CN110235770A - 一种用于昼夜大温差环境及日照时间受限条件下的温室大棚系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于昼夜大温差环境及日照时间受限条件下的温室大棚系统，与现有技术相比解决了尚无针对日照时间受限条件下大棚结构的缺陷。本发明的下凹平台内安装有旋转桁架，旋转桁架在下凹平台内与下凹平台构成转动配合，旋转桁架上固定安装有无土栽培平台，无土栽培平台的标高高于地面，所述旋转桁架的外圆周安装有齿轮条，齿轮条围绕旋转桁架的外圆周布置，下凹平台内安装有若干个电机，电机的输出轴上均安装有连动齿轮，若干个连动齿轮均与齿轮条相啮合。本发明实现了温室大棚的主动蓄热和日光追随，其中，主动蓄热可在白天高温时段有效蓄积空气中的热能，在夜间低温时段释放出来，减小室内的昼夜温差，更好地满足作物生长。
Description
技术领域
本发明涉及温室大棚技术领域，具体来说是一种用于昼夜大温差环境及日照时间受限条件下的温室大棚系统。
背景技术
昼夜温差大的地区，普通薄膜塑料大棚因保温性能差不能满足作物生长需要，连栋玻璃温室或连栋PC板温室需要配套高昂的加温设备才能应用，中国独创的日光温室具有较好的应用效果。日光温室作为具有典型中国特色、规模巨大的设施类型，一直是中国温室园艺装备升级的重点。当前面积从过去的快速增长到如今的趋于稳定，说明我国日光温室产业正在从量变向质变转化。
日光温室的蓄热技术一直是国内外学者研究其最重要、最集中的内容，适用于昼夜温差大的区域，其蓄热形式主要包括空气循环蓄热、主动采光蓄热、水循环蓄热、相变材料蓄热、卵石蓄热、热泵蓄热、联合方式蓄热7大类。其中，空气循环蓄热因其蓄热效果较好且成本低廉，可实现白天蓄热、夜间放热。
温室大棚内所能获得的能量均来源太阳光照，但由于城市发展速度过快，城市区域内的农业用地较少，在少量的农业用地附近还存在高层建筑物、树木等遮挡或在山区洼地区域，其日照时间均存在不同程度的受限。
因此，如何研究出一种能够主动蓄热并可应用于日照时间受限环境下的温室大棚系统已经成为急需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中尚无针对日照时间受限条件下大棚结构的缺陷，提供一种用于昼夜大温差环境及日照时间受限条件下的温室大棚系统来解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种用于昼夜大温差环境及日照时间受限条件下的温室大棚系统，其特征在于：包括矗立在地面上的大棚钢架和风机泵站，大棚钢架上安装有大棚膜，大棚钢架为球形，地面上设有位于大棚钢架内的下凹平台，位于下凹平台下方的地下设有储温空腔，下凹平台为圆形，大棚钢架上安装有若干个吸温管，吸温管的吸风口位于大棚钢架内顶处，吸温管的出风口位于储温空腔内，储温空腔与风机泵站之间通过输温管连接相通，送温管的入口接入风机泵站，送温管的出口从风机泵站接出后引入大棚钢架内；
所述的下凹平台内安装有旋转桁架，旋转桁架在下凹平台内与下凹平台构成转动配合，旋转桁架上固定安装有无土栽培平台，无土栽培平台的标高高于地面，所述旋转桁架的外圆周安装有齿轮条，齿轮条围绕旋转桁架的外圆周布置，下凹平台内安装有若干个电机，电机的输出轴上均安装有连动齿轮，若干个连动齿轮均与齿轮条相啮合。
还包括菇房，所述的菇房内设有均接入风机泵站的氧气输入管和二氧化碳输出管，送温管的入口通过风机泵站与二氧化碳输出管相连，输温管的出口通过风机泵站与氧气输入管相连。
还包括安装在大棚钢架上的太阳能电池板，太阳能电池板与电机的数量相同，太阳能电池板的模拟电能输出线与电机的电能输入线相同。
所述的吸温管的吸风口安装有吸流风机。
所述的储温空腔内设有储温池，吸温管的出风口伸入储温池内。
有益效果
