CN212851975U - 阳光节能型植物工厂 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种阳光节能型植物工厂，属于植物工厂技术领域，包括厂房，厂房的顶部和/或侧壁上设置有玻璃组；玻璃组包括由外至内依次平行设置的LOW‑E玻璃、透光玻璃和高散射玻璃，LOW‑E玻璃上涂覆有防紫红外线保温隔热膜，相邻两个玻璃与位于相邻两个玻璃之间的墙体之间形成封闭空腔；封闭空腔为真空腔体；或者封闭空腔的一端设置有向封闭空腔内吹送冷风或热风的吹风装置，另一端设置有用于将封闭空腔内气体排至厂房外的引风排风装置。本实用新型提供的阳光节能型植物工厂，有效增加了厂房的光照面积，从而大大降低了植物工厂种植所需人工光能，进而大大降低了植物工厂的能耗和内部热量。

Description

阳光节能型植物工厂
技术领域
本实用新型属于植物工厂技术领域，更具体地说，是涉及一种阳光节能型植物工厂。
背景技术
植物工厂是通过设施内高精度环境控制实现农作物周年连续生产的高效农业系统，是利用计算机、电子传感系统、农业设施对植物生育的温度、湿度、光照、二氧化碳浓度以及营养液溶氧量等环境条件进行自动控制，使设施内植物生育不受自然条件制约的省力型生产。植物工厂是现代农业的重要组成部分，是科学技术发展到一定阶段的必然产物，植物工厂是现代设施农业发展的高级阶段。根据光能的利用方式可分为阳光型植物工厂和阳光节能型植物工厂。在实现本实用新型过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：目前的阳光节能型植物工厂，厂房内外温度易通过透光窗口进行交换，影响厂房内的温度控制。
实用新型内容
本实用新型实施例的目的在于提供一种阳光节能型植物工厂，旨在解决目前的阳光节能型植物工厂，厂房内外温度易通过透光窗口进行交换，影响厂房内的温度控制的技术问题。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供了一种阳光节能型植物工厂，包括厂房，所述厂房的顶部和/或侧壁上设置有玻璃组；所述玻璃组包括由外至内依次平行设置的LOW-E玻璃、透光玻璃和高散射玻璃，所述LOW-E玻璃上涂覆有防紫红外线保温隔热膜，相邻两个玻璃与位于相邻两个玻璃之间的墙体之间形成封闭空腔。
进一步地，所述封闭空腔为真空腔体或中空腔体；或者所述封闭空腔的一端设置有向所述封闭空腔内吹送冷风或热风的吹风装置，另一端设置有用于将所述封闭空腔内气体排至所述厂房外的引风排风装置。
进一步地，所述玻璃组为多层、多腔、多孔结构；所述透光玻璃设有多个，位于相邻两个所述透光玻璃之间的所述封闭空腔的一端设置有向所述封闭空腔内吹送冷风或热风的吹风装置，另一端设置有将所述封闭空腔内气体排至所述厂房外的引风排风装置。
进一步地，所述侧壁包括依次连接的多个墙体，多个所述墙体中向阳的墙体上设置有所述玻璃组。
进一步地，所述侧壁中的各个所述墙体上均设置有所述玻璃组。
进一步地，所述阳光节能型植物工厂还包括与所述玻璃组一一对应设置的遮阳隔热装置；所述遮阳隔热装置能够在遮挡位置和避让位置之间往复运动，在遮挡位置对相应所述玻璃组进行遮盖，在避让位置释放相应所述玻璃组。
进一步地，所述遮阳隔热装置为自动卷连系统；所述自动卷连系统包括卷帘、第一转轴和第二转轴，所述卷帘包括依次软连接的多个分板，所述第一转轴设置在所述玻璃组的一端，所述第一转轴上缠绕有钢丝绳，所述钢丝绳的自由端与所述卷帘靠近所述第一转轴的一端连接，所述第二转轴设置在所述玻璃组的另一端，横剖面呈正多边形，每面宽度与所述分板的宽度一致，用于支撑所述卷帘并带动所述卷帘向所述第一转轴方向移动或远离所述第一转轴方向移动。
进一步地，所述自动卷连系统还包括分设于相应所述玻璃组的两侧的两条轨道；所述分板的两端分别设置有用于与相应所述轨道滑动接触的滑动部。
进一步地，所述轨道内设置有用于与所述滑动部滚动接触的转辊。
