CN110679358B - 一种用于大温差环境下的主动蓄放热复合式温室大棚 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于大温差环境下的主动蓄放热复合式温室大棚，与现有技术相比解决了主动蓄放热方式无法满足多种农作物种植需要的缺陷。本发明中承重微孔板的底部安装有若干个送温控件，送温控件的顶部与承重微孔板相通，承重微孔板的上部放置有若干个高株作物种植箱，所述的高株作物种植箱呈规则阵列布置，相邻的高株作物种植箱之间设置有矮株作物种植槽，矮株作物种植槽底部与承重微孔板相通，位于矮株作物种植槽内的承重微孔板上铺设有透温布，透温布上铺设有种植土壤。本发明能够适用于树状农作物和矮株类农作物的共同种植，保证了树状农作物根部受温的同时，将放热直接作用于农作物的种植土壤，使其拥有更高的放热效率。
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大温差环境下的主动蓄放热复合式温室大棚。
背景技术
日光温室是我国独有的一种温室类型，其主要依靠墙体和土壤进行蓄放热，主动蓄热日光温室是在传统日光温室墙体内安装有主动蓄热循环***，变被动蓄热的墙体为主动蓄热，从而提高墙体的蓄放热性能，多用于昼夜温差大的特殊环境。
现有的主动蓄热日光温室墙体与传统被动蓄热墙体相比具有较好的蓄热效果，但是风道传热效率较低、蓄热体蓄热量较小，且室内气流及温度分布不均匀(室内靠北侧温度较高、南侧温度较低)，影响作物产量与品质。即主动蓄热日光温室仍未解决室内气流及温度分布不均匀的问题，从而导致作物生长长势不一、果实商品率较低。
同时，传统的主动放热均是将热量散发至大棚内后再通过环境温度传递至土壤，作物根部不直接获取热量，这致使在放热过程中需要排出大量的热量提升环境温度，才能保证作物的根部升温。并且传统的主动蓄放热大棚只能用于一种农作物的种植，且多是蔬菜类的矮株类叶菜类种植，其原因就在于果树类的作物，其根茎相对较深，传统的放热方式更难以作用于其根部，造成果树类的作物虽处于在大棚里面放热，但只是叶片受温，根部无法受温还是难以成活。
因此，如何更合理地设计主动蓄放热方式并使其能够应用于多种农作物种植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主动蓄放热方式无法满足多种农作物种植需要的缺陷，提供一种用于大温差环境下的主动蓄放热复合式温室大棚来解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种用于大温差环境下的主动蓄放热复合式温室大棚，包括矗立在地面上的大棚支架，所述的大棚支架上安装有大棚膜，
所述的地面下方由下至上设有储温层、送温层，传热管的进风口伸出地面位于大棚支架内，传热管的出风口伸入储温层内，传热管内安装有抽温风机，储温层与送温层之间设有送温管道，送温管道内安装有送温阀，送温层与地面相通，送温层的顶部安装有承重微孔板；所述承重微孔板的底部安装有若干个送温控件，送温控件的顶部与承重微孔板相通，承重微孔板的上部放置有若干个高株作物种植箱，所述的高株作物种植箱呈规则阵列布置，相邻的高株作物种植箱之间设置有矮株作物种植槽，矮株作物种植槽底部与承重微孔板相通，位于矮株作物种植槽内的承重微孔板上铺设有透温布，透温布上铺设有种植土壤；
所述的送温控件包括送温腔，所述送温腔的顶部为格栅结构，送温腔底部内腔上活动安装有挡风板且挡风板与送温腔构成转动配合，挡风板的形状、大小与送温腔内腔相同，送温腔的外壁上安装有电机，电机的输出轴穿过送温腔外壁安装在挡风板的侧部；
