CN102512946A - 封闭环境种植与气体净化技术 - Google Patents

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CN102512946A CN2011103730407A CN201110373040A CN102512946A CN 102512946 A CN102512946 A CN 102512946A CN 2011103730407 A CN2011103730407 A CN 2011103730407A CN 201110373040 A CN201110373040 A CN 201110373040A CN 102512946 A CN102512946 A CN 102512946A
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Abstract

本发明是小型生态循环系统,气体在一个植物箱和封闭的人居活动空间中流动,植物箱中的植物通过光合作用吸收二氧化碳,产生氧气,为可以居室中的人提供清洁的空气和食物,而人的生存与活动则为植物提供更为适宜的光合作用条件,如适宜的二氧化碳浓度和适宜的温度,从而提高植物的光合作用效率,使得两者相得益彰。本发明使用基本生态循环原理和较为简单的结构构造,可广泛用于家庭环境空气净化,家庭植物种植,保温环境(冬季保暖,夏季空调)空气净化与反季节植物种植,相对封闭环境中的气体净化,如地铁。此外,在特殊条件下(如强沙尘,烟雾,甚至核污染环境,空气传播的化学污染和生物污染环境)的封闭环境中的气体净化与蔬菜甚至粮食供给,也是它的应用范围。

Description

封闭环境种植与气体净化技术
技术领域:
本技术使用基本生态循环原理和较为简单的结构构造,可广泛用于家庭环境空气净化,家庭植物种植,保温环境(冬季保暖,夏季空调)空气净化与反季节植物种植,相对封闭环境中的气体净化,如地铁。此外,在特殊条件下(如强沙尘,烟雾,甚至核污染环境,空气传播的化学污染和生物污染环境)的封闭环境中的气体净化与蔬菜甚至粮食供给,也是它的应用范围。适当改进后,当燃烧产生的复杂的有害气体得以有效消除后,燃烧废气(比如家庭燃烧的废气)的二氧化碳利用与清除也是它的应用范围。 
背景技术:
这些年来,家庭养殖技术不断发展,植物箱养殖也会越来越普遍。但是,以往的家庭养殖技术往往或者偏重于植物种植,或者偏重于空气净化,不能将两者有机的结合起来,从而达到最佳的经济和生活效果。本发明注意到随着空调和节能环保的建筑保温技术的发展,民用或商用建筑的封闭化必定成为一种趋势,但是,随着建筑物的封闭化,建筑物内的空气净化肯定会成为一个大的问题。另一方面,出于节能环保要求的建筑物的绝热封闭化,肯定导致建筑物内的温度长时间维持在15-30度之间,而这一温度区间恰恰是植物生长达到最佳的光合作用区间。此外,城市拥有大量的建筑物,占有大量的土地,也浪费着大量的阳光,同时还消耗大量的粮食和蔬菜,如果找到在城市建筑物中大规模种植粮食和蔬菜的经济性的办法,那会是一件非常有意义的事情。而且本地化的依托于封闭建筑的粮菜补给和空气净化也使得城市抵御人为或自然灾害的能力有一定的提高。 
发明内容:
本发明包括一些基础框架和具体的器件优化以及植物的布局。 
本发明中的封闭指一个几何意义上的连续空间不与其相邻的外部空间发生物质或能量交换的构造或状态。在本文中包括热封闭(不交换热),气封闭(不交换气体)和光封闭(不交换光)。一般来说,封闭总是相对的,总会有一些弱的交换,只要这种交换不产生大的影响,就认为是封闭的。比如,一个门窗紧闭的房间在这里就可以被认为是封闭的。发明的基本内容是:将几种植物集中放置在一个或几个相对封闭的植物箱中,通过一个或数个管道与另一个或几个人居的封闭空间或产生二氧化碳(比如燃烧)的其它封闭空间,如建筑物相联通,并通过数个风扇实现植物箱内空气与人居空间或其它空间中的空气的循环。 
