CN105155616B - 一种节能型温室水循环系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节能型温室水循环系统，包括：温室，温室下方具有地下空间，温室内设有用水单元，所述温室包括安装在地基上的立柱、侧墙以及顶棚，所述温室整体上为环形；在立柱顶部架设有辐射分布的多根斜梁，所述顶棚铺设在斜梁上，且顶棚的外缘延伸出外墙；雨水收集装置，安装在顶棚的外缘下方；水处理系统，设置在地下空间内，用于接收来自雨水收集装置的出水并向用水单元供水，所述水处理系统为集束式A²O水处理装置，包括多个管状A²O处理单元，各A²O处理单元通过管路可切换串并联。本发明的节能型温室水循环系统，可以对顶棚的雨水进行收集、净化处理和利用，节约能源的同时，可以防止内涝。

Description

一种节能型温室水循环系统

技术领域

本发明涉及一种温室技术领域，尤其涉及一种节能型温室水循环系统。

背景技术

温室，又称暖房，是一种能透光、保温(或加温)，用来栽培植物的设施。在不适宜植物生长的季节，温室能提供生育期和增加产量，多用于低温季节喜温蔬菜、花卉、林木等植物的栽培或育苗等。

温室性能指标以透光性、保温性以及耐久性来衡量，温室是采光建筑，温室的透光率是指透进温室内的光照量与室外光照量的百分比。温室透光率受温室透光覆盖材料透光性能和温室骨架阴影率的影响，而且随着不同季节太阳辐射角度的不同，温室的透光率也在随时变化。温室透光率的高低是作物生长和选择种植作物品种的直接影响因素。通常情况下，连栋塑料温室的透光率在50％～60％，玻璃温室的透光率在60％～70％，日光温室的透光率可达到70％以上。

温室用水量大。地球上的水，尽管数量巨大，而能直接被人们生产和生活利用的，却非常有限。中国目前有16个省(区、市)人均水资源量(不包括过境水)低于严重缺水线，有6个省、区(宁夏、河北、山东、河南、山西、江苏)人均水资源量低于500m³。随着人口膨胀与工农业生产规模的迅速扩大，水资源短缺的情况更加严重。同时，强降水或连续性降水一旦超过排水能力，就会导致积水灾害的现象。比如严重内涝等现象。

缓解水资源短缺的途径之一就是要水资源循环利用。A²O水处理工艺又称AAO法，是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic第一个字母的简称(厌氧-缺氧-好氧法)，是一种常用的二级污水处理工艺，可用于二级污水处理或三级污水处理，具有良好的脱氮除磷效果。

现有技术中，温室用于栽培植物，其用水多来自于地下水，对水资源不能循环利用。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种节能型温室水循环系统，对温室的用水系统进行优化，实现对水资源的充分循环利用。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种节能型温室水循环系统，包括：

温室，温室下方具有地下空间，温室内设有用水单元，所述温室包括安装在地基上的立柱、侧墙以及顶棚，所述温室整体上为环形，中心区域为顶部开放的通风井，所述立柱为环绕通风井分布的内外两组，内环为高立柱，外环为低立柱，所述侧墙包括与高立柱位置相应的内墙，以及与低立柱位置相应的外墙；在立柱顶部架设有辐射分布的多根斜梁，所述顶棚铺设在斜梁上，且顶棚的外缘延伸出外墙；

雨水收集装置，安装在顶棚的外缘下方；

水处理系统，设置在地下空间内，用于接收来自雨水收集装置的出水并向用水单元供水，所述水处理系统为集束式A²O水处理装置，包括多个管状A²O处理单元，各A²O处理单元通过管路可切换串并联。

温室采用环形结构，雨水收集装置收集温室顶棚上滑下的雨水，收集的雨水经水处理系统净化处理后可供应与用水单元，使水资源得到充分的利用。用水单元可以为温室内的灌溉单元，也可以为供工作人员使用的生活设施，例如：洗脸池、淋浴室等。

所述集束式A²O水处理装置，是指将多个管状A²O处理单元捆扎成一束。这样可以节省空间，便于安装和转移。

作为优选，各A²O处理单元设有进水口和出水口，各进水口分别通过并联管路与雨水收集装置连接，各出水口之间汇集；以水流方向而言，上一A²O处理单元的出水口与下一A²O处理单元的进水口之间连接有串联管路。