进一步地，所述遮阳隔热装置位于所述玻璃组的外侧。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下有益效果：与现有技术相比，设置了多层玻璃组成的玻璃组作为厂房的透光材料，相较现有阳光节能型植物工厂仅采用单层玻璃作为厂房的透光材料而言，密封效果和保温效果更好，进而有效降低了厂房内外温度通过玻璃组进行热量交换的风险，便于厂房内温度的精确调控。其中，LOW-E玻璃的设置有效阻断了植物工厂内外热量交换的发生，起到了双向节能的效果。LOW-E玻璃上涂覆有防紫红外线保温隔热膜，进一步降低了外部热量进入厂房内的可能性。高散射玻璃的设置则有效确保了位于植物工厂不同区域的植物受光均匀。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的遮阳隔热装置在避让位置时阳光节能型植物工厂的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的遮阳隔热装置在遮挡位置时阳光节能型植物工厂的结构示意图；
图3为本实用新型实施例所采用的玻璃组和卷帘的相对位置结构示意图。
图中：100、厂房；110、封闭空腔；200、玻璃组；210、LOW-E玻璃；220、高散射玻璃；230、透光玻璃；300、遮阳隔热装置；310、卷帘；311、分板；320、第一转轴；330、第二转轴；340、轨道；350、转辊；360、第一驱动机构；370、第二驱动机构；380、钢丝绳；400、吹风装置；500、引风排风装置。
具体实施方式
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
请一并参阅图1至图3，现对本实用新型实施例提供的阳光节能型植物工厂进行说明。所述阳光节能型植物工厂，包括厂房100，厂房100的顶部和/或侧壁上设置有玻璃组200；玻璃组200包括由外至内依次平行设置的LOW-E玻璃210、透光玻璃230和高散射玻璃220，LOW-E玻璃210上涂覆有防紫红外线保温隔热膜，相邻两个玻璃与位于相邻两个玻璃之间的墙体之间形成封闭空腔110。
这里所说的厂房100的顶部和/或侧壁上设置有玻璃组200，包括以下几种情况：一是仅在厂房100顶部设置玻璃组200；二是仅在厂房100侧壁上设置玻璃组200；三是在厂房100的顶部和侧壁上均设置玻璃组200。其中，上述第二种情况和第三种情况中在厂房100的侧壁上设置玻璃组200时，可仅在向阳的一面墙体或多面墙体上设置玻璃组200，也可在围成侧壁的各面墙体上均设置玻璃组200。设置玻璃组200时，玻璃组200可占据相应墙体的部分或全部，即可以在墙体上开设窗口，将玻璃组200安装于窗口上，或者相应墙体由玻璃组200制成。
白天光线可通过位于厂房100的顶部和/或侧壁上的玻璃组200照射至厂房100内，为植物的生长提供光能。光线穿过玻璃组200时，光线先穿过位于最外侧的LOW-E玻璃210，LOW-E玻璃210对光线中的中远红外线进行反射，阻止其进入厂房100内，之后穿过LOW-E玻璃210的光线依次穿过位于中间的透光玻璃230，和位于最内侧的高散射玻璃220，进入厂房100内。这里所说的透光玻璃230为市场上普遍存在的透明玻璃，只要能透光即可。
本实用新型实施例提供的阳光节能型植物工厂，与现有技术相比，设置了多层玻璃组成的玻璃组200作为厂房100的透光材料，相较现有阳光节能型植物工厂仅采用单层玻璃作为厂房100的透光材料而言，密封效果和保温效果更好，进而有效降低了厂房100内外温度通过玻璃组200进行热量交换的风险，便于厂房100内温度的精确调控。其中，LOW-E玻璃210的设置有效阻断了植物工厂内外热量交换的发生，起到了双向节能的效果。LOW-E玻璃210上涂覆有防紫红外线保温隔热膜，进一步降低了外部热量进入厂房100内的可能性。高散射玻璃220的设置则有效确保了位于植物工厂不同区域的植物受光均匀。
为进一步确保玻璃组200的保温性能，可将上述封闭空腔110进行抽真空处理，以避免位于外侧(或内侧)的玻璃吸收热量后经封闭空腔110内的气体向位于内侧(或外侧)的玻璃传递热量，进一步降低了厂房100内外温度通过玻璃组200进行热量交换的风险，便于厂房100内温度的精确调控。此时，封闭空腔110为真空腔体。
