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维戈塞尔塔对皇家社会: 一種適用于設施櫻桃栽培的日光溫室.pdf

摘要
申請專利號:

维戈塞尔塔vs皇家社会 www.vmyqew.com.cn CN201610683901.4

申請日:

20160817

公開號:

CN106105887A

公開日:

20161116

當前法律狀態:

有效性:

審查中

法律詳情:
IPC分類號: A01G9/14,A01G9/24,A01G9/26 主分類號: A01G9/14,A01G9/24,A01G9/26
申請人: 新疆農墾科學院
發明人: 袁余,李銘,李鵬程,董鵬,蘇學德,姜繼元,郭邵杰,馬新
地址: 832000 新疆維吾爾自治區石河子市烏伊公路221號
優先權: CN201610683901A
專利代理機構: 石河子恒智專利商標代理事務所(普通合伙) 代理人: 李靖
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201610683901.4

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本發明公開了一種適用于設施櫻桃栽培的日光溫室,包括棚柱和透光層(1),其特征在于:所述棚柱和透光層(1)圍成日光棚,所述透光層(1)上設有熱量收集裝置,所述日光棚內設有均勻進風裝置、自動控制裝置和散熱裝置。不僅解決了上述系統散熱性能差、管道進風不均勻和系統運行效率低等問題,還增加了熱量收集裝置使日光利用更充分,還增加了熱風爐臨時加溫系統,在設施櫻桃生產中遇到極端天氣自動給溫室內土壤和空氣加溫,使櫻桃萌芽期提前,花期提前,前期枝條生長量提高,一級優質果率提高,果實成熟期提前,提早上市,產量增加。

