一種溫室大棚地熱溫溼度調節系統的製作方法

2023-08-05 06:35:56 1

一種溫室大棚地熱溫溼度調節系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種溫室大棚地熱溫溼度調節系統，溫室大棚內南側同一平面並排設置4-6組一部分管道垂直於地面的主管，主管上端頭部為靠近棚內頂部的北向彎管，主管頭部和引風管上分別設有擋片，每組主管上端分別通過風機與引風管一端連接，每組引風管與地面平行且另一端向南伸出溫室大棚外部，每組主管埋於地下的部分被並聯埋管呈垂直交叉連通構成在一個平面上管道連通的格狀管網，並聯埋管設有16-20根且每根平行排列，並聯埋管上方鋪設50-100mm厚的玉米秸稈，玉米秸稈上方垂直方向安置管徑10-12mm的平行PVC通氣管，玉米秸稈上方為土層。本發明的有益效果為大棚內空氣及夏季和冬季土壤溫溼度達到適於農作物生長的標準。
【專利說明】一種溫室大棚地熱溫溼度調節系統
【技術領域】
[0001]本發明屬於溫室大棚建設【技術領域】，涉及一種溫室大棚地熱溫溼度調節系統。
【背景技術】
[0002]目前溫室大棚種植採用太陽能集熱器或太陽能熱水器加熱水送入溫室大棚管網，使溫室增溫的方法，此種方法是水作集熱介質，需要水在系統中反覆循環流動，耗費水泵的電能較大，前期費用較高，也存在腐蝕、洩漏等問題，不適宜大面積推廣；另外還有以太陽能為介質，通過太陽能集熱器/板，將熱量儲存到地下，使溫室增溫的方法，此類方法的缺陷為前期投入費用高，及後期需專業人員維護等問題，不適合在西北經濟欠發達地區推廣使用。

【發明內容】

[0003]本發明的目的在於提供一種溫室大棚地熱溫溼度調節系統，解決了現有溫室大棚內空氣和土壤夏季溫溼度過高,冬季溫度低和溼度高,及建增溫系統大棚成本高的問題。
[0004]本發明所採用的技術方案是:包括南北走向的溫室大棚，溫室大棚內南側同一平面並排設置4-6組垂直於地面的主管，每組主管之間距離相等且距離為8000-12000mm，主管上端頭部為靠近棚內頂部的北向彎管，主管的另一部分管道埋於地下450-490mm處並平行於地面且延伸至溫室大棚內北側邊緣，每組主管上端分別通過風機與引風管一端連接，每組引風管與地面平行且另一端向南伸出溫室大棚外部，主管頭部和引風管上分別設有擋片，擋片關閉時能夠阻擋管中的空氣流通，每組主管埋於地下的部分被並聯埋管呈垂直交叉連通構成在一個平面上管道連通的格狀管網，並聯埋管設有16-20根且每根平行排列，並聯埋管上方鋪設50-100mm厚的玉米秸杆，玉米秸杆上方垂直方向安置管徑10-12mm的平行PVC通氣管，PVC通氣管東西 走向平行與地下主管鋪設4-6行，間距8000-12000mm，南北走向8-12列、間距520-560mm，PVC通氣管一端通到地面層，玉米秸杆上方的所有PVC通氣管用管徑10-12mm的PVC管相連通，形成平行於玉米秸杆的網格狀排列，玉米秸杆上方為土層。
[0005]本發明的特點還在於主管採用PVC管，管徑300-350mm ;引風管採用PVC管，管徑300-350mm，引風管橫截面中心點與棚內地面距離2000-2065mm ;並聯埋管採用PVC管，管徑50mm,管間距340-380mm ；PVC通氣管最北側距大棚北邊500mm ;土層下部分為鬆土層，上部分為耕作層。主管為5組。
[0006]本發明的有益效果是大棚內空氣和土壤夏季和冬季溫溼度達到適於農作物生長的標準。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是本發明一種溫室大棚地熱溫溼度調節系統的東西走向剖視圖；
[0008]圖2是本發明一種溫室大棚地熱溫溼度調節系統平面結構示意圖；[0009]圖3是採用本系統後夏季兩座溫室大棚棚內地下20cm處地溫變化情況；
[0010]圖4是採用本系統後夏季兩座溫室大棚棚內溫度變化情況；