所述的高株作物种植箱包括箱体，箱体的底部设有进温孔，箱体内设有凹台，凹台的侧壁上设有若干个透温孔，凹台的侧壁铺设有透温布，种植土壤堆置在凹台内。
所述的大棚支架均为钢管桁架结构。
所述的储温层内设有蓄放热体，传热管的出风口伸入蓄放热体内，所述的蓄放热体为土壤、水、相变材料或卵石。
所述箱体底部设有滚轮，所述进温孔内壁上安装有防风帘，防风帘的底部与承重微孔板相接触。
所述传热管的进风口位于大棚支架内顶处。
所述滚轮的宽度大于承重微孔板上微孔的直径。
所述的透温布为亚麻布、土工布或无纺布。
有益效果
本发明的一种用于大温差环境下的主动蓄放热复合式温室大棚，与现有技术相比能够适用于树状农作物和矮株类农作物的共同种植，保证了树状农作物根部受温的同时，将放热直接作用于农作物的种植土壤，使其拥有更高的放热效率。
本发明通过大棚支架配合底部蓄热技术，避免了传统墙体蓄热的复杂性和高成本；通过承重微孔板的设计，使得能够对大棚内和农作物的根部进行同时放热；通过高株作物种植箱的设计，使得能够针对树状作物的根部进行放热，保证了高株农作物的根部受热需要。具有结构简单、成本低廉，能够满足特殊环境的使用需要。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明大棚支架内的俯视结构图；
图3为本发明中高株作物种植箱的立体结构图；
图4为本发明中高株作物种植箱与送温层的剖视结构图；
图5为本发明中送温控件的结构***图；
其中，1-大棚支架、2-大棚膜、3-储温层、4-送温层、5-传热管、6-抽温风机、7-送温管道、8-送温阀、9-承重微孔板、10-送温控件、11-高株作物种植箱、12-矮株作物种植槽、21-送温腔、22-挡风板、23-电机、24-箱体、25-凹台、26-进温孔、27-防风帘、28-滚轮。
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大温差环境下的主动蓄放热复合式温室大棚，包括矗立在地面上的大棚支架1，大棚支架1上安装有大棚膜2，大棚支架1为钢管桁架结构，在此通过钢管桁架结构的大棚支架1取代了传统墙体蓄热技术所需要建造的墙体，成本更加低廉，安装更加便捷。
在地面下方由下至上设有储温层3、送温层4，储温层3用于储温使用，储温层3按现有结构设计涉及到大空间时可以用多根立柱支撑，其内设有蓄放热体，蓄放热体可以为土壤、水、相变材料或卵石，传热管5的出风口伸入蓄放热体内，进行主动蓄放热。送温层4用于放热使用，送温层4与地面相通，送温层4的顶部安装有承重微孔板9，送温层4通过承重微孔板9直接对外进行主动放热。传热管5的进风口伸出地面位于大棚支架1内，由于热空气朝上聚集的特点，传热管5的进风口最好可以位于大棚支架1内顶处。传热管5的出风口伸入储温层3内，传热管5内安装有抽温风机6，将大棚内的热空气抽入储温层3。储温层3与送温层4之间设有送温管道7，送温管道7内安装有送温阀8，送温阀8控制储温层3与送温层4的主动放热，为了实现更好的送温效果，也可以在送温管道7内增加安装引流风机设计。
由于传热管5内位置安装有抽温风机6，抽温风机6以温室内温度(温度随室外的环境变化而变化)为启动信号，以达到最大限度地提高温室蓄热量的目的。
白天，由于太阳辐射使得温室内空气温度升高，有时气温可能超过作物生长的适宜温度，而土壤的被动蓄热的有效厚度有限、深层温度依然较低，启动抽温风机6，使温室内的热空气流经传热管5，进入传热管5的热空气在风道(管道)内与管道壁面进行强迫对流换热，空气中的热能向地下深层(储温层3)蓄热体转移，地下深层蓄热体的温度升高，从而将空气中的富余的热能贮存到地下深层中，在此过程中，也降低了室内空气中的温度。