權利要求書

1.一種適用于設施櫻桃栽培的日光溫室,包括棚柱和透光層(1),其特征在于:所述棚柱和透光層(1)圍成日光棚,其特征在于:所述透光層(1)上設有熱量收集裝置,所述日光棚內設有均勻進風裝置、自動控制裝置和散熱裝置;所述熱量收集裝置包含吸熱板(1-1)、反光板(1-2)、外透光層(1-3)和內透光層(1-4),所述外透光層(1-3)和內透光層(1-4)中間為空心的腔體,所述空心腔體內設有反光板(1-2)和堵塊(1-6),所述反光板(1-2)設在內透光層(1-4)上,所述吸熱板(1-1)設在外透光層(1-3)上,所述內透光層(1-4)上設有透氣口(1-5);所述均勻進風裝置包含進風管道(2-1)和送風管道(2-2),所述進風管道(2-1)上設有多個進風孔(2-3),所述進風孔(2-3)設置為等間距、變截面且開在進風管道(2-1)的側面,所述進風管道(2-1)的一端連接送風管道(2-2),另一端為密閉自由端,其中所述進風孔(2-3)尺寸的確定根據如下公式計算,進風管道第i個截面的進風口面積σ的計算公式如下:其中,μ、λ為風口流量系數和管道沿程阻力系數,L為管道總長度,D為管道當量直徑,A為管道截面積,n為進風管道總風口數量,確定方法根據如下公式:其中,Q為管道進風斷面總風量,v、v為保證管道第n號風口的風速達到一定值,須滿足v≥v,以達到均勻送風的效果,根據植物生長情況和系統運行情況進行取值,σ1為1號風口的面積,根據如下公式確定:其中,v、v為保證避免第1號風口風速過大而影響進風管道下部植物生長,須滿足v≤v,根據植物生長情況和系統運行情況進行取值;所述自動控制裝置包含溫度傳感器BH(3-1)、溫度傳感器BM(3-2)、空氣濕度傳感器RH(3-3)控制器C(3-4)、變頻器INV(3-5)、軸流風機ZL(3-6)和熱風爐RF(3-7),所述熱風爐RF(3-7)上設有通氣管A和通氣管B,所述通氣管A上設有電磁單向閥A(3-71),通氣管B上設有電磁單向閥B(3-72),熱風爐RF(3-7)的出口管上設有電磁單向閥C(3-73),通氣管A伸向溫室外,通氣管B設在溫室內,所述溫度傳感器BH(3-1)至少有一個輸出端,所述溫度傳感器BM(3-2)至少有一個輸出端,所述空氣濕度傳感器RH(3-3)至少有一個輸出端,所述控制器C(3-4)至少有三個輸入端和六個輸出端,所述變頻器INV(3-5)至少有一個輸入端和一個輸出端,空氣濕度傳感器RH(3-3)、溫度傳感器BH(3-1)和溫度傳感器BM(3-2)分別連接控制器C(3-4)的輸入端,變頻器INV(3-5)的輸入端、熱風爐RF(3-7)、電磁單向閥A(3-71)、電磁單向閥B(3-72)、電磁單向閥C(3-73)和電磁單向閥D(3-74)分別連接控制器C(3-4)的輸出端,變頻器INV(3-5)的輸出端連接軸流風機ZL(3-6);所述散熱裝置包含變截面主散熱管道(4-1)、波紋散熱管道(4-2)和出氣管(4-3),所述變截面主散熱管道(4-1)由不同截面的管道依次首尾連接而成,波紋散熱管道(4-2)一端垂直接于變截面主散熱管道(4-1)的管壁上,波紋散熱管道(4-2)的另一端連接出氣管(4-3),出氣管(4-3)的另一端為密閉自由端,所述出氣管(4-3)上設有多個出氣口(4-4),所述出氣口(4-4)為等間距、變截面且設置在出氣管(4-3)兩側,出氣口(4-4)的大小設置為由連接波紋散熱管道(4-2)的一端到自由端,逐漸變大,且所述出氣口(4-4)與地面呈10-20度夾角,其中所述出氣口(4-4)尺寸的確定根據如下公式計算,出氣管上第i個截面的出風口面積σ的計算公式如下:其中,μ、λ為風口流量系數和管道沿程阻力系數,L為管道總長度,D為管道當量直徑,A為管道截面積,n為出風管道總風口數量,確定方法根據如下公式:其中,Q為管道進風斷面總風量,v、v為保證管道第n號風口的風速達到一定值,須滿足v≥v,以達到均勻送風的效果,根據植物生長情況和系統運行情況進行取值。σ1為1號風口的面積,根據如下公式確定:其中,v、v為保證避免第1號風口風速過大而影響出風口周圍植物生長,須滿足v≤v,根據植物生長情況和系統運行情況進行取值;所述進風管道(2-1)設在內透光層(1-4)和外透光層(1-3)之間的腔體內,且夾在吸熱板(1-1)和反光板(1-2)中間,所述透氣口(1-5)設在進風管道的周圍,所述送風管道(2-2)的一端連接進風管道(2-1),另一端連接軸流風機ZL(3-6)的入口端,軸流風機ZL(3-6)的出口端連接變截面主散熱管道(4-1),所述軸流風機ZL(3-6)的出口處設有電磁單向閥D(3-74),熱風爐RF(3-7)與軸流風機ZL(3-6)并聯連接在變截面主散熱管道(4-1)上。2.根據權利要求1所述的適用于設施櫻桃栽培的日光溫室,其特征在于:所述溫度傳感器BH(3-1)和空氣濕度傳感器RH(3-3)安裝在日光溫室的屋脊下1米處,所述溫度傳感器BM(3-2)安裝在溫室中部土壤深度30cm處,所述熱風爐RF(3-7)安裝在溫室內;所述變截面主散熱管道(4-1)安裝在溫室內南墻底土壤深度40-50cm處,波紋散熱管道(4-2)南北安裝,且安裝于土壤深度40-50cm處,出氣管(4-3)高于地面。3.根據權利要求1或2所述的適用于設施櫻桃栽培的日光溫室,其特征在于:所述進風管道(2-1)、吸熱板(1-1)和反光板(1-2)設置兩組以上,所述波紋散熱管道(4-2)和出氣管(4-3)可設置多組,在櫻桃種植行距之間,間距可設置為1-2m,且所述波紋散熱管道(4-2)設置為南高北低,南北深度差為5cm,出氣管(4-3)高于地面5-10cm。

說明書

技術領域

本發明涉及一種日光溫室,尤其是一種適用于設施櫻桃栽培的日光溫室。

背景技術

日光溫室是我國特有溫室形式,在中國北方分布面積廣泛,給人們帶來了較高的經濟效益。在我國西北、東北地區,由于冬春季節室外溫度低,在光照好的晴天室外溫度一般在-10℃以下,為了增加日光溫室內熱量貯存量和避免通風造成作物瞬時遇冷帶來的冷害、病害,日光溫室在冬春季節生產時一般處于全天封閉狀態。且由于經常給作物灌溉澆水和植物自身的蒸騰作用,室內空氣不能及時與室外空氣進行交換,使室內水分含量逐漸增高,在溫室內白天經常出現溫度過高、濕度過大的現象,嚴重影響作物的產量、品質和產品供應時間,降低了日光溫室生產效益。