[0011]圖5是採用本系統後夏季兩座溫室大棚棚內溼度變化情況；
[0012]圖6是採用本系統後冬季兩座溫室大棚棚內溫度變化情況；
[0013]圖7是採用本系統後冬季兩座溫室大棚棚內地下20cm處地溫變化情況；
[0014]圖8是採用本系統後冬季兩座溫室大棚棚內溼度變化情況。
[0015]圖中，1.風機，2.擋片，3.主管，4.並聯埋管，5.土層，6.玉米秸杆，7.PVC通氣管，
8.引風管。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明進行詳細說明。本發明如圖1和圖2所示包括南北走向的溫室大棚，溫室大棚內南側同一平面並排設置4-6組垂直於地面的主管3，每組主管3之間距離相等且距離為8000-12000mm，主管3上端頭部為靠近棚內頂部的北向彎管，主管3的另一部分管道埋於地下450-490mm處並平行於地面且延伸至溫室大棚內北側邊緣，每組主管3上端分別通過風機I與引風管8 —端連接，風機I採用軸流式風機，每組引風管8與地面平行且另一端向南伸出溫室大棚外部，主管3頭部和引風管8上分別設有擋片2，擋片2關閉時能夠阻擋管中的空氣流通，通過擋片2的開關，可分別調節主管3和引風管8通過空氣交換傳遞溫溼度，每組主管3埋於地下的部分被並聯埋管4呈垂直交叉連通構成在一個平面上管道連通的格狀管網，並聯埋管4設有16-20根且每根平行排列，並聯埋管4上方鋪設50-100mm厚的玉米稻杆 6,玉米稻杆6上方垂直方向安置管徑10_12mm的平行PVC通氣管7，PVC通氣管7東西走向平行與地下主管鋪設4-6行、間距8000-12000mm，南北走向8-12列、間距520-560mm，PVC通氣管7 —端通到地面層，玉米秸杆6上方的所有PVC通氣管7用管徑10-12mm的PVC管相連通，形成平行於玉米秸杆6的網格狀排列，玉米秸杆6上方為土層5。主管3採用PVC管，管徑300-350mm ;引風管8採用PVC管，管徑300-350mm，引風管8橫截面中心點與地面距離2000-2065mm ;並聯埋管4採用PVC管，管徑50mm,管間距340-380mm ；PVC通氣管7最北側距大棚北邊500mm ;土層5下部分為鬆土層，上部分為耕作層。主管3為5組。
[0017]該系統主要是利用土壤巨大的熱容量和較小的導熱率，使熱量從溫度較高的地下土壤向上緩慢傳遞，使得大棚內淺層土壤溫度升高，滿足作物根系對地溫的需求和冷熱空氣對流。該系統溫室內可安置5颱風機1，形成「3吸2排」的地上地下冷、熱空氣交換對流，以調節農作物生長所需的最適溫溼度。冬季，當白晝環境溫度較高時，利用太陽能加熱棚內空氣溫度，再將一定的熱量通過空氣對流和土壤導熱儲存到地下，夜間環境溫度較低時，將土壤中的儲存的熱量緩慢釋放，以達到提高冬季夜間棚內和地溫溫度的目的。即白晝溫棚內溫度因太陽能而提高，當溫度達到白晝溫度最高值時，打開風機I開關，其中3颱風機吸風，進行棚內和土壤間冷熱空氣交換，並將一定熱量通過並聯埋管4和土壤導熱儲存到土壤中；另外2颱風機I將棚內另一部分的熱量和水分與棚外空氣進行交換(視溫棚內所種作物所需溫溼度，可打開或關閉擋片2以調節溫溼度交換)。夜間隨著環境溫度的降低，棚內溫度也隨之降低，這時，白晝儲存在土壤中的蓄熱通過並聯埋管4和PVC通氣管7的通氣孔緩慢釋放到棚內土壤和空氣中，同時土壤蓄水也發生蒸發，增加了棚內夜間溼度，滿足了作物對溫棚內溫溼度和作物根系對地溫和水分需求。夏季由於太陽強照射，白晝棚內溫度較高(一般在下午I點-3點間)，打開風機I開關，3颱風機吸風，進行棚內土壤和空氣的對流交換，將土壤中一定量的熱量通過並聯埋管4和PVC通氣管7的通氣孔交換到棚內環境中；2颱風機(排氣)進行棚內外空氣交換，即將溫棚內一定的熱量和水分抽到室外，以降低夏季白晝溫棚內的溫溼度。通過「3吸2排」的地上地下冷、熱空氣交換對流降低了夏季棚內地溫溫度和土壤溼度，同時也降低了因溫室大棚棚內和土壤溫溼度過高而造成的農作物傷害和減產。夜間，因白晝棚內進行了空氣交換，土壤地溫和棚內溫度也有適度下降，更有利於作物的生長發育。地下鋪設的玉米秸杆6起到減緩並聯埋管4內溫度釋放速度，從而避免作物根部因溫溼度變化過快造成的傷害；形成「秸杆緩衝帶」，起到保溫降溼的作用；且土壤不容易被踏實，透氣性較好，非常有利於蔬菜根系的生長發育。
