本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)設(shè)置,尤其涉及一玻璃溫室及其溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
背景技術(shù):
1、這里的描述僅提供與本發(fā)明有關(guān)的背景信息,而不必然地構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。
2、在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,溫室種植技術(shù)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。其中,水簾-風機降溫系統(tǒng)作為一種常見的溫室溫度調(diào)節(jié)手段,被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)溫室領(lǐng)域。
3、水簾-風機降溫系統(tǒng)的工作原理基于水分在高溫下的蒸發(fā)特性。當周圍環(huán)境溫度較高時,水會從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài),這個過程需要吸收大量的熱量。在水簾-風機降溫系統(tǒng)中,通過讓空氣流經(jīng)濕潤的水簾,空氣中的濕熱被水分吸收,熱量隨之被帶走,空氣的溫度得以降低。而吸收了熱量的水分則轉(zhuǎn)變?yōu)樗魵?,其攜帶的熱量以水蒸氣的潛熱形式存在。經(jīng)過這樣的過程,實現(xiàn)了對溫室空氣的降溫。
4、該系統(tǒng)之所以在農(nóng)業(yè)溫室上得到廣泛應(yīng)用,主要是因為它具有諸多顯著優(yōu)點。首先,設(shè)備簡單。水簾通常由一些吸水性材料制成,如波紋狀的塑料紙或纖維布等,結(jié)構(gòu)相對簡單。風機也是常見的機械設(shè)備,技術(shù)成熟,易于維護。其次,成本低。與一些復(fù)雜的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)相比,水簾-風機降溫系統(tǒng)的設(shè)備成本和安裝成本都相對較低,這對于廣大農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者來說是非常重要的考慮因素。再者,運行可靠。只要保證水源供應(yīng)和電力供應(yīng),該系統(tǒng)一般能夠穩(wěn)定運行,不容易出現(xiàn)故障。而且,安裝方便也是其一大優(yōu)勢。無論是新建溫室還是對現(xiàn)有溫室進行改造,都可以較為容易地安裝水簾-風機降溫系統(tǒng),不需要進行大規(guī)模的工程施工。
5、然而,盡管水簾-風機降溫系統(tǒng)具有上述優(yōu)點,但它也存在著很大的缺陷。其中最為突出的問題就是室內(nèi)氣溫不均勻以及垂直溫差大。在該系統(tǒng)的運行過程中,雖然能夠通過水分蒸發(fā)降低空氣溫度,但是由于空氣的流動和熱量的傳遞并不完全均勻,導致溫室內(nèi)不同位置的溫度存在較大差異。尤其是在垂直方向上,溫差更為明顯。靠近水簾和風機的區(qū)域溫度相對較低,而遠離這些設(shè)備的區(qū)域溫度則較高。這種垂直溫差大的情況會對溫室種植產(chǎn)生諸多不利影響。
6、現(xiàn)有技術(shù)中的玻璃溫室,其高度一般較低,通常低于4米。在這樣的高度范圍內(nèi),適合種植一些較矮的植物。因為植物的種植高度較低,溫室大棚上下的溫差相對較小,不會對植物的生長造成較大的影響。例如,一些蔬菜、花卉等低矮植物在這樣的溫室環(huán)境中能夠較好地生長。這些植物對溫度和濕度的要求相對較為適中,較低的溫室高度能夠滿足它們的生長需求。同時,由于上下溫差不大,植物在生長過程中既能均勻地接受光照,又能處于相對恒定的溫度環(huán)境,有利于其生長發(fā)育。
7、綜上所述,現(xiàn)有技術(shù)中的水簾-風機降溫系統(tǒng)雖然在農(nóng)業(yè)溫室中有廣泛應(yīng)用,但其存在的室內(nèi)氣溫不均勻、垂直溫差大等問題,以及現(xiàn)有玻璃溫室高度較低不適合種植對垂直空間要求高的植物的現(xiàn)狀,都迫切需要一種新的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)來滿足不同植物的生長需求。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的一個主要優(yōu)勢在于提供一玻璃溫室及其溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng),其中所述玻璃溫室可以容納高大植物種植,并且所述溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以降低溫室高度方向的垂直溫差大的問題。
