CN201766905U - 大棚能量调控和循环系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种农业生产用的大棚的能量调控和能量循环系统，其目的在于解决现代温室农业存在的高投入、高耗费的问题。本实用新型包括具有人字形棚顶的大棚，大棚内设有提供水源的储水池，所述大棚上设有若干可快速调节大棚温度的温度调节单元，所述温度调节单元与大棚内的储水池相连通，并与储水池之间形成水循环。本实用新型投资少、能耗低、环保无污染，可有效调节大棚温度。

Description

大棚能量调控和循环系统

技术领域

本实用新型涉及农业生产技术领域，特别涉及一种农业生产用的大棚的能量调控和能量循环系统。

背景技术

自从“大棚改变了季节”的说法以来，大棚温室的技术也是日新月异，最初制作简单的小拱棚虽然投资少，但是大型的农业机械装备无法使用，以至于劳动强度大、抗灾害能力差、增产效果不明显，只能用于环境要求不高的附加值低廉的蔬菜、瓜果。农户比较容易接受的塑料大棚在我国北方比较多，造价不高，但是棚内立柱过多，不宜进行机械化操作，防灾能力弱，不能用它做越冬生产，对环境的控制较弱，也不能用于反季节生产。目前，分布比较广泛的日光温室其采光、保温及蓄能性能有一定的提高，但是对环境的调控能力还是很差，夏天降温、通风效果不好，影响动植物的生长发育，温度过高的时候会造成动植物的死亡，抗御自然灾害的能力也很弱。

有较强抗自然灾害功能的玻璃、PC温棚集自动化、智能化、高机械化为一体，温室内部具有保温、光照、通风和喷灌设施，可以进行立体种植，属于现代化大型温室，它的采光时间长，保温效果好，温度、湿度等自然因素的调控能力好，不受地形、气候、土壤等自然因素的制约和影响，最大限度的摆脱了自然条件的束缚，其大棚动植物生产能力也更加高效、高产，但是这种大棚不但前期的投入过大，而且生产过程中耗电、耗水较多，不能符合当今社会节能减排、创能环保的主题。

中国专利公告号CN201440855U，公告日2010年4月28日，公告了一种大棚温度自动调节器，包括稳压电源、测温探头、温度控制开关和控制电路，该控制电路由分立元件构成的放风电路和关风电路等组成，该装置可根据大棚内的温度来调节放风和关风的大小和速度，从而调节大棚温度，但该装置调控温度需要消耗大量的电能，不能符合当今社会节能减排、创能环保的主题。

发明内容

本实用新型的目的在于解决现有技术存在的上述问题，提供一种投资少、能耗低、环保无污染，可有效调节大棚温度的能量调控和能量循环系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种大棚能量调控和循环系统，包括具有人字形棚顶的大棚，大棚内设有提供水源的储水池，所述大棚上设有若干可快速调节大棚温度的温度调节单元，所述温度调节单元与大棚内的储水池相连通，并与储水池之间形成水循环。在农作物、花卉等种植和家禽、野生动物养殖的钢结构温室大棚里面适宜的温度、湿度、空气质量、光照的良好控制是非常重要的，既要做到对大棚生物生产的有效控制，又要减少能耗、节约资源，是目前培植大棚动植物所面临的一大难题，本实用新型采用温度调节单元与储水池组成的水循环结构，对大棚内的温度进行调节，能耗低，耗费小，环保无污染，对淡水资源的利用率较高，解决了现代温室农业存在的高投入、高耗费的问题，每个温度调节单元与储水池之间构成独自的水循环结构，互不影响，这些水循环结构在大棚内组成了对大棚温度的立体调节系统，可快速有效调节大棚温度，本实用新型既能调节大棚内的热能，又实现了水能的循环，形成了大棚的能量调控和循环系统。

作为优选，所述温度调节单元上设有进水口和出水口，温度调节单元包括设于大棚外棚顶上的棚顶喷淋单元、大棚内棚顶处的导热管道单元、大棚棚架内的内部管道单元和大棚外棚壁上的水暖风机调温单元，棚顶喷淋单元、导热管道单元、内部管道单元和水暖风机调温单元分别与大棚内的储水池相连通，并与储水池之间形成水循环。棚顶喷淋单元设于大棚外的棚顶上，棚顶喷淋单元从棚顶外侧对大棚的温度进行调节，导热管道单元设于大棚内的棚顶处，导热管道单元从棚顶内侧对大棚的温度进行调节，内部管道单元设于大棚的棚架内，内部管道单元遍及大棚内的各个角落，便于对大棚内的温度进行有效调节，水暖风机调温单元设于大棚外的棚壁上，水暖风机调温单元从棚壁外侧对大棚的温度进行调节，这四大系统连通储水池后，各自形成独立的水循环体系，从而对大棚的温度进行立体调节。

