CN104365411B - 一种大棚内保温系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大棚内保温系统及其工作方法，在大棚本体的内部设置大棚钢架轨道、保温被和信息控制装置；在大棚钢架轨道的顶端设置传动轴，底端设置定滑轮，轨道上设置动滑轮，动滑轮与保温被固定连接，保温被的末端连接横杆；传动绳的一端与横杆连接，传动绳的另一端绕过定滑轮缠绕传动轴后与横杆连接，传动轴与电动机相连，当传动轴转动卷起传动绳时，传动绳拉动横杆实现保温被的开启或关闭。本发明内保温系统基于温度传感器和集成控制柜构成的信息控制中心来进行精确的温度调节，改变了过去靠人员经验调温的方式，通过信息控制进行自动化的开关；且内保温系统可有效避免外保温带来的薄膜老化、跑偏、透光率下降等问题。

Description

一种大棚内保温系统及其工作方法

技术领域

本发明涉及一种大棚内保温系统及其工作方法，属于农业大棚技术领域。

背景技术

目前，现有的温室大棚设施栽培的保温形式多以外覆盖保温为主，其传统做法是在大棚外表面覆盖保温材料，保温材料一般包括草苫、蒲席、纸被和棉被等，这些覆盖材料覆盖到大棚的薄膜的外面，他们的共同缺点是笨重，卷放费工、费力，被雨雪浸湿后，既增加了自身重量，又使保温性能下降，而且对薄膜污染严重，容易降低透光率。

近年来，有些地方的大棚设施开始采用内保温形式，虽然内保温形式的设施大棚较传统外保温形式的大棚具有很多优势，但采用内保温形式的大棚，由于在大棚内部建构大棚框架，大棚内部空间有限，设计复杂，施工不便，且内保温结构造价成本高。

中国专利文献CN202077443U公开了一种温室大棚内保温装置，该装置在温室大棚内部设有内保温桁架支撑内保温层，该保温层一端固定在卷铺轴上，另一端固定在顶部纵拉杆上，通过电动卷膜器带动卷铺轴的转动，实现保温层的卷起与铺放。该装置可以和外保温配合使用，起到保温盒采光的作用。但是，该装置设计相对较复杂，利用收缩杆和预埋件与大棚顶部的桁架相连接，收缩杆在大棚顶部桁架上移动。很显然，该套装置需要占用到大棚内部空间，收缩杆跨度较大，移动相对不便。

中国专利文献CN201563440U涉及一种温室大棚内保温装置，该内保温装置通过连接筋焊接在所述温室大棚支架外弦上的滑道式内弦，内弦上安装滑轮，滑轮上吊挂保温层，通过内弦两端的卷绳杆拉动滑轮实现保温层的开启或关闭。该装置可以起到保温和采光作用，比传统技术方案操作方便。但是该装置内弦和滑轮的配合结构设计相对而言较为复杂，造价成本高，且在内弦的两端设计卷绳杆，无疑带来了安装不便，成本高等问题。

中国专利文献CN201821706U提供了一种大跨度内保温双层塑料膜覆盖大棚，该大棚骨架主要由内外两层钢骨架和立柱组成，外棚采用双弦骨架，外覆薄膜，内棚由内骨架、薄膜以及拉线式卷帘机和保温被组成，内骨架采用单骨架结构，卷帘机安装在内骨架棚顶中间部位的卷帘机支架上。该装置的卷帘机设置在内骨架的棚顶中间位置，且大棚中间需要设置水泥墩来支撑立柱，该设计占据了棚内空间，且该装置使用到的卷帘机安装维修不便。

从对现有的大棚内保温形式调查发现，或多或少存在以下几点问题：

1)整体结构设计复杂，安装使用不便，不利于后期维护；

2)内保温形式的大棚造价成本高，无法实现大范围的推广使用；

3)采用内保温设计的结构占用大棚内部空间，容易影响大棚内部作业；

4)采用内保温形式调节大棚内部温度依靠个人经验开启关闭内保温层，保温层的开启关闭时机不科学，大棚内部温度无法实现精准控制；

因此，从解决现有大棚内保温形式存在的诸多问题的动机出发，有必要设计一种新型的大棚内保温系统。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种大棚内保温系统。

