CN215819583U - 用于温室的营养液灌溉装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种用于温室的营养液灌溉装置，该营养液灌溉装置包括用于向作物栽培槽供给常温营养液的第一营养液供给组件以及用于向所述作物栽培槽供给蓄热营养液的第二营养液供给组件，第二营养液供给组件包括空气换热机构，空气换热机构能够利用温室内空气的热量对所述第二营养液供给组件中的营养液进行加热，以产生蓄热营养液，所述第二营养液供给组件用于在所述第一营养液供给组件内的营养液的温度不满足供液温度要求时向所述作物栽培槽供给所述蓄热营养液。其能够在寒冷的季节或天气里对温室内的营养液进行加热，以使温室内的营养液能够确保夜间为作物提供合适的灌溉温度，无需其提供耗能的加热设备，节约能源，节省成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及温室环境控制技术领域，特别是指一种在温室、大棚等园艺设施内，在冬季日间可以应用表冷器-风机集热，在夜间将收集的热量放出，对水培的营养液进行增温调控的装置。
背景技术
在水培蔬菜的生产过程当中，营养液温度作为一个重要的特性参数，影响着蔬菜的生长发育。营养液的液温会直接影响植物根系对水分及矿物营养的吸收、运转和贮存，影响根系的呼吸和微生物活动情况，从而影响到植物地上部分的发育，进而影响产量和产品品质。一般来说，植物生长要求营养液的液温范围为13～25℃，最适宜作物生长的营养液温度为18～22℃。目前，我国进行无土栽培生产常采用的设施较为简单，一般没有专门的营养液温度调控设备，难以人为地控制温度，在冬季营养液抵御极端低温的能力较差，冷害现象的发生较为频繁。水培蔬菜越冬栽培时，温室内营养液液温和空气温度均较低，加之植物对根区温度比对地上部温度更敏感，根区低温逆境成为了影响作物生长的重要原因之一。针对上述问题，近些年形成了一系列的解决方案。例如，部分水培蔬菜生产中采用大功率电加热棒来对营养液加热，进而控制营养液温度，这种加热方式虽然加热速度较快，但是对营养液的加热并不均匀，加热棒易老化，同时还会浪费较多的电能，增加生产成本；部分农户在建造温室时铺设地下贮液池以增大每株植物平均占有的营养液量，或者利用泡沫塑料和水泥砖等保温隔热性能较好的材料建造种植槽，这种建造方式能在一定程度上对营养液起到保温的作用，但是无法对营养液进行主动加温，仍然无法抵御极寒天气，同时建造成本也相对较高，后续的维护管理也较为繁琐。
因此，有必要针对冬季日光温室中水培蔬菜的营养液温度过低的问题，设计一套可以对营养液进行加温的装置，提高作物在冬季的根际温度，维持其正常生长，保证产量。
实用新型内容
鉴于上述问题，本实用新型提出一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的营养液的循环利用设备，通过根据本实用新型的营养液温度调节设备能够降低营养液的加热成本，并能够基本确保营养液具有合适的温度。
本实用新型的实施例提供一种用于温室的营养液灌溉装置，该营养液灌溉装置包括：
第一营养液供给组件，所述第一营养液供给组件用于向作物栽培槽供给常温营养液；以及
第二营养液供给组件，所述第二营养液供给组件用于向所述作物栽培槽供给蓄热营养液，
其中，所述第二营养液供给组件包括空气换热机构，所述空气换热机构能够利用温室内空气的热量对所述第二营养液供给组件中的营养液进行加热，以产生蓄热营养液，所述第二营养液供给组件用于在所述第一营养液供给组件内的营养液的温度不满足供液温度要求时向所述作物栽培槽供给所述蓄热营养液。
该营养液灌溉装置能够在寒冷的季节或天气里对温室内的营养液进行加热，以使温室内的营养液能够确保夜间为作物提供合适的灌溉温度，并且在营养液的加热期间并不需要为其提供耗能的加热设备，从而节约了能源，节省了成本。
根据本发明的用于温室的营养液灌溉装置的一个实施例，所述第一营养液供给组件包括用于容纳第一营养液的第一容器、设置在所述第一容器内的第一供液泵以及用于将所述第一供液泵流体连通地连接至所述作物栽培槽的第一供液管路。
根据本发明的用于温室的营养液灌溉装置的一个实施例，第二营养液供给组件还包括容纳第二营养液的第二容器，所述空气换热机构通过供水管路和回水管路流体连通地连接至所述第二容器。