作为优选，所述储水池内的水为恒温的地下水，储水池上连有一至四号四根为温度调节单元供水的供水总管，供水总管上接供水分管，供水分管连接温度调节单元的进水口，储水池上还设有回收流经温度调节单元循环水的回水总管，回水总管上接回水分管，回水分管连接温度调节单元的出水口。储水池内的水来自大棚附近的水井，在种植和养殖车间，最理想的环境是恒温，而恰好地下水具有恒温的特点，在大棚的旁边打一口能满足用水量的井，大棚里面修一个储水池，这为大棚的循环水结构提供了水源，这个储水池起到储水和沉淀水的作用；储水池上的四根供水总管分别为四大调温单元供水，通过供水分管，供水总管和四大调温单元的进水口便建立了有效的连接，回水总管用于回收流经四大调温单元后的循环水至储水池，以便循环使用，通过回水分管，回水总管和四大调温单元的出水口便建立了有效的连接。

作为优选，棚顶喷淋单元包括旋转喷头、电磁阀和接水槽，旋转喷头间隔设于棚顶的脊梁处，每个旋转喷头通过供水分管连通储水池上的一号供水总管，每个旋转喷头的供水分管上分别安装电磁阀，接水槽设于棚顶两侧的边沿处，接水槽具有坡度，接水槽的底端通过回水分管连通储水池上的回水总管。旋转喷头喷水时周围辐射半径为2~3m，当同时开启喷头或间隔开启喷头时都可以均匀喷水覆盖棚顶，回水分管连接接水槽的底部和回水总管，从而把水全部收集到储水池，如此形成一个循环；夏天棚顶的温度最高，通过对棚顶水的直接喷洒，降温速度快，另外，也可以通过控制喷水的速度和时间长短来调节棚内温度；每一个喷头下面安装一个电磁阀，电磁阀的作用是开启和关闭喷水装置，同时又可调节水量的大小，使多个喷头同时喷洒的时候水量能均匀分布。

作为优选，导热管道单元包括若干在棚顶坡面上间隔设置的导热管组，导热管组由一对S型导热管组成，两导热管的进水口相对、两导热管的出水口相对，连接管将两导热管的进水口、两导热管的出水口分别连接在一起形成导热管组，连接两导热管进水口的连接管中部设有导热管道单元进水口，连接两导热管出水口的连接管中部设有导热管道单元出水口，导热管道单元进水口通过棚顶脊梁上的供水分管连通二号供水总管，导热管道单元出水口通过棚顶边沿的回水分管连通回水总管。夏天大棚内的棚顶聚集了大量的水蒸气和热量，棚顶的温度比地面高15~20度，所以对棚顶水蒸气的收集和降温是关键，在人字大棚顶部一坡面上布置导热管，面积为整个棚顶坡面的三分之一，导热管内部通水，利用井水和棚顶的温差，调节温度，同时还可以把水蒸气凝结成水珠，限制大棚湿度过大，整个导热管道单元的进水和出水形成一个循环，只需要控制水流的速度就可以很好的调节棚内的温度。

作为优选，内部管道单元包括若干设置在大棚棚架内的内部管道，内部管道沿着棚架布置，交错连接在一起构成内部管道网，内部管道网循环贯通，内部管道网的进水口通过供水分管连通三号供水总管，内部管道网的出水口通过回水分管连通回水总管。棚架钢结构的各个节点采用法兰连接，使钢结构内部可以通管道，由于钢结构的导热性能强，且在大棚内分布均匀，夏天内部管道单元可以将钢结构吸收的热量回收回来，让棚内各个空间温度均匀，利用井水和棚内的温度差，调节温度，整个内部管道单元的进水和出水形成一个循环，只需要控制水流的速度就可以很好的调节室内的温度。

作为优选，水暖风机调温单元包括若干间隔设置的水暖风机，水暖风机环绕棚壁布置，每个水暖风机具有一进水口和出水口，前一水暖风机的出水口连接后一水暖风机的进水口，形成串联结构，首部的水暖风机进水口通过供水分管连通四号供水总管，尾部的水暖风机出水口通过回水分管连通回水总管。井水有冬暖夏凉的特点，合理运用这一点对大棚的调温有很大的作用，水暖风机均匀分布在棚壁的中下部分，水暖风机串联在一起环绕大棚，整个水暖风机调温单元的进水和出水形成一个循环，只需要控制水流的速度就可以很好的调节室内的温度。

