[發(fā)明專利]日光溫室內(nèi)熱能利用裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711421913.0
• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN107896747A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張義;柯行林;楊其長;盧威;展正朋
• 申請（專利權(quán)）人: 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所
• 主分類號: A01G9/24
• 分類號: A01G9/24;A01G31/02;F24S60/30
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11002
• 代理人: 王瑩,魏雪梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及日光溫室內(nèi)熱能利用領(lǐng)域，特別是涉及日光溫室內(nèi)熱能利用裝置及日光溫室內(nèi)熱能利用方法。

背景技術(shù)

日光溫室是中國北方蔬菜生產(chǎn)的重要設(shè)施，近年來節(jié)能環(huán)境調(diào)控技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用受到了越來越多的關(guān)注。溫度作為重要的環(huán)境因子，合理的溫度調(diào)控在日光溫室中尤為重要。日光溫室內(nèi)無土栽培過程中對溫度的調(diào)控可分為基質(zhì)溫度調(diào)控和空氣溫度調(diào)控，其中基質(zhì)溫度主要影響作物的根區(qū)溫度，可調(diào)節(jié)作物的根際生長、根際呼吸作用、水分及養(yǎng)分的吸收、根際內(nèi)物質(zhì)合成以及根際微生物活性、近根的分生組織生長分化等。空氣溫度通過改變作物體內(nèi)酶的活性影響作物光合作用、呼吸作用等，也可以調(diào)節(jié)作物的形態(tài)建成和器官分化。但是由于傳統(tǒng)日光溫室的環(huán)境調(diào)控能力弱，冬季日光溫室內(nèi)的基質(zhì)溫度、空氣溫度均較低，低溫脅迫已成為蔬菜生產(chǎn)的重要桎梏。

目前生產(chǎn)上可以使用的根區(qū)增溫設(shè)備主要有燃煤(油)鍋爐加散熱管道、地源熱泵、地下蓄熱系統(tǒng)、燃池加散熱管道、電加熱等。以上加熱方式中，燃煤(油)鍋爐加散熱管道和電加熱方式能耗大，水源熱泵設(shè)施設(shè)備投入過大，地下蓄熱系統(tǒng)效率低，難控制，燃池加散熱管道的方式會產(chǎn)生空氣污染問題且該方式受地域地質(zhì)限制。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明的目的是提供日光溫室內(nèi)熱能利用裝置及日光溫室內(nèi)熱能利用方法，解決現(xiàn)有溫室內(nèi)控溫裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，不可持續(xù)，控制準(zhǔn)確性差的問題。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種日光溫室內(nèi)熱能利用裝置，其包括集熱系統(tǒng)、植物增溫系統(tǒng)；

所述集熱系統(tǒng)包括：設(shè)置于日光溫室內(nèi)的集熱板和地下蓄熱水桶，所述集熱板和所述地下蓄熱水桶間通過水管建立循環(huán)回路，水管穿過所述集熱板；

所述植物增溫系統(tǒng)包括：設(shè)置于對植物的根際和/或冠層加溫的加熱管，所述加熱管與所述地下蓄熱水桶建立加熱回路，。

在一些實施例中，優(yōu)選為，所述水管上設(shè)置潛水泵。

在一些實施例中，優(yōu)選為，多個所述集熱板并聯(lián)接入所述水管。

在一些實施例中，優(yōu)選為，所述植物增溫系統(tǒng)包括：根際增溫系統(tǒng)，所述根際增溫系統(tǒng)包括：由根際加熱管道、根際送水管、根際回水管、所述地下蓄熱水桶構(gòu)成的根際加熱回路；其中，

所述根際加熱管道置于根際之下，所述根際送水管、所述根際回水管分別插入與所述地下蓄熱水桶內(nèi)，所述根際送水管、所述根際回水管之間設(shè)置所述根際加熱管道。

在一些實施例中，優(yōu)選為，所述根際加熱管道以同程并聯(lián)方式布置于溫室內(nèi)植物的根際之下。

在一些實施例中，優(yōu)選為，所述根際加熱回路上設(shè)置循環(huán)泵。

在一些實施例中，優(yōu)選為，當(dāng)土壤栽培所述植物時，所述根際加熱管道置于地下25-35厘米深處。

在一些實施例中，優(yōu)選為，當(dāng)所述植物為基質(zhì)栽培時，所述根際加熱管道置于基質(zhì)袋下方。

在一些實施例中，優(yōu)選為，所述植物增溫系統(tǒng)包括：冠層增溫系統(tǒng)，所述冠層增溫系統(tǒng)包括：冠層增溫管道、可伸縮波紋軟管、冠層送水管、冠層回水管、所述地下蓄熱水桶構(gòu)成的冠層加熱回路；其中，

所述冠層增溫管道設(shè)置于植物莖尖周邊；

所述冠層增溫管道和所述冠層送水管之間設(shè)置可伸縮波紋軟管；所述冠層增溫管道和所述冠層回水管之間也設(shè)置可伸縮波紋軟管；

所述冠層送水管、所述冠層回水管均插入所述地下蓄熱水桶內(nèi)。

在一些實施例中，優(yōu)選為，所述冠層加熱回路上設(shè)置循環(huán)泵。

在一些實施例中，優(yōu)選為，所述冠層加熱管道以同程并聯(lián)方式布置于溫室內(nèi)植物莖尖下方30-40厘米。

在一些實施例中，優(yōu)選為，所述的日光溫室內(nèi)熱能利用裝置還包括：控制器，所述控制器分別與所述根際增溫系統(tǒng)、所述冠層增溫系統(tǒng)相連；

所述控制器與計時器、地下蓄熱水桶內(nèi)的水溫傳感器、日光溫室內(nèi)的氣溫傳感器分別相連。

本發(fā)明還提供了一種日光溫室內(nèi)熱能利用方法，其包括：

根據(jù)第一預(yù)設(shè)條件開啟集熱系統(tǒng)，將太陽能轉(zhuǎn)化為地下蓄熱水桶內(nèi)的水的熱能；

根據(jù)第二預(yù)設(shè)條件開啟植物增溫系統(tǒng)，對植物根際進(jìn)行加溫；

根據(jù)第三預(yù)設(shè)條件開啟植物增溫系統(tǒng)，對植物冠層進(jìn)行加溫；

所述第一預(yù)設(shè)條件包括：24小時計時制下，8:00-17:30，且日光溫室內(nèi)氣溫高于地下蓄熱水桶內(nèi)水的溫度；

所述第二預(yù)設(shè)條件包括：24小時計時制下，9:30-16:00，且地下蓄熱水桶內(nèi)水的溫度高于日光溫室內(nèi)氣溫；