[0018]本發明是以空氣為載熱介質，土壤為蓄熱介質，白天利用太陽能加熱空氣，由風機I把熱空氣抽入地下，通過地下管道及通氣孔與土壤進行熱交換，將熱量傳給土壤儲存。白晝棚內溫度高於所種作物溫度上限時(一般在14點~16點交換熱兩個小時左右)，啟動風機I使棚內空氣流過壁溫較低的管道，靠對流換熱將熱量貯存到管周圍的土壤中，進而降低棚內白晝溫溼度。當夜間溫度較低的時候，土壤中蓄熱能給空氣加溫，並且土壤溫度高容易使土壤蓄水發生蒸發，進而增加棚內夜間溫溼度。該調節系統利用了清潔可再生太陽能作為能量來源和具有較大的熱容量土壤作為熱量儲存介質，兩者的有機結合，既滿足了作物生長需求，又最大限度的節約能源和保護環境，還實現了農作物產量和品質進一步提高的經濟目標。該技術一次投入成本小，施工周期短，受益時間長，具有明顯的經濟效益和社會效益。
[0019]本發明在地下管網鋪設玉米秸杆6後，不僅地溫不會因為外界氣溫的升高而迅速升高，而且還能保住土壤水分，使其不至於蒸發過快，起到降溫保溼的作用，還能有效防止操作行內的雜草生長。另外，夏季，高溫乾旱的環境下，蔬菜病毒病很容易發生，而在操作行內鋪蓋作物玉米秸杆6改變大棚內高溫乾旱的環境條件後，能減輕大棚蔬菜病毒病的發生。
[0020]從圖3可以看出，當夏季環境溫度較高(白晝15點為採樣點)時，溫溼度調節棚內地溫溫度較同一試驗條件下的對比棚低2.090C ;環境溫度較低時出點為採樣點)，溫溼度調節棚較對比棚地溫溫度低1.88°C。說明，夏季環境溫度較高時，該系統棚降低了地溫溫度。
[0021]從圖4可以看出，當夏季環境溫度較高(白晝15點為採樣點)時，溫溼度調節棚內溫度較同一試驗條件下的對比棚低2.ere ;環境溫度較低時出點為採樣點)，溫溼度調節棚較對比棚溫度低1.39°C。說明，夏季環境溫度較高時，該系統棚降低了棚內空氣溫度，白晝效果較為明顯，夜間變化不明顯。
[0022]從圖5可以看出，當夏季環境溫度較高(白晝15點為採樣點)時，溫溼度調節棚內溼度較同一試驗條件下的對比棚低8.71% ;環境溫度較低時出點為採樣點)，溫溼度調節棚較對比棚溼度低8.04%。說明，夏季環境溫度較高時，該系統棚調節了溫室大棚內的溼度，即降低了棚內空氣溼度。
[0023]從圖6可以看出，當冬季環境溫度為晝夜間較高溫度(白晝15點為採樣點)時，溫溼度調節棚內溫度較同一試驗條件下的對比棚低1.15°C ;環境溫度較低時出點為採樣點)，溫溼度調節棚較對比棚溫度高2.29°C。說明，冬季白晝環境溫度較高時，該系統棚降低了棚內空氣溫度，變化不明顯；但夜間溫度較低時，提高了棚內溫度。
[0024]從圖7可以看出，當冬季環境溫度為晝夜間較高溫度(白晝15點為採樣點)時，溫溼度調節棚內地溫溫度較同一試驗條件下的對比棚高0.970C ;環境溫度較低時出點為採樣點)，溫溼度調節棚較對比棚地溫溫度高2.28°C。說明，冬季環境溫度低時，該系統棚升高了地溫溫度，但白晝變化不明顯，夜間顯著提高了地溫溫度。
[0025]從圖8可以看出，當冬季環境溫度較高(白晝15點為採樣點)時，溫溼度調節棚內溼度較同一試驗條件下的對比棚低2.85% ;環境溫度較低時出點為採樣點)，溫溼度調節棚較對比棚溼度高7.94%。說明，冬季環境溫度低，該系統棚調節了溫室大棚內的溼度，即白晝降低了空氣溼度，夜間明顯提高了棚內空氣溼度。