本发明还提供一种大棚内保温系统的工作方法。

本发明的技术方案如下：

一种大棚内保温系统，包括大棚本体，在所述大棚本体的内部设置有大棚钢架轨道、保温被和信息控制装置；

在所述大棚钢架轨道的顶端设置有传动轴，在所述大棚钢架轨道的底端设置有定滑轮，在所述大棚钢架轨道上设置有多个动滑轮，所述动滑轮与保温被固定连接，所述保温被的末端贯穿设置一横杆；在所述大棚钢架轨道的下方设置有传动绳，所述传动绳的一端与横杆固定连接，所述传动绳的另一端绕过定滑轮缠绕传动轴后与横杆固定连接，所述传动轴的一端固定连接有电动机，所述电动机驱动传动轴转动，当传动轴转动卷起传动绳时，传动绳拉动横杆实现保温被的开启或关闭；

所述信息控制装置包括多个温度传感器和集成控制柜，所述集成控制柜包括显示控制一体化的空压控制器、交流接触器、24V开关电源和空气开关，所述温度传感器与所述的空压控制器连接，所述交流接触器分别与空压控制器和24V开关电源连接，所述24V开关电源还与空气开关连接，所述交流接触器与电动机连接。

优选的，所述大棚钢架轨道的外型设置呈弧形。此设计的优点在于，将大棚钢架轨道设置呈弧形，有利于动滑轮在轨道上的滑动，便于保温被的开启关闭。

优选的，所述大棚钢架轨道包括多个平行设置的轨道，所述轨道包括两侧相对设有滑道的空心钢，所述动滑轮设置在所述的空心钢内。此设计的好处在于，大棚横跨面积较大，多个轨道的设置有利于保温被在开启或关闭的过程中保持滑动的一致性，避免保温被在开启关闭的滑动过程中出现扭曲变形的问题。

优选的，所述相邻轨道之间的间距为1.5-2米，所述每个轨道上均设置有相同数量的动滑轮。

优选的，所述动滑轮通过悬挂装置与保温被连接，所述悬挂装置包括连接体和挂钩，所述连接体的外型设置呈方形框，所述方形框上端开口，所述方形孔框下端固定连接挂钩，所述动滑轮的两侧位于开口内并与方形框连接；所述保温被上设置有圆环，所述挂钩贯穿圆环用以悬吊保温被。

优选的，所述保温被为折叠型保温被。此设计的好处在于，大棚内部空间有限，当开启大棚进光时，保温被通过多个褶皱折叠在一起，能够减少其在大棚内部所占据的空间，避免造成对大棚内采光的影响。

优选的，所述每个轨道的下方设置有两根传动绳，其中一根传动绳的一端固定连接在横杆上，另一端绕过定滑轮逆时针缠绕传动轴后固定设置在传动轴上；其中另一根传动绳的一端固定连接在横杆上，另一端顺时针缠绕传动轴后固定设置在传动轴上。

优选的，所述电动机的输出轴通过联轴器与传动轴固定连接，或电动机的输出轴通过齿轮啮合的方式与传动轴连接，或电动机的输出轴通过皮带传动方式与传动轴连接。

优选的，所述空压控制器的型号为MAM-680的控制器。

优选的，所述集成控制柜内还包括接线端子，所述接线端子分别连接交流接触器和电动机。

一种大棚内保温系统的工作方法,包括如下步骤，

(1)在所述大棚内均匀分布设置多个温度传感器，所有温度传感器均与空压控制器连接；

(2)打开空气开关，启动内保温系统，所有的温度传感器将实时采集到的温度值传输给空压控制器，空压控制器对接收到的温度值进行数据分析处理计算出大棚内的平均温度值；

(3)将步骤(2)中得到的平均温度值与空压控制器预先设定的阈值进行判断，当大棚内的平均温度值大于阈值时，空压控制器向交流接触器下达开启命令，交流接触器控制电动机转动实现保温被的打开；当大棚内的平均温度值小于阈值时，空压控制器向交流接触器下达关闭命令，交流接触器控制电动机转动实现保温被的关闭。