根据本发明的用于温室的营养液灌溉装置的一个实施例，所述供水管路和所述回水管路至少部分地埋设在地下，所述空气换热机构还包括促进换热的风机。
根据本发明的用于温室的营养液灌溉装置的一个实施例，所述第二营养液供给组件包括多个所述空气换热机构，所述多个所述空气换热机构中的每一个均通过各自的供水管路和回水管路流体连通地连接至所述第二容器。
根据本发明的用于温室的营养液灌溉装置的一个实施例，所述第二营养液供给组件还包括设置在所述第二容器内的第二供液泵以及用于将所述第二供液泵流体连通地连接至所述作物栽培槽的第二供液管路。
根据本发明的用于温室的营养液灌溉装置的一个实施例，还包括控制单元，所述控制单元包括用于测量所述第一营养液供给组件的营养液温度的第一温度传感器和第一控制器，所述第一控制器根据所述第一温度传感器测量的温度控制所述第一营养液供给组件和/或所述第二营养液供给组件的运转状态。
根据本发明的用于温室的营养液灌溉装置的一个实施例，当所述第一温度传感器测量的温度低于第一阈值时，所述第一控制器控制所述第一营养液供给组件停止运转，并且控制所述第二营养液供给组件开启运转。
根据本发明的用于温室的营养液灌溉装置的一个实施例，所述控制单元包括用于测量所述温室内的温度的第二温度传感器和第二控制器，所述第二控制器根据所述第二温度传感器测量的温度控制所述空气换热机构的运转状态。
根据本发明的用于温室的营养液灌溉装置的一个实施例，当所述第二温度传感器测量的温度高于第二阈值时，所述第二控制器控制所述空气换热机构开启运转。
根据本实用新型的营养液灌溉装置通过悬挂在温室内的空气换热器，在日间收集并储存空气中盈余的热量，将第二容器中的营养液的温度升高，夜间再利用较高温度的营养液进行循环，将热量释放以提高作物的根区温度，以满足水培蔬菜作物在冬季对根区温度的要求，防止冻害的发生，实现热量在时间和空间上的转移和使用。整套装置具有建造成本和运行成本比较低，建造简易，易于维护以及使用年限长的特点。
附图说明
通过下文中参照附图对本实用新型所作的描述，本实用新型的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本实用新型有全面的理解。
图1为根据本实用新型的用于温室的营养液灌溉装置的结构示意图。
附图标记说明：1-作物栽培槽，10-营养液灌溉装置，12-第一营养液供给组件，122-第一容器，124-第一供液泵，126-第一供液管路，14-第二营养液供给组件，142-空气换热机构，144-第二容器，143-供水管路，145-回水管路，146-第二供液泵，148-第二供液管路。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一个实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
除非另外定义，本实用新型使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。
本实用新型提供一种用于温室的营养液灌溉装置，该营养液灌溉装置能够在寒冷的季节或天气里对温室内的营养液进行加热，以使温室内的营养液能够确保夜间为作物提供合适的灌溉温度，并且在营养液的加热期间并不需要为其提供耗能的加热设备，从而节约了能源，节省了成本。
如图1所示，根据本实用新型的用于温室的营养液灌溉装置10包括用于向作物栽培槽1供给常温营养液的第一营养液供给组件12以及用于向作物栽培槽1供给蓄热营养液的第二营养液供给组件14，比如第一营养液供给组件12可以在营养液温度能够达到供应阈值的日间对作物栽培槽1进行营养液供给，而第二营养液供给组件14中的蓄热营养液则可以在温度较低的夜间对作物栽培槽1进行营养液供给。由此通过日间进行蓄热，夜间进行供给的方式能够确保营养液在寒冷的季节或天气里也能够以合适的温度浇灌至作物栽培槽1。
第二营养液供给组件14包括空气换热机构142，该空气换热机构142能够利用温室内空气的热量对第二营养液供给组件14中的营养液进行加热，以产生蓄热营养液，第二营养液供给组件14用于在第一营养液供给组件12内的营养液的温度不满足供液温度要求时向作物栽培槽1供给蓄热营养液。空气换热机构142能够利用温室内的空气在日间太阳照射时的热量对经过空气换热机构142的低温营养液进行加热，从而收集空气中的热量以提高营养液的温度。由此，将储备了热量的营养液存储起来以便在夜间低温环境下对作物栽培槽进行灌溉。由此无需提供现有技术中那样的加热棒等耗能部件对营养液进行加热，不仅节约了能源，而且节省了设备成本。
