CN220173955U - 一种日光温室用调温系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种日光温室用调温系统，包括集热箱、散热管路、集热袋和太阳能热水器装置，所述集热箱经第一泵体与散热管路的进水端相连，所述散热管路蛇形铺设在相邻两种植行之间并且在散热管路上铺覆有覆盖物，散热管路的回水端与集热箱相连；所述集热袋为封闭袋状并且在集热袋上设有第一进水口和第一出水口，集热箱经第二泵体与集热袋的第一进水口相连，第一出水口与集热箱相连；所述太阳能热水器装置包括支架、保温水箱和集热管。该系统不仅可针对植物根域进行有效增温，大大促进了根系养分吸收和根系生长，还可以有效均衡日光温室整体温度，进一步提升作物产量，并且热量利用率高，能耗少。

Description

一种日光温室用调温系统

技术领域

本实用新型涉及温室栽培技术领域，尤其是指一种日光温室用调温系统。

背景技术

根区温度与根系呼吸有着密切的联系，有研究表明根区温度低会抑制根系呼吸并最终导致养分吸收和根系生长受到影响；在低温环境下，随着根区温度的升高，根系呼吸作用会逐渐增强。土壤温度是指地面以下植物根系分布区土壤中的温度，尤其是与蔬菜、花木生长发育直接有关的地面下浅层内的温度。土壤温度的高低直接影响了植物的生长，所以农业种植和科学研究中会极为关注土壤温度的测定数据。土壤温度影响着植物的生长、发育和土壤的形成。土壤中各种生物化学过程，如微生物活动所引起的生物化学过程和非生命的化学过程，都受土壤温度的影响。有研究调查：根区温度在10℃时根系对氧气的吸收量仅为25℃时的65％，说明低根区温度抑制了根系呼吸。在一定的温度范围内，土壤温度越高，作物的生长发育越快。一年内某时段出现低温或高温，常常给农业生产带来危害，并且作物的种子必须在适宜的土壤温度范围内才萌发。

一般耐寒的禾谷类作物，种子萌发的平均土温为1-5℃；喜温作物为8-10℃。与气温相比，对种子发芽和出苗的影响，土壤温度要直接得多。但是，土壤温度随地形、土壤水分、耕作条件、天气及作物覆盖等影响而变化。一般作物的根系在土壤温度2-4℃时开始生长，在10℃以上根系生长比较活跃，超过35℃时根系生长受到阻碍。冬麦在12-16℃时生长良好，玉米、棉花等为25℃左右，豆科作物的根系在22-26℃生长良好；马铃薯块茎成熟期30天内，15-27℃是块茎形成的最适土壤温度。过高的土壤温度使植物根系组织常加速成熟，根系木质化的部位几乎达到根尖，降低了根表面的吸收效率。土壤温度低，作物根系吸水缓慢，当气候条件适于蒸腾时，植株地上部分常呈现脱水或缺水。土壤温度过低，常使冬作物的分孽节或根系产生冻害，强低温延续的时间长短和降温及冻融的速度都影响到冻害的程度。除此之外，土壤温度对微生物活性的影响极其明显。大多数土壤微生物的活动要求有15-45℃的温度条件。超出这个范围(过低或过高)，微生物的活动就会受到抑制。目前现有技术中的温室设施栽培基质增温方式主要是采用地膜、塑料棚、燃煤锅炉、电热丝等对温室整体环境或者对靠近土壤表面区域进行增温或保温。这些方式虽然可以实现温室整体环境大幅度增温或者靠近土壤表面区域大幅度增温、保温，但这种热量向地下传输传导热量利用率低，对植物根域即根区温度影响甚微。与此同时，气温变化对植物的生长发育、有机质积累、产量和品质的形成有重要意义，这一点毋庸置疑。尤其是我国北方冬季，实现温室整体环境保持在适宜温度需要大量能源。通过设置多个电加热装置提升温室整体温度不仅电能耗费巨大，还存在温度分布不均的问题，局部温度过高，不仅可能影响操作人员的安全还可能对植物产生不利影响；局部温度太低又起不到预期作用。设置更多的发热装置不仅增加成本还占用了栽培区面积，并且即使采用了多个发热装置也还是不能很好的均衡温室整体温度。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种日光温室用调温系统，该系统不仅可针对植物根域进行有效增温，大大促进了根系养分吸收和根系生长，还可以有效均衡日光温室整体温度，进一步提升作物产量，并且不占用栽培区面积，热量利用率高，能耗少。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：