发明的基本框架包括两种: 
1.外置式循环。 
将植物箱置于封闭的人居空间如建筑物外或居室外,如楼顶或房外空地。植物箱使用封闭保温设计,并通过两根保温管道与人居室内相联通,一根是进气管道,另一根是排气管道。这里进排气都相对与植物箱。排气风扇置于排气管道的任一位置,风向选择由植物箱到室内,排气管道在室内可延伸至人居卧位置。在进气管道适当位置联通气阻区,在气阻区放置适当的其他本专利或非本专利选配净化组件,如除尘杀菌组件,或纯粹阻尼组件,以增加进气管道内气体流动阻力(气阻区也可设置在排气管道中,但一定要在排气风扇前,如果没有专门的气阻区,那就是利用植物箱和管道的自然阻力,效果要差一些)。气阻区组件情况见气阻区一节。在气阻区靠近植物箱一侧,可选用功率小于排气扇功率的进气风扇,也可不选用,风向选择同排气风扇。风扇和气阻区的选用是为了在居室内形成正压。在气阻区沿气体流向,至第一个风扇之间则形成负压区,为保证室内形成相对于封闭空间外的正压,可在负压区,打破封闭条件,选用压力平衡管组件。见压力平衡管一节。框架结构见图1。 
2.内置式循环。 
将植物箱置于居室内。植物箱使用封闭设计,植物箱一侧开多个细长的缝或小孔,作为有阻尼的进气孔。植物箱另一侧有排气风扇,排气风向由植物箱到居室。在有阻尼的进气孔一侧,也可类似外置式循环,使用进气管道接气阻区的方案,在气阻区放置适当的其他本专利或非本专利选配净化组件。在居室内安装连通风扇,连通风扇使用一个风扇,在一侧或两侧接管道。连通风扇安装在没有植物箱的居室和有植物箱的居室之间,起到连通各居室气体循环的作用。在窗口或居室外墙打孔,安装压力平衡管,在植物箱的放置位置合适的情况下,压力平衡管可插入植物箱内,如果不可能的话,可考虑在压力平衡管屋内一侧加风扇作为压力风扇,风向由屋外至屋内。框架结构见图2。 
本发明使用的器件及做的器件优化包括: 
1.植物箱。 
本专利涉及的植物箱包括:外置式阳光型植物箱(或玻璃温室),外置式灯光型植物箱,外置式全天候植物箱,内置式阳光型植物箱,内置式灯光型植物箱,内置式全天候植物箱。 
1.1外置式阳光型植物箱(或玻璃温室) 
外置式阳光型植物箱非常类似保温的玻璃温室,这里只针对本专利所作的优化做出说明,本专利也可使用普通或其他合适专利的植物箱或温室产品,下面几个小节中的情况类似。所谓外置式阳光型植物箱,指的是植物箱中植物所依赖的光源来自于阳光。图3是一个立方体式的外置式阳光型植物箱。该植物箱的顶面,向阳(南)的立面以及与之相邻的两个侧面使用透明材料膜,带或板,如玻璃或有机玻璃。为了充分密封和保温,植物箱可以使用双层或多层透明材料膜,带(这里表示软质的,但又有一定厚度的扁平材料)或板。箱内由一个可承重的透明材料板分为两层。图4是一个改进型的植物箱示意图,此图中排气口和进气口位于同一侧面的上下位置,被分隔板分开,分隔板与该侧面及相邻的两个侧面紧密接触,而与对面的侧立面之间留有一定间隙,气体通过进气口到此间隙流向排气口。进气口和排气口的位置可颠倒。一种充分地利用阳光的方案是,植物箱底面和背阳(北)立面的内侧镀反光膜或贴反光膜或贴刷其他反光材料,箱内除分隔的透光材料板和植物外,其他物体的外表面皆贴镀刷反光材料,包括土壤。另一种充分利用阳光的方案是在上一个方案的基础上,在底面和侧面的下部适宜位置(根据冬季阳光照射与反射的情况,比如最极端的情况是将北立面全部)内侧改用吸光材料处理(比如涂黑),箱内除分隔的透光材料板和植物外,其他物体的外表面改用吸光材料处理(比如涂黑),土壤使用普通膜或黑色膜覆盖。前一种方案适用于四季(主要是冬夏),后一种方案更适用于冬季采暖。两种方案可以适当融合。 