在實際生產中,人們為了降低白天日光溫室內溫濕度,嘗試了不同方法,如采用傳統的開窗通風降溫降濕方法,這種方式不僅增加了生產成本,而且也使溫室內吸收貯存的熱量向外擴散,浪費了大量的熱源。充分利用太陽熱能,防止熱能浪費,對?;せ肪澈馱黽尤展馕率也侗染哂瀉艽蟮囊庖?。

專利201520456612.1設計了一種日光溫室淺層土壤蓄熱系統,利用數個離風機把日光溫室的北側頂部熱空氣輸送到南底角,熱空氣通過散熱管道向土壤輻射傳熱,對提高日光溫室內地溫和氣溫、降低空氣濕度具有一定的作用。此專利為了提高進風的均勻度,增加了離風機數量,人為地根據室內溫度開啟離風機,這不僅大大增加了前期投入成本和運行成本,也由于人為因素降低系統的運行性能和效率。同時,該系統的散熱管道散熱面積小、散熱分布不均勻,與土壤傳熱不充分導致該散熱系統散熱性能差。因此,本發明提出了一種適用于設施櫻桃栽培的日光溫室,不僅解決了上述系統散熱性能差、管道進風不均勻和系統運行效率低等問題,還增加了熱量收集裝置使日光利用更充分,還增加了熱風爐臨時加溫系統,在設施櫻桃生產中遇到極端天氣自動給溫室內土壤和空氣加溫,使櫻桃萌芽期提前,花期提前,前期枝條生長量提高,一級優質果率提高,果實成熟期提前,提早上市,產量增加。

發明內容

本發明的目的是提供一種適用于設施櫻桃栽培的日光溫室。

一種適用于設施櫻桃栽培的日光溫室,包括棚柱和透光層(1),其特征在于:所述棚柱和透光層(1)圍成日光棚,其特征在于:所述透光層(1)上設有熱量收集裝置,所述日光棚內設有均勻進風裝置、自動控制裝置和散熱裝置;

所述熱量收集裝置包含吸熱板(1-1)、反光板(1-2)、外透光層(1-3)和內透光層(1-4),所述外透光層(1-3)和內透光層(1-4)中間為空心的腔體,所述空心腔體內設有反光板(1-2)和堵塊(1-6),所述反光板(1-2)設在內透光層(1-4)上,所述吸熱板(1-1)設在外透光層(1-3)上,所述內透光層(1-4)上設有透氣口(1-5),吸熱板(1-1)與反光板(1-2)配套設置;

所述均勻進風裝置包含進風管道(2-1)和送風管道(2-2),所述進風管道(2-1)上設有多個進風孔(2-3),所述進風管道(2-1)的一端連接送風管道(2-2),另一端為自由端;

所述自動控制裝置包含溫度傳感器BH(3-1)、溫度傳感器BM(3-2)、空氣濕度傳感器RH(3-3)控制器C(3-4)、變頻器INV(3-5)、軸流風機ZL(3-6)和熱風爐RF(3-7),所述熱風爐RF(3-7)上設有通氣管A和通氣管B,所述通氣管A上設有電磁單向閥A(3-71),通氣管B上設有電磁單向閥B(3-72),熱風爐RF(3-7)的出口管上設有電磁單向閥C(3-73),通氣管A伸向日光棚外,通氣管B設在日光棚內,所述溫度傳感器BH(3-1)至少有一個輸出端,所述溫度傳感器BM(3-2)至少有一個輸出端,所述空氣濕度傳感器RH(3-3)至少有一個輸出端,所述控制器C(3-4)至少有三個輸入端和六個輸出端,所述變頻器INV(3-5)至少有一個輸入端和一個輸出端,空氣濕度傳感器RH(3-3)、溫度傳感器BH(3-1)和溫度傳感器BM(3-2)分別連接控制器C(3-4)的輸入端,變頻器INV(3-5)的輸入端、熱風爐RF(3-7)、電磁單向閥A(3-71)、電磁單向閥B(3-72)、電磁單向閥C(3-73)和電磁單向閥D(3-74)分別連接控制器C(3-4)的輸出端,變頻器INV(3-5)的輸出端連接軸流風機ZL(3-6);

