一種日光溫室局域降溫系統及基於其的降溫方法
2023-07-22 17:34:26 2
一種日光溫室局域降溫系統及基於其的降溫方法
【專利摘要】本發明屬於溫室環境設施領域，具體涉及一種日光溫室局域降溫系統及基於其的降溫方法。該日光溫室局部降溫系統，包括冷風機、管路系統和升降系統；冷風機安裝在溫室的後牆外側，日光溫室內設置管路系統和升降系統；管路系統的主管道與冷風機的出風口連接，管路系統的若干水平支管道通過豎向伸縮管與主管道連接；升降系統帶動水平支管道在豎直方向升降；所述水平支管道上開有風口；當正常通風不能維持溫室內適宜溫度時，根據降溫需求確定冷風機以及各管道參數；開啟冷風機，根據作物的高度調節水平支管道的高度，保持最佳的降溫效果。利用該系統可以有效降低植株冠層上部局域的環境溫度，並且溫度梯度小、能耗低，延長溫室在夏季的生產時間。
【專利說明】一種日光溫室局域降溫系統及基於其的降溫方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬於溫室環境設施領域，具體涉及一種日光溫室局域降溫系統及基於其的 降溫方法。
【背景技術】
[0002] 日光溫室產業作為我國設施農業產業中的主體，近年來已成為農業種植業中效益 最高的產業。日光溫室產業為解決長期困擾我國北方地區冬季的蔬菜淡季供應、增加農民 收入、節約能源、促進農業產業結構調整、帶動相關產業、發展安置就業、避免溫室加溫造成 的環境汙染等均做出了重要貢獻。
[0003] 日光溫室具有節能環保，能充分利用冬季閒置土地和勞動力的顯著優點。夏季日 光溫室內溫度過高不利於作物生長，從而導致日光溫室在夏季閒置，降低了土地利用率，與 日光溫室設施的現代化發展方向嚴重不符。隨著土地資源供應緊張的問題日漸突出，提高 日光溫室周年利用率已成為了我國農業設施科研和農業生產的亟待解決的重大研究課題。
[0004] 如何在降低能耗的條件下，降低夏季日光溫室內的溫度，為作物提供適宜的生長 環境，提高日光溫室周年利用率，是亟待解決的問題。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在於在降低能耗的條件下降低夏季日光溫室內的溫度，提供一種日 光溫室局域降溫系統及基於其的降溫方法。
[0006] 為解決上述問題，本發明的技術方案如下：一種日光溫室局域降溫系統，包括冷風 機、管路系統和升降系統。冷風機安裝在日光溫室的外牆上，日光溫室內設置管路系統和升 降系統。管路系統的主管道與冷風機的出風口連接，管路系統的若干水平支管道通過堅向 伸縮管與主管道連接。升降系統帶動水平支管道在堅直方向升降。所述水平支管道上開有 風口。
[0007] 所述主管道為變截面矩形風管，以保證水平支管道內有相同的壓力和流量。主管 道用硬質PVC板材拼接而成。
[0008] 所述堅向伸縮管包含薄膜管和套環。在薄膜管的外表面等間距固定鐵環，靠鐵環 的重力帶動薄膜管伸縮。
[0009] 所述水平支管道為透明塑料薄膜管，水平支管道上等間距開設風口，風口為非等 徑圓孔，使各風口風量一致，實現均勻通風。各風口不正對著植物，水平支管道上各風口與 堅直平面成60度夾角，沿中軸線兩側呈鋸齒形分布。所述水平支管道等間距分布在日光溫 室所種植物冠層的上方。
[0010] 所述冷風機為溼簾冷風機，需要根據日光溫室所需的通風量和風壓選擇合適的冷 風機廣品。
[0011] 所述升降系統包含水平吊杆、牽引繩、支撐軸、轉動軸和減速電機。水平吊杆與所 述水平支管道固定。牽引繩的一端連接水平吊杆，另一端繞過支撐軸纏繞在轉動軸上。減 速電機驅動轉動軸轉動。藉助牽引繩實現水平吊杆的升降，從而實現水平支管道的高度能 夠隨作物高度的變化而變化。所述水平吊杆為鋁合金方管。
[0012] 兩根牽引繩分別與水平吊杆的兩端連接，兩根牽引繩的另一端均繞過各自相應的 支撐軸纏繞在轉動軸上。
