一种半封闭钢架大棚式植物工厂的控温装置的制作方法

本实用新型涉及农业设施技术领域，更具体的是涉及一种半封闭钢架大棚式植物工厂的控温装置。

背景技术：

在冬季或者昼夜温差较大的地区经常会出现大棚内部温度过低的问题，目前传统的大棚需要修建特定的供暖管路对大棚进行供暖，从而维持大棚内部的温度，但是修建、维护供暖管路投资成本较大、能源消耗亦比较严重。此外，水培和雾培的方式种植作物是通过控制营养液温度，为作物的根部提供合适的生存环境，目前通常通过电加热的方式以保持液温的恒定，以上两种方式的结合可有效解决冬季大棚内部温度较低的问题，但是需要投入的成本极大，同时需要耗能严重，不利于环境的保护。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：为了解决目前传统大棚在冬季或昼夜温差极大的区域，大棚内部温度的维持需要投入加大的成本以及能耗较大等问题，本实用新型提供一种半封闭钢架大棚式植物工厂的控温装置。

本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种半封闭钢架大棚式植物工厂的控温装置，包括钢架大棚本体、用于提供营养物质的营养液循环系统、黑膜储水袋，所述营养液循环系统位于钢架大棚本体内部；所述钢架大棚本体内部的四周设有格栅，所述格栅与钢架大棚本体的钢轨之间形成用于放置黑膜储水袋的空间，所述黑膜储水袋与营养液循环系统连通。

在本实用新型较佳的实施例中，所述黑膜储水袋设有进水口和出水口，所述黑膜储水袋的进水口与外部水源连接，所述黑膜储水袋的出水口与营养液循环系统之间通过供水管道连通，且所述供水管道上设有第一电磁阀。

在本实用新型较佳的实施例中，所述黑膜储水袋的高度为1.2-1.6m，厚度为20-30cm。

在本实用新型较佳的实施例中，所述黑膜储水袋由高密度聚乙烯材质制成。

在本实用新型较佳的实施例中，所述营养液循环系统包括依次连接的供水系统、营养液池、营养液处理系统、供液管路系统，且所述营养液池与供液管路系统之间通过第一回液管形成循环回路，所述营养液池的底部设有用于提供动力的第一潜水泵；所述营养液池、营养液处理系统以及供液管路系统通过输液管道依次连接；所述供液管路系统包括与输液管道连通的主供液管和多个供液支管，所述供液支管的一端与主供液管连通，另一端的端部设有管道排污开关，所述供液支管与第一回液管连通，且多个供液支管之间呈并联分布，所述供液支管上设有雾化喷头套组。

在本实用新型较佳的实施例中，所述营养液池内部设有用于加热营养液的加温热交换器。

在本实用新型较佳的实施例中，所述营养液雾化空间的顶部及两端设置有黑白膜，所述营养液处理系统包括过滤器、紫外线杀菌装置、强磁处理器，所述过滤器、紫外线杀菌装置、强磁处理器由输液管道依次连通。

本实用新型的有益效果如下：一种半封闭钢架大棚式植物工厂的控温装置中通过在钢架大棚本体的内部设置黑膜储水袋，黑膜储水袋中的水具有较大的比热值，其能在白天温度较高时吸收较多的热量，并在夜晚放出热量以保证钢架大棚本体内部的温度保持在一定范围内，从而保证作物处于适宜其生长的温度；此外，黑膜储水袋同时可作为应急水源以达到供水效果，当需要配置营养液时可将黑膜储水袋中的水输送至营养液池内，黑膜储水袋中的水相对于地下水温度较高，可减少后续营养液加热过程的能耗。本实用新型通过设置黑膜储水袋使大棚在冬季或者温差较大的时候维持在一定的温度范围内，保证作物正常生长的同时，减少投资成本以及能源消耗。

附图说明

为了更清楚地说明本使用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型提供的一种半封闭钢架大棚式植物工厂的控温装置的结构示意图；

图2是本实用新型提供的一种半封闭钢架大棚式植物工厂的控温装置的透视图；

图3是营养液循环系统的示意图。

附图标记：1-钢架大棚本体，10-格栅，101-黑膜储水袋，103-进水口，104-出水口，105-供水管道，106-第一电磁阀，2-营养液循环系统，21-供水系统，211-水源，212-清水池，213-阀门，220、2120-凹槽，2121-第二潜水泵，22-营养液池，221-第一潜水泵，223-加温热交换器，23-输液管道，231-快速接头，233-止回阀，24-营养液处理系统，241-过滤器，242-紫外线杀菌装置，243-强磁处理器，2420-杀菌装置检修旁通开关，26-第二电磁阀，260-第二电磁阀检修旁通开关，27-供液管路系统，271-主供液管，272-供液支管，273-回液过滤检修口，2720-雾化喷头套组，2721-管道排污开关，28-第一回液管，281-三通开关组Ⅰ，29-第二回液管，291-三通开关组Ⅱ。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