1.2外置式灯光型植物箱 
外置式灯光型植物箱指的是植物所依赖的光源来自于灯光。图5是一个立方体式的外置式灯光型植物箱。该植物箱除底面外,皆必须使用不透光或透光性很差的设计,同样,为了充分地利用灯光,植物箱所有面的内侧镀反光膜或贴反光膜或贴刷其他反光材料,箱内除分隔的透光材料板和植物外,其他物体的外表面皆贴镀刷反光材料,包括土壤。在植物箱的顶面或侧面的上部安装灯。图6是一个改进型的植物箱示意图,此图中排气口和进气口位于同一侧面的上下位置,被分隔板分开,分隔板与该侧面及相邻的两个侧面紧密接触,而与对面的侧立面之间留有一定间隙,气体通过进气口到此间隙流向排气口。 
1.3外置式全天候植物箱 
外置式全天候植物箱指的是植物所依赖的光源既可以来自于灯光又可以来自于阳光。图7是一个立方体式的外置式全天候植物箱,其灯安装在北侧立面,箱体和外置式阳光型植物箱基本一致,不同的是在其他侧立面和顶面安装有可拆卸的不透明的盖膜或盖板,在有阳光的天气打开,使用阳光照射植物。膜或板的内侧贴镀刷反光材料或也可使用1.1中第二种阳光利用方案。为了方便使用,可以将顶面和南侧面的盖膜连起来,将顶面和南侧面也设计为有一定弧度或倾角连接的形状。在顶端用杆和电机将其自动卷起或放下。图7中进排气口可以放置于侧立面上,所以没有画出。出于防雪的考虑,电机与卷帘的放置可以与图7中相反。其分隔板改进型与图4,6类似,由于没有其他特殊情况,不附图说明。 
1.4内置式阳光型植物箱 
内置式阳光型植物箱放置于室内窗口或阳台,其基本形态与外置式阳光型植物箱近似,但为了美观,可不进行立面,底面及其他材料的反光处理或也可使用1.1中第二种阳光利用方案。其对保温也可以没有要求,因此除分隔层和进排气口外近似于室内的玻璃温室。 
1.5内置式灯光型植物箱 
内置式灯光型植物箱放置于室内。其基本形态与外置式灯光型植物箱近似。其内部反光处理也与外置式灯光型植物箱一样。其对保温也可以没有要求。 
1.6内置式全天候植物箱 
内置式全天候植物箱放置于室内窗口或阳台。其基本形态与外置式全天候植物箱近似。其内部反光处理也与外置式全天候植物箱一样。其对保温也可以没有要求。 
2.种植盆与灌溉设施 
由于施肥中,可能使用的肥料具有气味,并且一般也是一种污染气体,因此期望其不逸出土壤,进入气体循环。出于这一考虑,对种植盆进行了改进,并结合种植箱设计了灌溉系统。实验后,没有发现有异味气体逸出。 
种植盆是在已有的花盆基础上优化而来。现有的花盆具有简单的双层的结构,上下层由一个有很多空隙的塑料板分隔。上层有土,下层很浅,没有土,下层侧面有开口可以透气。本专利的改进在于,用一根进水导管穿过土壤插入下层,作为浇水的管道。在下层侧面的开口处连接一根向上弯曲的导管,导管上可以有刻度。导管也可在开口处连接风扇,以给植物根部供氧。风向选择较好的方法是朝向盆内,以保持盆内正压。进水管道则可以连接到一个大的水瓶,水瓶上方可以由盖或塞密封,水瓶可以固定到植物箱壁上。这种改进的种植盆的示意图如图8所示。这种改进也可以用于普通花盆或任意的盆式种植器材。图9是这样一个示意图。在这种情况下,由于没有下层的空气层,这里使用一根带孔的管道连接进水管道和下部出侧壁的弯曲小管道。 
这些器件露出土壤外的部分都必须要么使用透明材料,要么做反光处理。 
结合在土壤表面的反光膜,此种种植盆一方面可以很好地隔绝肥料带来的污染,另一方面,可以节水。结合风扇,可以改善植物根部供氧。 
3.连通风扇 