[0013] 基於日光溫室局域降溫系統的降溫方法：當自然通風不能維持日光溫室內適宜的 環境溫度時，安裝冷風機和各管道；開啟冷風機，由冷風機產生的冷風依次經過主管道、堅 直伸縮管道和水平支管道對植物冠層的局部區域進行降溫，特別是生長點和花穗等局部區 域進行降溫，以利於這些器官的正常生長發育。降溫期間，根據作物的高度通過升降系統帶 動水平支管道在堅直方向升降，水平支管道在植物冠層上方15cm至20cm，隨作物的生長點 的高度變化調節水平支管道的水平高度，保持最佳的降溫效果；降溫期結束後，將所述堅向 伸縮管、水平支管道和水平吊杆拆下保存，既能避免佔用日光溫室內的操作空間，又能延長 日光溫室局域降溫系統的使用壽命。
[0014] 按照下述方法，確定冷風機的參數：
[0015] 到達日光溫室內部的太陽輻照度約為300W/m2,日光溫室尺寸為S，冷風機的冷空 氣密度為P，溼簾冷風機提供的空氣溫度和欲使植物周圍空氣溫度狀態下空氣的焓差為 Ah，根據公式：QX p X AhX 1000/3600 = 300Xs，計算得到所需的通風量Q。
[0016] 確定主管道的尺寸的方法為：
[0017] 根據通風量為Q，日光溫室內有N壟作物，得到主管道的每個風口出風量為Q/N，每 壟作物都有各自對應的通風口。
[0018] 選定主管道的每個風口的平均出流速度Vtl，則出風口的面積為
【權利要求】
1. 一種日光溫室局域降溫系統，其特徵在於，包括冷風機、管路系統和升降系統；冷風 機安裝在日光溫室的後牆外側，日光溫室內設置管路系統和升降系統；管路系統的主管道 與冷風機的出風口連接，管路系統的若干水平支管道通過堅向伸縮管與主管道連接；升降 系統帶動水平支管道在堅直方向升降；所述水平支管道上開有風口。
2. 根據權利要求1所述的一種日光溫室局域降溫系統，其特徵在於，所述主管道為變 截面矩形風管，使水平支管道內有相同的壓力和流量；所述主管道用硬質PVC板材拼接而 成。
3. 根據權利要求1所述的一種日光溫室局域降溫系統，其特徵在於，所述堅向伸縮管 包含薄膜管和套環；在薄膜管的外表面等間距固定鐵環，實現堅直方向的伸縮。
4. 根據權利要求1所述的一種日光溫室局域降溫系統，其特徵在於，所述水平支管道 為透明塑料薄膜管，水平支管道上等間距開設風口，風口為非等徑圓孔；各風口開孔方向不 正對著植物，水平支管道上各風口與堅直平面成60度夾角，沿中軸線兩側呈鋸齒形分布； 水平支管道等間距分布在日光溫室植物冠層的上方15-20cm處。
5. 根據權利要求1所述的一種日光溫室局域降溫系統，其特徵在於，所述冷風機為溼 簾冷風機。
6. 根據權利要求1所述的一種日光溫室局域降溫系統，其特徵在於，所述升降系統包 含水平吊杆、牽引繩、支撐軸、轉動軸和減速電機；水平吊杆與所述水平支管道固定；牽引 繩的一端連接水平吊杆，另一端繞過支撐軸纏繞在轉動軸上；減速電機驅動轉動軸轉動； 所述水平吊杆為鋁合金方管。
7. 根據權利要求6所述的一種日光溫室局域降溫系統，其特徵在於，兩根所述牽引繩 分別與水平吊杆的兩端連接，兩根牽引繩的另一端均繞過各自相應的支撐軸纏繞在轉動軸 上。
8. 基於權利要求1所述日光溫室局域降溫系統的溫室降溫方法，其特徵在於，當自然 通風不能維持日光溫室內適宜的環境溫度時，安裝冷風機和各管道；開啟冷風機，由冷風 機產生的冷風依次經過主管道、堅直伸縮管道和水平支管道對植物冠層的局部區域進行降 溫；降溫期間，根據作物的高度通過升降系統帶動水平支管道在堅直方向升降，水平支管道 在植物冠層上方15cm至20cm，隨作物的生長點的高度變化調節水平支管道的水平高度；降 溫期結束後，將所述堅向伸縮管、水平支管道和水平吊杆拆下保存。
9. 根據權利要求8所述的溫室降溫方法，其特徵在於，冷風機產生的冷風對植物的生 長點和花穗的局部區域進行降溫。
【文檔編號】A01G9/26GK104303905SQ201410573454
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月23日 優先權日:2014年10月23日
【發明者】宋衛堂, 趙淑梅, 鄭建鋒, 李世平, 馬雙雙, 孫雪 申請人:中國農業大學