2、本發(fā)明的另一個優(yōu)勢在于提供一玻璃溫室及其溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng),其中所述溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括水簾和風機,所述水簾和風機被安裝在玻璃溫室的腰部位置,有效地降低玻璃溫室高處的溫度。
3、有益效果:1.滿足冠層較高植物生長需求:通過對溫室結(jié)構(gòu)和風機、水簾安裝高度的調(diào)整,本發(fā)明的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠為高大植物提供適宜的生長環(huán)境。解決了現(xiàn)有技術(shù)中因玻璃溫室高度較低導致的植物種植受限的問題。相對提高且延長濕冷空氣在溫室內(nèi)的流場,使得溫室內(nèi)的溫度更加均勻,減少了垂直溫差對植物生長的影響。2.降溫效果好:風機和水簾的合理安裝設(shè)計,能夠使?jié)窭淇諝飧映浞值剡M行流動換熱,降低溫度的同時濕度也不會大幅增加。提高了降溫效率,為植物生長提供了更加舒適的溫度環(huán)境。3.運行可靠、成本低:本發(fā)明采用的水簾-風機降溫系統(tǒng)設(shè)備簡單、運行可靠、安裝方便。與其他降溫系統(tǒng)相比,成本較低,適合大規(guī)模推廣應(yīng)用。
4、本發(fā)明的目的在于提供一種溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng),通過對大型玻璃連棟溫室機械降溫系統(tǒng)的水簾和風機安裝高度的調(diào)整,滿足冠層較高植物生長需求,相對提高且延長濕冷空氣在溫室內(nèi)的流場,得以更加充分地進行流動換熱,降低溫度的同時濕度也不會大幅增加。
5、值得一提的是,以下將玻璃溫室簡稱為溫室。具體地,玻璃溫室的結(jié)構(gòu)設(shè)計采用文洛式結(jié)構(gòu),東西走向(或者依據(jù)地理位置和緯度適當調(diào)整)。這種結(jié)構(gòu)具有良好的采光性和通風性,能夠為植物生長提供適宜的環(huán)境。溫室跨度12m,間距8.0m,天溝高6.0m,脊高7.0m,四周磚基護墻標高0.5m,立柱基礎(chǔ)標高±0.00m。較大的跨度和高度為高大植物提供了充足的生長空間。溫室主橫梁(力霸式梁)采用桁架式梁,承受荷載能力強。桁架式梁能夠有效地支撐溫室的屋頂和墻體,確保溫室的穩(wěn)定性和安全性。屋頂為小三角屋面,每一跨(每一主橫梁)上設(shè)三個角屋頂。這種設(shè)計不僅美觀,而且有利于雨水的排放,同時也增加了溫室的采光面積。
6、文洛式屋頂?shù)母唛茉O(shè)計與腰部風機安裝位置形成垂直氣流通道,配合東西走向布局的縱向通風路徑,共同實現(xiàn)濕冷空氣的延長流動換熱。通過調(diào)整風機和水簾的安裝高度,可以使?jié)窭淇諝飧泳鶆虻胤植荚跍厥覂?nèi),降低溫度的同時減少濕度的大幅增加。具體的安裝高度可以根據(jù)溫室的實際情況和種植植物的需求進行調(diào)整。風機數(shù)量、安裝高度和間隔的確定:根據(jù)溫室的面積和通風需求,合理確定風機的數(shù)量。
7、一般來說,風機的數(shù)量越多,通風效果越好,但成本也會相應(yīng)增加。風機的安裝高度應(yīng)適中,既要保證濕冷空氣能夠有效地吹入溫室,又要避免對植物造成直接的強風吹擊。風機之間的間隔應(yīng)均勻分布,以確保溫室內(nèi)的空氣能夠充分流動。水簾面積、安裝高度、水簾材質(zhì)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計:水簾的面積應(yīng)根據(jù)溫室的通風需求和風機的風量進行確定。一般來說,水簾的面積越大,降溫效果越好,但也會增加成本和占地面積。水簾的安裝高度應(yīng)與風機相對應(yīng),確保濕冷空氣能夠順利地通過水簾進入溫室。水簾具有良好的吸水性和透氣性,能夠有效地吸收空氣中的熱量并將其轉(zhuǎn)化為水蒸氣的潛熱。水簾的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以采用多層結(jié)構(gòu),增加空氣與水簾的接觸面積,提高降溫效果。
