本发明涉及一种空气净化设备，尤其涉及一种用于固碳释氧的植物净化空气系统。
背景技术：
随着人们对健康关注，以及在室内停留时间越来越长，室内污染物的成分和含量已经被重视。由于空气存在污染，在室内活动时，一般均关紧门窗，尤其是在冬季的供暖季节。密闭空间中有害气体种类众多，有关研究表明在某些情况下其种类可达到300多种。由于人体的代谢呼吸，二氧化碳会源源不断地产生，若不及时加以清除，在人员密集的密闭空间中二氧化碳的浓度很快就会上升，其浓度过高会显著地影响人体健康]。对密闭空间而言，二氧化碳是最主要的有害气体，出于对人员健康的考虑，对二氧化碳的浓度有着严格的规定。我国制定的相关标准中，对于长期生活的密闭空间，要求二氧化碳体积浓度不超过0.5％，从国际相关领域的发展趋势来看，二氧化碳的规定浓度会越来越低，国外的标准中规定二氧化碳浓度不超过0.3％。
考虑到人在室内的活动会产生大量的二氧化碳，由此提高了室内的二氧化碳的浓度；这种情况下，即使通过空气净化器也解决不了该问题，而只能通过增加释放氧气的绿植来解决。
对于在室内种植植物而言，室内环境的光照强度明显不同于自然光照，如果植物在室内的摆放符合其所需的光照特性，则植物的光合作用强，生长健壮，叶色翠绿，茎杆挺拔，叶片厚实；如果室内光照低于植物所需的光照强度，则植物的茎杆和叶片生长细弱，没有光泽，并出现徒长现象，具有斑纹的观叶植物(如黄金葛、变叶木等)在较暗的光照条件下，叶色会变浅、变黄，斑纹模糊，不仅影响植物的观赏效果，还影响植物的观赏寿命和正常生长发育。居室内光照强度范围为50～5218lux。据资料显示，一般认为低于300lx的光照强度将导致植物生长衰弱，不能维持生长。
特别是在二月份时，室内的光照强度较低，达不到大部分植物的最低需求。南向窗户附近或阳台的光照强度较高，据有关资料显示，距窗80cm高100cm处是窒内散射光较强的区域。随着向室内的延伸，光照强度逐渐减小，不能满足植物对光的要求。在这种情况下，酶的活性受到极大影响，植物的光合作用大大降低，固碳释氧的效果很差。
技术实现要素：
本发明目的是提供一种用于固碳释氧的植物净化空气系统，至少解决了上述技术问题中的一个。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：一种用于固碳释氧的植物净化空气系统，其包括植物和光照装置；
其中，所述植物中包括酶，所述酶为1，5-二磷酸核酮糖羧化酶、rubisco活化酶、磷酸丙酮酸二激酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶、依赖于nadp的苹果酸酶和景天庚酮糖-1,7-二磷酸酯酶中的一种或多种酶；
所述光照装置向所述植物提供优化的植物生长光环境，其中，所述光照装置所照射植物冠层的有效光合光量子通量密度在10μmol·m-2.s-1～150μmol·m-2.s-1之间。
可选的，所述植物选自景天科、仙人掌科及凤梨科、苋科莲子草属、菊科黄花菊属、十字花科、禾本科的黍属、粟米草属、紫茉莉科叶子花属、天门冬科龙舌兰属、竹桃科、虎尾耳草科、天南星科龟背竹属中的一种或者多种。
可选的，所述光照装置包括第一光源部，所述第一光源部包括固体发光芯片和设置在所述固体发光芯片的外侧的包覆层；
所述固体发光芯片为发射蓝光的固体发光芯片，所发出的蓝光成分在波长400～480nm的范围内拥有发光峰；所述包覆层含有能够吸收所述固体发光芯片射出的激发光而转换发出红光的红光荧光粉；或者，所述固体发光芯片为发出紫外光的固体发光芯片，所发出的紫外光成分在波长320～400nm的范围内拥有发光峰；所述包覆层含有能够吸收所述固体发光芯片射出的激发光而转换发出红光的红光荧光粉以及吸收所述固体发光芯片射出的激发光而转换发出蓝光的蓝光荧光粉。
所述第一光源部所发出的红光和蓝光的有效光量子通量密度比例即r/b在1:1～8:1的范围内。
可选的，所述光照装置还包括第二光源部，
所述第二光源具有从400nm至490nm范围选择的波长的固体发光元件，固体发光元件所发射的光部分被黄/绿荧光粉转化为绿色和黄色波长范围的光；
所述第二光源部所发射的未转换光和转换光混合发出白光，其色温在2000k-8000k之间。。
可选的，所述光照装置还包括第三光源部，所述第三光源部发出紫外光，所述紫外光的波长在320-400nm之间，其强度0～5kj·m2之间。