作为优选，每根供水总管上分别设有电磁阀，供水总管与储水池之间还设有分水器，分水器的分水总管连接储水池，分水器的分水口分别连接四根供水总管。供水总管上的电磁阀用于开启和关闭供水又可调节供水量，分水器用于将储水池出来的水分流给四根供水总管，进而通过供水支管连接至温度调节单元的各进水口。

作为优选，分水器的分水总管上安装有一提供动力的主水泵，同时主水泵一侧的分水总管上并联设有一备用水泵。主水泵用于提供供水动力，备用水泵则可防止主水泵出现故障而导致温度调节单元无法工作。

本实用新型的有益效果是：温度调节单元和储水池之间形成水循环，对大棚内的温度进行调节，能耗低，耗费小，环保无污染，对淡水资源的利用率较高，解决了现代温室农业存在的高投入、高耗费的问题，每个温度调节单元和储水池之间构成独自的水循环结构，互不影响，这些水循环结构在大棚内组成了对大棚温度的立体调节系统，可快速有效调节大棚温度。 

附图说明

图1是本实用新型的一种系统结构示意图。

图中：1、棚顶喷淋单元，11、旋转喷头，2、导热管道单元，21、导热管，3、内部管道单元，31、内部管道，4、水暖风机调温单元，41、水暖风机，5、储水池，6、水井，7、水泵，8、电磁阀。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的具体说明。

实施例：

一种大棚能量调控和循环系统（参见附图1），包括具有人字形棚顶的大棚，大棚内修建有提供水源的储水池5，大棚旁打有一口水井6，一根水管连接储水池5和水井6，该水管上安装有为储水池供水的水泵7，大棚上设有四个可快速调节大棚温度的温度调节单元，温度调节单元包括设于大棚外棚顶上的棚顶喷淋单元1、大棚内棚顶处的导热管道单元2、大棚棚架内的内部管道单元3和大棚外棚壁上的水暖风机调温单元4，棚顶喷淋单元1、导热管道单元2、内部管道单元3和水暖风机调温单元4分别与大棚内的储水池5相连通，并与储水池5之间形成水循环，储水池5的下部接有分水器，分水器的分水总管连接储水池5，分水器的分水总管上安装有一提供动力的主水泵7，同时主水泵7旁边的分水总管上还并联设有一备用水泵7，分水器的四个分水口分别连接一至四号四根供水总管，每根供水总管上分别设有一电磁阀8，供水总管上接供水分管，供水分管连接四个温度调节单元的进水口，储水池5上部还接有回收流经温度调节单元循环水的回水总管，回水总管上接回水分管，回水分管连接四个温度调节单元的出水口；棚顶喷淋单元1包括旋转喷头11、电磁阀8和接水槽，旋转喷头11间隔设于棚顶的脊梁处，旋转喷头11的安装间距为四米，每个旋转喷头11通过供水分管连通储水池5上的一号供水总管，每个旋转喷头11的供水分管上分别安装一个电磁阀8，接水槽设于棚顶两侧的边沿处，接水槽具有坡度，接水槽的底端通过回水分管连通储水池5上的回水总管；导热管道单元2包括两组在棚顶坡面上间隔设置的导热管组，导热管组位于棚顶前坡面上，导热管组所覆盖的面积占棚顶前坡面面积的三分之一，导热管组由一对S型导热管21组成，两导热管21的进水口相对、两导热管21的出水口相对，连接管将两导热管21的进水口、两导热管21的出水口分别连接在一起形成导热管组，连接两导热管21进水口的连接管中部设有导热管道单元进水口，连接两导热管21出水口的连接管中部设有导热管道单元出水口，导热管道单元进水口通过棚顶脊梁上的供水分管连通二号供水总管，导热管道单元出水口通过棚顶边沿的回水分管连通回水总管；内部管道单元3包括八根设置在大棚棚架内的内部管道31，内部管道31沿着棚架布置，交错连接在一起构成内部管道网，内部管道网循环贯通，内部管道网的进水口通过供水分管连通三号供水总管，内部管道网的出水口通过回水分管连通回水总管；水暖风机调温单元4包括六个间隔设置的水暖风机41，水暖风机41位于大棚外棚壁中部偏下侧，水暖风机41环绕棚壁布置，每个水暖风机41具有一进水口和出水口，前一水暖风机41的出水口连接后一水暖风机41的进水口，形成串联结构，首部的水暖风机41进水口通过供水分管连通四号供水总管，尾部的水暖风机41出水口通过回水分管连通回水总管。