所述散熱裝置包含主散熱管道(4-1)、波紋散熱管道(4-2)和出氣管(4-3),波紋散熱管道(4-2)一端垂直接于主散熱管道(4-1)的管壁上,波紋散熱管道(4-2)的另一端連接出氣管(4-3),出氣管(4-3)的另一端為自由端,所述出氣管(4-3)上設有多個出氣口(4-4);

所述進風管道(2-1)設在內透光層(1-4)和外透光層(1-3)之間的腔體內,且夾在吸熱板(1-1)和反光板(1-2)中間,所述透氣口(1-5)設在進風管道的周圍,所述送風管道(2-2)的一端連接進風管道(2-1),另一端連接軸流風機ZL(3-6)的入口端,軸流風機ZL(3-6)的出口端連接主散熱管道(4-1),所述軸流風機ZL(3-6)的出口處設有電磁單向閥D(3-74),熱風爐RF(3-7)與軸流風機ZL(3-6)并聯連接在主散熱管道(4-1)上。

所述溫度傳感器BH(3-1)和空氣濕度傳感器RH(3-3)安裝在日光棚的屋脊下1米處,由于設施櫻桃植物根系分布在土壤深度30-40cm處,故所述溫度傳感器BM(3-2)安裝在溫室中部土壤深度30cm處,所述熱風爐RF(3-7)安裝在日光棚內,所述主散熱管道(4-1)安裝在日光棚內南側土壤深度40-50cm處,波紋散熱管道(4-2)南北安裝,且安裝于土壤深度40-50cm處,出氣管(4-3)高于地面。

實際使用時:吸熱板(1-1)吸收更多的熱量傳遞給進風管道(2-1)周圍的空氣,反光板(1-2)有助于進風管道(2-1)周圍的空氣吸收更多的熱量,進風管道(2-1)上不同大小的進風孔(2-3)有助于均勻進風,堵塊(1-6)防止了熱空氣進入外透光層(1-3)和內透光層(1-4)中間空心的腔體的下半段,日光棚上部的熱空氣透過透氣口(1-5)通過進風孔(2-3)進入進風管道(2-1),在軸流風機ZL(3-6)的作用下通過送風管道(2-2)進入變截面的主散熱管道(4-1),然后進入地下的波紋散熱管道(4-2)與土壤充分接觸后進入出氣管(4-3),再通過出氣口(4-4)逐漸流出,從而實現熱量的轉移和空氣的循環。

溫度傳感器BH(3-1)、溫度傳感器BM(3-2)和空氣濕度傳感器RH(3-3)實時監測日光棚內的氣溫、土壤溫度和室內濕度,當測得土壤溫度低于5℃,氣溫低于10℃時,自動控制裝置關閉,此時櫻桃處于休眠期;當土壤溫度低于8℃,氣溫高于17℃時,控制器C(3-4)根據溫差發出相應控制信號送入變頻器INV(3-5)的輸入端,變頻器INV(3-5)輸出相應頻率的信號使軸流風機ZL(3-6)以該頻率轉動,溫差越大,軸流風機ZL(3-6)轉速越快,實現增加的土壤溫度打破休眠,促進根系生長,促使櫻桃萌芽;或者當測得室內空氣相對濕度大于80%時,控制器C(3-4)根據采集的濕度輸出相應信號送入變頻器INV(3-5)的輸入端,變頻器INV(3-5)輸出相應頻率的信號使軸流風機ZL(3-6)以該頻率轉動,濕度越大,軸流風機ZL(3-6)轉速越快;

當經過5個小時的熱量調控,土壤溫度依然在降低時,控制器C(3-4)輸出相應信號啟動熱風爐RF(3-7),向主散熱管道(4-1)通熱風,從而起到臨時加溫的作用,可以防止極端天氣使櫻桃受冷害作用。

當溫度傳感器BM(3-2)監測到的地溫超過25℃、溫度傳感器BH(3-1)測得空氣溫度高于35℃時,或者當日光棚內濕度大于80%,室內溫度高于35℃時,控制器C(3-4)輸出相應信號使軸流風機ZL(3-6)停止,熱量循環系統停止工作,這種情況下如果熱量循環裝置繼續運行,土壤溫度會大于25℃,影響櫻桃根系生長,此時控制器C(3-4)輸出相應信號使電磁單向閥A(3-71)打開,電磁單向閥B(3-72)關閉,電磁單向閥C(3-73)打開,電磁單向閥D(3-74)關閉,熱風爐RF(3-7)的加熱裝置不啟動而熱風爐的離風機正常運行,使外界冷空氣輸入到溫室中,降低土壤溫度和室內溫度,起到通風降溫除濕的作用。

