用于农牧业的全封闭人工环境的制作方法
【技术领域】
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[0001]本发明涉及人工环境技术领域，特别涉及一种用于农牧业的全封闭人工环境。
【背景技术】
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[0002]温室(greenhouse)，又称暖房，能透光、保温、加温，是用来栽培植物的设施。在不适宜植物生长的季节，能提供生育期和增加产量，多用于低温季节喜温蔬菜、花丼、林木等植物栽培或育苗等。
[0003]目前，普遍采用温室进行作物种植，其最大的功能是保温，但是仅仅具有保温的作用对作物种植的改善非常有限。在作物生长的几个重要的要素里，温度、湿度、光照、二氧化碳浓度至关重要，不同的物种对它们的要求反差很大，例如:月季、石榴、向日葵是喜阳的，而蕨类、菌类是喜阴，不能忍耐强烈的直射光线，要求在适度隐蔽下方能生长良好；绝大部分作物都是需要比较高的二氧化碳浓度，但菌类是需要氧气的，等等。从粮食、蔬菜到花丼，再到中草药，上述要素的差别非常大，现在的温室无法满足这种巨大的差异化需求的。
[0004]更进一步的，为了获得更好的经济效益或者土地利用率，需要跨地域、跨维度、跨气候的种植，例如:将南方湿热地区的作物种植在北方干旱地区，甚至沙漠地带，这就需要一种和外界隔绝的封闭人工环境，并且这种人工环境能够模拟作物所需要的环境条件。
[0005]对于动物的养殖来说，同样需要相对封闭且能控温、采光的环境，这样在内部空气循环时便于杀病菌和去除空气的异味；尤其是禽类的养殖，封闭隔绝的环境便于疾病，尤其是禽流感的预防和隔离。
【发明内容】
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[0006]鉴于此，有必要设计一种能够将动植物生长所需的温湿度、光照恒定在最佳值附近的用于农牧业的全封闭人工环境。
[0007]一种用于农牧业的全封闭人工环境，包括:骨架结构、换热覆盖层、加湿除湿系统、米光系统。
[0008]骨架结构包括内层骨架和外层骨架，骨架结构用于为采光系统、加湿除湿系统提供安置的场所并确定人工环境内部大小，骨架结构还为换热覆盖层提供铺设的支撑；在内层骨架和外层骨架之间为空气隔离层；内层骨架所包围的区域为模拟环境区，该区通过换热覆盖层、加湿除湿系统、采光系统来模拟所需要的自然环境。
[0009]换热覆盖层包括覆盖在外层骨架的可控温人工环境卷帘和覆盖在内层骨架的保温膜，可控温人工环境卷帘为不透光的柔性材质，可控温人工环境卷帘通过转动使其吸热面对向外界或内部来控制其向空气隔离层导热或停止导热；在内层骨架底部和上部分别设有底部对流口和上部对流口，保温膜位于底部对流口和上部对流口的部分为可打开式结构。
[0010]当可控温人工环境卷帘覆盖在外层骨架上且吸热面对向外界处于吸热状态时，打开底部对流口和上部对流口，此时被可控温人工环境卷帘加热的空气隔离层气体从上部对流口进入模拟环境区，模拟环境区的低温气体从底部对流口进入空气隔离层，形成对流为模拟环境区加热。
[0011]当可控温人工环境卷帘覆盖在外层骨架上且模拟环境区的温度高于外界温度时，打开底部对流口和上部对流口，此时模拟环境区的气体从上部对流口进入空气隔离层并通过可控温人工环境卷帘向外界散热，空气隔离层的低温气体从底部对流口回到模拟环境区形成对流。
[0012]当可控温人工环境卷帘覆盖在外层骨架上时，关闭底部对流口和上部对流口，此时模拟环境区与外界处于热量相对隔绝状态，多用于控制模拟环境区的温度不再继续升高。特别需要强调的是，如果将可控温人工环境卷帘的吸热面向内的覆盖在外层骨架上，则效果更佳优异。
[0013]当可控温人工环境卷帘收起，且底部对流口和上部对流口关闭时，模拟环境区获得了额外的采光效果。
[0014]加湿除湿系统包括加湿器和除湿装置，除湿装置采用半导体制冷除湿，其进气口位于距本人工环境内地面30?50cm高度处，出气口位于上部内层骨架的下方。如果进气口距地面太近，会把土壤所需的潮气一并吸走，于种植不利。
[0015]采光系统通过光导照明的方式将太阳光引入本人工环境内部，且在引入本人工环境内部前通过聚光装置将大面积的太阳光汇聚。
