一種帶有水冷式led光源模塊的培育架的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及智能農(nóng)業(yè)裝備領(lǐng)域，具體涉及一種帶有水冷式LED光源模塊的培育架。
【背景技術(shù)】
[0002]在全封閉的植物工廠中，電費是生產(chǎn)的主要成本所在。舊時的植物補光常采用高壓鈉燈或熒光燈等，存在能耗高、光譜與植物需求相差大的缺陷，很難保證設(shè)施作物的高效生產(chǎn)的需求。而且這些光源在工作時產(chǎn)生大量的熱，若距離植物過近會使其“燙傷”。被稱作第四代光源的LED是一種固態(tài)光源，具有體積小、重量輕、節(jié)能環(huán)保、長壽命、光譜展寬小等優(yōu)點，較傳統(tǒng)光源具有無法比擬的優(yōu)勢，是替代傳統(tǒng)光源進行高效補光的理想光源。更為重要的是，LED光源為冷光源，工作時隨光輻射出的熱較少，可貼近植物葉片表面照射，減少了照射距離，提高了光照效率。
[0003]但是LED作為一種電光轉(zhuǎn)換器件，其轉(zhuǎn)換效率僅有30%左右。其余的能量均以熱能的方式釋放。當(dāng)LED芯片的結(jié)溫過高時，會出現(xiàn)波長漂移、壽命縮短等問題，因此有必要對LED光源配備散熱措施。傳統(tǒng)的LED植物燈采用的散熱技術(shù)，大多在LED背后安裝散熱器，利用空氣自然對流或風(fēng)扇強制對流使熱散發(fā)到環(huán)境中。但植物工廠是一個密閉的恒溫環(huán)境，大量的LED必將導(dǎo)致室內(nèi)溫度提升，因此需要使用冷風(fēng)機等制冷手段才能使環(huán)境溫度符合需求，而這些制冷手段也將使植物工廠的整體耗能大大提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點與不足，本發(fā)明提供一種適用于植物工廠的帶有水冷式LED光源模塊的培育架。
[0005]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]—種帶有水冷式LED光源模塊的培育架，包括培育架本體、水冷散熱模塊及多個LED光源模塊，所述LED光源模塊為可拆卸結(jié)構(gòu)；
[0007]所述培育架本體包括多層結(jié)構(gòu)，所述每層結(jié)構(gòu)均包括支架及隔板，所述多個LED光源設(shè)置在每層的頂部；
[0008]所述水冷散熱模塊包括進、出水口及水流管道，所述水流管道設(shè)置在每層的支架及隔板上，所述進水口設(shè)置在支架的頂端，出水口設(shè)在支架的底端；
[0009]所述LED光源模塊具體為兩端封閉的方形空心鋁管，方形空心鋁管的底面設(shè)置多個LED芯片，頂面的兩端設(shè)置與水流管道連接的通孔作為LED光源模塊的進出水口。
[0010]所述通孔為方形或圓形，所述通孔四周設(shè)置強永磁鐵與培育架連接。
[0011]所述方形空心鋁管的左側(cè)面設(shè)置用于與電源連接的電路接口，所述方形空心鋁管底面的內(nèi)側(cè)設(shè)置導(dǎo)熱微溝槽。
[0012]優(yōu)選地，還包括水流控制系統(tǒng)，所述水流控制系統(tǒng)設(shè)置在出水口的前端。
[0013]優(yōu)選地，還包括用于與LED光源模塊通孔配合的培育架端接口，所述培育架端接口設(shè)置水流管道上。
[0014]所述水流控制系統(tǒng)還包括溫度傳感器，所述溫度傳感器設(shè)置在水流管道上。
[0015]所述水冷散熱模塊的出水口與室外的換熱器連接。
[0016]所述培育架端接口設(shè)置橡膠防水墊圈及強永磁鐵，該強永磁鐵的極性與LED光源模塊的強永磁鐵極性配合。
[0017]本發(fā)明的有益效果:
[0018](1)本發(fā)明采用集成化、模塊化設(shè)計，散熱系統(tǒng)一部分與培育架集成，另一部分與LED光源模塊集成。能有效減少制造與安裝維修成本，更有益于大規(guī)模應(yīng)用。并且可以根據(jù)實際植物的需要更換不同光譜組成、不同光量子通量的LED光源模塊，相較于現(xiàn)有的固定結(jié)構(gòu)有更大的靈活性。
[0019](2)本發(fā)明采用水冷散熱方式，將LED散發(fā)出的熱能通過水或其它液態(tài)介質(zhì)運輸?shù)绞彝夂笸ㄟ^換熱器散發(fā)到大氣中，將能在保證LED散熱符合要求的同時避免室內(nèi)環(huán)境溫度升高。從而減少室內(nèi)制冷系統(tǒng)的能耗，更有利于成本的降低。