當熱風爐RF(3-7)啟動時,控制器C(3-4)輸出相應信號使電磁單向閥C(3-73)打開,電磁單向閥A(3-71)關閉,電磁單向閥B(3-72)打開,電磁單向閥D(3-74)關閉,起到給熱風爐換氣的作用;當軸流風機ZL(3-6)工作時,控制器C(3-4)輸出相應信號打開電磁單向閥D(3-74),關閉電磁單向閥A(3-71)電磁單向閥B(3-72)電磁單向閥C(3-73)。

作為改進,所述進風管道(2-1)、吸熱板(1-1)和反光板(1-2)設置兩組以上,進風管道(2-1)上的進風孔(2-3)等間距地設在進風管道(2-2)的一側,進風孔(2-3)的截面大小設置為由連接端到自由端,逐漸變大;

其中進風孔(2-3)尺寸的確定可根據如下公式計算,進風管道第i個截面的進風口面積σi的計算公式如下:

σ i = 1 1 σ 1 2 - μ 2 A 2 ( i 2 - 1 + λ L n D Σ i = 1 i - 1 i 2 ) ]]>

其中,μ、λ為風口流量系數和管道沿程阻力系數,L為管道總長度,D為管道當量直徑,A為管道截面積,n為進風管道總風口數量,確定方法根據如下公式:

v n = Q 0 μ A n n 2 - 1 + λ L n D Σ i = 1 n - 1 i 2 = v min ]]>

其中,Q0為管道進風斷面總風量,vn、vmin為保證管道第n號風口的風速達到一定值,須滿足vn≥vmin,以達到均勻送風的效果,根據植物生長情況和系統運行情況進行取值。

σ1為1號風口的面積,根據如下公式確定:

v 1 = Q 0 nσ 1 = v m a x ]]>

其中,v1、vmax為保證避免第1號風口風速過大而影響進風管道下部植物生長,須滿足v1≤vmax,根據植物生長情況和系統運行情況進行取值。

所述主散熱管道(4-1)由不同截面的管道按照截面由大到小的順序依次首尾連接而成,所述出氣口(4-4)等間距地設置在出氣管(4-3)兩側,出氣口(4-4)的截面大小設置為由連接端到自由端逐漸變大,所述出氣口(4-4)與地面呈10-20度夾角,

其中所述出氣口(4-4)尺寸的確定根據如下公式計算,出氣管上第i個截面的出風口面積σi的計算公式如下:

σ i = 1 1 σ 1 2 - μ 2 A 2 ( i 2 - 1 - λ L n D Σ i = 1 i - 1 i 2 ) ]]>

其中,μ、λ為風口流量系數和管道沿程阻力系數,L為管道總長度,D為管道當量直徑,A為管道截面積,n為出風管道總風口數量,確定方法根據如下公式:

v n = Q 0 μ A n n 2 - 1 - λ L n D Σ i = 1 n - 1 i 2 = v m i n ]]>

其中,Q0為管道進風斷面總風量,vn、vmin為保證管道第n號風口的風速達到一定值,須滿足vn≥vmin,以達到均勻送風的效果,根據植物生長情況和系統運行情況進行取值。

σ1為1號風口的面積,根據如下公式確定:

v 1 = Q 0 nσ 1 = v m a x ]]>

其中,v1、vmax為保證避免第1號風口風速過大而影響出風口周圍植物生長,須滿足v1≤vmax,根據植物生長情況和系統運行情況進行取值;

所述波紋散熱管道(4-2)和出氣管(4-3)可設置多組,間距可設置為1-2m,且所述波紋散熱管道(4-2)設置為南高北低,南北深度差為5cm,出氣管(4-3)高于地面5-10cm。

實際使用時:利用上述方法依次計算出進風管道(2-1)各進風孔(2-3)的尺寸,確保了實現均勻進風的效果,設置兩組以上進風管道(2-1)、吸熱板(1-1)和反光板(1-2)可以提高冷熱空氣循環效率,提高太陽能的利用率。