[0026]本發明一種溫室大棚地熱溫溼度調節系統充分利用太陽照射，節能環保，能有效提高溫室大棚作物產量，有明顯的經濟效益和社會效益。通過該技術在生產實踐中的應用，減少作物因溫溼度不適造成的傷害，提高農作物的產量。另外，系統安裝一次投入成本小，施工周期短，受益時間長。將太陽能和土壤蓄熱大的綠色概念有機結合併應用於生產實踐中，滿足了作物生長的需要，提高作物產量，增加農民的經濟收益。適於廣大農村地區推廣。
[0027]以下通過具體實施例來進行說明:
[0028]實施例1:溫室大棚南北走向，南北長7500mm，東西長65000mm。溫室大棚內南側同一平面並排設置5組主管3，每組主管3之間等距1000mm，主管3的另一部分管道埋於地下470mm處並平行於地面且延伸至溫室大棚內北側邊緣，每組主管3上端分別通過風機I與引風管8 —端連接，每組引風管8與地面平行且另一端向南伸出溫室大棚外部，主管3上的風機I上方頭部和引風管8上分別設有擋片2，每組主管3埋於地下的部分被並聯埋管4呈垂直交叉連通構成在一個平面上管道連通的格狀管網，並聯埋管4設有18根且每根平行排列，並聯埋管4上方鋪設80mm厚的玉米秸杆6，玉米秸杆6上方垂直方向安置管徑IOmm的平行PVC通氣管7，PVC通氣 管7東西走向6行、間距10000mm，南北走向12列、間距540mm, PVC通氣管7 —端通到地面層，玉米秸杆6上方的所有PVC通氣管7用管徑IOmm的PVC管相連通，形成平行於玉米秸杆6的網格狀排列，玉米秸杆6上方為土層5。主管3採用PVC管，管徑300mm ;引風管8採用PVC管，管徑300mm，引風管8橫截面中心點與地面距離2000mm ;並聯埋管4採用PVC管,管徑50mm,管間距360mm ;通風口 7最北側距大棚北邊500mm ;土層5下部分為鬆土層,上部分為耕作層。主管3為5組。
【權利要求】
1.一種溫室大棚地熱溫溼度調節系統，其特徵在於:包括南北走向的溫室大棚，溫室大棚內南側同一平面並排設置4-6組垂直於地面的主管(3)，每組主管(3)之間距離相等且距離為8000-12000mm，主管(3)上端頭部為靠近棚內頂部的北向彎管，主管(3)的另一部分管道埋於地下450-490mm處並平行於地面且延伸至溫室大棚內北側邊緣，每組主管(3)上端分別通過風機(I)與引風管(8) —端連接，每組引風管(8)與地面平行且另一端向南伸出溫室大棚外部，主管(3)頭部和引風管(8)上分別設有擋片(2)，擋片(2)關閉時能夠阻擋管中的空氣流通，每組主管(3)埋於地下的部分被並聯埋管(4)呈垂直交叉連通構成在一個平面上管道連通的格狀管網，並聯埋管(4)設有16-20根且每根平行排列，並聯埋管(4)上方鋪設50-100mm厚的玉米秸杆(6)，玉米秸杆(6)上方垂直方向安置管徑10-12mm的平行PVC通氣管(7)，PVC通氣管(7)東西走向平行與地下主管鋪設4_6行、間距8000-12000mm，南北走向8_12列、間距520_560mm，PVC通氣管(7) —端通到地面層，玉米秸杆(6)上方的所有PVC通氣管(7)用管徑10-12mm的PVC管相連通，形成平行於玉米秸杆(6)的網格狀排列，玉米秸杆(6)上方為土層(5)。
2.按照權利要求1所述一種溫室大棚地熱溫溼度調節系統，其特徵在於:所述主管(3)採用PVC管，管徑300-350mm ;所述引風管⑶採用PVC管，管徑300_350mm，引風管⑶橫截面中心點與地面距離2000-2065mm ;所述並聯埋管(4)採用PVC管，管徑50mm，管間距340-380mm;所述PVC通氣管(7)最北側距大棚北邊500mm ;所述土層(5)下部分為鬆土層，上部分為耕作層。
3.按照權利要求1所述一種溫室大棚地熱溫溼度調節系統，其特徵在於:所述主管(3)為5組。`
【文檔編號】A01G9/24GK103858709SQ201410086052
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月11日 優先權日:2014年3月11日
【發明者】李海玲, 曹忻, 唐仕華, 陳琰明, 祁芸 申請人:西北民族大學