作为优选，各A²O处理单元的出水口处设有水质检测器。

通过水质检测器检测A²O处理单元的出水水质，若出水水质能达到预定的标准，则关闭各串联管路上的阀门，各A²O处理单元之间以并联方式连接；若水质检测器检测到A²O处理单元的出水水质未能达到预定的标准，则关闭首个A²O处理单元之后各A²O处理单元的并联管路上的阀门，各A²O处理单元之间以串联方式连接，可形成多级处理系统，使最终的出水水质达标。

作为优选，各进水口、出水口处均设有过滤室，过滤室内装有过滤进水或出水的过滤袋，各过滤室设有用于清理过滤物的开口。

过滤室的设置可对A²O处理单元的进水和出水进行粗滤掉，除去其中体积较大的杂质，滤出的杂质可以从过滤室的开口处取出，另作处理。这样既可以减轻水处理系统的负荷，又能保证其出水水质。

降雨时，雨水收集装置收集温室顶棚的雨水，然后雨水进入水处理系统进行净化处理，根据雨水的洁净度、A²O处理单元的处理能力、用水单元的要求等情况，对各A²O处理单元切换串并联，以得到符合要求的水。这样可以针对不同条件灵活应用A²O水处理单元，避免浪费时间和设备，提高净化效率。

作为优选，所述雨水收集装置包括安装在顶棚的外缘下方的檐沟以及位于檐沟出水口下方的雨水斗，雨水斗连接有与水处理系统相通的第一送水管路；所述檐沟倾斜设置，檐沟出水口位于低位端，檐沟底部为带有多个透水孔的排水区；排水区上滑动配合有用于封闭或开放透水孔的挡板；檐沟外部安装有用于驱动挡板的电动推杆。

檐沟倾斜设置，檐沟出水口位于低位端，可以提高雨水收集的效率。檐沟可以为PVC、铁皮等材质。就檐沟本身而言，可以采用现有技术。在未降雨的状态下，所述挡板处于开放透水孔的位置；降雨初期，电动推杆不工作，将水质较差的雨水经由透水孔弃流；弃流结束后，电动推杆驱动挡板，封闭透水孔，雨水沿着檐沟流入雨水斗进行收集，雨水斗与水处理系统通过第一送水管路连接，对雨水斗收集的雨水进行进一步处理后供应于用水单元。

作为优选，在温室的外围环布有生态水池，生态水池设有与水处理系统相通的第二送水管路。进一步优选，所述生态水池包括依次环布在温室外围的用于种植水生植物的培养池以及用于蓄水的沉淀池，其中，培养池被遮蔽在顶棚正下方，沉淀池的一部分位于顶棚正下方，其余部分开放用以承接雨水；在沉淀池和培养池之间设有溢流堰，在温室内铺设有灌溉管路，在培养池底部设有与灌溉管路连接的潜水泵，培养池底部与水处理系统通过第二送水管路连接。

沉淀池可进一步收集雨水及檐沟弃流的雨水。雨水落入沉淀池中，在沉淀池中进行沉降，去除杂质，当沉淀池中的水量足够多时，通过溢流堰进入培养池中，供给培养池中的水生动植物所需，将培养池中的水经培养池底部的潜水泵输送至灌溉管路中，进行温室中其余作物的灌溉。

所述沉淀池的深度应较深，以防止雨水冲击，将底部的沉积物翻起，使沉淀池中的水浑浊，沉淀池中的沉积物应及时清理，防止沉淀池的雨水承接能力变弱。

培养池与水处理系统之间设有第二送水管路，当培养池中的水过多时，通过第二送水管路向水处理系统供水，如果培养池中的水量较少，可以在灌溉管路中设置利用自来水供水的支路，通过自来水补给灌溉用水。

作为优选，所述水处理系统与雨水收集装置、生态水池之间还设有初滤装置。

初滤装置可以对水处理系统的进水进行初步的过滤和净化，提高进水的洁净度，减轻水处理系统的负担，提高净化效率。

作为优选，所述初滤装置包括相互连通的处理室和臭氧发生器，所述处理室内设有用于盛装雨水的内桶，内桶侧壁为能够折叠的波纹结构，内桶桶底为固定有过滤膜的环形支撑框，处理室中位于过滤膜下方为与臭氧发生器连通的净水腔，净水腔中设有驱动内桶桶底升降的形变气囊，该形变气囊设有延伸至处理室外部的气源接头。