主散熱管道(4-1)由不同截面的管道按照截面由大到小的順序依次首尾連接而成,保證了不同位置的波紋散熱管道(4-2)進氣均勻;波紋散熱管道(4-2)設置為南高北低,能夠有效防止管道內產生冷凝水而堵塞;出氣管(4-3)上的出氣口(4-4)設置成與地面有一定夾角,能夠有效防止出氣直接噴向櫻桃影響其生長,出氣管(4-3)高于地面5-10cm,能夠增加地表溫度,有助于冷空氣向上循環;多組波紋散熱管道(4-2)之間的間距可根據櫻桃種植的行距確定,并安裝在櫻桃種植行距之間,使得波紋散熱管道(4-2)直接作用于櫻桃根部的土壤,以達到熱量循環最佳的效果。

與現有技術相比,本發明不僅能夠有效調控室內溫度和濕度,而且提高了熱量循環裝置的運行效率,使櫻桃萌芽期提前2天,花期提前3天,前期枝條生長量提高10%-15%,一級優質果率提高20%,果實成熟期提前5天,產量增加8%。

附圖說明

圖1是本發明結構示意圖。

圖2是A-A的剖面示意圖。

圖3是實施例1涉及的進氣管的結構示意圖。

圖4是實施例1涉及的出氣管的結構示意圖

圖5是實施例1涉及的出氣管的剖面圖。

圖6是本發明涉及的自動控制組態流程圖。

圖中所示:1-1是吸熱板,1-2是反光板,1-3是外透光層,1-4是內透光層,1-5是透氣口,1-6是堵塊,2-1是進風管道,2-2是送風管道,2-3是進風孔,3-1是溫度傳感器BH,3-2是溫度傳感器BM,3-3是空氣濕度傳感器RH,3-4是控制器C,3-5是變頻器INV,3-6是軸流風機ZL,3-7是熱風爐RF,3-71是電磁單向閥A,3-72是電磁單向閥B,3-73是電磁單向閥C,3-74是電磁單向閥D,4-1是主散熱管道,4-2是波紋散熱管道,4-3是出氣管,4-4是出氣口。

具體實施方式

實施例1:參照圖1、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6,本發明包括棚柱和透光層1,其特征在于:所述棚柱和透光層1圍成日光棚,其特征在于:所述透光層1上設有熱量收集裝置,所述日光棚內設有均勻進風裝置、自動控制裝置和散熱裝置;

所述熱量收集裝置包含吸熱板1-1、反光板1-2、外透光層1-3和內透光層1-4,所述外透光層1-3和內透光層1-4中間為空心的腔體,所述空心腔體內設有反光板1-2和堵塊1-6,所述反光板1-2設在內透光層1-4上,所述吸熱板1-1設在外透光層1-3上,所述內透光層1-4上設有透氣口1-5,吸熱板1-1與反光板1-2配套設置;

所述均勻進風裝置包含進風管道2-1和送風管道2-2,所述進風管道2-1上設有多個進風孔2-3,所述進風管道2-1的一端連接送風管道2-2,另一端為自由端;

其中所述進風孔2-3尺寸的確定根據如下公式計算,進風管道第i個截面的進風口面積σi的計算公式如下:

σ i = 1 1 σ 1 2 - μ 2 A 2 ( i 2 - 1 + λ L n D Σ i = 1 i - 1 i 2 ) ]]>

其中,μ、λ為風口流量系數和管道沿程阻力系數,L為管道總長度,D為管道當量直徑,A為管道截面積,n為進風管道總風口數量,確定方法根據如下公式:

v n = Q 0 μ A n n 2 - 1 + λ L n D Σ i = 1 n - 1 i 2 = v min ]]>

其中,Q0為管道進風斷面總風量,vn、vmin為保證管道第n號風口的風速達到一定值,須滿足vn≥vmin,以達到均勻送風的效果,根據植物生長情況和系統運行情況進行取值,

σ1為1號風口的面積,根據如下公式確定:

v 1 = Q 0 nσ 1 = v m a x ]]>

其中,v1、vmax為保證避免第1號風口風速過大而影響進風管道下部植物生長,須滿足v1≤vmax,根據植物生長情況和系統運行情況進行取值;