请结合图1和图2，本实施例提供一种半封闭钢架大棚式植物工厂的控温装置，其主要包括一种半封闭钢架大棚式植物工厂的控温装置，包括钢架大棚本体1、用于提供营养物质的营养液循环系统2、黑膜储水袋101。

一般情况下标准钢架大棚的宽度为8m，高度为3m，本实施例中的钢架大棚本体1的尺寸与标准钢架大棚的尺寸相同。钢架大棚本体1内部的四周设有格栅10，格栅10与钢架大棚本体1的钢轨之间形成用于放置黑膜储水袋101的空间，其中格栅10与钢架大棚本体1的钢轨之间的间距为20-30cm，格栅10的高度为1.2-1.6m。

具体地，黑膜储水袋101由高密度聚乙烯材质制成，其本身具有很高的防渗系数(1×

10-17cm/s)，且其使用环境温度为高温110℃、低温-70℃，能抗强酸、碱、油的等腐蚀的防腐材料，其还具有很高的抗拉强度能满足高标准工程项目需要，抗老化性能强，可长时间裸露使用而保持原来的性能，能够在各种不同气候条件下使用。

进一步地，黑膜储水袋101的高度为1.2-1.6m，厚度为20-30cm，其能够在白天不影响钢架大棚本体1内部作物吸收光照的前提下吸收较多的热量。黑膜储水袋101设有进水口103和出水口104，黑膜储水袋101的进水口103与外部水源211连接，黑膜储水袋101的出水口104与营养液循环系统2之间通过供水管道105连通，且供水管道105上设有第一电磁阀106。黑膜储水袋101中的水可作为应急水源211使用，当外部水源211匮乏时可通过打开第一电磁阀106箱营养液循环系统2中提供水源211用来配置营养液，另外黑膜储水袋101中的水相对于地下水或河水温度较高，可减少后续营养液加热过程的能耗。

请结合图1和图3，具体地，营养液循环系统2位于钢架大棚本体1内部，其主要包括依次连接的供水系统21、营养液池22、营养液处理系统24、供液管路系统27，且营养液池22与供液管路系统27之间通过第一回液管28形成循环回路，营养液池22的底部设有用于提供动力的第一潜水泵221。其中，黑膜储水袋101的出水口104与营养液池22之间通过供水管道105连通。

具体地，供水系统21包括清水池212以及阀门213，清水池212的底部第二潜水泵2121，第二潜水泵2121的出水口104与营养液池22之间通过管道连通。

通过配备清水池212是满足不同生产地区水源211的情况，满足利用河水和自来水的情况下，也能进行水培和气雾培无土栽培的要求。此处需要说明的是，自来水需放在清水池212，以减少待漂白粉中的次氯酸钙对作物的损害；河水利用清水池212的沉淀作用起到净化水质的效果。配备清水池212起到应急水源211的作用，在停水、停电的情况下起应急作用。

此外，营养液池22以及清水池212的底部均设有凹槽220，营养液池22处的凹槽220用于放置第一潜水泵221，清水池212的凹槽2120用于放置第二潜水泵2121。第一潜水泵221位于凹槽2120中，其低于营养液池22底部以便第一潜水泵221在清洗营养液池22时将污水抽干净。其中，第二潜水泵2121与第一潜水泵221的作用机理相同。

过滤器241与第二潜水泵2121之间的输液管道23上设有快速接头231。第二潜水泵2121在长期的工作状态中容易损坏，通过设置快速接头231可实现第二潜水泵2121的快速更换。此处的快速接头231具体可为卡套式接头。

具体地，营养液处理系统24包括过滤器241、紫外线杀菌装置242、强磁处理器243，其中过滤器241、紫外线杀菌装置242、强磁处理器243由输液管道23依次连通。需要说明的是，本实施例中的过滤器241、紫外线杀菌装置242、强磁处理器243均为现有技术，在此不做赘述。过滤器241可将营养液中的杂质和颗粒物进行截留，有效防止后续工作组件的堵塞。营养液中存在较多的细菌和病毒，紫外线杀菌装置242能够破坏细菌病毒中的脱氧核糖核酸(DNA)或核糖核酸(RNA)的分子结构，造成生长性细胞死亡和(或)再生性细胞死亡，达到杀菌消毒的效果。强磁处理器243利用磁场对水进行处理，在不改变水的化学成份的前提下改变水的物理结构，达到活化离子、防垢、除垢、杀菌、灭藻、防腐蚀、防锈水的目的，从而进一步加强营养液的预处理效果，利于农作物的吸收。