根据本实用新型的用于温室的营养液灌溉装置10的第一营养液供给组件12可以包括用于容纳第一营养液的第一容器122、设置在第一容器122内的第一供液泵124以及用于将第一供液泵124流体连通地连接至作物栽培槽1的第一供液管路126。第一供液泵124可以将第一容器122内的常温营养液通过第一供液管路126泵送至作物栽培槽1内，以便对水培作物进行水分和营养成分的供应。
根据本实用新型的用于温室的营养液灌溉装置10的第二营养液供给组件14还包括容纳第二营养液的第二容器144，空气换热机构142通过供水管路143和回水管路145流体连通地连接至第二容器144。由此能够使得第二容器144内的营养液在第二容器144与空气换热机构142之间循环，使得营养液被慢慢加热。有利地，供水管路143和回水管路145至少部分地埋设在地下，空气换热机构142还可以包括促进换热的风机(图中未示出)。通过将供水管路143和回水管路145埋设于地下，比如可以为地面以下10cm-12cm深度处，能够对加热的营养液进行保温，或者能够将供水管路143和回水管路145中的热量传递至土壤，以提高土壤的温度。而通过设置风机能够加快空气换热机构142的换热速度，提高换热效率。
第二营养液供给组件14可以包括多个空气换热机构142，以便提高营养液的加热效率，多个空气换热机构142中的每一个均通过各自的供水管路143和回水管路145流体连通地连接至第二容器144。通过多个空气换热机构142同时为营养液进行换热，由此能够提高对空气中热量的利用率，以更快的速度对第二容器144内的营养液进行加热。
第二营养液供给组件14还可以包括设置在第二容器144内的第二供液泵146以及用于将第二供液泵146流体连通地连接至作物栽培槽1的第二供液管路148。由此可以通过第二容器144的储热营养液对作物栽培槽1内的作物进行灌溉。
进一步地，为了提高根据本实用新型的用于温室的营养液灌溉装置10的自动化程度，还可以设置控制单元，该控制单元包括用于测量第一营养液供给组件12的营养液温度的第一温度传感器和第一控制器，第一控制器根据第一温度传感器测量的温度控制第一营养液供给组件12和/或第二营养液供给组件14的运转状态。通过第一温度传感器测量第一营养液供给组件12的营养液温度，以免在温度过低时对作物栽培槽1进行灌溉，而对作物造成冷害现象。
比如，当第一温度传感器测量的温度低于第一阈值时，第一控制器控制第一营养液供给组件停止运转，并且控制第二营养液供给组件开启运转。由于第一营养液温度过低，不再适于作物的灌溉，由此启动第二营养液供给组件利用第二营养液进行灌溉。
根据本实用新型的用于温室的营养液灌溉装置10的控制单元还可以包括用于测量温室内的温度的第二温度传感器和第二控制器，第二控制器根据第二温度传感器测量的温度控制空气换热机构的运转状态。根据温室的空气温度对空气换热机构142的开启状态进行控制，比如当第二温度传感器测量的温度高于第二阈值时，第二控制器控制空气换热机构142开启运转。相应地，在温室内温度较低的情况下不会启动空气换热机构142以便保持温室内的一定温度。
根据本实用新型的营养液灌溉装置10主要可分为日间集热和夜间放热两个主要工作过程，以下具体说明。
首先是该营养液灌溉装置10的集热过程，日间，当温室内的气温达到作物适宜生长的温度之后，启动空气换热机构142，第二容器144内温度较低的营养液通过供水管路143进入空气换热机构142内，与在风机作用下从进风口进入的、温度较高的空气进行热交换，温度降低后的空气从出风口排出，温度升高后的营养液通过回水管路145流回第二容器144内，实现收集空气中的盈余热量的目的。通过水泵的不断循环，持续进行热量的收集，直至达到空气换热机构142停止运行的条件为止。与此同时，第一容器12中的营养液通过第一供液泵124开启工作，为作物栽培槽1供给营养液。
