CN108811971B - 一种智控节能温室大棚 - Google Patents
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Abstract
一种智控节能温室大棚,包括设置在地面上的棚体,其特征在于:棚体包括内层透光壳体和外层透光壳体,还包括地下沟槽,地下沟槽的下半部分流经地下水,地下沟槽的一端与设置在地面上的进气口相连通用于将外部新鲜空气引入到地下沟槽的上半部分,地下沟槽的另一端与内外双层透光壳体的夹层相连通用于将新鲜空气引入到夹层内,外层透光壳体的顶部设有至少一个可开合的烟囱,内层透光壳体的底部设有至少一个可开合的第一风门,内层透光壳体的顶部与烟囱相对应的位置设有至少一个可开合的第二风门。该智控节能温室大棚能善加综合地利用自然资源阳光、水、空气并使其协同作用,从而能节约二次能源并能调控室内环境舒适度。
Description
技术领域
本发明涉及温室大棚技术领域,具体涉及一种智控节能温室大棚。
背景技术
建筑物立于天地之间,它时时刻刻都在与周围的阳光、水、空气等自然要素进行交互。但是,阳光、水、空气对建筑物的影响却是时利时弊的。以温室大棚为例,它一般为单层壳体结构且能透光,从而可以在寒冷的冬季接受阳光的照射而使室内较为温暖,但是在炎热的夏季却会因为太阳的爆晒而使室内温度过高;我们可以在温室大棚上设置通风结构以使空气流动带走室内污浊的空气,但流动的空气同时会带走室内的热量,这尤其在冬季是不希望发生的;相反地,不流动的空气可用于蓄热,但不流动的空气却不利于与室外的新鲜空气进行交换等等。
以上种种矛盾均不能在现有的温室大棚上得到解决,究其原因在于现有的温室大棚未能综合地将上述各种自然要素有利的一面善加利用,也未能抑制其不利的一面,从而无法做到最大限度地利用自然资源并节约二次能源,因此不能达到人与建筑不着痕迹、自然的和谐共存。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:提供一种能善加综合地利用自然资源阳光、水、空气并使其协同作用,从而能节约二次能源并能调控室内环境舒适度的智控节能温室大棚。
本发明的技术解决方案是:一种智控节能温室大棚,包括设置在地面上的棚体,其特征在于:所述棚体包括内层透光壳体和外层透光壳体,还包括地下沟槽,所述地下沟槽的下半部分流经地下水,所述地下沟槽的一端与设置在地面上的进气口相连通用于将外部新鲜空气引入到地下沟槽的上半部分,所述地下沟槽的另一端与内外双层透光壳体的夹层相连通用于将新鲜空气引入到夹层内,所述外层透光壳体的顶部设有至少一个可开合的烟囱,所述内层透光壳体的底部设有至少一个可开合的第一风门,所述内层透光壳体的顶部与烟囱相对应的位置设有至少一个可开合的第二风门。
本发明智控节能温室大棚的工作过程如下:
在炎热的天气,由于土壤的恒温特性,使得地下沟槽内的地下水相比外界温度会低很多,因而从地面进气口进入到地下沟槽上半部分的空气会与地下沟槽下半部分较为凉爽的地下水进行热交换,从而使进入内外双层透光壳体的夹层内的空气变得凉爽湿润,此时将内层透光壳体的第一风门和第二风门打开,同时将外层透光壳体顶部的烟囱打开,就可使夹层内凉爽湿润的空气进入到室内来,并通过烟囱效应加速内部热空气和浑浊空气的流通,从而可以在炎热的天气里仍然可使室内的温度、湿度和通风较为良好适宜;而在寒冷的天气,由于土壤的恒温特性,使得地下沟槽内的地下水相比外界温度会高很多,因而从地面进气口进入到地下沟槽上半部分的空气会与地下沟槽下半部分较为温暖的地下水进行热交换,从而使进入内外双层透光壳体的夹层内的空气变得温暖,此时将第一风门、第二风门和烟囱均关闭,就会在室内形成一个相对封闭的空间,而封闭的空间本身就容易蓄热,再加上夹层的设置又相当于在这个封闭的空间外形成一层蓄热层,从而可使蓄热效果更好,此时若再有阳光照射,其升温和保温效果又进一步显著提高。
采用上述结构后,本发明具有以下优点:
本发明智控节能温室大棚善加综合地利用了自然资源阳光、水和空气有利的一面,并使其协同作用,从而无论是在炎热的天气还是在寒冷的天气,都无需空调,却能达到智能调控室内环境舒适度的作用,并且实现了在有效利用自然资源的同时节约了二次能源。