夜间，当温室内气温低于设定值时，也可以启动抽温风机6，使空气流经传热管5而被加热，对流换热后将地下深层(储温层3)贮存的热量随气流释放到温室内，从而维持温室内空气相对较高的温度。
在此，储温层3和送温层4的设计，从大棚建筑施工角度而言，相对墙体蓄热技术要简单。在施工时，先深挖储温层3(按需设定储温层3体积，从传统实际应用而言储温层3体积无需过大)，并按现有技术进行蓄放热体的施工；再以大棚范围为基准进行浅挖形成送温层4；在送温层4和储温层3之间安装送温管道7；然后按传统的施工技术在送温层4上安装承重微孔板9。承重微孔板9为传统可透温、可承重的承重板技术，其可以为带有微孔的硬质塑料，为降低成本，还可以是传统的硬质钢丝网，能起到透温、承重作用即可。
由于承重微孔板9为全通透(透热)设计，为了实现针对性的放热处理，承重微孔板9的底部安装有若干个送温控件10，送温控件10可以针对性地安装在高株作物种植箱11下方或矮株作物种植槽12的下方。送温控件10的顶部与承重微孔板9的底部相通，即通过在送温控件10配合送温阀8进行指定放热。在实际应用中，如图5所示，为了方便送温控件10的可拆卸安装，可根据需要在承重微孔板9的底部粘接或安装一个基座，将送温控件10安装在基座内即可。
如图5所示，送温控件10包括送温腔21，送温腔21的顶部为格栅结构，通过送温腔21的顶部可以对外透温。送温腔21底部内腔上活动安装有挡风板22且挡风板22与送温腔21构成转动配合，挡风板22的形状、大小与送温腔21内腔相同，同时送温腔21的外壁上安装有电机23，电机23的输出轴穿过送温腔21外壁安装在挡风板22的侧部，通过电机23控制挡风板22转动，以此形成送温腔21底部的闭合或打开。
如图2所示，在大棚内，承重微孔板9的上部放置有若干个高株作物种植箱11，高株作物种植箱11呈规则阵列布置，相邻的高株作物种植箱11之间设置有矮株作物种植槽12，高株作物种植箱11用于种植果树等树状作物。位于矮株作物种植槽12内的承重微孔板9上铺设有透温布，透温布上铺设有种植土壤，矮株作物直接种植在透温布的种植土壤上。透温布可以利用现有的传统技术，如采用亚麻布、土工布或无纺布，其可以将土壤阻挡，并具有透温作用。
如图3和图4所示，高株作物种植箱11包括箱体24，箱体24的底部设有进温孔26，承重微孔板9放热后通过进温孔26进入箱体24内。箱体24内设有凹台25，凹台25的侧壁上设有若干个透温孔，箱体24的热空气通过透温孔进入凹台25内。同理，凹台25的侧壁铺设有透温布，种植土壤堆置在凹台25内，高株作物(果树)种植在凹台25内的种植土壤上。
由于各类农作物喜温程度不同，为了方便高株作物种植箱11的移动，可以在箱体24的底部安装滚轮28，滚轮28的宽度大于承重微孔板9上微孔的直径，可根据大棚结构、作物喜好，调整高株作物在大棚内的位置。还可以在进温孔26内壁上安装防风帘27，防风帘27的底部与承重微孔板9相接触，进一步保证热空气可以作用于高株作物的根部。
传统主动蓄放热大棚无法实现混合作物种植的原因之一在于，难以针对树类作物进行保温设计，在此通过高株作物种植箱11的设计，使得热空气可以直接作用于高株作物的根部，再配合大棚内的热空气针对高株作物的枝叶部进行保温，以此实现高株作物在主动蓄放热大棚内的种植，达到混合种植的效果，并且放热更有针对性，放热效率更高。
