機App控制的集成器,是“電子信息+”的屋頂花園節(jié)能澆灌系統(tǒng)的核心,是實現(xiàn)節(jié)能降耗的核心層,是體現(xiàn)“電子信息+農(nóng)業(yè)”和智慧綠色城市建設(shè)中的作用。控制單元由主電路、控制電路和端子圖3個部分組成。

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