本发明的一种用于昼夜大温差环境及日照时间受限条件下的温室大棚系统，与现有技术相比实现了温室大棚的主动蓄热和日光追随，其中，主动蓄热可在白天高温时段有效蓄积空气中的热能，在夜间低温时段释放出来，减小室内的昼夜温差，更好地满足作物生长。同时，主动蓄热的同时引起的气流运动对室内温度场、湿度场、空气浓度场均会产生影响，对温室大棚冬季封闭栽培条件下的气流环境有一定的改善作用；通过日光追随技术为植物的日光获取提供了时间保证，适用于日照遮挡受限和高温差特殊环境使用。
本发明的用于昼夜大温差环境及日照时间受限条件下的温室大棚除了进行传统的农业种植之外，还可用于城市居民的家庭园艺种植，满足城市居民对作物种植的需求。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2a为本发明中旋转桁架的结构俯视图；
图2b为图2a中A点的放大图；
其中，1-大棚钢架、2-风机泵站、3-下凹平台、4-储温空腔、5-吸温管、6-送温管、7-旋转桁架、8-无土栽培平台、9-齿轮条、10-电机、11-连动齿轮、12-菇房、13-氧气输入管、14-二氧化碳输出管、15-太阳能电池板、16-输温管。
具体实施方式
为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：
如图1所示，本发明所述的一种用于昼夜大温差环境及日照时间受限条件下的温室大棚系统，包括矗立在地面上的大棚钢架1和风机泵站2，大棚钢架1上安装有大棚膜，风机泵站2用于大棚钢架1内的风循环使用。
大棚钢架1为球形，这样一是可以实现农作物在各个角度无遮挡、二是可以配合无土栽培平台8的旋转，同时由于在此大棚为全框架结构，克服了传统框架墙体结构难以实现球形的问题。即均采用框架结构、未使用墙体结构，造成难以实现储温功能和难以形成空气循环效果(无传统技术中的墙体作为空气循环载体)，为此采用了风机泵站2和储温空腔4的配合设计。
地面上设有位于大棚钢架1内的下凹平台3，下凹平台3为圆形，下凹平台3用于安装旋转桁架7，位于下凹平台3下方的地下设有储温空腔4，储温空腔4用于储存热能、实现主动蓄热，以克服全框架结构无墙体作为储温载体的缺陷。
大棚钢架1上安装有若干个吸温管5，吸温管5的吸风口位于大棚钢架1内顶处，以配合热空气上升的特性，进行热温收集。吸温管5的吸风口安装有吸流风机，以方便热温收集。吸温管5的出风口位于储温空腔4内，实现将大棚内的热空气收集进储温空腔4。储温空腔4中的储温方案可以采用现有技术中的多种方案，储温空腔4内设有储温池，吸温管5的出风口伸入储温池内；还可以利用相变材料蓄热、卵石蓄热技术等。
送温管6安装在大棚钢架1内，通过送温管6的管体发热在需要时进一步增加大棚的发热温度，送温管6的入口接入风机泵站2，送温管6的出口从风机泵站2接出后引入大棚钢架1内根据需要将高温送入大棚,储温空腔4与风机泵站2之间通过输温管16连接相通，将储温空腔4内的热温通过风机泵站2控制送入大棚钢架1内。风机泵站2可以直接将输温管16与送温管6实现相通，也可以根据菇房12的需要进行传统的管路调整。
下凹平台3内安装有旋转桁架7，旋转桁架7在下凹平台3内与下凹平台3构成转动配合，旋转桁架7通过传统方式如中轴等实现在下凹平台3内转动。旋转桁架7上固定安装有无土栽培平台8，无土栽培平台8的标高高于地面，无土栽培平台8上种植的农作物占重较轻，利用无土栽培平台8的日光跟随。
如图2a和图2b所示，为了实现日光跟随，在旋转桁架7的外圆周安装有齿轮条9，齿轮条9围绕旋转桁架7的外圆周一圈布置，以配合旋转使用。下凹平台3内安装有若干个电机10，电机10的数量根据应用环境不同而进行设置，针对于大型的农作物种植区，则需要数量较多的电机10才能实现旋转桁架7的旋转；若针对于城市庭院种植，则需要数量较少的电机10数量即可。电机10的输出轴上均安装有连动齿轮11，若干个连动齿轮11均与齿轮条9相啮合，当电机10工作时，带动连动齿轮11转动，从而配合齿轮条9形成旋转桁架7的旋转。
为了实现电机10的电量供给，还可以在大棚钢架1上安装太阳能电池板15，太阳能电池板15与电机10的数量相同，一个电机10配对一个太阳能电池板15。太阳能电池板15的模拟电能输出线与电机10的电能输入线相同，通过光伏发电对电机10进行供电。