进一步地，营养液池22、营养液处理系统24、供液管路系统27通过输液管道23依次连接，营养液处理系统24与供液管路系统27之间的输液管道23上设有止回阀233和控制系统开关状态的第二电磁阀26，且止回阀233和第二电磁阀26沿液体流动方向依次设置。

较佳地，输液管道23位于止回阀233与第二电磁阀26之间的管道上连通有第二回液管29，且第二回液管29与输液管道23之间通过三通开关组Ⅰ281连接。营养液在配制完成后被输送至经过营养液处理系统24进行过滤、杀菌等处理，但是由于输液管道23中的营养液流速过快，营养液处理系统24无法对流动状态的营养液进行充分处理。通过设置第二回液管29，并通过三通开关组Ⅰ281与输液管道23进行连接，可实现对刚配置完成的营养液进行充分处理。三通开关组Ⅰ281可控制输液管道23与第二回液管29之间的开关状态以及输液管道23与供液管路系统27之间的开关状态。当需要对刚配置的营养液进行预处理时，关闭三通开关组Ⅰ281与供液管路系统27连接处的开关，同时打开三通开关组Ⅰ281与第二输液管道23连接处的开关，此时营养液池22、营养液处理系统24通过第二回液管29形成循环回路，营养液在此循环回路中不断流动，其一方面能够使营养元素在营养池中快速溶解，另一方面能对营养液池22中的营养液进行持续、充分地过滤、杀菌处理。

较佳地，紫外线杀菌装置242处设有杀菌装置检修旁通开关2420，第二电磁阀26处设有第二电磁阀检修旁通开关260。当紫外线杀菌装置242或者第二电磁阀26出现问题导致营养液不能正常流通，影响营养液的供给。此处通过设置杀菌装置检修旁通开关2420和第二电磁阀检修旁通开关260可在紫外线杀菌装置242或者第二电磁阀26发生故障时，仍可保证营养液的输送。

具体地，供液管路系统27包括与输液管道23连通的主供液管271和多个供液支管272，供液支管272的一端与主供液管271连通，另一端的端部设有管道排污开关2721，供液支管272与第一回液管28连通，且多个供液支管272之间呈并联分布，供液支管272上设有雾化喷头套组2720，雾化喷头套组2720处设有防滴器(图未示)。

营养液池22中的营养液依次经过过滤器241、紫外线杀菌装置242、强磁处理器243进行过滤杀菌处理后，再依次通过止回阀233、第二电磁阀26进入主供液管271并分流至多个供液支管272中，营养液由雾化喷头套组2720喷出至外界由农作物进行吸收。当第一潜水泵221关闭时，通过设置在输液管道23上设置止回阀233可防止供液管路系统27中各供液支管272发生回流，此外通过在雾化喷头套组2720处设置的防滴器可防止供液支管272内部的营养液通过喷头向外滴落，保证各供液支管272内部的液体量和压强相同，当再次启动第一潜水泵221时，各供液支管272各个位置的喷头能够同时提供营养液，从而保证不同位置的农作物处于相同的生长环境中，便于后期的统一管理。

进一步地，供液支管272与第一回液管28的连通处设有回液过滤检修口273，供液支管272与第一回液管28的连通处设有回液过滤检修口273，回液过滤检修口273以及第一回液管28与营养液池22的连接均处设有过滤网。营养液由雾化喷头套组2720喷射至外部，而营养液中未完全过滤的杂质会在供液支管272中堆积，长此以往回造成雾化喷头的堵塞，影响农作物的正常生长。本实施例通过在供液支管272的端部设置管道排污开关2721，可便于对供液支管272进行定期清洗，另外通过设置过滤网可防止杂质回流至营养液池22中，减少营养液池22的清洗次数。

较佳地，第一回液管28上设有用于清洗排污的三通开关组Ⅱ291。三通开关组Ⅱ291的一个出口用于连接第一回液管28，另一个出口作为排污口。当需要对第一回液管28进行清洗时关闭与第一回液管28连接处的开关，同时打开排污口处的开关，将含有较多杂质的营养液进行排放，保证营养液池22内部的清洁。

较佳地，营养液池22内部设有加温热交换器223。在冬季的时候，加温热交换器223通过电加热的方式对营养液进行加热，使营养液的温度适于农作物的生长需求，便于农作物根部对营养液进行吸收。此外，营养液池22内部还设有用于检测营养液温度的温度传感器。营养液池22位于地面以下，一方面不占地，可充分利用土地资源，减少管道的铺设；另一方面，营养液在地下密闭环境下运行，受外界温度影响较小，从而减少营养液在输送过程中的损耗。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。