[發明專利]空氣水農業系統

無效

• 申請號: 201310496072.5
• 申請日: 2013-10-21
• 公開（公告）號: CN103598033A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 喻朝慶;尹華
• 申請（專利權）人: 清華大學;北京田園蘭德科技有限責任公司
• 主分類號: A01G9/14
• 分類號: A01G9/14;A01G9/24;E03B3/28;E03B3/02
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 黃德海;賈玉姣

技術領域

本發明涉及農業灌溉技術領域，具體地，涉及一種空氣水農業系統。

背景技術

全球干旱、半干旱地區總面積約占陸地總面積的35%，季節性干旱缺水的現象幾乎在世界所有地區都存在。由于降水和水資源時空分布不均,地球表面植被分布的地帶性差異顯著；荒漠化或干旱缺水地區生態系統生產力低下，農牧林業生產和社會經濟由于水資源的嚴重限制而難以發展。在目前全世界的供水中，農業用水占絕大多數。例如，中國的農業用水占了60%以上，北方地區占到了75%。而在農業生產過程中，絕大多數農業用水都通過蒸發和蒸騰等方式轉化為氣態水并釋放到大氣。這種由液態水到氣態水單向消耗方式導致水資源短缺地區的農業和其它產業難以發展。

在國內外水、熱等自然資源條件較好的區域，往往由于人口過分集中，資源消耗巨大，環境破壞嚴重，社會經濟發展的可持續性面臨重大挑戰。例如，中國東部糧食主產區目前承受的耕地、水資源和環境污染等壓力越來越大，糧食安全問題始終困擾著國家和民族的生存和發展。應對這些問題的一種方式是改變傳統農業的單向耗水模式，實現農田生態系統尺度的水分循環，以最少的水資源長期滿足農業生產的用水需求。水資源問題得到解決后，全球和中國的荒漠化和干旱缺水地區有可能變成新興的農牧林業生產基地。與此同時，這還將有助于促進太陽能、風能等可再生能源的大范圍利用，革命性地推動解決當前人類社會面臨的能源、糧食安全、荒漠化、生態破壞和環境污染等一系列重大問題，真正實現社會經濟和生態文明的永續發展。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出一種可實現農業溫室中水資源循環利用的空氣水農業系統。

根據本發明的空氣水農業系統，包括：農業溫室，所述農業溫室具有空氣進口、空氣出口和供水進口；氣態水回收裝置，所述氣態水回收裝置具有進氣口、出氣口和液態水出口，所述進氣口與所述農業溫室的空氣出口相連,所述液態水出口與所述農業溫室的供水進口相連；和動力源，所述動力源與所述氣態水回收裝置相連。

根據本發明的空氣水農業系統，通過農業溫室防止蒸發和蒸騰出來的氣態水直接進入自由大氣，通過氣態水回收裝置對農業溫室排出的氣態水進行回收和液化得到液態水，并將此液態水再次施放到農業溫室內以供植物生長，從而實現了農田用水的循環利用，在消耗較少水資源的情況下完成農業生產，節約了水資源且對環境起到保護作用。

另外，根據本發明上述實施例的空氣水農業系統還可以具有如下附加的技術特征：

優選地，所述動力源為綠色能源。

具體地，所述綠色能源為太陽能和/或風能。

根據本發明的一些實施例，所述氣態水回收裝置的液態水出口與蓄水設施相連，所述蓄水設施的出水口與所述農業溫室的供水進口相連。

進一步地，所述空氣水農業系統還包括用于收集雨水的集雨裝置，所述集雨裝置與所述蓄水設施相連。從而減少運行氣態水回收裝置的能量消耗。

在本發明的一些實施例中，所述氣態水回收裝置包括空氣制冷裝置和液態水回收裝置，所述空氣制冷裝置包括：殼體，所述進氣口、所述出氣口和所述液態水出口分別形成在所述殼體上；風機,所述風機和所述動力源相連,所述風機用于驅動空氣從所述農業溫室向所述殼體內流動；熱交換裝置，所述熱交換裝置用于降低所述殼體內的空氣溫度。

具體地，熱交換裝置包括蒸發器和壓縮機，所述蒸發器設在所述殼體內用于冷卻所述殼體內的空氣，所述壓縮機與所述蒸發器和所述動力源相連。

具體地，熱交換裝置包括空氣-空氣熱交換器，所述空氣-空氣熱交換器有交叉風道，用于將從所述農業溫室排出的空氣和冷空氣進行熱量交換。

具體地，熱交換裝置包括水-氣熱交換器，所述水-氣熱交換器具有風道和水管，所述風道與所述殼體內連通，以利用所述水-氣熱交換器的所述水管內的低水溫對從所述農業溫室排出的空氣進行降溫。

進一步地，所述熱交換裝置還包括地下風道，所述地下風道與所述空氣出口和所述殼體的所述進氣口連通，以利用地溫直接對所述地下風道內的空氣進行降溫。

在本發明的另一些實施例中，所述氣態水回收裝置包括地下風道和液態水回收裝置，所述地下風道的入口構造成所述進氣口，所述地下風道的出口構造成所述出氣口，所述液態水出口設在所述地下風道上，所述地下風道利用地溫直接對進入到所述地下風道內的空氣進行降溫。

在本發明的進一步實施例中，所述氣態水回收裝置還包括氣液分離器。從而保障液態水的回收利用。