其次是营养液灌溉装置10的放热过程，夜间，空气换热机构142停止工作，第二容器144中的第二供液泵146开启工作。第二容器144中的温度较高的营养液通过第二供液管路148进入作物栽培槽1内，为作物根区提供较高温度的营养液，同时较高温度的营养液流经植物根区，会对提高作物周边微环境的空气温度，保证作物的正常生理活动。温度降低后的营养液通过回水管路流回第二容器144，实现放热提高作物栽培槽的温度的目的。通过第二供液泵146使营养液不断循环，持续进行热量的释放，直至达到营养液灌溉装置10停止运行的条件为止，比如在第二容器144内的营养液的温度达到预定阈值以下，即可停止第二供液泵146的运行。在夜间放热阶段时，当营养液的温度低于设定温度时，可以控制关闭第一容器的第一供液泵，打开第二容器中的第二供液泵，利用日间集热储存的较高温的营养液进行循环，将热量释放至植物根区，保证植物在夜间的正常生理活动。
根据本实用新型的营养液灌溉装置通过悬挂在温室内的空气换热器，在日间收集并储存空气中盈余的热量，将第二容器中的营养液的温度升高，夜间再利用较高温度的营养液进行循环，将热量释放以提高作物的根区温度，以满足水培蔬菜作物在冬季对根区温度的要求，防止冻害的发生，实现热量在时间和空间上的转移和使用。整套装置具有建造成本和运行成本比较低，建造简易，易于维护以及使用年限长的特点。另外，本实用新型的营养液灌溉装置制作简单、设置方便且增产效果良好，具有良好的推广价值。
虽然已参照典型的实施例描述了本实用新型，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本实用新型能够以多种形式具体实施而不脱离实用新型的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种用于温室的营养液灌溉装置，其特征在于，包括：
第一营养液供给组件，所述第一营养液供给组件用于向作物栽培槽供给常温营养液；以及
第二营养液供给组件，所述第二营养液供给组件用于向所述作物栽培槽供给蓄热营养液，
其中，所述第二营养液供给组件包括空气换热机构，所述空气换热机构能够利用温室内空气的热量对所述第二营养液供给组件中的营养液进行加热，以产生蓄热营养液，所述第二营养液供给组件用于在所述第一营养液供给组件内的营养液的温度不满足供液温度要求时向所述作物栽培槽供给所述蓄热营养液。
2.根据权利要求1所述的用于温室的营养液灌溉装置，其特征在于，
所述第一营养液供给组件包括用于容纳第一营养液的第一容器、设置在所述第一容器内的第一供液泵以及用于将所述第一供液泵流体连通地连接至所述作物栽培槽的第一供液管路。
3.根据权利要求1所述的用于温室的营养液灌溉装置，其特征在于，
第二营养液供给组件还包括容纳第二营养液的第二容器，所述空气换热机构通过供水管路和回水管路流体连通地连接至所述第二容器。
4.根据权利要求3所述的用于温室的营养液灌溉装置，其特征在于，
所述供水管路和所述回水管路至少部分地埋设在地下，所述空气换热机构还包括促进换热的风机。
5.根据权利要求4所述的用于温室的营养液灌溉装置，其特征在于，
所述第二营养液供给组件包括多个所述空气换热机构，所述多个所述空气换热机构中的每一个均通过各自的供水管路和回水管路流体连通地连接至所述第二容器。
6.根据权利要求5所述的用于温室的营养液灌溉装置，其特征在于，
所述第二营养液供给组件还包括设置在所述第二容器内的第二供液泵以及用于将所述第二供液泵流体连通地连接至所述作物栽培槽的第二供液管路。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的用于温室的营养液灌溉装置，其特征在于，
还包括控制单元，所述控制单元包括用于测量所述第一营养液供给组件的营养液温度的第一温度传感器和第一控制器，所述第一控制器根据所述第一温度传感器测量的温度控制所述第一营养液供给组件和/或所述第二营养液供给组件的运转状态。
8.根据权利要求7所述的用于温室的营养液灌溉装置，其特征在于，
当所述第一温度传感器测量的温度低于第一阈值时，所述第一控制器控制所述第一营养液供给组件停止运转，并且控制所述第二营养液供给组件开启运转。
9.根据权利要求7所述的用于温室的营养液灌溉装置，其特征在于，
所述控制单元包括用于测量所述温室内的温度的第二温度传感器和第二控制器，所述第二控制器根据所述第二温度传感器测量的温度控制所述空气换热机构的运转状态。
10.根据权利要求9所述的用于温室的营养液灌溉装置，其特征在于，
当所述第二温度传感器测量的温度高于第二阈值时，所述第二控制器控制所述空气换热机构开启运转。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20220215 |