优选的，所述步骤(1)中，将五个温度传感器分别设置在大棚内东、西、南、北、中五个方位处。

优选的，所述步骤(2)中，大棚内的平均温度值，是根据所有温度传感器实时采集到的温度值进行加和求平均数得到。

优选的，所述步骤(3)中，空压控制器预先设定的阈值，是根据大棚内不同作物生长环境适宜的温度范围进行设定。

本发明的有益效果在于：

1.本发明大棚内保温系统，采用内保温形式，相比起传统的外保温形式，保温层设置在大棚内部，可有效避免保温层受外界环境的日晒雨淋而出现的跑偏、老化、损坏薄膜和保温性能下降等问题，也避免出现对薄膜造成污染进而影响大棚薄膜的透光率，同时还能够延长内部保温层更长的使用寿命，保证保温效果。

2.本发明大棚内保温系统，内保温层通过机械传动结构的设计，使内保温层的开启或关闭实现自动化，无需人力操作，节约了人力物力，降低了劳动成本，提高了工作效率。

3.本发明大棚内保温系统，依靠大棚钢架轨道、滑轮和传动绳的配合实现保温被的开启或关闭，整套系统完全设置在大棚上方，不需额外的结构设计，不占据大棚内有限的物理空间，空间设计更为合理。

4.本发明大棚内保温系统，基于温度传感器和集成控制柜构成的信息控制中心来进行精确的温度调节，通过在空压控制器内预设大棚特定作物最适宜的温度阈值范围，根据大棚内温度与阈值的判断，来启动或关闭保温层，使大棚内的作物处于最适宜生产的温度范围内。

5.本发明大棚内保温系统整体设计科学合理，内部构造简单易操作，使用方便，保温效果更好，作用明显，具有良好的应用价值，值得推广。

附图说明

图1为本发明内保温系统的整体结构示意图；

图2为本发明中传动轴与卷绳的连接结构示意图；

图3为本发明中传动轴与卷绳的局部结构示意图；

图4为本发明中保温被与滑轮的连接结构示意图；

图5为本发明中动滑轮与轨道的连接关系示意图；

图6为本发明中信息控制装置的连接关系示意图；

其中：1、电动机，2、横杆，3、传动轴，4、保温被，5、轨道，6、定滑轮，7、传动绳，8、动滑轮，9、空压控制器，10、温度传感器，11、24V开关电源，12、外壳，13、空气开关，14、交流接触器，15、端子排，16、连接体，17、挂钩，18、圆环。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明，但不限于此。

实施例1：

如图1和图2所示，本发明提供的一种新型保温形式的大棚，包括大棚本体，在所述大棚本体的内部设置有大棚钢架轨道、保温被4和和信息控制装置；

在所述大棚钢架轨道的顶端设置有传动轴3，在所述大棚钢架轨道的底端设置有定滑轮6，在所述大棚钢架轨道上设置有多个动滑轮8，所述动滑轮8与保温被4固定连接，所述保温被4的末端贯穿设置一横杆2；在所述大棚钢架轨道的下方设置有传动绳7，所述传动绳7的一端与横杆2固定连接，所述传动绳7的另一端绕过定滑轮6缠绕传动轴3后与横杆2固定连接，所述传动轴3的一端固定连接有电动机1，电动机1驱动传动轴3转动，当传动轴3转动卷起传动绳7时，传动绳7拉动横杆2实现保温被4的开启或关闭；

所述信息控制装置包括五个温度传感器10和集成控制柜，所述集成控制柜包括显示控制一体化的空压控制器9、交流接触器14、24V开关电源11和空气开关13，所述温度传感器10与所述的空压控制器9连接，所述交流接触器14分别与空压控制器9和24V开关电源11连接，所述24V开关电源11还与空气开关13连接，所述交流接触器14通过端子排15与电动机1连接。

动滑轮8通过悬挂装置与保温被4连接，悬挂装置包括连接体16和挂钩17，连接体16的外型设置呈方形框，方形框上端开口，方形孔框下端固定连接挂钩17，动滑轮8的两侧位于开口内并与方形框连接；保温被4上设置有圆环18，挂钩17贯穿圆环18用以悬吊保温被。通过挂钩和保温被上圆环的配合，方便拆卸和悬挂保温被，对于不同地区不同季节，可以很方便地更换保温被，避免传统一体式保温被无法拆卸的问题。