能够折叠的内桶侧壁在形变气囊的帮助下能够改变容积，在处理室不变的情况下，让更多雨水经过滤膜进入净水腔。向内桶加入需要净化的雨水后，气源通过接头向形变气囊内部注入气体，形变气囊驱动支撑框和过滤膜开始上升，内桶开始压缩。在上升过程中，雨水经过滤膜完成过滤，进入净水腔与臭氧发生器生成的臭氧混合，完成消毒过程。

作为优选，所述用水单元为淋浴室。进一步优选地，所述淋浴室包括固定支架，还包括与固定支架转动连接的淋浴管，所述淋浴管竖立设置且其管壁上开设有喷水孔，所述淋浴管由高至低至少分为两段相互独立的子淋浴管，各子淋浴管分别设有与水处理系统连接的进水入口。

淋浴室使用频率高、用水量大，可以及时消耗净化后的雨水，以避免蓄水过多而无法继续收集利用雨水。淋浴管竖立设置，在高度方向上，喷水孔的分布范围为一般人体的高度，这样就能使得使用者身体上下都能直接接受水流的冲洗，淋浴管由高至低分为若干段子淋浴管，可根据使用者的身高不同，控制不同的子淋浴管喷水以适应使用者的身高，达到节水的目的；淋浴管可以转动，可转动淋浴管调节其喷水方向，方便使用者的使用。

淋浴废水可以收集起来，经水处理系统净化处理后循环利用。

作为优选，所述A²O处理装置为微动力装置。

微动力装置消耗很低的电量即可以带动A²O处理装置正常运转，节约能源。

进一步优选地，所述顶棚上铺设有太阳能玻璃。

太阳能玻璃产生的电能，可以为微动力装置及其他用电装置提供足够的电能。光伏建筑一体化可以节约空间和能源。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明的节能型温室水循环系统，可以对顶棚的雨水进行收集、净化处理和利用，节约能源的同时，可以防止内涝。

附图说明

图1为本发明节能型温室水循环系统的俯视图；

图2为图1中A-A向视图；

图3为雨水收集装置的结构示意图；

图4为本发明的A²O水处理单元的连接方式示意图；

图5为本发明的A²O水处理单元的结构示意图；

图6为本发明的淋浴室的结构示意图。

上述附图中：

1、顶棚；2、雨水收集装置；21、檐沟；22、雨水斗；23、挡板；24、电动推杆；25、水箱；3、第一送水管路；4、初滤装置；5、水处理系统；51、A²O处理单元；511、第一A²O处理单元；512、第二A²O处理单元；513、第三A²O处理单元；52、进水口；53、出水口；54、过滤室；55、过滤袋；56、过滤室上盖；57、并联管路；58、串联管路；59、水质检测器；6、净水池；7、淋浴室；71、固定支架；72、子淋浴管；73、喷水孔；74、把手；75、内丝接头；76、电磁阀；77、红外感应器；8、沉淀池；9、培养池；10、第二送水管路；11、灌溉管路；12、太阳能玻璃；13、斜梁；14、通风井；15、连接桥。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。

如图1、图2所示，温室整体上为环形，中心区域为顶部开放的通风井14，围绕通风井14环布有高立柱和低立柱，设有与高立柱位置相应的内墙，以及与低立柱位置相应的外墙，高立柱和低立柱的上方架设有斜梁13，斜梁13呈辐射状分布，斜梁13上铺设有顶棚1，顶棚1的外缘延伸出外墙。在顶棚1较低侧的外缘下方安装有雨水收集装置2，用于收集从倾斜顶棚1上滑落的雨水。

如图3所示，雨水收集装置2包括檐沟21以及位于檐沟21出水口53下方的雨水斗22，檐沟21通过托架固定安装于顶棚1的外缘下方，檐沟21倾斜设置，檐沟21出水口位于低位端，檐沟21底部为带有多个透水孔的排水区；排水区上通过滑槽贴合有用于封闭或开放透水孔的挡板23，挡板23上设有与透水孔排布方式、形状、尺寸相同的过水孔；檐沟21外部安装有用于驱动挡板23的电动推杆24，电动推杆24外设有防水罩；雨水收集装置2还包括水箱25，水箱25内设有向电动推杆24发出驱动信号的液位传感器，水箱25下部设有接水口，上部设有位于檐沟21内的溢出口。

