[發明專利]一種適合中、低緯度地區使用的農作物溫室

在審

• 申請號: 201710098030.4
• 申請日: 2017-02-23
• 公開（公告）號: CN106718332A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 王志橋;王欣;王一函
• 申請（專利權）人: 王志橋;王欣
• 主分類號: A01G9/14
• 分類號: A01G9/14
• 代理公司: 長春眾益專利商標事務所(普通合伙)22211
• 代理人: 趙正

技術領域

本發明屬于農業生產技術領域，是一種農作物溫室。

背景技術

地球的中、低緯度地區冬季都比較寒冷，以北半球為例，冬至日，正午太陽高度由南回歸線向南北兩側遞減，北半球各緯度，正午太陽高度達到一年中的最小值，太陽輻射最弱。所以在北半球的室外這個季節一般不適合種植農作物。為了進行農業生產，農民采用搭建溫室的方法，在溫室內種植蔬菜、瓜果花卉等作物，溫室主要由透光保溫的棚體、地面和后山墻圍建構成，地面與水平面平行，后山墻與地面垂直。由于冬季正午太陽照射角（學術上稱為正午太陽高度）比較小，地面吸收陽光的熱量低，即使有棚體保暖，在最冷的月份溫室內溫度也很難達到植物生長要求，一般還要對溫室內進行人工加熱，并且緯度越高的地區需要人工加溫越多，中高緯度地區溫室種植的生產成本極高，所以不適合大面積生產，因此這些地區冬季蔬菜生產量很小，滿足不了居民的生活用菜需求。居民消費的蔬菜多數從低緯度地區販運而來。蔬菜價格高而不新鮮。

發明內容

本發明要解決的技術問題是公開一種能夠有效提高太陽能熱效率的適合中、低緯度地區使用的農作物溫室。

本發明的設計思路是針對太陽輻射最弱的冬至日的正午太陽高度角做為設計依據，也可以以溫度最低的一月份作為設計依據，溫室內地面的設計是讓地面抬升，與正午太陽照射的方向形成較大的夾角（如角C2），使該地地面與正午12點（指的是當地的地方時，比如在中國，不一定是北京時間的正午12點，如果是新疆就是午后的14時左右了）時的陽光夾角增大，從而增大太陽輻射，最大限度的利用太陽能，在低緯度地區這樣設計就能滿足蔬菜花卉等作物的溫度需求。在中緯度地區，還需將后山墻建造成大角度斜坡，使冬至日正午與陽光形成直角，從而獲得最多的熱量，白天這些熱量散發到溫室內一部分，另一部分被墻內的土層吸收，夜里熱量源源不斷地散發到溫室內，這面墻猶如一個巨大的暖氣片，使溫室內的溫度升高，使溫室內的溫度不至于很低，滿足作物生長的需要。

本發明解決技術問題的方案是采用棚體、地面和后山墻制成適合中、低緯度地區使用的農作物溫室，地面制成斜面，與水平面呈5-40度角，朝向太陽的一端低于靠近后山墻端。這樣地面能夠更好地吸收太陽能。理論上也可以做成大于角40度的，但如果棚內地面與水平面之間的夾角大于40度則對種植帶來不便。如果坡度達到40度，溫室內的溫度會比坡度20度的溫室高很多。

對于中緯度地區，后山墻制成斜面，后山墻頂部為遠離太陽的方向，后山墻與水平面夾角在54-85度之間，這個角度能使冬至日正午陽光正好直射后山墻面，具體根據當地地理緯度決定。也可以根據自己的喜好適當增減幾度設計。

后山墻的斜度與水平面垂直時，種植面積大，但正午太陽不能與后山墻直射，后山墻吸收的太陽能沒有達到最大值。低緯度地區可以采用這種方法建設。

高緯度地區也可以參照中緯度地區建造溫室的方法建造，可以作為夏季用溫室的需要。

其中地面與水平面的最佳耕作角度為10度到30度。

后山墻與水平面的最佳角度在60-85度之間。

實際操作過程中，如果地面與水平面呈30度以上的夾角，為了防止土塊滾落，就需要每隔1-2米加裝一個擋土板或擋土墻。

在圖中，我們可以看出當地冬至日的正午太陽高度角是角B2，我們通過建坡，把溫室地面抬升了角A2的角度，這時溫室內的正午太陽高度角是角C2，角C2等于角A2和角B2的和。我們通過抬升地面，使太陽高度角增大了角A2的值，從而增大了太陽輻射值。

近日點時，日地距離是1.471億千米，而遠日點時，為1.521億千米，兩者的差距是500萬千米，近日點分別是春分和秋分，遠日點分別是冬至和夏至，所以地球表面獲得的熱量多少和太陽與地球的距離沒有關系。和正午太陽高度角關系密切。赤道附近，全年的太陽高度角都大，所以獲得的熱量就多，氣溫就高，高緯度地區全年的太陽高度角都小，所以獲得的熱量就少，形成極寒天氣。以北半球為例，夏至日太陽直射北回歸線，北回歸線及其以北的北半球達到太陽輻射的最大值，北回歸線及其以北的北半球溫度就高。

高緯度地區，以北半球的冬季為例，大部分地區會出現極夜現象，多日見不到太陽，所以，這個地區冬季做不了溫室，但是在春夏秋季節還是可以用的，這個地區的溫室設計可以參照中緯度地區溫室建造，也可以達到正常作物生長的溫度。