连通风扇一般放置于房屋中两个居室之间,或连接居室的过道,走廊,也可以将在房屋的内墙或门上打洞放置连通风扇。连通风扇包括一台风扇和一到两根管道(或左,或右,或两端皆有)。管道的一端可以直接连接到植物箱的排气风扇,但是从实验上看没有必要。甚至完全不连接管道都可以。房屋内可以有多个连通风扇。附图10显示的是一个风扇门的设计。将风扇装在门上的风扇框内,风扇框中间上下有转轴,风扇可以转动,从而可以实现或者向门内,或者向门外的送风,门如果密闭效果好的话,可在门上适当位置,打换气孔或缝。 
4.压力平衡管与增压管 
压力平衡管的基本形态是一根细长的保温管道(可以弯曲)。保温要求不高的话,可以使用两根长套管,封闭两端(内管不封闭,通气,当然,最简单的做法是可以不封闭,或只封闭一端),作简单的压力平衡管。如图11.a所示。当然,也可使用其他保温材料或对套管内抽真空。压力平衡管原则上只是贯通外部 环境和内循环中的低压区,使得两者在只进行最小的气体和热交换的情况下,保持两者压力平衡。由于在这种情况下,气体交换是比较少的,所以压力平衡管一般不需要连接额外的空气净化装置或组件。压力平衡管的内端可以接一个气阀或简单的盖子进一步减少气体和热交换。如果这个封闭环境的整体气压是远远低于人体适宜的情况(比如高原),可以考虑加大压力平衡管的内径,并在压力平衡管的一端加增压风扇,另一端可接气阀,形成增压管。图11.b是一个增压管的示意图。如果封闭环境的氡气等有害气体较多的情况下,可以考虑在压力平衡管的一端加增压风扇,并在封闭空间的高压区(居室中),在接近地面位置,打穿封闭,增加一根压力平衡管。增压管的进气量较大,如果外部环境空气污染大的话,可考虑连按额外的空气净化装置或组件。 
5.气阻区 
气阻区内的器件或组件可使用某些市场上的商品,比如空气净化商品,这里只对本专利在气阻区的设计进行介绍。 
气阻区内可选用的组件包括:纯粹气阻组件(兼少量除尘功能),气阻紫外杀菌组件,气阻阳光杀菌组件(兼阳光集热功能),气阻吸附组件。气阻区可以由几个气阻组件串联而成。 
5.1纯粹气阻组件 
纯粹气阻组件既可以是单独的组件,也可以是其他气阻组件的框架。纯粹气阻组件可以通过波纹管道(管道自身的重复变形),狭窄管道,管道内壁粗糙化,弯曲管道,管道内设挡板,管道内设孔隙阻挡材料,等方案实现。图12显示了各种纯粹气阻管道的实现方案。其中,a是波纹管道,b是狭窄管道,c是管道内壁粗糙化,d是弯曲管道,e是管道内设挡板,f是管道内设孔隙阻挡材料。纯粹气阻组件的保温方案,既可以对管道本身包裹保温材料,也可以在整个气阻管道外包裹保温材料或套一个大的密闭的盒子,盒子和气阻管道之间可以抽真空(保温要求不高的话,不抽也可以)。气阻管道和保温措施一起构成气阻组件。可以用挡板式气阻组件实现一定的除尘功能。图13是一个这种组件管道的示意图,图中箭头标明风向。挡板的下方是积尘盒,灰尘可以落在此处。挡板式气阻组件管道也可以演变为和弯曲管道功能类似的管道,当把挡板的一端及侧面和内壁相连时,图14是一个多重挡板构成的管道,类似于弯曲管道。以后的作图把这种管道和弯曲管道视作一样,统统画成这种挡板式的管道。在权利要求书中,弯曲管道也包括此种挡板式管道。 
5.2气阻紫外杀菌组件 
气阻紫外杀菌组件是由反复弯曲的管道(透紫外光的材料做成,比如石英玻璃,有机玻璃等),紫外灯,和内壁由紫外反射材料处理或做成的外封闭盒(不透明,如果放在室外则要求保温)构成。图15显示了这样一个组件的两个相互垂直的剖面的示意图。图15的上半部是组件正面(迎光的方向)的剖面图,下半部分是侧面的剖面图。图15是一个使用图14作管道框架的气阻紫外杀菌组件。气阻紫外杀菌组件也可以由图13所示管道为框架,在上方安装紫外灯,挡板和管道皆使用透明材料,再包装和图15类似的外封闭盒构成。 
