CN107396777A - 一种用于立体栽培的集蓄热系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了属于农业栽培的集蓄热技术领域的一种用于立体栽培的集蓄热系统；该系统由栽培支架、栽培管道、栽培管道卡槽、进水管、滴灌管和回水管组成；将工程措施与作物栽培有机结合进行环境调控，通过立体栽培装置栽培管道中的营养液、基质来收集、贮存白昼室内富余的太阳热能，用于夜间向植物的根圈和冠层等生长区域提供适宜的热量满足植物对温度的需求，来提高大棚和温室对太阳能的利用效率，解决温室寒冷季节夜间低温影响作物产量的和品质问题。本发明结构简单、成本低、操作简便，运行效果好，具有节能、实用的特点。

Description

一种用于立体栽培的集蓄热系统
技术领域
本发明属于农业栽培的集蓄热技术领域，特别涉及一种用于立体栽培的集蓄热系统。
背景技术
目前，日光温室和大棚冬季夜间温度过低是影响蔬菜越冬生产的主要问题。前人对此作了许多研究，主要以提高日光温室的后墙蓄热能力为主，小部分以空气和土壤为介质蓄热，而对于大棚的蓄热研究仍较少。
其中，沈阳农业大学园艺学院开发的“太阳能水循环系统”和中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所开发的“水幕帘系统”较为成功，通过在日光温室后墙设置相应的集热装置，以水作为循环介质，有效提高后墙的蓄热能力。这些装置蓄热效果较好，但由于安装位置的空间局限性，增温效果有限，增温不均匀，使得有限的蓄积热量不能高效地用于作物生长。并且该装置只适用于有后墙的日光温室，基本不能用于塑料大棚中，应用具有一定的局限性。
此外，以空气和土壤进行蓄热的装置，有“太阳能空气集热器”和“空气-地中热交换系统”等，但空气和土壤的比热容远小于水，其导热和蓄热能力均有限。
综上，前人设计的现有系统普遍存在的问题是：适用范围过窄。本发明提供的一种立体栽培集蓄热系统，通过立体栽培装置管道中的营养液、基质等进行集热、蓄热，夜间对作物的生长区域如根圈和冠层进行有效增温；可同时适用于大棚和温室。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于立体栽培的集蓄热系统，其特征在于，所述立体栽培的集热蓄热系统由栽培支架1、栽培管道2、栽培管道卡槽3、进水管4、滴灌管5和回水管6组成；其中，多个栽培管道卡槽3固接在栽培支架1的两侧，栽培管道2布置在栽培管道卡槽3中，进水管4和栽培管道2的一侧的上端相连；栽培管道2的底部还设有回水管6，使灌溉过程中多余的水肥通过回水管6流回栽培营养液池中。
所述栽培管道2在采用基质栽培方式时，其上布置有滴灌管5，为种植在基质中的作物滴灌营养液；如果采用营养液栽培，则不铺设滴灌管5。
所述栽培支架1为“A”字型栽培架，单侧设置个栽培槽，放置在日光温室或大棚中。
所述栽培管道2在水培时承装栽培植物的营养液；或基质栽培时承装固体基质；栽培管道2既有承装作用，又具有集热、蓄热功能。
所述一种体栽培集蓄热系统中管路采用PVC或PE管制作。
一种立体栽培集热蓄热系统在日光温室中的应用，包括如下步骤：
a.将立体栽培集热蓄热系统放置在日光温室中，栽培架的长边应与东西走向的后墙垂直放置；应用在大棚中时，栽培架长边应沿正南北方向放置；通过立体栽培装置管道的营养液和基质进行收集、贮存白昼室内富余的太阳热能，用于夜间向植物的根圈和冠层提供适宜的温度，能充分提高太阳能的利用效率，解决温室寒冷季节夜间低温影响作物产量和品质的问题。
b.栽培管道中填充固体基质或营养液，进行无土栽培；在基质栽培方式时，要求基质具有较强的持水能力并能贮存较大量的水；在营养液栽培方式要求栽培管道具有较大的直径；其中，利用营养液进行无土栽培时，系统无需滴灌管4；
c.栽培管道适宜栽培叶菜类蔬菜或者矮化的作物；
d.该系统适用于每年自11月至翌年3月，(根据温室所处地理位置、气候条件以及当年的实际状况调整)。
本发明的有益效果在于：与现有技术相比，本发明的立体栽培集蓄热系统通过立体栽培装置管道的营养液和基质进行收集、贮存白昼室内富余的太阳热能，用于夜间向植物的根圈和冠层提供适宜的温度，能充分提高太阳能的利用效率，解决温室寒冷季节夜间低温影响作物产量和品质的问题。本发明对农业工程领域中环境调控技术的推广与普及具有重要意义。本发明结构简单、成本低、操作简便，运行效果好，具有节能、实用的特点。
附图说明
图1是立体栽培集蓄热系统的正视图；
图2是图1的侧视图；
图3是立体栽培集蓄热系统应用于日光温室或大棚的示意图。
具体实施方式
本发明提供一种用于立体栽培的集蓄热系统该系统，将工程措施与作物栽培相结合进行环境调控，通过立体栽培装置管道中的营养液和基质进行收集、贮存白昼室内富余的太阳热能，用于夜间向植物的根圈和冠层等生长区域提供适宜的热量满足植物对温度的需求，来提高大棚和温室对太阳能的利用效率，解决温室寒冷季节夜间低温影响作物产量的和品质问题。下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
图1是立体栽培集蓄热系统的正视图；图2是图1的侧视图；图3是立体栽培集蓄热系统应用于日光温室或大棚的示意图。
如图1所示，多个栽培管道卡槽3固接在“A”字型栽培支架1的两侧，一般单侧为个栽培槽，放置在日光温室或大棚中。栽培管道2布置在栽培管道卡槽3中，进水管4和栽培管道2的一侧的上端相连；栽培管道2的底部还设有回水管6，如果采用基质栽培，在栽培管道2中的基质上铺设滴灌管5，如果采用营养液栽培，则不铺设滴灌管5；栽培管道2的底部还设有回水管6，灌溉过程中多余的水肥通过回水管6流回栽培营养液池中。
如图2所示，栽培管道2内一般种植叶菜类，如生菜，或者矮化的番茄、青椒和辣椒。采用基质栽培时，基质上铺设滴灌管5，基质要求持水能力强、含水量高，一般在左右；栽培管道2底部设回水管6，多余的水肥通过回水管6回流到栽培液池中。
如图3所示，一种立体栽培集热蓄热系统应用在日光温室中，栽培架的长边应与东西走向的后墙垂直放置；应用在大棚中，栽培架长边应沿正南北方向放置。
所述一种立体栽培集蓄热系统中，栽培管道2均为PVC管道，管道的直径尺寸为φ160cm、φ180cm或者φ200cm。
通常，栽培架1与后墙距离为宜。大棚中光照情况良好，本系统布置在在日光温室或大棚中，充分利用了温室中白昼富余的太阳辐射，用于夜间作物生长区域附近补温，通常在寒冷季节可提高夜间温度3℃左右。本系统主要在每年11月至翌年4月运行。
本发明的一种立体栽培集蓄热系统的使用方法，包括如下步骤：
a.一种立体栽培集热蓄热系统应用在日光温室中时，栽培架长边应与东西走向的后墙垂直放置；应用在大棚中时，栽培架长边应沿正南北方向放置；相邻的两个栽培架之间间隔距离为同侧两个栽培管道之间间隔距离为
b.栽培管道可填充固体基质或营养液进行无土栽培，基质要求持水能力强、含水量高，一般在左右；营养液栽培则需要栽培管道具有较大的直径，以贮存大量的营养液；其中，利用营养液进行无土栽培时，系统无需滴灌管4；
c.栽培管道适宜栽培叶菜类植物或者矮化品种；
d.该系统适用于每年自11月至翌年3月(根据温室所处地理位置、气候条件以及当年的实际状况调整)。