作为优选,所述第一风门和第二风门上均设置镍钛形状记忆合金传感执行机构用于控制开合。镍钛形状记忆合金传感执行机构可自动感知温度并自动打开和关闭风门,无需外部供电即可实现,实现方式简单且节能降耗。
作为优选,所述内层透光壳体在位于一人高的位置处还设有可开合的第三风门。该设置可在寒冷的天气使经过地下水预热预湿的空气可通过第三风门进入到室内,并从人体头顶吹下,能让人体感觉到更加温暖舒适。
作为优选,所述烟囱的侧面为曲面且口径由下而上渐进缩小。该设置可使进入烟囱的流体流通更顺畅,并且对烟囱的作用力最小,从而不易使烟囱发生摇晃。
作为优选,所述外层透光壳体外围还设有雨水收集沟槽,内外双层透光壳体的夹层之间还设有雾化喷头,所述雾化喷头通过水管与雨水收集沟槽内的水源相连通。该设置可利用雨天收集的雨水作为雾化喷头的水源,在天气炎热的时候,使雾化喷头喷射细密的水雾,细密的水雾在蒸发过程中会吸收大量的热量,从而可进一步为室内降温。
作为优选,所述雾化喷头设置在靠近烟囱所在的位置处。该设置可使雾化喷头喷射的水雾在蒸发时所形成的水蒸气能快速被烟囱带走,从而能加速空气的流通而使降温更加快速。
作为优选,所述内层透光壳体和外层透光壳体为两个同心设置的半球状。采用半球状重心下移,结构稳定,抗震性能好,而且在相同的体积下,球体的表面积最小,因而能够节约耗材。
作为优选,所述内层透光壳体和外层透光壳体均包括框架,所述框架由五边形或六边形框格拼接而成,所述框格内安装透光板。该设置可将框格做成标准件,只要根据半球体尺寸的要求即可选择相应数量的框格进行拼接,不仅安装较为方便,而且适用性更强;并且由数量众多的五边形或六边形框格拼接而成,整体结构也较为稳固,且安装在框格内的透光板由于体积较小、支撑作用较强,也不易发生损坏;除此之外某一框格或透光板发生损坏时,只需更换损坏的部件即可,维修成本更低。
作为优选,所述内层透光壳体和外层透光壳体之间通过交替设置在两个框架之间的三角锥和倒三角锥连接在一起。该设置可使内外双层透光壳体的支撑强度更好、更均匀。
作为优选,所述内层透光壳体和外层透光壳体均为方形。该设置可使内外双层透光壳体结构较为简单,且易于制造。
附图说明:
图1为实施例1中智控节能温室大棚的外部结构示意图;
图2为实施例1中智控节能温室大棚的内部结构示意图;;
图3为实施例2中智控节能温室大棚的外部结构示意图;
图中:1-内层透光壳体,2-外层透光壳体,3-地下沟槽,4-地下水,5-进气口,6-夹层,7-烟囱,8-第一风门,9-第二风门,10-镍钛形状记忆合金传感执行机构,11-第三风门,12-圆环,13-无动力风帽,14-雨水收集沟槽,15-雾化喷头,16-水管,17-太阳能电池板,18-水泵,19-框格,20-透光板,21-三角锥,22-倒三角锥,23-第四风门,24-地面。
具体实施方式
下面结合附图,并结合实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1:
一种智控节能温室大棚,包括设置在地面24上的棚体,所述棚体包括内层透光壳体1和外层透光壳体2,本实施例中,所述内层透光壳体1和外层透光壳体2为两个同心设置的半球状,还包括地下沟槽3,所述地下沟槽3的下半部分流经地下水4,所述地下沟槽3的一端与设置在地面24上的进气口5相连通用于将外部新鲜空气引入到地下沟槽3的上半部分,所述地下沟槽3的另一端与内外双层透光壳体的夹层6相连通用于将新鲜空气引入到夹层6内,所述外层透光壳体2的顶部设有至少一个可开合的烟囱7,烟囱7通过设置其内的第四风门23进行开合,所述内层透光壳体1的底部设有至少一个可开合的第一风门8,所述内层透光壳体1的顶部与烟囱7相对应的位置设有至少一个可开合的第二风门9。
本发明智控节能温室大棚善加综合地利用了自然资源阳光、水和空气有利的一面,并使其协同作用,从而无论是在炎热的天气还是在寒冷的天气,都无需空调,却能智能调控室内环境的舒适度,并且实现了在有效利用自然资源的同时也节约了二次能源。
