屋顶花园节能浇灌系统的探讨范文

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摘要:随着科技的发展与社会的进步，身居繁华城市中的许多人都梦想拥有一个属于自己的绿色“精神家园”。然而，随着屋顶花园规模不断地扩大和种植品种的增加，传统的管理模式和原有浇灌方式已经不能满足现有的需求，城市屋顶花园的管理需要和大幅度降低能源成本的问题亟待解决。

关键词:“电子信息+”；节能浇灌；智能系统

1问题的提出

2014年10月，以“青年与城市绿色发展”为主题的2014国际青年组织论坛暨北京友好城市青年交流营在北京拉开帷幕，会议聚焦“青年与城市环境治理”“青年组织与环保行动”“青年与低碳生活”3个主题。低碳生活是怎样的生活？如何进行低碳生活？低碳生活能给我们带来什么？在众多解决方案中，提到了绿化的重要性，提倡建立“屋顶花园”，充分利用城市空间。这次论坛引发了我对我家“屋顶花园”的高度关注，并就此开展了一系列的思考、探索与实践。随着屋顶花园规模不断的扩大和种植品种越来越多，传统管理模式和浇灌方式已经不能满足现有的需求，为了解决城市屋顶花园的管理需求和降低能源成本的问题，文章基于对“电子信息+”屋顶花园节能浇灌系统的探索与研究，希望能解决屋顶花园的管理和能源成本问题，同时还能为相关行业提供可借鉴之处。

2研究方法

1）文献研究法：收集相关资料，通过图书馆查阅有关节能浇灌系统、“电子信息+农业”的理论知识和国内外有关研究成果。2）调查研究法：到周边农场实际走访调研，听取农场主和农业技术专家的意见和建议，请教研究中遇到的困惑和难题，总结在实际应用中的经验和教训。3）理论研究与实证分析相结合的方法：先从理论上研究，构建系统的理论框架，再以自家的屋顶花园浇灌项目为实例进行实证分析，从中总结出可复制的建设“基于‘电子信息+’屋顶花园节能浇灌系统”的模型和方法。4）分析、归纳法：综合以上调查、分析和研究，得出研究结论。

3“电子信息+”屋顶花园节能浇灌系统集成及工作原理

水是生命之源，万物之本。随着人类对环境的破坏和践踏，可供利用的淡水越来越少，节约用水已经成为整个人类都不得不重视的问题。在农业生产过程中，地面灌溉是最为普遍的应用方式，也是国际上比较普遍的应用技术，这样的方式较为方便，但对水资源造成了很大程度的浪费，改变农业灌溉方式成为全球农业灌溉的重中之重，也是对水资源利用的有力改善。现实生活中，影响节水灌溉的因素非常多，比如灌溉的地域环境、设备、技术、成本投入、远期规划、观念、技术应用等。这些环节都影响了灌溉的可持续发展，需要引起我们的重视，本文以城市屋顶花园为环境，基于“电子信息+”农业的基本理念和技术手段，创新灌溉模式，进行各个节水灌溉模式的协调优化，形成可复制的现代化“电子信息+”屋顶花园节能滴灌系统模型。智能节能浇灌系统主要是利用“电子信息+农业”的核心技术，通过智能手机App或家用计算机遥测遥控中央控制单元装置，对由水源装置、电源装置、驱动装置、浇灌管道系统、终端喷头、可视与报警装置进行远程控制的新型节能浇灌系统。

3.1水源供给及施肥旁路屋顶花园种植需要大量水进行浇灌，为了减少城市自来水的用量，节能降耗，减少支出，在城市水源供给的基础上，增加屋顶雨水回收装置（屋顶—回收管道—收集沉淀桶）和厨房洗涤回收装置（废水收集桶—回收管道—潜水泵—收集沉淀桶）。为了种植绿色有机蔬菜、瓜果，拒绝使用化肥、农药，提高产品产量和质量，在浇灌系统中融入水肥施肥旁路系统，很好地降低了人力成本和肥料用量成本的支出，达到了节能降耗的效果。

3.2电源供给电源是保证浇灌系统正常运行的重要保障，本系统采用双电源供电方式，一是利用屋顶现有的城市供电（AC220V），二是利用屋顶充分的光照资源，搭建太阳能电池板，通过逆变装置接入电力控制箱为所需负载供电。将以上两种供电方式通过自动双掷切换断路器，可实现一用一备的双电源供电模式。另外，还可以利用多余的太阳能电源解决楼道公共照明或家庭生活等用电。太阳能供电系统一般由太阳电池组件组成的光伏方阵、太阳能充放电控制器、蓄电池组、离网型逆变器、直流负载和交流负载等构成。

3.3加压驱动与滴灌管道及终端系统合成如何将屋顶收集水箱的水有效地滴灌、喷灌、微喷灌到植物根系和叶面，加压驱动与滴灌管道及终端系统合成设计和安装是非常关键的环节。而加压驱动是通过加压水泵，将屋顶收集水箱的水，按中央控制单元的指令抽送到浇灌管道中，浇灌管道系统根据植物生长的需要，就通过各路电磁阀将水传送到滴灌末端、终端喷头和水龙头。通常加压驱动与滴灌管道及终端系统PPR管材、管件、阀门、滴灌喷头、辅料以及浮球液位计、压力传感器、止回阀、电磁阀、截止阀、加压水泵等材料或器件的组成。

3.4“电子信息+”智能控制模块“电子信息+”智能控制模块是屋顶花园节能浇灌系统中最核心的组成部分，是整个系统的智能“大脑”指挥中心，通过设置有关技术参数实现就地逻辑控制，也可以通过智能手机App实现远程操作控制，通过视频可视模块可实现远距离了解系统运行和植物长势情况，从而实现科学种植。智能控制系统是按照时间控制器、雨雾控制器、湿度控制器、温度控制器的参数设置作为输入条件，通过电力控制箱中的继电器控制对应电磁阀的开关实现智能浇灌的逻辑控制。1）就地控制系统。就地控制系统主要包括电力控制箱、时间控制器、雨雾控制器和温湿度控制器。2）远程控制系统。远程控制系统是由智能手机App、智能终端(无线接收器)、可视装置和故障报警等组成。3）中央控制单元集成原理。中央控制单元是实现就地手动控制、就地逻辑智能控制（逻辑条件有：时间控制、雨雾控制、温度控制、湿度控制）和远程手机App控制的集成器，是“电子信息+”的屋顶花园节能浇灌系统的核心，是实现节能降耗的核心层，是体现“电子信息+农业”和智慧绿色城市建设中的作用。控制单元由主电路、控制电路和端子图3个部分组成。

作者：赵亦悦 单位：成都市树德中学