或者，向封闭空腔110内充氩气或氮气，以进一步降低厂房100内外温度通过玻璃组200进行热量交换的风险，便于厂房100内温度的精确调控。此时封闭空腔110为中空腔体。
除此之外，还可在封闭空腔110的一端设置向封闭空腔110内吹送冷风或热风的吹风装置400，另一端设置有用于将封闭空腔110内气体排至厂房100外的引风排风装置500。
具体的，夏季可通过吹风装置400向封闭空腔110内吹送冷风，以防止LOW-E玻璃210、透光玻璃230和/或高散射玻璃220上产生凝露和温度升高。冬季可通过吹风装置400向封闭空腔110内吹送热风，以防止LOW-E玻璃210、透光玻璃230和/或高散射玻璃220上结霜或温度降低。本实施例中吹风装置400可以采用与冷风供应装置或热风供应装置连接的鼓风机、鼓风器、风机等。引风排风装置500可以采用排风扇、排风机等。
上述玻璃组200为多层、多腔、多孔结构。透光玻璃230可以为一个或多个。当透光玻璃230仅设有一个时，玻璃组200由三个玻璃及连接三个玻璃的相应墙体围成两个封闭空腔110，这两个封闭空腔110可均进行抽真空处理，也可以一个封闭空腔110抽真空，另一个封闭空腔110设置吹风装置400和引风排风装置500，或者两个封闭空腔110均设置吹风装置400和引风排风装置500。
当透光玻璃230设有多个(设为n个)时，多个透光玻璃230和一个LOW-E玻璃210、一个高散射玻璃220及相应墙体围成n+1个封闭空腔110，n+1个封闭空腔110可均进行抽真空处理或者均设置吹风装置400和引风排风装置500；也可以一部分封闭空腔110抽真空，另一部分封闭空腔110设置吹风装置400和引风排风装置500；还可以一部分封闭空腔110抽真空，一部分封闭空腔110设置吹风装置400和引风排风装置500，剩余封闭空腔110不做处理。其中，吹风装置400和引风排风装置500可设置在相邻两个透光玻璃230之间，以调整透光玻璃230的温度始终保持在合理范围内，防止透光玻璃230碎裂。
一般情况下，厂房100的侧壁由依次连接的多个墙体围设而成，可根据所在地区光照情况选择在向阳的一面或多面墙体上设置玻璃组200，其他墙体则可做保温处理，以满足植物工厂光照和保温的双重要求；也可在围成侧壁的各面墙体上均设置玻璃组200，以使得厂房100的透光区域足够大，满足不同时间只要有太阳出现厂房100内植物便可享受到光照的使用需要，从而大大降低了植物工厂种植所需人工光能，进而大大降低了植物工厂的能耗和内部热量。
进一步地，阳光节能型植物工厂的顶部和四面侧墙板均为多层、多腔、多孔的玻璃组200。
又由于植物工厂中植物生长的多样性，有些植物不需要长时间光照，为便于操作人员根据培育植物的要求灵活调控光照时长或光线照射进厂房100的方位，本实施例在在厂房100上加设了与玻璃组200一一对应的遮阳隔热装置300。
本实施例中遮阳隔热装置300可以为与厂房100顶部或侧壁滑动连接的挡板，设置在厂房100顶部或侧壁上的卷帘机构，也可是与厂房100可拆卸连接的遮阳板，或者其他可实现上述功能的遮阳隔热装置300，在此不做限定。
需要采光时，将需要使用的玻璃组所对应的遮阳隔热装置300调整为避让位置，使得光线通过相应玻璃组200照射至厂房100内，为植物的生长提供光能。当不需要采光时，则将相应遮阳隔热装置300调整至遮挡位置，以防止自然灾害损坏玻璃组200。由于地球的自转，一天中向阳的侧壁也会发生改变，使用时可根据光照情况通过调整相应侧壁上遮阳隔热装置300的状态实现透光窗口的选择，以保证无论哪个时间段厂房100内的植物均可以享受充分的光照。
具体地，当相应遮阳隔热装置300调整至避让位置时，光线透过LOW-E玻璃210和高散射玻璃220进入植物工厂为植物工厂内的植物提供光能。与此同时，LOW-E玻璃210对光线中的远红外线进行反射，以阻挡热量进入植物工厂内。LOW-E玻璃210的设置可有效阻挡外部温度较高时(如夏季)植物工厂外部高温向植物工厂内部进行热流辐射，同时可在外部温度较低时(如冬季)阻止植物工厂内热量外泄，具有双向节能的效果。高散射玻璃220则可把照射进植物工厂内的阳光进行散射，使得位于不同区域内的植物均可受光均匀。高散射玻璃220上涂覆有防紫红外线保温隔热膜，防紫红外线保温隔热膜的设置再次阻挡了外部热量进入厂房100内。
