[发明专利]一种日光温室局域降温系统及基于其的降温方法

说明书

技术领域

本发明属于温室环境设施领域，具体涉及一种日光温室局域降温系统及基于其的降温方法。

背景技术

日光温室产业作为我国设施农业产业中的主体，近年来已成为农业种植业中效益最高的产业。日光温室产业为解决长期困扰我国北方地区冬季的蔬菜淡季供应、增加农民收入、节约能源、促进农业产业结构调整、带动相关产业、发展安置就业、避免温室加温造成的环境污染等均做出了重要贡献。

日光温室具有节能环保，能充分利用冬季闲置土地和劳动力的显著优点。夏季日光温室内温度过高不利于作物生长，从而导致日光温室在夏季闲置，降低了土地利用率，与日光温室设施的现代化发展方向严重不符。随着土地资源供应紧张的问题日渐突出，提高日光温室周年利用率已成为了我国农业设施科研和农业生产的亟待解决的重大研究课题。

如何在降低能耗的条件下，降低夏季日光温室内的温度，为作物提供适宜的生长环境，提高日光温室周年利用率，是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于在降低能耗的条件下降低夏季日光温室内的温度，提供一种日光温室局域降温系统及基于其的降温方法。

为解决上述问题，本发明的技术方案如下：一种日光温室局域降温系统，包括冷风机、管路系统和升降系统。冷风机安装在日光温室的外墙上，日光温室内设置管路系统和升降系统。管路系统的主管道与冷风机的出风口连接，管路系统的若干水平支管道通过竖向伸缩管与主管道连接。升降系统带动水平支管道在竖直方向升降。所述水平支管道上开有风口。

所述主管道为变截面矩形风管，以保证水平支管道内有相同的压力和流量。主管道用硬质PVC板材拼接而成。

所述竖向伸缩管包含薄膜管和套环。在薄膜管的外表面等间距固定铁环，靠铁环的重力带动薄膜管伸缩。

所述水平支管道为透明塑料薄膜管，水平支管道上等间距开设风口，风口为非等径圆孔，使各风口风量一致，实现均匀通风。各风口不正对着植物，水平支管道上各风口与竖直平面成60度夹角，沿中轴线两侧呈锯齿形分布。所述水平支管道等间距分布在日光温室所种植物冠层的上方。

所述冷风机为湿帘冷风机，需要根据日光温室所需的通风量和风压选择合适的冷风机产品。

所述升降系统包含水平吊杆、牵引绳、支撑轴、转动轴和减速电机。水平吊杆与所述水平支管道固定。牵引绳的一端连接水平吊杆，另一端绕过支撑轴缠绕在转动轴上。减速电机驱动转动轴转动。借助牵引绳实现水平吊杆的升降，从而实现水平支管道的高度能够随作物高度的变化而变化。所述水平吊杆为铝合金方管。

两根牵引绳分别与水平吊杆的两端连接，两根牵引绳的另一端均绕过各自相应的支撑轴缠绕在转动轴上。

基于日光温室局域降温系统的降温方法：当自然通风不能维持日光温室内适宜的环境温度时，安装冷风机和各管道；开启冷风机，由冷风机产生的冷风依次经过主管道、竖直伸缩管道和水平支管道对植物冠层的局部区域进行降温，特别是生长点和花穗等局部区域进行降温，以利于这些器官的正常生长发育。降温期间，根据作物的高度通过升降系统带动水平支管道在竖直方向升降，水平支管道在植物冠层上方15cm至20cm，随作物的生长点的高度变化调节水平支管道的水平高度，保持最佳的降温效果；降温期结束后，将所述竖向伸缩管、水平支管道和水平吊杆拆下保存，既能避免占用日光温室内的操作空间，又能延长日光温室局域降温系统的使用寿命。

按照下述方法，确定冷风机的参数：

到达日光温室内部的太阳辐照度约为300W/m²，日光温室尺寸为s，冷风机的冷空气密度为ρ，湿帘冷风机提供的空气温度和欲使植物周围空气温度状态下空气的焓差为Δh，根据公式：Q×ρ×Δh×1000/3600＝300×s，计算得到所需的通风量Q。

确定主管道的尺寸的方法为：

根据通风量为Q，日光温室内有N垄作物，得到主管道的每个风口出风量为Q/N，每垄作物都有各自对应的通风口。

选定主管道的每个风口的平均出流速度v₀，则出风口的面积为得到出风口的直径d，出风口的静压流速为出风口应有的静压：