气阻紫外杀菌组件沿风向的后方可接气阻吸附组件。 
5.3气阻阳光杀菌组件 
气阻阳光杀菌组件由反复弯曲的管道和外部保温封闭盒构成。气阻阳光杀菌组件可以是集热型的(冬天使用),也可以是阻热型的(夏季或南方使用)。 
集热型:弯曲管道至少向阳面由透紫外光的透明材料(全光谱透明材料)做成,比如石英玻璃,有机玻璃等,弯曲管道可以全部由全光谱透明材料构成,弯曲管道的背阳面的内侧或外侧或两侧由全光谱吸收的材料处理(比如涂黑),或者弯曲管道的背阳面直接由全光谱吸收的材料做成,然后和向阳面的透明材料粘合,也可以在管道内放置吸收材料处理过或由吸收材料做成的吸热板。 
外封闭盒至少向阳面由全光谱透明材料做成,外封闭盒可以全部由全光谱透明材料构成,外封闭盒的背阳面内壁或由全光谱反射的材料(比如金属材料)处理或做成,或由全光谱吸收的材料处理或做成,当然,如果要求不高的话外封闭盒的背阳面不做处理也是可以的。 
图16.a显示了这样一个集热型气阻阳光杀菌组件的示意图。 
阻热型:弯曲管道全部由全光谱透明材料构成,外封闭盒至少向阳面由全光谱透明材料做成,外封闭盒可以全部由全光谱透明材料构成,外封闭盒的背阳面内壁或由全光谱反射的材料(比如金属材料)处理或做成,当然,如果要求不高的话外封闭盒的背阳面不做处理也是可以的。 
图16.b显示了这样一个阻热型气阻阳光杀菌组件的示意图。 
两用型(四季型):弯曲管道的中间插入一块两用板,板的一面被吸收材料处理或由吸收材料做成,板的另一面被反射材料处理或由反射材料做成(如果需要减少光污染的话,可以做成漫反射,即将表面粗糙化或皱折化,或一面粗糙的透明材料,在另一面粘或镀反射材料,形成亮白材料),冬季将吸收面朝向阳光,夏季将反射面朝向阳光。 
图16.c显示了这样一个两用型(四季型)气阻阳光杀菌组件的示意图。 
亮白材料:可以在毛玻璃一面贴镀粘反光材料,光照射另一面,将形成反射能量更为充足的漫反射,专利人将这种反射材料与透射材料的组合称为亮白材料。亮白材料理论上是光照在有毛面的透明材料上,在透明材料后面有高反射率材料。所以,透射材料可以是毛玻璃,也可以是其它磨毛的透明晶体或玻璃或软质透明材料(如透明塑料),也可以是透明材料纤维的织物或粘合物(可以是热粘合,胶粘合,热压粘合或其它粘合方式,胶必须是透明材料),也可以是透明材料微粒的粘合物。 
亮彩材料:和亮白材料类似,但是其透明是局部光谱透明,其反射是局部光谱反射。比如可以使用添加了吸收杂质的透明材料,使用加分布布拉格反射膜(DBR)的反射材料等等。可以根据植物需要的光,在植物箱中选择应用适合光谱的亮彩材料。在阻热型或两用型阳光杀菌组件中,可以根据环境对光谱的需求,选择适合光谱的亮彩材料。 
气阻阳光杀菌组件沿风向的后方可按气阻吸附组件。 
5.4气阻吸附组件 
在管道内铺吸附材科(如活性炭,竹炭等)即可形成气阻吸附组件。为了装卸方便,可以使用一些框架来辅助铺设。通过铺设吸附材料,形成狭窄管道,或管道内壁粗糙化,或只有吸附材料间的孔隙可通气,从而形成气阻区。 
本发明对植物的摆放布局有两点特色: 
1.高低光植物的分上下层摆放。 
结合植物箱的特点,在植物箱的上层摆放高光或中高光植物作为吸收二氧化碳放出氧气的主要植物,在植物箱的下层摆放低光植物,特别是对有害气体有吸收的一些低光植物,如绿萝等,以充分利用阳光。 
2.在温度适应性上,使用多种植物多个最宜温度峰值,在温度变化情况下,来控制光合作用效率保持平稳。 