降雨初期，水箱25内的液面达到预定深度前，液位传感器不发出驱动信号，挡板23位置不变，雨水由经过水孔和透水孔进行弃流；水箱25内的雨量累积达到预定深度后，液位传感器向电动推杆24发出驱动信号，电动推杆24推动挡板23沿着滑槽滑动，封闭透水孔，雨水沿着檐沟21流入雨水斗22。

雨水斗22通过第一送水管路3与初滤装置4的入水口连通，将雨水斗22收集的雨水经初滤装置4初步过滤。初滤装置4包括相互连通的处理室和臭氧发生器，处理室内设有用于盛装雨水的内桶，内桶侧壁为能够折叠的波纹结构，内桶桶底为固定有过滤膜的环形支撑框，处理室中位于过滤膜下方为与臭氧发生器连通的净水腔，净水腔中设有驱动内桶桶底升降的形变气囊，该形变气囊设有延伸至处理室外部的气源接头。雨水流进内桶后，气源通过接头向形变气囊内部注入气体，形变气囊驱动支撑框和过滤膜开始上升，内桶开始压缩。在上升过程中，雨水经过滤膜完成过滤，进入净水腔与臭氧发生器生成的臭氧混合，完成过滤消毒过程。

如图2所示，温室外部还设有沉淀池8和培养池9，沉淀池8位于檐沟21的下方，用于承接檐沟21溢出的雨水或弃流的雨水。在沉淀池8和低立柱之间还设有培养池9，在沉淀池8和培养池9之间设有溢流堰，在温室内铺设有灌溉管路11，在培养池9底部设有与灌溉管路11连接的潜水泵，潜水泵还通过第二送水管路10与初滤装置4的入水口相连通。

沉淀池8以及培养池9上方架设有用于进入温室的连接桥15。

初滤装置4的排水口与水处理系统5相连。水处理系统5为集束式A²O水处理装置，包括多个管状A²O处理单元51。如图4所示，本实施例的A²O水处理装置包括第一A2O处理单元511、第二A2O处理单元512、第三A2O处理单元513，各A²O处理单元51设有进水口52和出水口53，各进水口52分别通过管道与初滤装置4的出水管相连通，各出水口53之间通过管道汇集成出水总管，这样就形成了并联管路57；第一A2O处理单元511的出水口53与第二A2O处理单元512的进水口52之间、第二A2O处理单元512的出水口53与第三A2O处理单元513的进水口52之间通过管道连接，形成串联管路58。各A²O处理单元51的出水口53处都设有水质检测器59，通过水质检测器59检测A²O处理单元51的出水水质，若出水水质能达到预定的标准，则关闭各串联管路58上的阀门，各A²O处理单元51之间以并联方式连接，提高处理效率；若水质检测器59检测到A²O处理单元51的出水水质未能达到预定的标准，则关闭第二A2O处理单元512、第三A2O处理单元513的并联管路57上的阀门，各A²O处理单元51之间以串联方式连接，可形成多级处理系统，使最终的出水水质达标。

如图5所示，本实施例的各A²O处理单元51的进水口52、出水口53处均设有过滤室54，过滤室54内装有过滤进水或出水的过滤袋55，各过滤室54设有用于清理过滤物的开口，开口处安装有用于密封开口的过滤室上盖56。过滤室54的设置可对A²O处理单元51的进水和出水进行粗滤，除去其中体积较大的杂质，滤出的杂质可以从过滤室54的开口处取出，另作处理。这样既可以减轻水处理系统5的负荷，又能保证其出水水质。

水处理系统5的出水排入净水池6，当用水单元需要用水时，开启净水池6内的水泵，可向用水单元供水。

本实施例的用水单元为淋浴室7。如图6所示，淋浴室7内通过固定支架71安装有竖立设置的淋浴管，淋浴管的一侧管壁上开设有喷水孔73，在高度方向上，喷水孔73的分布范围为一般人体的高度，这样就能使得使用者身体上下都能直接接受水流的冲洗。淋浴管与支架之间转动连接，可转动淋浴管调节其喷水方向，方便使用者的使用，为了方便转动淋浴管，在淋浴管的管壁上安装有把手74。