所述自動控制裝置包含溫度傳感器BH3-1、溫度傳感器BM3-2、空氣濕度傳感器RH3-3控制器C3-4、變頻器INV3-5、軸流風機ZL3-6和熱風爐RF3-7,所述熱風爐RF3-7上設有通氣管A和通氣管B,所述通氣管A上設有電磁單向閥A3-71,通氣管B上設有電磁單向閥B3-72,熱風爐RF3-7的出口管上設有電磁單向閥C3-73,通氣管A伸向溫室外,通氣管B設在溫室內,所述溫度傳感器BH3-1至少有一個輸出端,所述溫度傳感器BM3-2至少有一個輸出端,所述空氣濕度傳感器RH3-3至少有一個輸出端,所述控制器C3-4至少有三個輸入端和六個輸出端,所述變頻器INV3-5至少有一個輸入端和一個輸出端,空氣濕度傳感器RH3-3、溫度傳感器BH3-1和溫度傳感器BM3-2分別連接控制器C3-4的輸入端,變頻器INV3-5的輸入端、熱風爐RF3-7、電磁單向閥A3-71、電磁單向閥B3-72、電磁單向閥C3-73和電磁單向閥D3-74分別連接控制器C3-4的輸出端,變頻器INV3-5的輸出端連接軸流風機ZL3-6;

所述散熱裝置包含變截面主散熱管道4-1、波紋散熱管道4-2和出氣管4-3,所述變截面主散熱管道4-1由不同截面的管道依次首尾連接而成,波紋散熱管道4-2一端垂直接于變截面主散熱管道4-1的管壁上,波紋散熱管道4-2的另一端連接出氣管4-3,出氣管4-3的另一端為自由端,所述出氣管4-3上設有多個出氣口4-4,所述出氣口4-4等間距地設置在出氣管4-3兩側,出氣口4-4的截面大小設置為由連接端到自由端逐漸變大,且所述出氣口4-4與地面呈15度夾角,

其中所述出氣口4-4尺寸的確定根據如下公式計算,出氣管4-3上第i個截面的出氣口4-4面積σi的計算公式如下:

σ i = 1 1 σ 1 2 - μ 2 A 2 ( i 2 - 1 - λ L n D Σ i = 1 i - 1 i 2 ) ]]>

其中,μ、λ為風口流量系數和管道沿程阻力系數,L為管道總長度,D為管道當量直徑,A為管道截面積,n為出風管道總風口數量,確定方法根據如下公式:

v n = Q 0 μ A n n 2 - 1 - λ L n D Σ i = 1 n - 1 i 2 = v min ]]>

其中,Q0為管道進風斷面總風量,vn、vmin為保證管道第n號風口的風速達到一定值,須滿足vn≥vmin,以達到均勻送風的效果,根據植物生長情況和系統運行情況進行取值。

σ1為1號風口的面積,根據如下公式確定:

v 1 = Q 0 nσ 1 = v m a x ]]>

其中,v1、vmax為保證避免第1號風口風速過大而影響出風口周圍植物生長,須滿足v1≤vmax,根據植物生長情況和系統運行情況進行取值;

所述進風管道2-1設在內透光層1-4和外透光層1-3之間的腔體內,且夾在吸熱板1-1和反光板1-2中間,所述透氣口1-5設在進風管道的周圍,所述送風管道2-2的一端連接進風管道2-1,另一端連接軸流風機ZL3-6的入口端,軸流風機ZL3-6的出口端連接變截面主散熱管道4-1,軸流風機ZL3-6的出口處設有電磁單向閥D3-74,熱風爐RF3-7與軸流風機ZL3-6并聯連接在變截面主散熱管道4-1上。

所述溫度傳感器BH3-1和空氣濕度傳感器RH3-3安裝在日光溫室的屋脊下1米處,由于設施櫻桃植物根系分布在土壤深度30-40cm處,故所述溫度傳感器BM3-2安裝在溫室中部土壤深度30cm處,所述熱風爐RF3-7安裝在溫室內,所述變截面主散熱管道4-1安裝在溫室內南側土壤深度40-50cm處,波紋散熱管道4-2南北安裝,且波紋散熱管道4-2的南端安裝于土壤深度40-50cm處,波紋散熱管道4-2的北端安裝于土壤深度40-50cm處,出氣管4-3高于地面。

實際使用時:吸熱板1-1吸收更多的熱量傳遞給進風管道2-1周圍的空氣,反光板1-2有助于進風管道2-1周圍的空氣吸收更多的熱量,利用上述方法依次計算出進風管道2-1各進風孔2-3的尺寸和出氣管4-3上的出氣口4-4的尺寸,能夠保證裝置均勻進風、均勻出風的效果,堵塊1-6防止了熱空氣進入外透光層1-3和內透光層1-4中間空心的腔體的下半段,溫室上部的熱空氣透過透氣口1-5通過進風孔2-3進入進風管道2-1,在軸流風機ZL3-6的作用下通過送風管道2-2進入變截面的主散熱管道4-1,然后進入地下的波紋散熱管道4-2與土壤充分接觸后進入出氣管4-3,再通過出氣口4-4逐漸流出,從而實現熱量的轉移和空氣的循環,主散熱管道4-1由不同截面的管道按照截面由大到小的順序依次首尾連接而成,保證了不同位置的波紋散熱管道4-2進氣均勻。

