CN103947480A - 装配式双屋面节能日光温室 - Google Patents

装配式双屋面节能日光温室 Download PDF

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Abstract

本发明提供装配式双屋面节能日光温室，土地利用率高，保温效果好，建造成本低；其包括支撑框架，大棚膜和侧墙；大棚膜覆盖在支撑框架上并与南北两侧设置的侧墙形成种植空间；种植空间呈双坡面结构，位于南侧的为前屋面，位于北侧的为后屋面；种植空间顶部设置有人行道，内部靠近后屋面一侧的地面上设置有用于收集雨水的集雨发酵池，集雨发酵池下方埋设有与种植空间底部连通的空气换热管道；种植空间内设置有与空气换热管道连通的换气装置，换气装置的进出气口延伸至种植空间上部并连通。保证了对土地的充分利用，让原本照射到后墙上的光热全部照射到种植空间的地面上，利用土壤蓄热增温，在热量较为集中的时段利用空气换热管道，加强换热储能。

Description

装配式双屋面节能日光温室
技术领域
本发明属于农业设施技术领域，具体为一种装配式双屋面节能日光温室。
背景技术
目前各地推广的节能日光温室大都有后墙，并要求墙体厚而坚固且能蓄势保温，这就造成土地的很大浪费(多数利用率不到50％)。因为土打墙温室墙体占到实种面积的近一半，虽然造价低，但不耐用，容易受风雨冲刷而倒塌。砖墙温室虽然墙体占地面积较小，但要达到一定的保温效果，造价很高，在陕北榆林以北亩造价均在20-30万元，多数农民无力承受。
温室生产中大量的产品在2-5月份形成，而有墙温室在春夏以后室内会造成部分的遮荫，影响了温室作物产量；并且使用土墙的温室，其一侧始终在室外，冬季室外空气温度远远低于室内；按照热量总是从温度高的地方向温度低的地方传导的规律，墙体的蓄热能力就非常有限，无法达到使用需求。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供装配式双屋面节能日光温室，土地利用率高，保温效果好，建造成本低。
本发明是通过以下技术方案来实现：
装配式双屋面节能日光温室，包括支撑框架，大棚膜和侧墙；大棚膜覆盖在支撑框架上并与南北两侧设置的侧墙形成种植空间；种植空间呈双坡面结构，位于南侧的为前屋面，位于北侧的为后屋面；种植空间顶部设置有人行道，内部靠近后屋面一侧的地面上设置有用于收集雨水的集雨发酵池，集雨发酵池下方埋设有与种植空间底部连通的空气换热管道；种植空间内设置有与空气换热管道连通的换气装置，换气装置的进出气口延伸至种植空间上部并连通。
优选的，集雨发酵池沿东西方向平行于人行道设置；前屋面和后屋面的外侧相邻地面上分别设置有与集雨发酵池连通的集雨槽。
进一步，空气换热管道包括换热主管和若干环绕集雨发酵池埋设的换热支管；均匀分布的换热支管通过换热主管与换气装置连通；换气装置的进出气口设置在种植空间的上部中央。
进一步，还包括集雨发酵池下方还埋设有水换热管道，水换热管道通过循环装置与设置支撑框架上位于前屋面一侧的太阳能集热管连通。
再进一步，若干水换热管道环绕集雨发酵池均匀埋设，其两端分别通过循环主管道连通设置；平行于人行道固定在支撑框架上的太阳能集热管与循环主管道连通。
优选的，还包括设置在种植空间一侧的人居空间，人居空间和种植空间之间设置隔墙；人居空间内位于后屋面的一端设置有沼气池，沼气池的进料口与集雨发酵池连通设置。
优选的，支撑框架采用双弦式非对称结构。
进一步，种植空间的最高采光点到后屋面接地点的连线与地面的夹角大于当地立冬时太阳高度角。
优选的，还包括与前屋面和后屋面分别配合设置的保温被。
进一步，后屋面上覆盖有双层大棚膜，包括用于防水反热辐射的内层膜和用于防水抗老化的外层膜。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明通过双屋面的结构设计保证了对土地的充分利用，让原本照射到后墙上的光热全部照射到种植空间的地面上，利用土壤蓄热增温，在热量较为集中的时段利用空气换热管道，加强换热储能，将空气中的热量转移到土地内实现热量的储存；并用比热容较大的水加强储热和放热的效果，不仅提高了热量的利用率，而且利用集雨和发酵保证了种植空间中的湿度和二氧化碳的浓度；到夜间再通过相反方向的循环将存储的地热循环释放到种植空间中，实现能量的转移利用，确保了植物在各时段的温度需求，提高了日光温室的保温效果，增强了其自身的温度调节能力。
进一步的，通过外部设置的集雨槽能够更好的将前后屋面的雨水实现收集然后集中到集雨发酵池中实现再利用。
进一步的，将换气装置的进出气口设置在种植空间中热量变化最大的中央位置，实现对热量吸收和释放的充分利用；再通过均匀分布的换热支管，实现热量均匀稳定的储存和吸收，扩大了热量交换的面积。
进一步的，利用加设的水换热管道，实现了直接对太阳能的吸收利用，提高了换热储热的效率和效果；由于直接固定在支撑框架的下方，并且将水换热管道和循环主管道都进行埋设，因此不占用有效的种植空间，在进行温度调节的同时保证了对种植空间有效利用。