在设计具体的实施方案中，大棚的尺寸为长100m、跨度15m、高度5m。大棚钢架轨道设置呈弧形结构，大棚钢架轨道包括50个平行设置的轨道5，相邻轨道5的间距为2米，每个轨道5上均设置15相同规格的动滑轮8。对采用钢结构设计的大棚而言，钢架棚顶一般包括内弦和外弦，内弦和外弦通过角钢焊接连接在一起，对于此结构设计的棚顶，内弦直接选用空心钢，在空心钢的两侧相对设置滑道，将动滑轮安装在空心钢内，方形框上端开口的两端通过滑道后与动滑轮两侧的中心点连接，当传动绳拉动横杆时，动滑轮在空心钢内滑动实现保温被的开启或关闭。

将大棚钢架轨道设置呈弧形，有利于动滑轮8在轨道5上的滑动，便于保温被4的开启关闭。大棚横跨面积较大，多个轨道的设置有利于保温被在开启或关闭的过程中保持滑动的一致性，避免保温被在开启关闭的滑动过程中出现扭曲变形的问题，传统的外保温形式的大棚，在保温层开启关闭的过程中，容易造成保温层的倾斜进而造成大棚有的部分没有保温层的覆盖，严重后果会造成大棚内局部温度的不一致。

其中，保温被4为折叠型保温被。大棚内部空间有限，当开启大棚进光时，保温被通过多个褶皱折叠在一起，能够减少其在大棚内部所占据的空间，避免造成对大棚内采光的影响。

实际使用过程中，合上空气开关13开启该执行装置，所有温度传感器10处于工作状态，通过采集大棚内的温度数据将其传输到空压控制器9，空压控制器9根据预设程序的目标温度值M℃进行判断，当接受到的温度值≥M℃时，空压控制器9向交流接触器14下达开启指令，交流接触器14接收到开启指令后控制电动机1运行从而将大棚内保温被打开；当空压控制器9接受到的温度值≤M℃时，空压控制器9向交流接触器14下达关闭指令，交流接触器14接收到关闭指令后控制电动机1运行从而将大棚内保温被关闭。

在电动机1转动带动传动轴3运行过程中，电动机1的输出轴通过联轴器与传动轴3固定连接，电动机1带动传动轴3转动，传动轴3的转动过程中不断缠绕传动绳7，传动绳7拉动保温被4末端的横杆2带动保温被4上的动滑轮沿轨道向下滑动，实现保温被4关闭大棚；当电动机1反向转动时，传动轴3的转动过程中不断缠绕传动绳7，传动绳7的另一端拉动横杆2向上移动不断折叠起保温被4，保温被4边折叠边上移的过程中顺势带动动滑轮向上滑动，实现保温被4打开大棚。

实施例2：

本发明提供的一种新型保温形式的大棚，结构如实施例1所述，其不同之处在于，大棚钢架轨道包括66个平行设置的轨道5，相邻轨道5的间距为1.5米，每个轨道5上均设置10相同规格的动滑轮8。每个轨道5的下方可设置有两根独立的传动绳7，其中一根传动绳的一端固定连接在横杆2上，另一端绕过定滑轮6逆时针缠绕传动轴7后固定设置在传动轴7上；其中另一根传动绳的一端固定连接在横杆2上，另一端顺时针缠绕传动轴7后固定设置在传动轴7上。

实施例3：

本发明提供的一种大棚内保温系统的工作方法,包括如下步骤，

(1)将五个温度传感器分别设置在大棚内东、西、南、北、中五个方位处，所有温度传感器均与空压控制器连接；

(2)打开空气开关，启动内保温系统，五个方位处的温度传感器将实时采集到的温度值传输给空压控制器，空压控制器对接收到的温度值进行数据分析处理计算出大棚内的平均温度值；

(3)将步骤(2)中得到的平均温度值与空压控制器预先设定的阈值进行判断，当大棚内的平均温度值大于阈值时，空压控制器向交流接触器下达开启命令，交流接触器控制电动机转动实现保温被的打开；当大棚内的平均温度值小于阈值时，空压控制器向交流接触器下达关闭命令，交流接触器控制电动机转动实现保温被的关闭。

在该套系统运行过程中，大棚内的平均温度值，根据五个方位处温度传感器实时采集到的温度值进行加和求平均数得到。针对不同的作物对生产环境所需的适宜的温度范围不同，空压控制器可调整预先设定的阈值，整个系统运行过程无需任何人员的操作，大大解放了人力物力，节省了人力资源，实现了信息化控制的自动化运作的内保温系统。

