[发明专利]一种温室大棚耕作层地热温湿度调节装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于农业技术领域，具体地说，涉及一种温室大棚耕作层地热温湿度调节装置及方法。

背景技术

目前有太阳能集热器或太阳能热水器加热水送入管网，使温室增温，此种方法是水作集热介质，需要水在系统中反复循环流动，耗费水泵的电能较大，前期费用较高，也存在腐蚀、泄漏等问题，不适宜大面积推广；还有以太阳能为介质，通过太阳能集热器/板，将热量储存到地下，使温室增温，此类方法的缺陷为前期投入费用高，后期需专业人员维护等问题，不适合在西北经济欠发达地区推广使用。以上温室大棚虽然在增温方面取得了较好的效果，但存在加温棚内湿度较高的缺点。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种温室大棚耕作层地热温湿度调节装置及方法，该装置一方面是利用风机的动能进行棚内和棚外的空气交换，另一方面是利用土壤大的热容量和较小的导热率，将热量从温度较高的地下土壤向上缓慢传递，使得大棚内耕作层土壤温度升高，湿度降低，满足作物根系对地温的需求的原理。其技术方案如下：

一种温室大棚耕作层地热温湿度调节装置，包括聚氯乙烯PVC散热管和风机。风机置于南北走向大棚内的南侧，放置2组，东侧主管距离东向墙体1000-1500mm，西侧主管距离西向墙体1000-1500mm，主管为PVC管，管径300-350mm。两风机间隔25-30m南向端口连接到引风管上，主管通过风机与引风管相连，使引风管从大棚内伸出棚外并与地面呈约90°角安装，引风管横截面中心点与棚内地面距离2000-2065mm；主管上端通过弯头靠近棚内顶部伸向棚内。引风管为PVC管，管径300-350mm。主管地面方向与风机主管相通呈90°角，与耕作层在同一水平面呈垂直向。主管上端和引风管上分别设有挡片，挡片开关可实现棚内外空气循环。棚内地面层竖直方向、平行于地面安装10-14组并联管并与地面主管相通，每组由两根管径为45-55mm的PVC管组成，间距200-250mm；每组并联埋管间距400-600mm，每一组并联埋管形成一个耕作层，并联埋管北向通过弯头，距棚北侧350-450mm处，垂直于地面通向棚内，垂直向管长500-600mm。

本发明的有益效果是大棚内的空气和土壤，在夏季及冬季达到适于农作物生长的温湿度。

一种温室大棚耕作层地热温湿度调节方法，以空气为载热介质，土壤为蓄热介质，利用太阳和空气流动加速土壤和空气之间的热能和水分交换，由风机的动能装置将热能和水分在棚内和棚外进行循环交流。

通过耕作层中的并联埋管与土壤进行的热交换，一方面将热量储存在土壤和管道中。当白昼棚内温度较高时(取决于所种作物对温湿度的要求)，在13点～16点环境温度较高时，热交换两个小时左右。冬季，启动风机，打开主管挡片，关闭引风管挡片使耕作层中并联埋管与土壤进行热交换，进而使土壤中的蓄热和棚内空气形成一个微循环，在此循环中将热能储存到耕作层和地面层下的土壤中，使棚内土壤和空气的温湿度达到交换和平衡，再根据作物对温湿度的要求，调节引风管挡片开关，如若温湿度过高可打开挡片，将热量和水分排到室外；夏季，启动风机、打开引风管和主管上的挡片将土壤和空气中过多的热量和水分排到室外，夜间(挡片关闭)耕作层及地面下土壤中的蓄热能缓慢释放到空气中可增加耕作层和棚内温度，土壤温度升高时易使土壤蓄水发生蒸发，进而增加棚内夜间湿度。

本发明的有益效果：

1.该装置利用太阳能，节能环保：

2.该装置前期投入成本低，施工周期短，受益时间长；

3.有效提高温室大棚作物产量，有明显的经济效益和社会效益。

总之，本发明利用了太阳能、风机的动能和具有较大热容量的土壤为介质，三者的有机结合，既满足了作物生长需求，又最大限度的节约能源和保护环境，还实现了农作物产量和品质进一步提高的经济目标。该技术一次投入成本小，施工周期短，受益时间长，具有明显的经济效益和社会效益。

附图说明

图1是本发明一种温室大棚耕作层地热温湿度调节装置东西走向剖视图；

图2是本发明一种温室大棚耕作层地热温湿度调节装置平面结构示意图；

图3是本发明一种温室大棚耕作层地热温湿度调节装置夏季两座大棚棚内温度变化情况；

图4是本发明一种温室大棚耕作层地热温湿度调节装置两座大棚夏季棚内耕作层15cm处土温变化情况图；

图5是本发明一种温室大棚耕作层地热温湿度调节装置夏季两座大棚棚内湿度变化情况图；