[0020](3)本發(fā)明散熱系統(tǒng)可根據(jù)培育架水流出口的水溫調(diào)整水流速度。溫度過高時增大流速，溫度較低時減速，以自動適配不同發(fā)熱功率不同數(shù)量的LED光源模塊，且能在保證散熱效果的前提下使水栗能耗降到最低。
[0021](4)本發(fā)明所使用的LED屬于冷光源，能以相對于熒光燈更近的距離照射植物，同時由于LED發(fā)出的熱被水冷系統(tǒng)運輸?shù)绞彝?，大大改善熱堆積現(xiàn)象，因此可以加大排布密度，從而實現(xiàn)更大的種植密度。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2是本發(fā)明的LED光源模塊的左上側(cè)視圖；
[0024]圖3是本發(fā)明的LED光源模塊的右上側(cè)視圖；
[0025]圖4是本發(fā)明的培育架端接口；
[0026]圖5是本發(fā)明的培育架端接口與LED光源模塊的配合圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合實施例及附圖，對本發(fā)明作進一步地詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0028]實施例
[0029]如圖1-圖5所示，一種帶有水冷式LED光源模塊的培育架，該培育架集成部分散熱系統(tǒng)與供電系統(tǒng)，散熱系統(tǒng)的另一部分集成在光源模塊中。培育架的水冷管道與室外換熱器相連，使得LED所發(fā)出的熱能傳遞到室外，在保證LED散熱條件的前提下避免室內(nèi)溫度升高的問題。
[0030]具體包括培育架本體、水冷散熱模塊及多個LED光源模塊，所述LED光源模塊為可拆卸結(jié)構(gòu)，并集成有部分水冷散熱系統(tǒng)，通過磁力與培育架連接，達到便于更換不同光譜、光量子通量的LED光源模塊的目的。
[0031]所述培育架本體包括多層結(jié)構(gòu)，所述每層結(jié)構(gòu)均包括支架1及隔板2，所述多個LED光源模塊3設(shè)置在每層的頂部，光源模塊中的LED發(fā)光面朝下，使LED光源發(fā)出的光可以照向植物;如圖1所示，其中一層結(jié)構(gòu)中，包括隔板及支架。
[0032]所述水冷散熱模塊包括進、出水口12、13及水流管道14、水流控制系統(tǒng)15、LED光源模塊3內(nèi)部的管道及培育架端接口 5構(gòu)成，
[0033]進水口12設(shè)置在培育架上方即支架的頂端，出水口 13設(shè)置在培育架下方即支架的底端。工作時水流以進水口壓力以及自身重力為動力自上而下流動且流經(jīng)LED光源模塊3。水流控制系統(tǒng)15設(shè)置在出水口之前，通過溫度傳感器收集流過的水溫，經(jīng)計算后利用電控水流控制閥控制水流速，以達到控制LED光源溫度的目的。
[0034]如圖2、3所示，所述LED光源模塊為兩端封閉的方形空心鋁管，所述鋁管的外側(cè)底面涂敷絕緣層、電路層、保護層等膜層6并安裝所需的多個LED芯片7，外側(cè)底面的一端即鋁管的左側(cè)面安裝電路接口 8連接培育架電路及LED光源模塊電路，所述鋁管的兩端設(shè)置與水流管道連接的通孔作為LED光源模塊的進出水口，通孔周圍設(shè)置四塊強永磁鐵10用于培育架的配合，鋁管的底面內(nèi)側(cè)面設(shè)置微溝槽11用于增大固液接觸界面，提高換熱系數(shù)。所述通孔9和四塊強永磁鐵10構(gòu)成光源端接口 4。
[0035]如圖4及圖5所示，所述培育架端接口5設(shè)置在水流管道14上，培育架端接口為兩個，培育架端接口的通口形狀為方形，外端為方形平臺，接口四周設(shè)置有凸起的橡膠防水墊圈16及強永磁鐵，該磁鐵的極性與光源端接口的磁性向匹配。
[0036]供電系統(tǒng)集成在培育架支架1中，在一邊的培育架端接口5附近留有連接線用于連接LED光源模塊，同時也為水冷系統(tǒng)提供電能。附圖中尚未畫出。