溫度傳感器BH3-1、溫度傳感器BM3-2和空氣濕度傳感器RH3-3實時監測溫室內的氣溫、土壤溫度和室內濕度,當測得土壤溫度低于5℃,氣溫低于10℃時,熱量調控裝置關閉,此時櫻桃處于休眠期,設施櫻桃正常生產時遇到極端天氣時除外;當土壤溫度低于8℃,氣溫高于17℃時,控制器C3-4根據溫差發出相應控制信號送入變頻器INV3-5的輸入端,變頻器INV3-5輸出相應頻率的信號使軸流風機ZL3-6以該頻率轉動,溫差越大,軸流風機ZL3-6轉速越快,實現增加的土壤溫度打破休眠,促進根系生長,促使櫻桃萌芽;或者當測得室內空氣相對濕度大于80%時,控制器C3-4根據采集的濕度輸出相應信號送入變頻器INV3-5的輸入端,變頻器INV3-5輸出相應頻率的信號使軸流風機ZL3-6以該頻率轉動,濕度越大,軸流風機ZL3-6轉速越快;

當經過5個小時的熱量調控,土壤溫度依然在降低時,控制器C3-4輸出相應信號啟動熱風爐RF3-7,向主散熱管道4-1通熱風,從而起到臨時加溫的作用,可以防止極端天氣使櫻桃受冷害作用。

當溫度傳感器BM3-2監測到的地溫超過25℃、溫度傳感器BH3-1測得空氣溫度高于35℃時,或者當空氣濕度傳感器3-3測得溫室內濕度大于80%,室內溫度高于35℃時,控制器C3-4輸出相應信號使軸流風機ZL3-6停止,熱量循環系統停止工作,這種情況下如果熱量循環裝置繼續運行,土壤溫度會大于25℃,影響櫻桃根系生長,此時控制器C3-4輸出相應信號使電磁單向閥A3-71打開,電磁單向閥B3-72關閉,電磁單向閥C3-73打開,電磁單向閥D3-74關閉,熱風爐RF3-7的加熱系統不啟動而熱風爐的離風機正常運行,使外界冷空氣輸入到溫室中,降低土壤溫度和室內溫度,起到通風除濕的作用。

當熱風爐RF3-7啟動時,控制器C3-4輸出相應信號使電磁單向閥C3-73打開,電磁單向閥A3-71關閉,電磁單向閥B3-72打開,電磁單向閥D3-74關閉,起到給熱風爐換氣的作用,電磁單向閥D3-74關閉能夠防止氣流進入送風管道2-2進而進入進風管道2-1而散失;當軸流風機ZL3-6工作時,控制器C3-4輸出相應信號關閉電磁單向閥A3-71電磁單向閥B3-72電磁單向閥C3-73。

本發明的控制器C3-4可以由PLC實現也可以由單片機或其他控制方式實現,凡在本發明的精神和原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發明的?;し段е?。

實施例2:參照圖2:與實施例1相比,本實施例的不同之處在于:所述波紋散熱管道4-2和出氣管4-3可設置多組,間距可設置為1m,且波紋散熱管道4-2的南端安裝于土壤深度40cm處,波紋散熱管道4-2的北端安裝于土壤深度45cm處,出氣管4-3高于地面10cm。

實際使用時:設置兩組以上進風管道2-1、吸熱板1-1和反光板1-2可以提高冷熱空氣循環效率,提高太陽能的利用率,波紋散熱管道4-2設置為南高北低,能夠有效防止管道堵塞;出氣管4-3上的出氣口4-4設置成與地面有一定夾角,能夠有效防止出氣直接噴向櫻桃,出氣管4-3高于地面10cm,能夠增加地表溫度,有助于冷空氣向上循環;多組波紋散熱管道4-2之間的間距可根據櫻桃種植的行距確定并安裝在櫻桃種植行距之間,使得波紋散熱管道4-2直接作用于櫻桃根部的土壤,以達到熱量循環最佳的效果。

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一種 適用于 設施 櫻桃 栽培 日光溫室
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