进一步的，通过在种植空间一侧设置人居空间，保证了对种植空间中环境条件的及时控制和处理，并且保证了人居空间中环境的调节，配合沼气池的对废弃物的发酵以及产生气肥的二次利用，实现了各个空间产物的循环利用，和谐高效。
进一步的，通过对支撑框架结构的优化调整，保证了其结构稳定，成本低廉，以及全年对太阳光热的高效吸收和利用；配合保温被以及不同结构的大棚膜的设置，保证了后屋面足够的保温效果。
附图说明
图1为本发明实例中所述结构的立体示意图。
图2为图1中间位置的横截面图。
图3为图1俯视图。
图中：支撑框架1，大棚膜2，侧墙3，种植空间4，前屋面41，后屋面42，人行道43，集雨发酵池5，集雨槽51，空气换热管道6，换热主管61，换热支管62，换气装置7，水换热管道81，太阳能集热管82，循环主管道83，人居空间91，隔墙92，沼气池93。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
本发明装配式双屋面节能日光温室，如图1所示，包括支撑框架1，大棚膜2和侧墙3；大棚膜2覆盖在支撑框架1上并与南北两侧设置的侧墙3形成种植空间4；如图2所示，种植空间4呈双坡面结构，位于南侧的为前屋面41，位于北侧的为后屋面42；种植空间4顶部设置有人行道43，人行到43用于放置前后屋面的外保材料，并便于人行管理。种植空间4内部靠近后屋面一侧的地面上设置有用于收集雨水的集雨发酵池5，集雨发酵池5下方埋设有与种植空间4底部连通的空气换热管道6；种植空间4内设置有与空气换热管道6连通的换气装置7，换气装置7的进出气口延伸至种植空间4上部并连通。能够大大提高土地利用率，最多能够提高80％，并且能降低建造成本，节省至少三分之一。
本发明夏季可将双屋面的雨水收集利用，起到节水省能的作用，并能降低室内温度。冬季也可存放作物秸杆，将室内全部拉秧秸杆及枯枝烂叶收集到池内进行生物热反应，为室内增温并补施二氧化碳气肥。
本发明所述结构的日光温室在理论讲照射到后室地面上的光热被地下吸收贮存起来，但实际上在后室上还有很大一部分栽植区，当室内气温升高时，作物通过蒸腾作用将地下热量释放到室内，这样就将相当于照射的热量并没有全部贮存在地里。因此其在白天升温特别快，室内温度也很高，若要保证植物正常生长，会在下午覆盖屋面保温材料时，有很大一部分被释放到室外。为了将这部分热量继续回到地下，通过在集水发酵池5下放通过空气换热管道形成一个贮热沟，通过换气装置7，白天将室内多余的热量强制置换到地下储存起来，夜间利用地温高于气温的温度差再强制将热量输出到室内再次利用。
本优选实施例中，如图2和图3所示，集雨发酵池5沿东西方向平行于人行道43设置；前屋面41和后屋面42的外侧相邻地面上分别设置有与集雨发酵池5连通的集雨槽51。在南北两屋面基角设置一个集雨槽51，通过管道收集到集雨发酵池5内以被再利用。
本优选实例中，如图2和图3所示，空气换热管道6包括换热主管61和若干环绕集雨发酵池5埋设的换热支管62；均匀分布的换热支管62通过换热主管61与换气装置7连通；换气装置7的进出气口设置在种植空间4的上部中央。本发明还包括集雨发酵池5下方还埋设有水换热管道81，水换热管道81通过循环装置与设置支撑框架1上位于前屋面41一侧的太阳能集热管82连通。若干水换热管道81环绕集雨发酵池5均匀埋设，其两端分别通过循环主管道83连通设置；平行于人行道固定在支撑框架1上的太阳能集热管82与循环主管道83连通。
本优选实例中，如图3所示，还包括设置在种植空间4一侧的人居空间91，人居空间91和种植空间4之间设置隔墙92；有机的连接在了一起；人居空间91内位于后屋面42的一端设置有沼气池93，沼气池93的进料口与集雨发酵池4连通设置。在集雨发酵池5中发酵好的秸杆通过管道自动冲入沼气池内进行再发酵，产生的沼气供人居室做饭、照明，还可供栽培室增温补光、增施二氧化碳气肥；一池两用。
由于温室生产是周年性的，而且环境条件由人为控制，要求时时有人监管，特别是对容易出现的一些突发性问题要求及时处置，如果远离住户，处理不及时就会造成很大的损失。因此，我们将人居场所也设计在温室内，形成一个冬暖夏凉的居住环境，这样就大大方便了管理，形成一个家庭式的温棚。为了使这个家庭温室环境更加优美、产品更加优质，我们以沼气池93为纽带，将人们的生活垃圾和生物秸杆通过沼气池充分发酵后，沼气供居室加温做饭，为作物增温补光，增施二氧化碳气肥；沼液、沼渣是优质的有机肥，可生产无公害农产品。实现人有所居，居有所耕，耕有所收，为市场提供优质的农产品，达到人与自然和谐相处。
本优选实例中，如图2所示，支撑框架1采用双弦式非对称结构；如图1所示，种植空间4的最高采光点到后屋面接地点的连线与地面的夹角α大于当地立冬时太阳高度角，保证太阳高度最低的冬季能够最大限度地利用太阳能。本优选实例中，还包括与前屋面41和后屋面42分别配合设置的保温被；在后屋面42上覆盖有双层大棚膜，包括用于防水反热辐射的内层膜和用于防水抗老化的外层膜；能够完全能达到甚至高于有后墙温室的保温效果。