作为优选,所述第一风门8和第二风门9上均设置镍钛形状记忆合金传感执行机构10用于控制开合,所述镍钛形状记忆合金传感执行机构10采用现有技术即可,利用镍钛形状记忆合金感知温度发生形变并通过杠杆机构的放大作用将力传递到风门上,从而来控制风门的打开和关闭。镍钛形状记忆合金传感执行机构10可自动感知温度并自动打开和关闭风门,无需外部供电即可实现,实现方式简单且节能降耗。
作为优选,所述内层透光壳体1在位于一人高的位置处还设有可开合的第三风门11。该设置可在寒冷的天气使经过地下水4预热预湿的空气可通过第三风门11进入到室内,并从人体头顶吹下,能让人体感觉到更加温暖舒适。
作为优选,所述烟囱7的侧面为曲面且口径由下而上渐进缩小。该设置可使进入烟囱7的流体流通更顺畅,并且对烟囱7的作用力最小,从而不易使烟囱7发生摇晃。
作为优选,当烟囱7设置为两个及以上时,各烟囱7之间通过圆环12相连,圆环12可采用轻质铝合金材料制成。多个烟囱7能加速空气的流通,且相比一个大烟囱7能使棚体的受力更为均匀,抗震效果更好,而且圆环12的设置可进一步提高多个烟囱7结构的稳固性。
作为优选,所述烟囱7由透明材料制成。该设置可使采光更好,而且将烟囱7设置为透明,在寒冷的天气可使夹层6内的空气加热效果更好,并且在需要通风的时候能加速空气的流通。
作为优选,所述烟囱7内设有无动力风帽13,无动力风帽13是将水平方向的风转换为垂直方向的抽吸力,一般安装在烟囱7的顶部。该设置可进一步加速烟囱7内的空气流通,并可防雨。
作为优选,所述外层透光壳体2外围还设有雨水收集沟槽14,内外双层透光壳体的夹层6之间还设有雾化喷头15,所述雾化喷头15通过水管16与雨水收集沟槽14内的水源相连通。该设置可利用雨天收集的雨水作为雾化喷头15的水源,在天气炎热的时候,使雾化喷头15喷射细密的水雾,细密的水雾在蒸发过程中会吸收大量的热量,从而可进一步为室内降温。
作为优选,所述雾化喷头15设置在靠近烟囱7所在的位置处。该设置可使雾化喷头15喷射的水雾在蒸发时所形成的水蒸气能快速被烟囱7带走,从而能加速空气的流通而使降温更加快速。
作为优选,所述雾化喷头15倾斜设置。采用斜喷的方式与空气的接触体积较大,喷射范围广,喷射均匀。
作为优选,所述外层透光壳体2外且位于朝阳面设有太阳能电池板17或锑化镉发电玻璃,太阳能电池板17或锑化镉发电玻璃均为现有技术,还包括充放电控制器、蓄电池、逆变器和水泵18,充放电控制器、蓄电池、逆变器为现有技术,图中不再给出示意,所述水泵18的一端与雨水收集沟槽14内的水源相连通,另一端与雾化喷头15的水管16相连通,所述太阳能电池板17通过充放电控制器与蓄电池电连接,所述蓄电池通过逆变器与雾化喷头15和水泵18电连接。该设置可在白天利用太阳能储存电能至蓄电池,在需要的时候由蓄电池为水泵18和雾化喷头15提供工作电源,当然蓄电池也可为室内的照明装置提供工作电源。
作为优选,所述内层透光壳体1和外层透光壳体2均包括框架,所述框架由五边形或六边形框格19拼接而成,所述框格19内安装透光板20,所述透光板20可为PC阳光板,所述框格19组合时相邻处共用同一条边。该设置可将框格19做成标准件,只要根据半球体尺寸的要求即可选择相应数量的框格19进行拼接,不仅安装较为方便,而且适用性更强;并且由数量众多的五边形或六边形框格19拼接而成,整体结构也较为稳固,且安装在框格19内的透光板20由于体积较小、支撑作用较强,也不易发生损坏;除此之外某一框格19或透光板20发生损坏时,只需更换损坏的部件即可,维修成本更低。
作为优选,所述内层透光壳体1和外层透光壳体2之间通过交替设置在两个框架之间的三角锥21和倒三角锥22连接在一起,假如内外层透光壳体1,2的框架由六边形框格19拼接而成时,以设置倒三角锥22的支撑结构为例,取外层透光壳体2的六边形框格19中间隔设置的三个点作为倒三角锥22的底面,取内层透光壳体1的六边形框格19中的一个点作为倒三角锥22的顶点,该顶点投影到倒三角锥22的底面时恰好位于底面的中心,将底面的各点与顶点连接起来即形成倒三角锥22的支撑结构。该设置可使内外层透光壳体1,2的支撑强度更好、更均匀。