Claims (7)

1.一种大棚内保温系统，包括大棚本体，在所述大棚本体的内部设置有大棚钢架轨道、保温被和信息控制装置；

所述大棚钢架轨道的外型设置呈弧形，在所述大棚钢架轨道的顶端设置有传动轴，在所述大棚钢架轨道的底端设置有定滑轮，在所述大棚钢架轨道上设置有多个动滑轮，所述动滑轮与保温被固定连接，所述保温被的末端贯穿设置一横杆；在所述大棚钢架轨道的下方设置有传动绳，所述传动绳的一端与横杆固定连接，所述传动绳的另一端绕过定滑轮缠绕传动轴后与横杆固定连接，所述传动轴的一端固定连接有电动机，所述电动机驱动传动轴转动，当传动轴转动卷起传动绳时，传动绳拉动横杆实现保温被的开启或关闭；

所述信息控制装置包括多个温度传感器和集成控制柜，所述集成控制柜包括显示控制一体化的空压控制器、交流接触器、24V开关电源和空气开关，所述温度传感器与所述的空压控制器连接，所述交流接触器分别与空压控制器和24V开关电源连接，所述24V开关电源还与空气开关连接，所述交流接触器与电动机连接；

所述大棚钢架轨道包括多个平行设置的轨道，所述轨道包括两侧相对设有滑道的空心钢，所述动滑轮设置在所述的空心钢内；

所述动滑轮通过悬挂装置与保温被连接，所述悬挂装置包括连接体和挂钩，所述连接体的外型设置呈方形框，所述方形框上端开口，所述方形框下端固定连接挂钩，所述动滑轮的两侧位于开口内并与方形框连接；所述保温被上设置有圆环，所述挂钩贯穿圆环用以悬吊保温被；所述保温被为折叠型保温被；

相邻轨道之间的间距为1.5-2米，每个轨道上均设置有相同数量的动滑轮。

2.如权利要求1所述的大棚内保温系统，其特征在于，每个轨道的下方设置有两根传动绳，其中一根传动绳的一端固定连接在横杆上，另一端绕过定滑轮逆时针缠绕传动轴后固定设置在传动轴上；其中另一根传动绳的一端固定连接在横杆上，另一端顺时针缠绕传动轴后固定设置在传动轴上。

3.如权利要求1所述的大棚内保温系统，其特征在于，所述电动机的输出轴通过联轴器与传动轴固定连接，或电动机的输出轴通过齿轮啮合的方式与传动轴连接，或电动机的输出轴通过皮带传动方式与传动轴连接。

4.如权利要求1所述的大棚内保温系统，其特征在于，所述空压控制器的型号为MAM-680的控制器；所述集成控制柜内还包括接线端子，所述接线端子分别连接交流接触器和电动机。

5.一种如权利要求1至4任一项所述的大棚内保温系统的工作方法,包括如下步骤，

(1)在所述大棚内均匀分布设置多个温度传感器，所有温度传感器均与空压控制器连接；

(2) 打开空气开关，启动内保温系统，所有的温度传感器将实时采集到的温度值传输给空压控制器，空压控制器对接收到的温度值进行数据分析处理计算出大棚内的平均温度值；

(3)将步骤（2）中得到的平均温度值与空压控制器预先设定的阈值进行判断，当大棚内的平均温度值大于阈值时，空压控制器向交流接触器下达开启命令，交流接触器控制电动机转动实现保温被的打开；当大棚内的平均温度值小于阈值时，空压控制器向交流接触器下达关闭命令，交流接触器控制电动机转动实现保温被的关闭。

6.如权利要求5所述的大棚内保温系统的工作方法，其特征在于，所述步骤（1）中，将五个温度传感器分别设置在大棚内东、西、南、北、中五个方位处。

7.如权利要求5所述的大棚内保温系统的工作方法，其特征在于，所述步骤（2）中，大棚内的平均温度值，是根据所有温度传感器实时采集到的温度值进行加和求平均数得到；所述步骤（3）中，空压控制器预先设定的阈值，是根据大棚内不同作物生长环境适宜的温度范围进行设定。