[0016]优选的，可控温人工环境卷帘包括:柔质循环换热结构、上牵引卷杆、下牵引卷杆、电机、钢丝绳。
[0017]其中，柔质循环换热结构包括:吸热层、循环换热管、循环介质、隔热保温层、束带；其中，吸热层、循环换热管、隔热保温层均为柔性材料，吸热层用于接收太阳辐射并将其转化为热量；循环换热管为扁平的循环回路，其长度方向上紧贴吸热层内侧的管路为吸热支路，吸热支路用于将吸热层的热量传递给循环换热管中的循环介质，循环换热管长度方向上的另一管路为放热支路，放热支路用于向空气隔离层放出热量，在循环换热管中设有单向阀，循环换热管长度方向的两支管路之间设有隔热保温层，隔热保温层上覆有辐射反射层；束带用于将数支循环换热管束缚成一排并与吸热层贴紧。
[0018]上牵引卷杆和下牵引卷杆分别位于外层骨架的顶部和底部，上牵引卷杆和下牵引卷杆通过钢丝绳传动且在上牵引卷杆和下牵引卷杆同一侧的钢丝绳上固定有柔质循环换热结构，且使柔质循环换热结构的吸热层向外，吸热支路的方向与钢丝绳同向；电机输出轴与上牵引卷杆连接。
[0019]当需要给空气隔离层加热时，启动电机使柔质循环换热结构位于外侧，即吸热层对向太阳照射的一面，吸热层受到太阳辐射时，温度升高，将热量传递给循环换热管的吸热支路，在吸热支路和放热支路温差的作用下，吸热支路内的循环介质沿着单向阀允许的方向流动进入到放热支路释放热量，原先放热支路的低温循环介质进入到吸热支路内进行吸热，并不断进行上述过程。
[0020]当模拟环境区温度达到预定值后，启动电机使上牵引卷杆带动柔质循环换热结构卷动，使吸热层背对太阳照射的一面从而停止接受太阳辐射。
[0021]优选的，除湿装置包括:半导体制冷器、导热鳍片、风机、风道、风门、冷凝水收集装置；其中，风道依次为:进气口、制冷管路、加热管路、回流管路、出气口，且进气口、制冷管路、加热管路、回流管路、出气口构成“己”形的管路系统，与半导体制冷器的冷端相连的导热鳍片伸入制冷管路，与半导体制冷器的热端相连的导热鳍片伸入加热管路。
[0022]在进气口与制冷管路之间设有风机，在加热管路入口处设有风门，该风门用于切换从制冷管路出来的气体进入加热管路或直接通向出气口。
[0023]在加热管路出口处还设有排气口和风门，排气口与外界环境沟通，该风门用于切换从加热管路出来的气体进入回流管路或通过排气口排出。
[0024]冷凝水收集装置位于制冷管路下部。
[0025]上述风门上设有隔热层。
[0026]当需要保温除湿时，设置两个风门，使模拟环境区气体由进气口进入，依次经过制冷管路、加热管路、回流管路、出气口再流回模拟环境区，当气体经过制冷管路时温度降低，水分凝结并沿半导体制冷器冷端的导热鳍片流下到冷凝水收集装置中，之后，低温气体经过加热管路后又被加热，从而实现恒温除水。
[0027]当需要冷却时，设置两个风门，使模拟环境区气体由进气口进入，经过制冷管路、出气口流回模拟环境区。
[0028]当需要向外界排气时，设置两个风门，使模拟环境区气体由进气口进入，依次经过制冷管路、加热管路、排气口排向外界，并且由于经过了制冷管路，气体中的水分得以保留。
[0029]优选的，采光系统包括:光反射锅、单色光源、采光器、光导主管、光导支管、漫射器；其中，单色光源、采光器与光导主管连接，采光器位于本人工环境外部，光反射锅其内壁为抛物面，光反射锅将太阳光汇聚到采光器上，光导主管上接有若干光导支管，光导支管末端安装有漫射器，漫射器位于模拟环境区内部。
[0030]优选的，吸热层为黑色防雨布，循环换热管为浅色硅橡胶且其直径小余5mm，内径过大不但加大整个结构的厚度，同时会削弱循环介质的循环；辐射反射层为铝箔，循环介质为煤油或防冻液。
[0031]优选的，单向阀有两个，分别设置在吸热支路与放热支路的两个结合部，两个单向阀的安装方向一致且使循环介质在吸热支路由下向上流动；单向阀为气门芯；在吸热支路与放热支路的两个结合部分别设置两个单向阀可以严格限制循环的方向；柔质循环换热结构还包括内辅助层，内辅助层和吸热层共同将循环换热管包裹在中间。
[0032]优选的，采光器为多个；每个采光器均配有至少一个光反射锅，该光反射锅将其反射的太阳光汇聚到与之配合的采光器上。
[0033]本发明的人工环境可以模拟大多数具有经济效益的动植物所需的