一种日光温室用调温系统，包括集热箱、散热管路、集热袋和太阳能热水器装置，所述集热箱经第一泵体与散热管路的进水端相连，所述散热管路蛇形铺设在相邻两种植行之间并且在散热管路上铺覆有覆盖物，散热管路的回水端与集热箱相连；所述集热袋为封闭袋状并且在集热袋上设有第一进水口和第一出水口，集热箱经第二泵体与集热袋的第一进水口相连，第一出水口与集热箱相连，经第二泵体泵出的水经集热袋与外界环境发生热交换后由第一出水口流至集热箱；所述太阳能热水器装置包括支架、保温水箱和集热管，所述保温水箱安装在支架上，在保温水箱的侧下面均布有沿水平方向排列的径向圆孔，所述集热管上端密封地插入保温水箱的径向圆孔内，在保温水箱上还设有上水口和下水口，上水口经第三泵体与集热箱相连，下水口经第三管路与集热箱相连。

优选的，还包括辅助调温带，所述辅助调温带包括风机、热源发生部和释放管道，所述风机产生的风经热源发生部换热后吹至释放管道，所述释放管道为一端有封堵的长条状管状通道，封堵端设置在远风机侧，在释放管道上设有多个释放孔，所述释放孔的单位距离总面积由近风机侧至远风机侧逐渐增大。

优选的，所述第三管路经热源发生部与风机产生的风换热后排至集热箱；所述释放管道为柔性或刚性，释放管道悬挂设置在日光温室内部上方的区域，并且所述释放孔设置在释放管道的下侧壁。

优选的，所述释放孔密度由近风机侧至远风机侧逐渐增大；或者所述释放孔大小由近风机侧至远风机侧逐渐增大。

优选的，所述集热袋内部设有多排上下设置的通道，相邻两通道的端部顺次贯通，所述第一进水口设置在集热袋上部，第一出水口设置在集热袋下部或底部。

优选的，所述散热管路包括若干个散热管路单元，各散热管路单元的进水端均经第一泵体与集热箱相连，各散热管路单元的回水端均经第一管路与集热箱相连；所述集热袋包括若干个集热袋单元，各集热袋单元的第一进水口均经第二泵体与集热箱相连，各集热袋单元的第一出水口均经第二管路与集热箱相连。

优选的，在所述散热管路单元上设有调节阀门，在所述散热管路或第一管路上设有温度传感器；所述集热箱放置在温室内部或者设置在温室内部冻土层以下；所述集热袋悬挂设置在温室的近北墙侧；所述太阳能热水器装置设置在温室顶部，所述第三管路上包覆有保温层。

优选的，所述覆盖物为疏松基质或秸秆，所述集热袋为黑色，所述散热管路为软管。

优选的，所述辅助调温带还包括若干个沿释放管道设置的托挂部件单元，所述托挂部件单元包括托件和挂件，所述托件通过挂件悬挂设置在日光温室内部上方的区域，若干个所述托挂部件单元的托件共同兜托住所述释放管道；所述托件为柔性网状结构或柔性布条。

进一步优选的，所述释放管道由塑料薄膜或密封性好的布料制成，所述风机和释放管道悬挂设置在日光温室内部上方的区域并与释放管道基本呈直线。

上述技术方案中，悬挂设置在温室北墙内侧的集热袋可以更大程度的吸收太阳光照射产生的热量，并将升温的热水储存、保温在集热箱内，集热箱通过第一泵体与蛇形铺设在相邻两种植行之间的散热管路相连，使热水产生的热量经散热管路蛇形均匀辐射至相邻两种植行之间，由于散热管路直接敷设在土壤根域附近，因此散热管路辐射的热量直接传递给作物根域附近的土壤，对作物根域附近的土壤直接传导加热，实现植物根域有效增温目的，大大促进了寒冷季节根系养分吸收和根系生长，作物产量得到提高，热量利用率较以往的对温室整体环境或者对靠近土壤表面区域进行增温或保温方式大大提高，能耗也大大减小。夜间温度较低时，由太阳能热水器装置持续提供给集热箱热水，实现了除了通过第一泵体经散热管路对作物根系持续调温避免根域夜间温度过低以外，太阳能热水器装置和集热箱的热水还可以通过第二泵体持续提供给各集热袋单元，由各集热袋单元向温室内部提供热量，使温室环境温度得到调节。这样，白天散热管路消耗太阳能热量的同时还通过集热袋和集热管将富余的太阳能热量储存在集热箱和太阳能热水器装置，晚上集热箱和太阳能热水器装置又将储存的热量通过散热管路和集热袋缓慢释放出来，达到温室土壤和温室环境的双重温度调节，不仅根域温度调节显著，提高了作物产量，还省去了大量电热耗能。通过将辅助调温带悬挂设置在日光温室内部上方的区域，不占用栽培区面积。第三管路经热源发生部与风机产生的风换热后排至集热箱，换热后形成的热风吹至释放管道内，进一步提高太阳能热量利用率。由于释放管道一端封堵，那么热风只能通过释放管道上的释放孔释放，随着释放孔离风机距离的增加风压逐渐减少，而释放孔的单位距离总面积由近风机侧至远风机侧逐渐增大，也就是说随着风压的减小热风可以释放的出口越来越大，因此热风由近风机侧至远风机侧释放的热量基本均匀，达到进一步均衡日光温室整体温度的目的。其与集热袋共同作用，温室气温得到有效提高，并且能耗较常规的电加热消耗显著降低、运行及维护成本低。通过将释放孔设置在释放管道的下侧壁，使得热风随风压吹至释放管道下方，这样可以有效延长热风的作用时间以及热风的加热效果，从而有效提升日光温室室内温度。