本实用新型所有电磁阀8都通过总控系统进行控制，总控系统通过对大棚的温度、湿度的检测，经过一些复杂的运算，把信号传到执行元件，去开启或关闭对应的电磁阀8，为了让大棚内温度达到恒温，总控系统需不停地检测，当温度、湿度超出预先设定的范围，就开启电磁阀8进行调节，达到理想的设定值时，自动关闭电磁阀8，这样即可有效调节大棚的温度。

以上所述的实施例只是本实用新型的一种较佳的方案，并非对本实用新型作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (9)

1.一种大棚能量调控和循环系统，包括具有人字形棚顶的大棚，大棚内设有提供水源的储水池，其特征在于：所述大棚上设有若干可快速调节大棚温度的温度调节单元，所述温度调节单元与大棚内的储水池相连通，并与储水池之间形成水循环。

2.根据权利要求1所述的大棚能量调控和循环系统，其特征在于：所述温度调节单元上设有进水口和出水口，温度调节单元包括设于大棚外棚顶上的棚顶喷淋单元、大棚内棚顶处的导热管道单元、大棚棚架内的内部管道单元和大棚外棚壁上的水暖风机调温单元，棚顶喷淋单元、导热管道单元、内部管道单元和水暖风机调温单元分别与大棚内的储水池连通，并与储水池之间形成水循环。

3.根据权利要求1或2所述的大棚能量调控和循环系统，其特征在于：所述储水池内的水为恒温的地下水，储水池上连有一至四号四根为温度调节单元供水的供水总管，供水总管上接供水分管，供水分管连接温度调节单元的进水口，储水池上还设有回收流经温度调节单元循环水的回水总管，回水总管上接回水分管，回水分管连接温度调节单元的出水口。

4.根据权利要求3所述的大棚能量调控和循环系统，其特征在于：棚顶喷淋单元包括旋转喷头、电磁阀和接水槽，旋转喷头间隔设于棚顶的脊梁处，每个旋转喷头通过供水分管连通储水池上的一号供水总管，每个旋转喷头的供水分管上分别安装电磁阀，接水槽设于棚顶两侧的边沿处，接水槽具有坡度，接水槽的底端通过回水分管连通储水池上的回水总管。

5.根据权利要求3所述的大棚能量调控和循环系统，其特征在于：导热管道单元包括若干在棚顶坡面上间隔设置的导热管组，导热管组由一对S型导热管组成，两导热管的进水口相对、两导热管的出水口相对，连接管将两导热管的进水口、两导热管的出水口分别连接在一起形成导热管组，连接两导热管进水口的连接管中部设有导热管道单元进水口，连接两导热管出水口的连接管中部设有导热管道单元出水口，导热管道单元进水口通过棚顶脊梁上的供水分管连通二号供水总管，导热管道单元出水口通过棚顶边沿的回水分管连通回水总管。

6.根据权利要求3所述的大棚能量调控和循环系统，其特征在于：内部管道单元包括若干设置在大棚棚架内的内部管道，内部管道沿着棚架布置，交错连接在一起构成内部管道网，内部管道网循环贯通，内部管道网的进水口通过供水分管连通三号供水总管，内部管道网的出水口通过回水分管连通回水总管。

7.根据权利要求3所述的大棚能量调控和循环系统，其特征在于：水暖风机调温单元包括若干间隔设置的水暖风机，水暖风机环绕棚壁布置，每个水暖风机具有一进水口和出水口，前一水暖风机的出水口连接后一水暖风机的进水口，形成串联结构，首部的水暖风机进水口通过供水分管连通四号供水总管，尾部的水暖风机出水口通过回水分管连通回水总管。

8.根据权利要求3所述的大棚能量调控和循环系统，其特征在于：每根供水总管上分别设有电磁阀，供水总管与储水池之间还设有分水器，分水器的分水总管连接储水池，分水器的分水口分别连接四根供水总管。

9.根据权利要求8所述的大棚能量调控和循环系统，其特征在于：分水器的分水总管上安装有一提供动力的主水泵，同时主水泵一侧的分水总管上并联设有一备用水泵。