在实际使用时，当白天太阳光较强烈时，太阳光照射大棚表面，大棚内的温度升高，棚内的热空气从传热管5抽至地下储温层3的储温介质中。抽温风机6的控制可以根据种植作物适宜生长的温度进行设置。白天，当室内气温超过作物生长的适宜温度时，主动启动抽温风机6，使温室内的热空气流经传热道储存到储温层3中。在此过程中，也降低了室内空气中的温度，减少了通风散热损失。夜间大棚内温度降低时，当温室内气温低于种植作物适宜生长的温度时送温阀8打开，位于储温层3的热空气通过送温管道7送至送温层4。位于矮株作物种植槽12内的蔬菜类农作物，通过承重微孔板9的微孔设计，直接从透温布获取热量，实现从根部的保温；同理，位于高株作物种植箱11内的果树作物，也保证了其根部的直接受温，与此同时，承重微孔板的其他微孔对外透温，实现整个大棚内在环境的升温，从而维持作物生长较适宜的温度实现复合作物种植大棚的主动蓄放热。
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 (7)
1.一种用于大温差环境下的主动蓄放热复合式温室大棚，包括矗立在地面上的大棚支架（1），所述的大棚支架（1）上安装有大棚膜（2），其特征在于：
所述的地面下方由下至上设有储温层（3）、送温层（4），传热管（5）的进风口伸出地面位于大棚支架（1）内，传热管（5）的出风口伸入储温层（3）内，传热管（5）内安装有抽温风机（6），储温层（3）与送温层（4）之间设有送温管道（7），送温管道（7）内安装有送温阀（8），送温层（4）与地面相通，送温层（4）的顶部安装有承重微孔板（9）；所述承重微孔板（9）的底部安装有若干个送温控件（10），送温控件（10）的顶部与承重微孔板（9）相通，承重微孔板（9）的上部放置有若干个高株作物种植箱（11），所述的高株作物种植箱（11）呈规则阵列布置，相邻的高株作物种植箱（11）之间安装有矮株作物种植槽（12），矮株作物种植槽（12）底部与承重微孔板（9）相通，位于矮株作物种植槽（12）内的承重微孔板（9）上铺设有透温布，透温布上铺设有种植土壤；
所述的送温控件（10）包括送温腔（21），所述送温腔（21）的顶部为格栅结构，送温腔（21）底部内腔上活动安装有挡风板（22）且挡风板（22）与送温腔（21）构成转动配合，挡风板（22）的形状、大小与送温腔（21）内腔相同，送温腔（21）的外壁上安装有电机（23），电机（23）的输出轴穿过送温腔（21）的腔壁安装在挡风板（22）的侧部；
所述的高株作物种植箱（11）包括箱体（24），箱体（24）的底部设有进温孔（26），箱体（24）内设有凹台（25），凹台（25）的侧壁上设有若干个透温孔，凹台（25）的侧壁铺设有透温布，种植土壤堆置在凹台（25）内。
2.根据权利要求1所述的一种用于大温差环境下的主动蓄放热复合式温室大棚，其特征在于：所述的大棚支架（1）均为钢管桁架结构。
3.根据权利要求1所述的一种用于大温差环境下的主动蓄放热复合式温室大棚，其特征在于：所述的储温层（3）内设有蓄放热体，传热管（5）的出风口伸入蓄放热体内，所述的蓄放热体为土壤、相变材料或卵石。
4.根据权利要求1所述的一种用于大温差环境下的主动蓄放热复合式温室大棚，其特征在于：所述箱体（24）底部设有滚轮（28），所述进温孔（26）内壁上安装有防风帘（27），防风帘（27）的底部与承重微孔板（9）相接触。
5.根据权利要求1所述的一种用于大温差环境下的主动蓄放热复合式温室大棚，其特征在于：所述传热管（5）的进风口位于大棚支架（1）内顶处。
6.根据权利要求4所述的一种用于大温差环境下的主动蓄放热复合式温室大棚，其特征在于：所述滚轮（28）的宽度大于承重微孔板（9）上微孔的直径。
7.根据权利要求1所述的一种用于大温差环境下的主动蓄放热复合式温室大棚，其特征在于：所述的透温布为亚麻布、土工布或无纺布。
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2019
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