附图说明

图1为本日光温室用调温系统示意图；

图2为集热袋在温室内的安装位置示意图；

图3为辅助调温带示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型做进一步说明：

如图1至图3所示，本日光温室用调温系统，包括集热箱100、散热管路200、集热袋300和太阳能热水器装置400，其中集热箱100设置在温室1的冻土层以下，对集热箱100起到保温作用，或者直接放置在温室内部并在外部加装保温层。集热箱100经第一泵体501与散热管路200的进水端相连，散热管路200呈蛇形铺设在相邻两种植行2之间并且在散热管路200上铺覆有覆盖物，覆盖物为疏松基质或秸秆，使得散热管路200后期回收和调整更加便捷，同时对散热管路上方起到保温作用，覆盖物厚度通常为5-20cm，依不同作物根系深度分布调整散热管路埋设深度即覆盖物厚度。散热管路200的回水端通过集热箱上部的第一进口101与集热箱相连。集热袋300为封闭袋状且为更易吸收热量的黑色，其悬挂设置在温室的近北墙11侧，这样设置除了可以更少的占用温室空间外，还更利于接收和延长太阳光照射，使集热袋可以吸收到更多的太阳能辐射热量。在集热袋上部设有第一进水口301，下部或底部设有第一出水口302，集热箱经第二泵体502与集热袋300的第一进水口301相连，第一出水口302通过第二进口103与集热箱相连。上述太阳能热水器装置400设置在温室顶部，包括支架(附图未示出)、保温水箱402和集热管403，保温水箱402安装在支架上，在保温水箱的侧下面均布有沿水平方向排列的径向圆孔，集热管上端密封地插入保温水箱的径向圆孔内。太阳能热水器装置400是现有技术，在此不做赘述。在本实施例中，在保温水箱上设有上水口404和下水口405，上水口404经第三泵体503与集热箱100相连，下水口405经第三管路406与集热箱相连，第三管路上设有调节阀门407并包覆有保温层。这样，白天时，集热箱内的水经第二泵体泵至集热袋，集热袋被太阳能照射后使集热袋内的水升温，再由第一出水口流至集热箱，使热量储存在集热箱100内；同时，集热管将富余的太阳能热量储存在保温水箱402，集热箱100还通过第一泵体501将热水泵至蛇形铺设在相邻两种植行之间的散热管路200内，使热水产生的热量经散热管路200蛇形均匀辐射至相邻两种植行2之间，由于散热管路200直接敷设在土壤根域附近，因此散热管路辐射的热量直接传递给作物根域附近的土壤，对作物根域附近的土壤直接传导加热，实现植物根域有效增温目的，大大促进了寒冷季节根系养分吸收和根系生长，作物产量得到高，热量利用率较以往的对温室整体环境或者对靠近土壤表面区域进行增温或保温方式大大提高，能耗也大大减小。白天散热管路消耗太阳能热量的同时还通过集热袋和集热管将富余的太阳能热量储存在集热箱和太阳能热水器装置，晚上集热箱和太阳能热水器装置又将储存的热量通过散热管路和集热袋缓慢释放出来，达到温室土壤和温室环境的双重温度调节，不仅根域温度调节显著，提高了作物产量，还省去了大量电热耗能。进一步的，散热管路为抗压和散热效果良好的塑料软管，便于后期回收和调整。