各个淋浴管由高至低分为3个相互独立的子淋浴管72，各个子淋浴管72的两端封闭，并通过软管与水源相连。在各淋浴管中，处于同于高度的子淋浴管72由同一个电磁阀76控制，同时在侧壁上由高至低设置3个红外感应器77，各个红外感应器77分别控制相应高度的电磁阀76。红外感应器77的感应范围应与淋浴管的喷水范围相一致，当使用者进入红外感应器77的感应范围内时，红外感应器77打开电磁阀76，淋浴管喷水；当使用者离开红外感应器77的感应范围时，红外感应器77控制电磁阀76关闭；不同身高的使用者可使不同高度的红外感应器77感应到信号，控制相应高度的电磁阀76打开，这样使用本淋浴装置时，只会打开与使用者身体相对应的子淋浴管72，而超出使用者身高的子淋浴管72仍处于关闭状态，可节约水资源。

为了方便淋浴管的安装与拆卸，两相邻子淋浴管72之间通过内丝接头75连接。

如图2所示，顶棚1上铺设太阳能玻璃12，用于向水处理系统5内的微动力装置、各水泵等用电设备供电。

Claims (8)

1.一种节能型温室水循环系统，其特征在于，包括：

温室，温室下方具有地下空间，温室内设有用水单元，所述温室包括安装在地基上的立柱、侧墙以及顶棚，所述温室整体上为环形，中心区域为顶部开放的通风井，所述立柱为环绕通风井分布的内外两组，内环为高立柱，外环为低立柱，所述侧墙包括与高立柱位置相应的内墙，以及与低立柱位置相应的外墙；在立柱顶部架设有辐射分布的多根斜梁，所述顶棚铺设在斜梁上，且顶棚的外缘延伸出外墙；

雨水收集装置，安装在顶棚的外缘下方；

水处理系统，设置在地下空间内，用于接收来自雨水收集装置的出水并向用水单元供水，所述水处理系统为集束式A²O水处理装置，包括多个管状A²O处理单元，各A²O处理单元通过管路可切换串并联；

在温室的外围环布有生态水池，生态水池设有与水处理系统相通的第二送水管路；

所述生态水池包括依次环布在温室外围的用于种植水生植物的培养池以及用于蓄水的沉淀池，其中，培养池被遮蔽在顶棚正下方，沉淀池的一部分位于顶棚正下方，其余部分开放用以承接雨水；在沉淀池和培养池之间设有溢流堰，在温室内铺设有灌溉管路，在培养池底部设有与灌溉管路连接的潜水泵，培养池底部与水处理系统通过第二送水管路连接。

2.根据权利要求1所述的节能型温室水循环系统，其特征在于，所述雨水收集装置包括安装在顶棚的外缘下方的檐沟以及位于檐沟出水口下方的雨水斗，雨水斗连接有与水处理系统相通的第一送水管路；所述檐沟倾斜设置，檐沟出水口位于低位端，檐沟底部为带有多个透水孔的排水区；排水区上滑动配合有用于封闭或开放透水孔的挡板；檐沟外部安装有用于驱动挡板的电动推杆。

3.根据权利要求1所述的节能型温室水循环系统，其特征在于，所述水处理系统与雨水收集装置、生态水池之间还设有初滤装置。

4.根据权利要求3所述的节能型温室水循环系统，其特征在于，所述初滤装置包括相互连通的处理室和臭氧发生器，所述处理室内设有用于盛装雨水的内桶，内桶侧壁为能够折叠的波纹结构，内桶桶底为固定有过滤膜的环形支撑框，处理室中位于过滤膜下方为与臭氧发生器连通的净水腔，净水腔中设有驱动内桶桶底升降的形变气囊，该形变气囊设有延伸至处理室外部的气源接头。

5.根据权利要求1所述的节能型温室水循环系统，其特征在于，所述用水单元为淋浴室。

6.根据权利要求5所述的节能型温室水循环系统，其特征在于，所述淋浴室包括固定支架，还包括与固定支架转动连接的淋浴管，所述淋浴管竖立设置且其管壁上开设有喷水孔，所述淋浴管由高至低至少分为两段相互独立的子淋浴管，各子淋浴管分别设有与水处理系统连接的进水入口。

7.根据权利要求1所述的节能型温室水循环系统，其特征在于，所述A²O处理装置为微动力装置。

8.根据权利要求1所述的节能型温室水循环系统，其特征在于，所述顶棚上铺设有太阳能玻璃。