[0037]安裝時，需要在植物工廠天花板設(shè)置給水管道，流經(jīng)水流開關(guān)后接入培育架進水口 12。植物工廠地板應(yīng)設(shè)置排水管，與培育架出水口 13連接。給水管與排水管在室外連接換熱器兩端以及水栗、蓄水池形成水回路。植物工廠的電力系統(tǒng)與培育架的供電系統(tǒng)連接。如圖5所示，安裝LED光源模塊3時只需要將光源端接口 4與培育架端接口 5靠近，便可依靠磁力實現(xiàn)連接。再將培育架供電系統(tǒng)的預(yù)留連接線與光源模塊的電路接口 8連接即可。
[0038]上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受所述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種帶有水冷式LED光源模塊的培育架，其特征在于，包括培育架本體、水冷散熱模塊及多個LED光源模塊，所述LED光源模塊為可拆卸結(jié)構(gòu)； 所述培育架本體包括多層結(jié)構(gòu)，所述每層結(jié)構(gòu)均包括支架及隔板，所述多個LED光源設(shè)置在每層的頂部； 所述水冷散熱模塊包括進、出水口及水流管道，所述水流管道設(shè)置在每層的支架及隔板上，所述進水口設(shè)置在支架的頂端，出水口設(shè)在支架的底端； 所述LED光源模塊具體為兩端封閉的方形空心鋁管，方形空心鋁管的底面設(shè)置多個LED芯片，頂面的兩端設(shè)置與水流管道連接的通孔作為LED光源模塊的進出水口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的培育架，其特征在于，所述通孔為方形或圓形，所述通孔四周設(shè)置強永磁鐵與培育架連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的培育架，其特征在于，所述方形空心鋁管的左側(cè)面設(shè)置用于與電源連接的電路接口，所述方形空心鋁管底面的內(nèi)側(cè)設(shè)置導(dǎo)熱微溝槽。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的培育架，其特征在于，還包括水流控制系統(tǒng)，所述水流控制系統(tǒng)設(shè)置在出水口的前端。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的培育架，其特征在于，還包括用于與LED光源模塊通孔配合的培育架端接口，所述培育架端接口設(shè)置水流管道上。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的培育架，其特征在于，所述水流控制系統(tǒng)還包括溫度傳感器，所述溫度傳感器設(shè)置在水流管道上。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的培育架，其特征在于，所述水冷散熱模塊的出水口與室外的換熱器連接。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的培育架，其特征在于，所述培育架端接口設(shè)置橡膠防水墊圈及強永磁鐵，該強永磁鐵的極性與LED光源模塊的強永磁鐵極性配合。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種帶有水冷式LED光源模塊的培育架，包括培育架本體、水冷散熱模塊及多個LED光源模塊，所述LED光源模塊為可拆卸結(jié)構(gòu)；所述培育架本體包括多層結(jié)構(gòu)，每層結(jié)構(gòu)均包括支架及隔板，所述多個LED光源設(shè)置在每層的頂部；水冷散熱模塊包括進、出水口及水流管道，所述水流管道設(shè)置在每層的支架及隔板上，所述進水口設(shè)置在支架的頂端，出水口設(shè)在支架的底端；所述LED光源模塊具體為兩端封閉的方形空心鋁管，方形空心鋁管的底面設(shè)置多個LED芯片，頂面的兩端設(shè)置與水流管道連接的通孔作為LED光源模塊的進出水口。本發(fā)明將能有效減少制造與安裝更換成本，更有益于大規(guī)模應(yīng)用。
【IPC分類】A01G7/04, F21V33/00, A01G9/02, F21V29/56, F21Y115/10
【公開號】CN105453933
【申請?zhí)枴緾N201510940930
【發(fā)明人】文尚勝, 陳浩偉, 符民, 馬丙戌, 吳玉香
【申請人】華南理工大學(xué)
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年12月15日