本实施例中智控节能温室大棚的工作过程如下:
在炎热的天气,由于土壤的恒温特性,使得地下沟槽3内的地下水4相比外界温度会低很多,因而从地面24进气口5进入到地下沟槽3上半部分的空气会与地下沟槽3下半部分较为凉爽的地下水4进行热交换,从而使进入内外双层透光壳体的夹层6内的空气变得凉爽湿润,此时将内层透光壳体1的第一风门8和第二风门9打开,同时将外层透光壳体2顶部的烟囱7打开,就可使夹层6内凉爽湿润的空气进入到室内来,并通过烟囱7效应加速内部热空气和浑浊空气的流通,从而可以在炎热的天气里仍然可使室内的温度、湿度和通风较为良好适宜;另外还可启动雾化喷头15工作以使室内温度进一步降低。而在寒冷的天气,由于土壤的恒温特性,使得地下沟槽3内的地下水4相比外界温度会高很多,因而从地面24进气口5进入到地下沟槽3上半部分的空气会与地下沟槽3下半部分较为温暖的地下水4进行热交换,从而使进入内外双层透光壳体的夹层6内的空气变得温暖,此时将第一风门8、第二风门9和烟囱7均关闭,就会在室内形成一个相对封闭的空间,而封闭的空间本身就容易蓄热,再加上夹层6的设置又相当于在这个封闭的空间外形成一层蓄热层,从而可使蓄热效果更好,此时若再有阳光照射,其升温和保温效果又进一步显著提高;另外还可将第三风门11打开,以使夹层6内温暖湿润的空气进入到室内,并从人体头顶吹下来,从而能使室内环境更加舒适,在需要通气的时候也可适时打开第二风门9和烟囱7进行通气。
实施例2:
本实施例与实施例1的不同之处在于内层透光壳体1和外层透光壳体2的形状不同,本实施例中内层透光壳体1和外层透光壳体2均为方形,框架可由四边形框格19拼接而成。
Claims (8)
1.一种智控节能温室大棚,包括设置在地面(24)上的棚体,其特征在于:所述棚体包括内层透光壳体(1)和外层透光壳体(2),还包括地下沟槽(3),所述地下沟槽(3)的下半部分流经地下水(4),所述地下沟槽(3)的一端与设置在地面(24)上的进气口(5)相连通用于将外部新鲜空气引入到地下沟槽(3)的上半部分,所述地下沟槽(3)的另一端与内外双层透光壳体的夹层(6)相连通用于将新鲜空气引入到夹层(6)内,所述外层透光壳体(2)的顶部设有至少一个可开合的烟囱(7),所述内层透光壳体(1)的底部设有至少一个可开合的第一风门(8),所述内层透光壳体(1)的顶部与烟囱(7)相对应的位置设有至少一个可开合的第二风门(9);所述第一风门(8)和第二风门(9)上均设置镍钛形状记忆合金传感执行机构(10)用于控制开合;所述外层透光壳体(2)外围还设有雨水收集沟槽(14),内外双层透光壳体的夹层(6)之间还设有雾化喷头(15),所述雾化喷头(15)通过水管(16)与雨水收集沟槽(14)内的水源相连通。
2.根据权利要求1所述的一种智控节能温室大棚,其特征在于:所述内层透光壳体(1)在位于一人高的位置处还设有可开合的第三风门(11)。
3.根据权利要求1所述的一种智控节能温室大棚,其特征在于:所述烟囱(7)的侧面为曲面且口径由下而上渐进缩小。
4.根据权利要求1所述的一种智控节能温室大棚,其特征在于:所述雾化喷头(15)设置在靠近烟囱(7)所在的位置处。
5.根据权利要求1所述的一种智控节能温室大棚,其特征在于:所述内层透光壳体(1)和外层透光壳体(2)为两个同心设置的半球状。
6.根据权利要求5所述的一种智控节能温室大棚,其特征在于:所述内层透光壳体(1)和外层透光壳体(2)均包括框架,所述框架由五边形或六边形框格(19)拼接而成,所述框格(19)内安装透光板(20)。
7.根据权利要求6所述的一种智控节能温室大棚,其特征在于:所述内层透光壳体(1)和外层透光壳体(2)之间通过交替设置在两个框架之间的三角锥(21)和倒三角锥(22)连接在一起。
8.根据权利要求1所述的一种智控节能温室大棚,其特征在于:所述内层透光壳体(1)和外层透光壳体(2)均为方形。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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