本日光温室用调温系统，还包括辅助调温带600，辅助调温带600包括风机601、热源发生部602和释放管道603，风机601产生的风经热源发生部602换热后吹至释放管道603。释放管道603为一端有封堵的长条状管状通道，封堵端设置在远风机侧，并且释放管道基本贯穿日光温室，封堵端301设置在远风机100侧，在释放管道603上设有多个释放孔604，因此热风只能通过释放管道603上的释放孔604释放，随着释放孔604离风机601距离的增加风压逐渐减少，而释放孔604的单位距离总面积由近风机601侧至远风机601侧逐渐增大，也就是说随着风压的减小热风可以释放的出口越来越大，因此释放管道603上由近风机601侧至远风机601侧释放的热风热量基本均匀，达到均衡室温的目的。进一步的，单个释放孔604大小相等，释放孔排列密度由近风机侧至远风机侧逐渐增大，达到释放孔的单位距离总面积由近风机侧至远风机侧逐渐增大。也可以是释放孔密度基本不变，释放孔大小由近风机侧至远风机侧逐渐增大。由于热风较空气更轻，因此将释放孔604设置在释放管道603的下侧壁，使得热风随风压吹至释放管道下方，这样可以有效延长热风的作用时间以及热风的加热效果，从而有效提升日光温室室内温度。

在一个优选实施例中，释放管道603为柔性例如由塑料薄膜或密封性好的布料制成，生产成本低廉，释放管道也可以是刚性。将辅助调温带600整体悬挂设置在日光温室内部上方的区域，不占用栽培区面积，并且风机与释放管道基本呈直线，减少风压压力损失。在本实施例中，第三管路406经热源发生部602与风机601产生的风换热后排至集热箱100，由太阳能热水器装置400吸收的太阳能经第三管路充当热源发生部602，进一步充分利用太阳能。第三管路406可以设置多个分支管路，其中部分分支管路不经热源发生部602直接排入集热箱。

在一个优选实施例中，辅助调温带600还包括多个沿释放管道603设置的托挂部件单元700，托挂部件单元700包括托件701和挂件702，托件701通过挂件702悬挂设置在日光温室内部上方的区域，多个托挂部件单元的托件701共同兜托住释放管道，实现柔性释放管道的悬挂支撑，托件702为柔性网状结构或者是柔性布条，可以更好兜托住释放管道的同时成本更加低廉。

在一个优选实施例中，在集热袋300内部设有多排上下设置的通道303，相邻两通道303的端部顺次贯通，使水由上而下流动的同时在集热袋内被阳光照射的时间进一步延长，热水温度进一步提高。

在一个优选实施例中，散热管路200包括多个散热管路单元210，各散热管路单元210的进水端均经第一泵体501与集热箱相连，各散热管路单元的回水端均经第一管路211与集热箱相连。进一步的，在各散热管路单元上设有调节阀门212，使各散热管路单元可以单独控制流量或流速，进而达到各散热管路单元温度的调节即不同热量的辐射，实现不同作物不同根域温度调节。还可以进一步的在散热管路200或散热管路单元210或第一管路211上设置温度传感器，实时采集散热管路200或散热管路单元210或第一管路211内水的温度，通过该温度调节各散热管路单元的流量或流速以及水温，避免散热管路200温度过低起不到作物根域升温的作用或者温度过高影响作物生长。

在一个优选实施例中，集热袋300包括多个集热袋单元310，各集热袋单元310的第一进水口均经第二泵体与集热箱相连，各集热袋单元的第一出水口均经第二管路311与集热箱相连，进一步提高集热袋300白天的集热效率和夜间的散热效率。

上述技术方案中，白天时，集热箱内的水经第二泵体泵至集热袋，集热袋被太阳能照射后使集热袋内的水升温，再由第一出水口流至集热箱，使热量储存在集热箱100内；同时，集热箱100还通过第一泵体将发生热交换之后的热水泵至蛇形铺设在相邻两种植行之间的散热管路200内，使热水产生的热量经散热管路200蛇形均匀辐射至相邻两种植行2之间，对作物根域附近的土壤直接传导加热，实现植物根域有效增温。同时，集热管403吸收太阳能辐射热量，将保温水箱402内的水加热并储存在保温水箱402内。夜间温度较低时，太阳能热水器装置400通过第三管路406持续提供给集热箱100热水，同时散热管路对作物根系持续调温，集热箱的热水通过第二泵体持续提供给各集热袋单元，由各集热袋单元持续向温室内部提供热量，使温室环境温度得到调节。达到白天散热管路消耗部分太阳能热量的同时还通过集热袋和集热管将多余的太阳能热量储存在集热箱和太阳能热水器装置；晚上集热箱和太阳能热水器装置又将储存的热量通过散热管路和集热袋缓慢释放出来，达到温室土壤和温室环境的双重温度调节，不仅根域温度调节显著，提高了作物产量，还省去了大量电热耗能。同时，第三管路经热源发生部与风机产生的风换热后排至集热箱，换热后形成的热风吹至释放管道内，进一步提高太阳能热量利用率。其与集热袋共同作用，温室气温得到有效提高，并且能耗较常规的电加热消耗显著降低、运行及维护成本低。