8、本發(fā)明的溫室水簾通風系統(tǒng)采用所述風窗,當葉片抬升水平時,與進風口方向保持一致,顯著提高進風有效面積,從而增大了單位時間進風量,極大地提高了通風效率。水簾通風裝置高位安裝,有利于溫室內(nèi)溫熱空氣的置換效率。溫熱空氣上升,通過高位的通風口排出,新鮮的冷空氣從下方進入,形成良好的空氣循環(huán),進一步提高了通風效率。
9、控制系統(tǒng)采用先進的自動化技術(shù),可實現(xiàn)遠程智能控制。用戶可以通過手機、電腦等終端設(shè)備對通風系統(tǒng)進行操作,方便快捷。例如,在炎熱的夏季,用戶可以在辦公室或家中遠程啟動通風系統(tǒng),對溫室內(nèi)溫度進行調(diào)節(jié),為作物生長創(chuàng)造良好的環(huán)境。
10、控制系統(tǒng)還具有智能化的控制算法,能夠根據(jù)溫室的實際情況自動調(diào)整通風系統(tǒng)的運行狀態(tài)。例如,當溫室溫度過高時,系統(tǒng)會自動啟動電機,將葉片抬升水平,增加通風量,降低溫室溫度。當溫室濕度較大時,系統(tǒng)會自動關(guān)閉水簾,降低進入溫室的空氣濕度。
11、降低空間占用率
12、由于葉片寬度小,空間占用率降低。與傳統(tǒng)的通風方式相比,本發(fā)明的所述風窗33在打開時占用空間小,不影響棚內(nèi)外作業(yè),節(jié)省了溫室占地空間。
13、分體式鋁葉窗位于水簾后側(cè),采用嵌入式安裝方式,與水簾緊密結(jié)合,不影響溫室的整體美觀。同時,這種安裝方式也有利于保護葉片和電機,減少外部環(huán)境對其的影響。
14、外部構(gòu)造更加簡潔美觀
15、本發(fā)明的溫室水簾通風系統(tǒng)外部構(gòu)造簡潔美觀,分體式鋁葉窗與水簾的結(jié)合使溫室的整體外觀更加協(xié)調(diào)。與上翻窗和平推窗相比,本發(fā)明在美觀性方面具有明顯的優(yōu)勢。
16、簡潔美觀的外部構(gòu)造不僅提高了溫室的整體形象,還為農(nóng)業(yè)觀光、生態(tài)農(nóng)業(yè)等新型農(nóng)業(yè)模式的發(fā)展提供了有利條件。
17、依本發(fā)明的一個方面,能夠?qū)崿F(xiàn)前述目的和其他目的和優(yōu)勢的本發(fā)明的一玻璃溫室的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng),其中所述玻璃溫室包括地基墻體和被設(shè)置在所述地基墻體上方的溫室主體,所述溫室主體與所述地基墻體形成一個可供容納高大植物種植的內(nèi)部空間溫室主體,所述溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)被設(shè)置于所述溫室主體,所述溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括:
18、多個水簾和多個風機,所述水簾和所述風機被設(shè)置在所述溫室主體,并且所述水簾和所述風機相背對背地設(shè)置在所述溫室主體的兩側(cè),所述溫室主體的玻璃墻體包括墻體底部、墻體頂部以及位于所述墻體底部和所述墻體頂部之間的墻體腰部,其中所述溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的所述水簾和所述風機被安裝在所述玻璃墻體的所述墻體腰部,當所述溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作時,外界空氣經(jīng)所述水簾攜帶水汽進入到所述溫室主體的內(nèi)部空間,其中水汽在所述溫室主體的內(nèi)部空間循環(huán)后攜帶熱量經(jīng)所述風機被排出所述溫室主體,以降低所述溫室主體內(nèi)部的溫度。
19、根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,所述溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的所述水簾和所述風機被安裝在所述溫室主體整體高度的1/2至2/3處。
20、根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,所述溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)進一步包括多個風窗,其中所述風窗被設(shè)置在所述溫室主體的所述玻璃墻體,并且所述風窗與所述溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的所述水簾相鄰設(shè)置,所述風窗可被打開和關(guān)閉,用于控制外界空氣進入到所述溫室主體和氣流方向。