为了使得大棚内的高温利用最大化和氧气循环，还可以包括菇房12，所述的菇房12内设有均接入风机泵站2的氧气输入管13和二氧化碳输出管14，输温管16的入口通过风机泵站2与氧气输入管13相连，送温管6的出口通过风机泵站2与二氧化碳输出管14相连。这样，当大棚内输出的高温高氧可以供于菇房12内使用，菇房12内排出的二氧化碳又能送入大棚内供植物吸收，形成良好的气体循环。
在实际使用时，太阳光照射温室大棚表面，部分光照被大棚顶部太阳能电池板吸收，转化为电能，驱动电机运行旋转桁架，使无土栽培平台的作物始终朝向阳光，最大限度利用光照；部分光照透过覆盖材料传入室内，供作物光合作用生长所需。随着时间推移，温室大棚受光照导致温度升高，棚内热空气上升至大棚顶部，吸流风机运行，通过顶部吸温口将热空气吸入储温空腔，将多余的热能储存起来。等到夜间低温时，风机泵站运行将储温空腔的热空气通过送温管释放热量到大棚内，保证作物的正常生长需求。为了使得大棚内的高温利用最大化和氧气循环，在温室大棚外配套菇房。风机泵站运行工作将储温空腔中的高氧空气通过氧气输入管送入菇房中，菇房使用后风机泵站运行通过二氧化碳输出管把高二氧化碳浓度的空气排入大棚中，不仅可以为大棚提供温度，二氧化碳被植物吸收还可以形成良好的气体循环。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (5)
1.一种用于昼夜大温差环境及日照时间受限条件下的温室大棚系统，其特征在于：包括矗立在地面上的大棚钢架(1)和风机泵站(2)，大棚钢架(1)上安装有大棚膜，大棚钢架(1)为球形，地面上设有位于大棚钢架(1)内的下凹平台(3)，位于下凹平台(3)下方的地下设有储温空腔(4)，下凹平台(3)为圆形，大棚钢架(1)上安装有若干个吸温管(5)，吸温管(5)的吸风口位于大棚钢架(1)内顶处，吸温管(5)的出风口位于储温空腔(4)内，储温空腔(4)与风机泵站(2)之间通过输温管(16)连接相通，送温管(6)的入口接入风机泵站(2)，送温管(6)的出口从风机泵站(2)接出后引入大棚钢架(1)内；
所述的下凹平台(3)内安装有旋转桁架(7)，旋转桁架(7)在下凹平台(3)内与下凹平台(3)构成转动配合，旋转桁架(7)上固定安装有无土栽培平台(8)，无土栽培平台(8)的标高高于地面，所述旋转桁架(7)的外圆周安装有齿轮条(9)，齿轮条(9)围绕旋转桁架(7)的外圆周布置，下凹平台(3)内安装有若干个电机(10)，电机(10)的输出轴上均安装有连动齿轮(11)，若干个连动齿轮(11)均与齿轮条(9)相啮合。
2.根据权利要求1所述的一种用于昼夜大温差环境及日照时间受限条件下的温室大棚系统，其特征在于：还包括菇房(12)，所述的菇房(12)内设有均接入风机泵站(2)的氧气输入管(13)和二氧化碳输出管(14)，送温管(6)的入口通过风机泵站(2)与二氧化碳输出管(14)相连，输温管(16)的出口通过风机泵站(2)与氧气输入管(13)相连。
3.根据权利要求1所述的一种用于昼夜大温差环境及日照时间受限条件下的温室大棚系统，其特征在于：还包括安装在大棚钢架(1)上的太阳能电池板(15)，太阳能电池板(15)与电机(10)的数量相同，太阳能电池板(15)的模拟电能输出线与电机(10)的电能输入线相同。
4.根据权利要求1所述的一种用于昼夜大温差环境及日照时间受限条件下的温室大棚系统，其特征在于：所述的吸温管(5)的吸风口安装有吸流风机。
5.根据权利要求1所述的一种用于昼夜大温差环境及日照时间受限条件下的温室大棚系统，其特征在于：所述的储温空腔(4)内设有储温池，吸温管(5)的出风口伸入储温池内。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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