本实施例只是对本实用新型构思和实现的说明，并非对其进行限制，在本实用新型构思下，未经实质变换的技术方案仍然在保护范围内。

Claims (10)

1.一种日光温室用调温系统，其特征在于，包括集热箱、散热管路、集热袋和太阳能热水器装置，所述集热箱经第一泵体与散热管路的进水端相连，所述散热管路蛇形铺设在相邻两种植行之间并且在散热管路上铺覆有覆盖物，散热管路的回水端与集热箱相连；所述集热袋为封闭袋状并且在集热袋上设有第一进水口和第一出水口，集热箱经第二泵体与集热袋的第一进水口相连，第一出水口与集热箱相连，经第二泵体泵出的水经集热袋与外界环境发生热交换后由第一出水口流至集热箱；所述太阳能热水器装置包括支架、保温水箱和集热管，所述保温水箱安装在支架上，在保温水箱的侧下面均布有沿水平方向排列的径向圆孔，所述集热管上端密封地插入保温水箱的径向圆孔内，在保温水箱上还设有上水口和下水口，上水口经第三泵体与集热箱相连，下水口经第三管路与集热箱相连。

2.如权利要求1所述的日光温室用调温系统，其特征在于，还包括辅助调温带，所述辅助调温带包括风机、热源发生部和释放管道，所述风机产生的风经热源发生部换热后吹至释放管道，所述释放管道为一端有封堵的长条状管状通道，封堵端设置在远风机侧，在释放管道上设有多个释放孔，所述释放孔的单位距离总面积由近风机侧至远风机侧逐渐增大。

3.如权利要求2所述的日光温室用调温系统，其特征在于，所述第三管路经热源发生部与风机产生的风换热后排至集热箱；所述释放管道为柔性或刚性，释放管道悬挂设置在日光温室内部上方的区域，并且所述释放孔设置在释放管道的下侧壁。

4.如权利要求2或3所述的日光温室用调温系统，其特征在于，所述释放孔密度由近风机侧至远风机侧逐渐增大；或者所述释放孔大小由近风机侧至远风机侧逐渐增大。

5.如权利要求1至3任意一项所述的日光温室用调温系统，其特征在于，所述集热袋内部设有多排上下设置的通道，相邻两通道的端部顺次贯通，所述第一进水口设置在集热袋上部，第一出水口设置在集热袋下部或底部。

6.如权利要求5所述的日光温室用调温系统，其特征在于，所述散热管路包括若干个散热管路单元，各散热管路单元的进水端均经第一泵体与集热箱相连，各散热管路单元的回水端均经第一管路与集热箱相连；所述集热袋包括若干个集热袋单元，各集热袋单元的第一进水口均经第二泵体与集热箱相连，各集热袋单元的第一出水口均经第二管路与集热箱相连。

7.如权利要求6所述的日光温室用调温系统，其特征在于，在所述散热管路单元上设有调节阀门，在所述散热管路或第一管路上设有温度传感器；所述集热箱放置在温室内部或者设置在温室内部冻土层以下；所述集热袋悬挂设置在温室的近北墙侧；所述太阳能热水器装置设置在温室顶部，所述第三管路上包覆有保温层。

8.如权利要求1至3任意一项所述的日光温室用调温系统，其特征在于，所述覆盖物为疏松基质或秸秆，所述集热袋为黑色，所述散热管路为软管。

9.如权利要求2或3所述的日光温室用调温系统，其特征在于，所述辅助调温带还包括若干个沿释放管道设置的托挂部件单元，所述托挂部件单元包括托件和挂件，所述托件通过挂件悬挂设置在日光温室内部上方的区域，若干个所述托挂部件单元的托件共同兜托住所述释放管道；所述托件为柔性网状结构或柔性布条。

10.如权利要求2或3所述的日光温室用调温系统，其特征在于，所述释放管道由塑料薄膜或密封性好的布料制成，所述风机和释放管道悬挂设置在日光温室内部上方的区域并与释放管道基本呈直线。