21、根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,所述風窗被設(shè)置在所述水簾的內(nèi)側(cè),即所述風窗位于所述溫室主體的內(nèi)部,外界氣流經(jīng)所述水簾攜帶水汽通過所述風窗到達所述溫室主體的內(nèi)部空間。
22、根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,所述所述風窗被設(shè)置在所述水簾的外側(cè),即所述風窗位于所述溫室主體的外部,外界氣流經(jīng)所述風窗和所述水簾攜帶水汽到達所述溫室主體的內(nèi)部空間。
23、根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,所述風窗進一步包括框體、被設(shè)置在所述框體的一系列葉片以及驅(qū)動所述葉片運動的連桿機構(gòu),其中所述葉片被可活動地設(shè)置在所述框體,并且所述連桿機構(gòu)與所述葉片相連,所述連桿機構(gòu)可驅(qū)動所述葉片翻轉(zhuǎn)運動。
24、根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,所述葉片被可樞轉(zhuǎn)地設(shè)置在所述框體的內(nèi)側(cè),其中所述連桿機構(gòu)包括一傳動桿和多個連桿傳動件,其中所述連桿傳動件的一端與所述傳動桿相連,所述連桿傳動件的另一端與所述葉片相連,當所述傳動桿向上或者向下運動時,所述傳動桿通過所述連桿傳動件帶動所述葉片向上或者向下翻轉(zhuǎn)。
25、根據(jù)本技術(shù)的另一方面,本技術(shù)進一步提供一玻璃溫室,包括:
26、地基墻體,被設(shè)置在所述地基墻體上方的溫室主體,以及如上任一所述的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng),所述溫室主體與所述地基墻體形成一個可供容納高大植物種植的內(nèi)部空間,其中所述溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括多個水簾和多個風機,所述水簾和所述風機被設(shè)置在所述溫室主體,并且所述水簾和所述風機相背對背地設(shè)置在所述溫室主體的兩側(cè)。
27、根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,所述溫室主體包括玻璃墻體和玻璃頂棚,其中所述玻璃頂棚被設(shè)置在所述玻璃墻體的頂部,并且由所述玻璃墻體支撐所述玻璃頂棚。
28、根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,所述玻璃墻體進一步包括正面墻體、背面墻體,位于所述正面墻體和所述背面墻體兩側(cè)的側(cè)面墻體,其中所述正面墻體、所述背面墻體、所述側(cè)面墻體以及所述玻璃頂棚形成一個封閉的溫室空間所述水簾被設(shè)置在所述正面墻體,所述風機被設(shè)置在所述背面墻體;或者所述水簾被設(shè)置在所述背面墻體,所述風機被設(shè)置在所述正面墻體。
29、根據(jù)本技術(shù)的另一方面,本技術(shù)進一步提供一種玻璃溫室的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng),其中所述玻璃溫室包括地基墻體和被設(shè)置在所述地基墻體上方的溫室主體,所述溫室主體與所述地基墻體形成一個可供容納植物種植的內(nèi)部空間溫室主體,所述溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)被設(shè)置于所述溫室主體,其特征在于,所述溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括:多個水簾和多個風機,所述水簾和所述風機被設(shè)置在所述溫室主體,并且所述水簾和所述風機相背對背地設(shè)置在所述溫室主體的兩側(cè),所述溫室主體的玻璃墻體包括墻體底部、墻體頂部以及位于所述墻體底部和所述墻體頂部之間的墻體腰部,其中所述溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的所述水簾和所述風機被安裝在所述玻璃墻體的所述墻體腰部,當所述溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作時,外界空氣經(jīng)所述水簾攜帶水汽進入到所述溫室主體的內(nèi)部空間,與溫室主體的內(nèi)部空氣進行熱交換,水汽吸熱后變成水蒸氣的過程中吸收空氣中的熱能從而使空氣的溫度下降,其中水汽在所述溫室主體的內(nèi)部空間吸熱變成水蒸氣后經(jīng)所述風機被排出所述溫室主體,以降低所述溫室主體內(nèi)部的溫度。