单一植物往往只有在某一温度下,其光合作用效率达到峰值。但是,如果封闭环境中的温度在长时间内不能保持稳定,而是在一个大的范围内波动的话,那么空气中二氧化碳的浓度将无法保证一定在适宜的程度。而多种植物的同时使用,通过选择适当的植物,可以在温度变化时,让某一种植物总处于最佳光合作用状态,从而保证空气的质量在一个大的温度区间波动时,保持稳定。
附图说明:
图1是外置式循环的框架结构图。 
图2是内置式循环的框架结构图。 
图3是一个立方体式的外置式阳光型植物箱剖面示意图。 
图4是一个改进型的外置式阳光型植物箱剖面示意图。 
图5是一个立方体式的外置式灯光型植物箱剖面示意图。 
图6是一个改进型的外置式灯光型植物箱剖面示意图。 
图7是一个立方体式的外置式全天候植物箱剖面示意图。 
图8是改进双层结构种植盆剖面示意图。 
图9是改进普通种植器材剖面示意图。 
图10是一个风扇门的示意图。 
图11是压力平衡管与增压管的示意图。 
图12是六种纯粹气阻管道的示意图。 
图13是挡板式气阻除尘管道的示意图。 
图14是一个类似于多重弯曲管道的由多重挡板构成的管道示意图。 
图15是气阻紫外杀菌组件在两个相互垂直方向上的剖面示意图。 
图16是三种气阻阳光杀菌组件(集热型,阻热型,两用型)的示意图。 
1.居室 
2.植物箱 
3.气阻区 
4.进气与排气的通气管道(室外使用保温管道) 
5.排气风扇 
6.压力平衡管 
7.联通风扇 
8.多层的保温的透明材料膜或板 
9.承重的透明材料板 
10.进风口 
11.排风口 
12.灯 
13.北立面 
14.电机和卷筒 
15.里面有反光处理的卷帘 
16.杆 
17.水瓶盖或塞 
18.水瓶 
19.植物箱壁或其他固定物 
20.进水管道 
21.种植箱 
22.土壤 
23.有大量空隙的挡板 
24.浇水后的水面 
25.可以标记水面的弯曲小管道 
26.带孔隙的管道 
27.风扇 
28.门 
29.风扇框 
30.风扇 
31.转轴 
32.通气孔或缝 
33.增压风扇 
34.气阀 
35.保温管道 
36.挡板 
37.积尘盒 
38.和管道的一端及侧面相连的挡板 
39.内壁由紫外反射材料处理或做成的外封闭盒 
40.紫外灯 
41.管道(反复弯曲的管道或挡板式管道) 
42.透明材料做成的管道(反复弯曲的管道或挡板式管道) 
43.透明材料做成的外封闭盒 
44.吸收材料或吸收处理的面 
45.反射材料或反射处理的面 
46.不透明的保温的多层膜或板 
具体实施方式: 
本专利虽然可选用组件较多,但组件本身较简单,实际工作时,只根据条件需要某些固定组件进行组合。整体实施比较简单,并无制作和实施上的困难。具体实施与工作的例子如下: 
在一个内置式循环中,采用内置式灯光型植物箱,植物箱上层摆放韭菜和小白菜,下层放置绿萝,使用红色节能灯26W3到4盏,蓝色节能灯26W1盏。排气风扇2.4W4个,连通风扇10W左右一个。 
在一个实际的控制二氧化碳浓度的验证试验中,未放置绿萝的情况下,该系统在一个65m2的关闭门窗的房屋内,在25℃至17℃的空气温度条件下,可以支持一个70公斤的成年人10小时的睡眠(二氧化碳浓度不超标)。在20℃的冬季供暖温度下,可支持一个70公斤的成年人轻微的体育活动(如做操)。 

Claims (10)

1.封闭环境种植和气体净化技术,包括封闭的人居空间(工作,交通或生活所在的建筑物,洞穴,载体)或产生二氧化碳的其它封闭空间(以下类似,可将人视为二氧化碳和其他有害气体的产生源,居室作为有二氧化碳产生源的空间)和植物箱,其特征在于:将几种植物集中放置在一个或几个相对封闭的植物箱中,通过一个或数个管道与另一个或几个人居的封闭空间或产生二氧化碳(比如燃烧)的其它封闭空间,如建筑物相联通,并通过数个风扇实现植物箱内空气与人居空间或其它空间中的空气的循环。