请一并参阅图1及图2，作为本实用新型提供的阳光节能型植物工厂的一种具体实施方式，遮阳隔热装置300为自动卷连系统，自动卷连系统包括卷帘310、设置在玻璃组200一端的第一转轴320，以及设置在玻璃组200另一端的第二转轴330。第一转轴320上缠绕有钢丝绳380。卷帘310包括依次软连接的多个分板311，卷帘310的一端缠绕于第二转轴330上，另一端与钢丝绳380的自由端连接。第二转轴330的横剖面呈正多边形，每面宽度与分板311的宽度一致第，用于支撑卷帘310并带动卷帘310向第一转轴320方向移动或远离第一转轴320方向移动。
当需要采光时，控制第二转轴330向背离第一转轴320的方向旋转(为便于描述，以下将此方向记为正转，与之相反的方向记为反转)，而位于第二转轴330上方的卷帘310则随着第二转轴330的旋转卷绕至第二转轴330上，直至相应玻璃组200部分或完全显露出来，阳光则可透过相应窗口、LOW-E玻璃210和高散射玻璃220进入厂房100内，如图1及图2所示。卷帘310收卷过程前或进行中，控制第一转轴320朝向第二转轴330方向旋转(为便于描述，以下将此方向记为正转，与之相反的方向记为反转)，将钢丝绳380外放，使得卷帘310的收卷不受钢丝绳380的限制。
当采光完毕后，反向转动第一转轴320将钢丝绳380卷起，此时卷帘310则在钢丝绳380的拉动下朝第一转轴320方向移动。与此同时，第二转轴330反转，将卷帘310外放并向位于厂房100顶部的分板311施加朝向第一转轴320的推力，卷帘310在钢丝绳380的拉力和第二转轴330的推力共同作用下逐渐展开，直至卷帘310将相应玻璃组200完全遮挡住，如图2所示。
其中，各分板311之间采用软连接的方式连接，使得相邻两个分板311可以发生弯折。这里所说的软连接可以为绳索连接、铰接或通过其他方式连接，只要不影响卷帘310转绕即可。与此同时，第二转轴330采用多棱柱轴，每个表面与分板311的宽度一致，使得当卷帘310中某些分板311与第二转轴330接触时，可以很好的贴附在第二转轴330的表面上，进而使得第二转轴330向卷帘310施加推力时，不会与相应分板311发生打滑现象，从而确保了卷帘310移动的顺畅进行。
进一步地，分板311可采用市场上现有的保温板，以使卷帘310展开状态可提高厂房100的保温效果。具体的，各分板311可采用10厘米厚度的聚氨酯层保温板，确保卷帘310的保温效果良好。
为确保卷帘310收卷和展开的平稳进行，请参阅图1，作为本实用新型提供的阳光节能型植物工厂的一种具体实施方式，自动卷连系统还包括分设于相应玻璃组200两侧的两条轨道340，分板311的两端分别设置有用于与相应轨道340滑动接触的滑动部。
轨道340的设置限定了卷帘310在收卷和展开过程中的运行轨迹，避免了卷帘310在收卷和展开过程中发生歪斜，保证了卷帘310收卷和展开的平稳、顺畅进行。
进一步地，如图1所示，轨道340内设置有用于与滑动部滚动接触的转辊350。
转辊350的设置有效降低了卷帘310与轨道340之间的摩擦力大小，进而有效降低了卷帘310反复移动发生磨损的风险，且避免了卷帘310在移动过程中发生弯折的风险。
为进一步提高阳光节能型植物工厂的自动化程度，本实施例在第一转轴320和第二转轴330上分别加设了第一驱动机构360和第二驱动机构370，使用时，可通过第一驱动机构360和第二驱动机构370控制第一转轴320和第二转轴330的正转或反转，从而有效提高了自动卷连系统的自动化程度，降低了操作人员的劳动程度。本实施例中第一驱动机构360和第二驱动机构370可以为电机或其他可以旋转驱动机构。
为便于理解，下面对位于不同位置的自动卷连系统中主要部件的分布情况进行说明，如图1所示：