可选的，所述第一光源部和第二光源部的光源数量均为一个或多个，并且所述第一光源部和第二光源部按比例交替设置或者平行排列；所述多个第一光源部和第二光源部均连接于控制器，所述控制器通过控制点亮的第一光源部和/或第二光源部的固体发光元件数量，调整红光、蓝光和绿光的有效光量子流密度比例。
可选的，所述第一光源部和第二光源部的光源数量为多个，第一光源部和第二光源部按比例交替设置或者平行排列；所述多个第一光源部和第二光源部均连接于控制器，所述控制器通过控制点亮的第一光源部和/或第二光源部的固体发光元件数量或者工作电流，调整红光、蓝光和绿光的有效光量子流密度比例。
可选的，所述的用于固碳释氧的植物净化空气系统还包括生物识别装置，所述生物识别装置用于检测是否有人靠近用于固碳释氧的植物净化空气系统，当人与所述植物净化空气系统的距离在预设范围内时，所述控制器控制第一光源部和/或第二光源部关闭。
可选的，所述控制器还根据二氧化碳浓度传感器所检测的室内二氧化碳浓度控制第一光源部和/或第二光源部的工作电流。
可选的，所述的用于固碳释氧的植物净化空气系统还包括图像采集装置，所述图像采集装置用于采集植物的图像，并将该植物的图像传输至所述控制器，所述控制器根据该植物的图像分析植物的种类，并根据该植物的种类，控制第一光源部和/或第二光源部的工作电流。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：一种通过上述的用于固碳释氧的植物净化空气系统净化空气的方法，其特征在于，包括：
s1，检测室内二氧化碳污染物浓度；
s2，根据检测到的二氧化碳污染物浓度配置植物空气净化系统中的植物种类与数量；
s3，根据检测到的二氧化碳污染物浓度，通过所述控制器的第一光源部和/或第二光源部的工作电路和工作电流，调整红光、蓝光和绿光的有效光量子流密度比例；
s4、通过红光、蓝光和绿光的有效光量子流密度比例，调控植物体内酶系的降解能力。
本发明具有如下有益效果：本发明在植物能够对空气净化的基础上，选取合适的植物，并且通过光照装置刺激植物生长，从而提高了植物对吸收二氧化碳，释放氧气的净化效果；而且根据不同的植物制定了不同的光照策略，进一步提升了空气净化效果。
附图说明
图1为本发明的用于固碳释氧的植物净化空气系统的结构示意图；
图2为本发明的用于固碳释氧的植物净化空气系统的结构示意图；
图中标记示意为：1-植物；2-光照装置。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明的技术方案作进一步阐述。
实施例1
本实施例提供了一种用于固碳释氧的植物净化空气系统，其包括植物和光照装置；
其中，所述植物中可以包括酶，所述酶可以为1，5-二磷酸核酮糖羧化酶(rubpcase)、rubisco活化酶(rubisco：核酮糖1.5-二磷酸羧化酶/加氧酶)、磷酸丙酮酸二激酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶、依赖于nadp的苹果酸酶和景天庚酮糖-1,7-二磷酸酯酶中的一种或多种酶。
作为一个示例，所述植物选自景天科、仙人掌科及凤梨科、苋科莲子草属、菊科黄花菊属、十字花科、禾本科的黍属、粟米草属、紫茉莉科叶子花属、天门冬科龙舌兰属、竹桃科、虎尾耳草科、天南星科龟背竹属中的一种或者多种。
所述光照装置向所述植物提供优化的植物生长光环境，本实施例中，所述光照装置所照射植物冠层的有效光合光量子通量密度在10μmol·m-2.s-1～150μmol·m-2.s-1之间，以使得植物的污染物净化能力能够满足一般家庭使用，或者满足人流密集地区使用，例如机场、地铁站、火车站、图书馆和医院等。
而且，本实施例并不限定植物的种植方式，水培、基质培养或者水培与基质培养相结合的种植方式均可。其中，水培与基质培养相结合的方式，其种植容器包括内容器和外容器，内容器放在外容器的内部，内容器上部有结合部，从而使得内容器可以固定在外容器上；内容器和外容器之间有空腔，外容器可以储存有水或者营养液；内容器中有种植介质，内容器的底部可以设置有可吸液和导液的柔性材料，即所述可吸液和导液的柔性材料上端埋在内容器的种植介质内，下端沉浸在外容器的水中或者营养液中。本实施例中，所述柔性材料可以为吸水纤维材料、棉线或橡胶等。