2.如权利要求1所述封闭环境种植和气体净化技术,其特征在于:将植物箱置于封闭的人居空间外时,植物箱可以使用封闭保温设计,并通过两根保温管道与人居室内相联通,排气风扇置于排气管道的任一位置(风向选择由植物箱到室内),排气管道在室内可延伸至人处(工作,居卧)位置,在人居空间外部(包括深入人居空间的管道部分)气体通道适当位置(只要设在排气风扇前即可,一般设在进气管道)联通气阻区,在气阻区放置适当气阻组件,在进气管道靠近植物箱一侧,可选用功率小于排气扇功率的进气风扇(风向选择同排气风扇),也可不选用,在气阻区沿气体流向,至第一个风扇之间则形成负压区,可在负压区选用压力平衡管组件;将植物箱置于居室内时,植物箱使用封闭设计,植物箱一侧开多个细长的缝或小孔,作为有阻尼的进气孔,植物箱另一侧有排气风扇(风向由植物箱到居室),在有阻尼的进气孔一侧,也可根据使用进气管道接气阻区的方案,在气阻区放置适当的气阻组件,可在居室内安装连通风扇,连通风扇安装在没有植物箱的居室和有植物箱的居室之间,起到连通各居室气体循环的作用,可安装压力平衡组件,压力平衡组件可在窗口或居室外墙打孔安装。
3.亮白材料和亮彩材料:亮白材料,包括高透明材料和高反射率材料,亮彩材料,包括对除某些色彩外高透明材料和高反射率材料,或高透明材料和对某些色彩高反射率材料,或除某些色彩外高透明材料和对某些色彩高反射率材料,其特征在于:在有毛面的透明(全光谱透明或局部光谱透明)材料或内部有大量小空隙或小颗粒的透明材料一面贴粘镀有高反射率(全光谱反射或局部光谱反射)材料,当光照在这种材料上,呈现反射强度较高的漫反射;透明材料可以是毛玻璃,也可以是其它磨毛的透明晶体或玻璃,也可以是透明材料纤维织物或粘合物(可以是热粘合,胶粘合,热压粘合或其它粘合方式,胶必须是透明材料),也可以是透明材料微粒的粘合物。
4.如权利要求1,2所述封闭环境种植和气体净化技术,使用植物箱,其特征在于:当植物箱用于室外时,为了充分密封和保温,植物箱可以使用双层或多层透明材料膜,带或板;当植物箱用于白天阳光下时,该植物箱的顶面,向阳(南)的立面以及与之相邻的两个侧面使用透明材料膜,带或板,如玻璃或有机玻璃;箱内可以(也可不要)由一个可承重的透明材料板分为两层;排气口和进气口可以位于同一侧面的上下位置,被分隔板分开,分隔板与该侧面及相邻的两个侧面紧密接触,而与对面的侧立面之间留有一定间隙,气体通过进气口到此间隙流向排气口;当用于夜晚时,顶面或侧面可以安有灯,这种灯光型植物箱除底面外,皆必须使用不透光或透光性很差的材料或用不透光材料处理,底面也可进行同样处理;如果需要在白天和夜晚都可工作,则灯可以安装在背阳侧(北侧)立面内侧(箱内),或靠近背阳面的顶部(以不挡植物阳光为考虑),其它侧立面和顶面透明,安装有可拆卸的不透明的盖膜或盖板,膜或板的内侧贴镀刷反光材料,可以将顶面和南侧面的盖膜连起来,将顶面和南侧面也设计为有一定弧度或倾角连接的形状,在顶端用杆和电机将其自动卷起或放下,盖膜的内侧贴镀刷反光材料;植物箱底面和背阳(北)立面或植物箱的所有面的内侧可镀反光膜或贴反光膜或贴镀刷其他反光材料如权利要求3所述的亮白/亮彩材料,箱内除透光材料和植物外,其他物体的外表面皆可贴镀刷反光材料,包括土壤;在底面和侧面的下部适宜位置内侧也可改用吸光材料处理(比如涂黑),箱内除透光材料和植物外,其他物体的外表面用吸光材料处理(比如涂黑),土壤使用普通膜或黑色膜覆盖;出于采光和防雨的考虑,顶面和侧面可以设计为有一定倾斜或弧度,其连接处可以是一定弧度或倾角连接的形状;植物箱可以不保温;以上反光材料或反光处理皆可使用如权利要求3所述的亮白/亮彩材料。