与位于厂房100顶部的玻璃组200相对应的自动卷连系统中的第一转轴320和第二转轴330分设在厂房100长度方向的两端，两条轨道340分设在厂房100宽度方向的两侧；
与位于厂房100侧壁上的玻璃组200相对应的自动卷连系统中的第一转轴320和第二转轴330分别设置在相应玻璃组200的上方和下方，两条轨道340分设于玻璃组200的两侧。
这样使得卷帘310收卷时位于厂房100的上部或顶部，不会占用厂房100周围操作人员的活动空间，且卷帘310不易遭到碰撞，进而保证了自动卷连系统较长的使用寿命。
作为本发明提供的阳光节能型植物工厂的一种具体实施方式，请参阅图1至图3，遮阳隔热装置300位于玻璃组200的外侧,以防止自然灾害损坏玻璃组200。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.阳光节能型植物工厂，其特征在于：包括厂房，所述厂房的顶部和/或侧壁上设置有玻璃组；所述玻璃组包括由外至内依次平行设置的LOW-E玻璃、透光玻璃和高散射玻璃，所述LOW-E玻璃上涂覆有防紫红外线保温隔热膜，相邻两个玻璃与位于相邻两个玻璃之间的墙体之间形成封闭空腔。
2.如权利要求1所述的阳光节能型植物工厂，其特征在于，所述封闭空腔为真空腔体或中空腔体；或者所述封闭空腔的一端设置有向所述封闭空腔内吹送冷风或热风的吹风装置，另一端设置有用于将所述封闭空腔内气体排至所述厂房外的引风排风装置。
3.如权利要求1所述的阳光节能型植物工厂，其特征在于，所述玻璃组为多层、多腔、多孔结构；所述透光玻璃设有多个，位于相邻两个所述透光玻璃之间的所述封闭空腔的一端设置有向所述封闭空腔内吹送冷风或热风的吹风装置，另一端设置有将所述封闭空腔内气体排至所述厂房外的引风排风装置。
4.如权利要求1所述的阳光节能型植物工厂，其特征在于，所述侧壁包括依次连接的多个墙体，多个所述墙体中向阳的墙体上设置有所述玻璃组。
5.如权利要求4所述的阳光节能型植物工厂，其特征在于，所述侧壁中的各个所述墙体上均设置有所述玻璃组。
6.如权利要求1-5任一项所述的阳光节能型植物工厂，其特征在于，所述阳光节能型植物工厂还包括与所述玻璃组一一对应设置的遮阳隔热装置；所述遮阳隔热装置能够在遮挡位置和避让位置之间往复运动，在遮挡位置对相应所述玻璃组进行遮盖，在避让位置释放相应所述玻璃组。
7.如权利要求6所述的阳光节能型植物工厂，其特征在于，所述遮阳隔热装置为自动卷连系统；所述自动卷连系统包括卷帘、第一转轴和第二转轴，所述卷帘包括依次软连接的多个分板，所述第一转轴设置在所述玻璃组的一端，所述第一转轴上缠绕有钢丝绳，所述钢丝绳的自由端与所述卷帘靠近所述第一转轴的一端连接，所述第二转轴设置在所述玻璃组的另一端，横剖面呈正多边形，每面宽度与所述分板的宽度一致，用于支撑所述卷帘并带动所述卷帘向所述第一转轴方向移动或远离所述第一转轴方向移动。
8.如权利要求7所述的阳光节能型植物工厂，其特征在于，所述自动卷连系统还包括分设于相应所述玻璃组的两侧的两条轨道；所述分板的两端分别设置有用于与相应所述轨道滑动接触的滑动部。
9.如权利要求8所述的阳光节能型植物工厂，其特征在于，所述轨道内设置有用于与所述滑动部滚动接触的转辊。
10.如权利要求6所述的阳光节能型植物工厂，其特征在于，所述遮阳隔热装置位于所述玻璃组的外侧。
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CN113692961A (zh) * 2021-08-17 2021-11-26 安徽省舒城县舒丰现代农业科技开发有限责任公司 一种以农业废弃秸秆为基质的生姜种植方法

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CN113692961B (zh) * 2021-08-17 2022-07-26 安徽省舒城县舒丰现代农业科技开发有限责任公司 一种以农业废弃秸秆为基质的生姜种植方法

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