本实施例中，所述的植物空气净化系统可以为一层或者立体多层，每一层具有相应的光照装置，为植物提供光合作用所需的光照。
本实施例中，所述光照装置包括第一光源部，所述第一光源部包括固体发光芯片和设置在所述固体发光芯片的外侧的包覆层；
所述固体发光芯片为发射蓝光的固体发光芯片，所发出的蓝光成分在波长400～480nm的范围内拥有发光峰；所述包覆层含有能够吸收所述固体发光芯片射出的激发光而转换发出红光的红光荧光粉；或者，所述固体发光芯片为发出紫外光的固体发光芯片，所发出的紫外光成分在波长320～400nm的范围内拥有发光峰；所述包覆层含有能够吸收所述固体发光芯片射出的激发光而转换发出红光的红光荧光粉以及吸收所述固体发光芯片射出的激发光而转换发出蓝光的蓝光荧光粉。
所述第一光源部所发出的红光和蓝光的有效光量子通量密度比例即r/b在1:1～8:1的范围内。
而且，所述光照装置还包括第二光源部，
所述第二光源具有从400nm至490nm范围选择的波长的固体发光元件，固体发光元件所发射的光部分被黄/绿荧光粉转化为绿色和黄色波长范围的光；
所述第二光源部所发射的未转换光和转换光混合发出白光，其色温在2000k-8000k之间，此时，所述第一光源部和第二光源部的光源数量均为一个或多个，并且所述第一光源部和第二光源部按比例交替设置或者平行排列；所述多个第一光源部和第二光源部均连接于控制器，所述控制器通过控制点亮的第一光源部和/或第二光源部的固体发光元件数量，调整红光、蓝光和绿光的有效光量子流密度比例；或者通过调整第一光源部和/或第二光源部的工作电流，调整红光、蓝光和绿光的有效光量子流密度比例。
为实现对光照装置的智能控制，所述用于固碳释氧的植物净化空气系统还包括生物识别装置，所述生物识别装置用于检测是否有人靠近用于固碳释氧的植物净化空气系统，当人与所述植物净化空气系统的距离在预设范围内时，所述控制器控制第一光源部和/或第二光源部关闭；作为一种优选，所述生物识别装置为红外传感器。
并且，所述控制器还根据二氧化碳浓度传感器所检测的室内二氧化碳浓度控制第一光源部和/或第二光源部的工作电流，即在室内的二氧化碳浓度大于某一预设值时，增加第一光源部和/或第二光源部的工作电流，直至工作电流最大，并且第一光源部和第二光源部全部打开，当室内的二氧化碳浓度小于等于该预设值时，降低第一光源部和/或第二光源部的工作电流，直至工作电流最小，并且第一光源部和第二光源部全部关闭。
为实现对光照装置更精确的控制，所述用于固碳释氧的植物净化空气系统还包括图像采集装置(例如摄像头)，所述图像采集装置用于采集植物的图像，并将该植物的图像传输至所述控制器，所述控制器根据该植物的图像分析植物的种类，并根据该植物的种类，控制第一光源部和/或第二光源部的工作电流，直至工作电流最大或最小，并且第一光源部和第二光源部全部打开或者全部关闭。
所述用于固碳释氧的植物净化空气系统还包括多个空气散布单元，所述多个空气散布单元中的每个空气散布单元中均容纳有风扇和马达，所述风扇产生空气流以散布空气，所述马达驱动所述风扇，从而起到加速室内空气循环的效果，以进一步提高固碳释氧的效率。
在一个相对密闭的空间里用植物来净化里面的空气的二氧化碳，选用景天科、仙人掌科及凤梨科的三种植物，设计了一个试验装置，用普列克斯玻璃做成的边长50cm3的立方体，用植物led生长灯提供光照，使得叶片表面的光照强度为50μmol·m-2.s-1。试验结果显示，在4小时的时间内，有光照和无光照的对比，在1±0.2ppm二氧化碳浓度下，有特定光照参数的植物的固碳释氧的速度比白光下的植物提升了42％～90％。
实施例2
本实施例提供了一种利用实施例1所述的用于固碳释氧的植物净化空气系统净化空气的方法，其包括：
s1，检测室内二氧化碳污染物浓度；
s2，根据检测到的二氧化碳污染物浓度配置植物空气净化系统中的植物种类与数量；
s3，根据检测到的二氧化碳污染物浓度，通过所述控制器的第一光源部和/或第二光源部的工作电路和工作电流，调整红光、蓝光和绿光的有效光量子流密度比例；
s4、通过红光、蓝光和绿光的有效光量子流密度比例，调控植物体内酶系的降解能力。
以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
1.一种用于固碳释氧的植物净化空气系统，其特征在于，包括植物和光照装置；