5.一种改进的种植盆,其特征在于:可以选用双层结构的花盆,用一根进水导管穿过土壤插入下层,作为浇水的管道,在下层侧面的开口处连接一根向上弯曲的导管,导管上可以有刻度,导管也可在开口处连接风扇,以给植物根部供氧,进水管道则可以连接到一个大的水瓶,水瓶上方可以由盖或塞密封,水瓶可以固定到植物箱壁上;也可以选用普通花盆或任意的盆式种植器材,使用一根带孔的管道连接进水管道和下部出侧壁的弯曲小管道;这些器件露出土壤外的部分都必须要么使用透明材料,要么做反光处理;如权利要求1,2所述封闭环境种植和气体净化技术,植物箱内植物可种植于上述种植器材中。
6.一个风扇门器件,其特征在于:将风扇装在门上的风扇框内,风扇框中间上下有转轴,风扇可以转动,从而可以实现或者向门内,或者向门外的送风,门如果密闭效果好的话,可在门上适当位置,打换气孔或缝。
7.如权利要求1,2所述封闭环境种植和气体净化技术,放置连通风扇于房屋中两个居室之间,其特征在于:包括一台风扇和一到两根管道(或左,或右,或两端皆有),管道的一端可以直接连接到植物箱的排气风扇,另一端可连接到人经常所处位置;也可根据权利要求7,使用风扇门。
8.如权利要求1,2所述封闭环境种植和气体净化技术,使用压力平衡管,其特征在于:基本形态是一根细长的保温管道,内端可以接一个气阀或简单的盖子;也可在管道的一端加增压风扇,另一端可接气阀。
9.如权利要求1,2所述封闭环境种植和气体净化技术,使用气阻组件,其特征在于:纯粹气阻管道可以通过波纹管道,狭窄管道,管道内壁粗糙化,弯曲管道,管道内设挡板,管道内设孔隙阻挡材料,等方案实现;当需要保温时,比如处于室外时,在整个气阻管道外包裹保温材料或套一个大的密闭的盒子;可使用挡板式气阻管道除尘,在挡板的下方放积尘盒,让灰尘落在此处;可以用气阻组件杀菌,只要在气阻管道外安装紫外灯,挡板和管道皆使用紫外透明材料,再包装以内壁由紫外反射材料处理或做成的外封闭盒(不透明,如果放在室外则要求保温);可以用气阻组件放在有阳光处集热杀菌,只要:弯曲管道或挡板式管道至少向阳面由全光谱透明材料做成(也可以全部由全光谱透明材料构成),背阳面的内侧或外侧或两侧由全光谱吸收的材料处理或做成,可以在管道内放置吸收材料处理过或由吸收材料做成的吸热板,外封闭盒至少向阳面由全光谱透明材料做成(也可以全部由全光谱透明材料构成);可以用气阻组件放在有阳光处阻热杀菌,只要:弯曲管道或挡板式管道全部由全光谱透明材料构成,外封闭盒至少向阳面由全光谱透明材料做成(也可以全部由全光谱透明材料构成),外封闭盒的背阳面内壁可以由全光谱反射的材料处理或做成;可以用气阻组件放在有阳光处根据季节或者集热杀菌或者阻热杀菌,只要:弯曲管道或挡板式管道的中间插入一块两用板,板的一面被吸收材料处理或由吸收材料做成,板的另一面被反光材料处理或由反光材料做成;可以用气阻组件吸附有害气体或灰尘,只要在管道内铺吸附材料即可形成气阻吸附组件,可以使用一些框架来辅助铺设,通过铺设吸附材料,形成狭窄管道,或管道内壁粗糙化,或只有吸附材料间的孔隙可通气,从而形成气阻区;可在气阻杀菌或除尘组件后,加气阻吸附组件;以上反光材料或反光处理皆可使用如权利要求3所述的亮白/亮彩材料。
10.如权利要求1,2所述封闭环境种植和气体净化技术,在植物箱中摆放植物,其特征在于:可以在植物箱的上层摆放高光或中高光植物作为吸收二氧化碳放出氧气的主要植物,在植物箱的下层摆放低光植物,特别是对有害气体有吸收的一些低光植物,以充分利用光线;可以使用多种植物多个最宜温度峰值,在温度变化情况下,来控制光合作用效率保持平稳。
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