30、根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,所述溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的所述水簾和所述風機被安裝在所述溫室主體整體高度的1/2至2/3處,基于對溫室內(nèi)部空氣熱交換效率、溫度分布均勻性確定。
31、根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,所述溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)進一步包括多個風窗,其中所述風窗被設(shè)置在所述水簾的外側(cè),所述風窗可被打開和關(guān)閉,用于控制外界空氣進入到所述溫室主體和氣流方向;所述風窗與水簾的水平距離處于30m至45m之間,垂直高度差處于0.4m內(nèi)。
32、根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,所述濕簾采用波紋為45°×45°交錯對置,蒸發(fā)降溫效率高、自然吸水、擴散速度快;所述濕簾的厚度為150mm。
33、根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,所述所述風窗被設(shè)置在所述水簾的外側(cè),即所述風窗位于所述溫室主體的外部,外界氣流經(jīng)所述風窗和所述水簾攜帶水汽到達所述溫室主體的內(nèi)部空間;外界氣流經(jīng)風窗進入后,在風窗與水簾之間形成預(yù)加速區(qū)域,氣流速度提升至2.0m/s,然后經(jīng)過水簾時,由于水簾的阻力作用,氣流速度均勻降至1.6-1.7m/s并攜帶水汽進入溫室主體內(nèi)部空間。
34、根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,所述風窗進一步包括框體、被設(shè)置在所述框體的一系列葉片以及驅(qū)動所述葉片運動的連桿機構(gòu),其中所述葉片被可活動地設(shè)置在所述框體,并且所述連桿機構(gòu)與所述葉片相連,所述連桿機構(gòu)可驅(qū)動所述葉片翻轉(zhuǎn)運動。
35、根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,所述葉片被可樞轉(zhuǎn)地設(shè)置在所述框體的內(nèi)側(cè),其中所述連桿機構(gòu)包括一傳動桿和多個連桿傳動件,其中所述連桿傳動件的一端與所述傳動桿相連,所述連桿傳動件的另一端與所述葉片相連,當所述傳動桿向上或者向下運動時,所述傳動桿通過所述連桿傳動件帶動所述葉片向上或者向下翻轉(zhuǎn)。
36、根據(jù)本技術(shù)的另一方面,本技術(shù)進一步提供一種玻璃溫室,包括:地基墻體,被設(shè)置在所述地基墻體上方的溫室主體,以及如上任一所述的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng),所述溫室主體與所述地基墻體形成一個可供容納植物種植的內(nèi)部空間,其中所述溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括多個水簾和多個風機,所述水簾和所述風機被設(shè)置在所述溫室主體,并且所述水簾和所述風機相背對背地設(shè)置在所述溫室主體的兩側(cè)。
37、根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,所述溫室主體為高檐文洛式結(jié)構(gòu),所述溫室頂部為小三角屋面,每一跨(每一主橫梁)上設(shè)三個角屋頂;所述高檐文洛式結(jié)構(gòu)的檐高為7m,跨度為12m,間距8m,這種結(jié)構(gòu)設(shè)計能夠使溫室內(nèi)部采光率達到60%-80%。
38、根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,所述玻璃墻體進一步包括正面墻體、背面墻體,位于所述正面墻體和所述背面墻體兩側(cè)的側(cè)面墻體,其中所述正面墻體、所述背面墻體、所述側(cè)面墻體以及所述玻璃頂棚形成一個封閉的溫室空間所述水簾被設(shè)置在所述正面墻體,所述風機被設(shè)置在所述背面墻體;或者所述水簾被設(shè)置在所述背面墻體,所述風機被設(shè)置在所述正面墻體。
39、通過對隨后的描述和附圖的理解,本發(fā)明進一步的目的和優(yōu)勢將得以充分體現(xiàn)。
40、本發(fā)明的這些和其它目的、特點和優(yōu)勢,通過下述的詳細說明和附圖得以充分體現(xiàn)。