Claims (10)

1.装配式双屋面节能日光温室，其特征在于，包括支撑框架(1)，大棚膜(2)和侧墙(3)；大棚膜(2)覆盖在支撑框架(1)上并与南北两侧设置的侧墙(3)形成种植空间(4)；种植空间(4)呈双坡面结构，位于南侧的为前屋面(41)，位于北侧的为后屋面(42)；种植空间(4)顶部设置有人行道(43)，内部靠近后屋面一侧的地面上设置有用于收集雨水的集雨发酵池(5)，集雨发酵池(5)下方埋设有与种植空间(4)底部连通的空气换热管道(6)；种植空间(4)内设置有与空气换热管道(6)连通的换气装置(7)，换气装置(7)的进出气口延伸至种植空间(4)上部并连通。
2.根据权利要求1所述的装配式双屋面节能日光温室，其特征在于，集雨发酵池(5)沿东西方向平行于人行道(43)设置；前屋面(41)和后屋面(42)的外侧相邻地面上分别设置有与集雨发酵池(5)连通的集雨槽(51)。
3.根据权利要求1或2所述的装配式双屋面节能日光温室，其特征在于，空气换热管道(6)包括换热主管(61)和若干环绕集雨发酵池(5)埋设的换热支管(62)；均匀分布的换热支管(62)通过换热主管(61)与换气装置(7)连通；换气装置(7)的进出气口设置在种植空间(4)的上部中央。
4.根据权利要求1或2所述的装配式双屋面节能日光温室，其特征在于，还包括集雨发酵池(5)下方还埋设有水换热管道(81)，水换热管道(81)通过循环装置与设置支撑框架(1)上位于前屋面(41)一侧的太阳能集热管(82)连通。
5.根据权利要求4所述的装配式双屋面节能日光温室，其特征在于，若干水换热管道(81)环绕集雨发酵池(5)均匀埋设，其两端分别通过循环主管道(83)连通设置；平行于人行道固定在支撑框架(1)上的太阳能集热管(82)与循环主管道(83)连通。
6.根据权利要求1所述的装配式双屋面节能日光温室，其特征在于，还包括设置在种植空间(4)一侧的人居空间(91)，人居空间(91)和种植空间(4)之间设置隔墙(92)；人居空间(91)内位于后屋面(42)的一端设置有沼气池(93)，沼气池(93)的进料口与集雨发酵池(4)连通设置。
7.根据权利要求1所述的装配式双屋面节能日光温室，其特征在于，支撑框架(1)采用双弦式非对称结构。
8.根据权利要求1或7所述的装配式双屋面节能日光温室，其特征在于，种植空间(4)的最高采光点到后屋面接地点的连线与地面的夹角大于当地立冬时太阳高度角。
9.根据权利要求1所述的装配式双屋面节能日光温室，其特征在于，还包括与前屋面(41)和后屋面(42)分别配合设置的保温被。
10.根据权利要求1或9所述的装配式双屋面节能日光温室，其特征在于，后屋面(42)上覆盖有双层大棚膜，包括用于防水反热辐射的内层膜和用于防水抗老化的外层膜。
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