其中，所述植物中包括酶，所述酶为1，5-二磷酸核酮糖羧化酶、rubisco活化酶、磷酸丙酮酸二激酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶、依赖于nadp的苹果酸酶和景天庚酮糖-1,7-二磷酸酯酶中的一种或多种酶；
所述光照装置向所述植物提供优化的植物生长光环境，其中，所述光照装置所照射植物冠层的有效光合光量子通量密度在10μmol·m-2.s-1～150μmol·m-2.s-1之间。
2.根据权利要求1所述的用于固碳释氧的植物净化空气系统，其特征在于，所述植物选自景天科、仙人掌科及凤梨科、苋科莲子草属、菊科黄花菊属、十字花科、禾本科的黍属、粟米草属、紫茉莉科叶子花属、天门冬科龙舌兰属、竹桃科、虎尾耳草科、天南星科龟背竹属中的一种或者多种。
3.根据权利要求1所述的用于固碳释氧的植物净化空气系统，其特征在于，所述光照装置包括第一光源部，所述第一光源部包括固体发光芯片和设置在所述固体发光芯片的外侧的包覆层；
所述固体发光芯片为发射蓝光的固体发光芯片，所发出的蓝光成分在波长400～480nm的范围内拥有发光峰；所述包覆层含有能够吸收所述固体发光芯片射出的激发光而转换发出红光的红光荧光粉；或者，所述固体发光芯片为发出紫外光的固体发光芯片，所发出的紫外光成分在波长320～400nm的范围内拥有发光峰；所述包覆层含有能够吸收所述固体发光芯片射出的激发光而转换发出红光的红光荧光粉以及吸收所述固体发光芯片射出的激发光而转换发出蓝光的蓝光荧光粉。
所述第一光源部所发出的红光和蓝光的有效光量子通量密度比例即r/b在1:1～8:1的范围内。
4.根据权利要求2所述的用于固碳释氧的植物净化空气系统，其特征在于，所述光照装置还包括第二光源部，
所述第二光源具有从400nm至490nm范围选择的波长的固体发光元件，固体发光元件所发射的光部分被黄/绿荧光粉转化为绿色和黄色波长范围的光；
所述第二光源部所发射的未转换光和转换光混合发出白光，其色温在2000k-8000k之间。
5.根据权利要求2所述的用于固碳释氧的植物净化空气系统，其特征在于，所述光照装置还包括第三光源部，所述第三光源部发出紫外光，所述紫外光的波长在320-400nm之间，其强度0～5kj·m2之间。
6.根据权利要求3所述的用于固碳释氧的植物净化空气系统，其特征在于，所述第一光源部和第二光源部的光源数量均为一个或多个，并且所述第一光源部和第二光源部按比例交替设置或者平行排列；所述多个第一光源部和第二光源部均连接于控制器，所述控制器通过控制点亮的第一光源部和/或第二光源部的固体发光元件数量，调整红光、蓝光和绿光的有效光量子流密度比例。
7.根据权利要求3所述的用于固碳释氧的植物净化空气系统，其特征在于，所述第一光源部和第二光源部的光源数量为多个，第一光源部和第二光源部按比例交替设置或者平行排列；所述多个第一光源部和第二光源部均连接于控制器，所述控制器通过控制点亮的第一光源部和/或第二光源部的固体发光元件数量或者工作电流，调整红光、蓝光和绿光的有效光量子流密度比例。
8.根据权利要求4所述的用于固碳释氧的植物净化空气系统，其特征在于，还包括生物识别装置，所述生物识别装置用于检测是否有人靠近用于固碳释氧的植物净化空气系统，当人与所述植物净化空气系统的距离在预设范围内时，所述控制器控制第一光源部和/或第二光源部关闭。
9.根据权利要求1所述的用于固碳释氧的植物净化空气系统，其特征在于，所述控制器还根据二氧化碳浓度传感器所检测的室内二氧化碳浓度控制第一光源部和/或第二光源部的工作电流。
10.根据权利要求1所述的用于固碳释氧的植物净化空气系统，其特征在于，还包括图像采集装置，所述图像采集装置用于采集植物的图像，并将该植物的图像传输至所述控制器，所述控制器根据该植物的图像分析植物的种类，并根据该植物的种类，控制第一光源部和/或第二光源部的工作电流。
11.一种通过权利要求1-10之一所述的用于固碳释氧的植物净化空气系统净化空气的方法，其特征在于，包括：
s1，检测室内二氧化碳污染物浓度；
s2，根据检测到的二氧化碳污染物浓度配置植物空气净化系统中的植物种类与数量；
s3，根据检测到的二氧化碳污染物浓度，通过所述控制器的第一光源部和/或第二光源部的工作电路和工作电流，调整红光、蓝光和绿光的有效光量子流密度比例；
s4、通过红光、蓝光和绿光的有效光量子流密度比例，调控植物体内酶系的降解能力。
技术总结