Claims (6)

1.一种用于立体栽培的集蓄热系统，其特征在于，所述立体栽培的集热蓄热系统由栽培支架(1)、栽培管道(2)、栽培管道卡槽(3)、进水管(4)、滴灌管(5)和回水管(6)组成；其中，多个栽培管道卡槽(3)固接在栽培支架(1)的两侧，栽培管道(2)布置在栽培管道卡槽(3)中，进水管(4)和栽培管道(2)的一侧的上端相连；栽培管道(2)的底部还设有回水管(6)，使灌溉过程中多余的水肥通过回水管6流回栽培营养液池中。
2.根据权利要求1所述用于立体栽培的集蓄热系统，其特征在于，所述栽培管道(2)在采用基质栽培方式时，其上布置有滴灌管(5)，为种植在基质中的作物滴灌营养液；如果采用营养液栽培，则不铺设滴灌管(5)。
3.根据权利要求1所述用于立体栽培的集蓄热系统，其特征在于，所述栽培支架1为“A”字型栽培架，单侧设置个栽培槽，放置在日光温室或大棚中。
4.根据权利要求1所述用于立体栽培的集蓄热系统，其特征在于，所述栽培管道2在水培时承装栽培植物的营养液；或基质栽培时承装固体基质；栽培管道2既有承装作用，又具有集热、蓄热功能。
5.根据权利要求1所述用于立体栽培的集蓄热系统，其特征在于，所述一种体栽培集蓄热系统中管路采用PVC或PE管制作。
6.一种权利要求1所述的立体栽培集热蓄热系统在日光温室或大棚中的应用，包括如下步骤：
a.将立体栽培集热蓄热系统放置在日光温室中，栽培架的长边应与东西走向的后墙垂直放置；应用在大棚中时，栽培架长边应沿正南北方向放置；通过立体栽培装置管道的营养液和基质进行收集、贮存白昼室内富余的太阳热能，用于夜间向植物的根圈和冠层提供适宜的温度，能充分提高太阳能的利用效率，解决温室寒冷季节夜间低温影响作物产量和品质的问题。
b.栽培管道中填充固体基质或营养液，进行无土栽培；在基质栽培方式时，要求基质具有较强的持水能力并能贮存较大量的水；在营养液栽培方式要求栽培管道具有较大的直径；其中，利用营养液进行无土栽培时，系统无需滴灌管(5)；
c.栽培管道适宜栽培叶菜类蔬菜或者矮化的作物；
d.该系统适用于每年自11月至翌年3月，根据温室所处地理位置、气候条件以及当年的实际状况调整。
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