專利名稱：太陽能多用有機(jī)農(nóng)畜品高產(chǎn)大田溫室的制作方法
太陽能多用有機(jī)農(nóng)畜品高產(chǎn)大田溫室本發(fā)明為利用太陽能實(shí)現(xiàn)溫濕度任意大幅調(diào)控的"大田溫室"，是太陽 能利用技術(shù)，設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)和干燥技術(shù)。現(xiàn)在的溫室(多為塑料大棚)的單個(gè)的有效種植面積小而散熱吸熱面積 很大，在冬季對(duì)多數(shù)作物并不能滿足溫度要求，多需補(bǔ)充熱源，在夏季又不 得不開棚取涼。所以這種設(shè)施農(nóng)業(yè)對(duì)種植業(yè)并未充分發(fā)揮其應(yīng)有作用，棚內(nèi)有效利用的面積也只占4/5左右，土地利用率不高。本人前幾年發(fā)明的"太 陽能多用可調(diào)控溫室(專利申請(qǐng)?zhí)?00610104360.1)基本上克服了傳統(tǒng)溫 室的上述缺點(diǎn)，但仍存在受外界環(huán)境的影響大，不密閉，對(duì)動(dòng)植物的防病 治害缺乏全面技術(shù)，對(duì)夏季降溫缺乏主動(dòng)辦法；對(duì)頂棚有晝夜啟閉的工序； 注意到了陽光對(duì)作物增產(chǎn)的重要性，但陽光的增產(chǎn)作用尚未發(fā)揮盡致。因此， 作為一種農(nóng)業(yè)增產(chǎn)技術(shù)，它還有很大的改進(jìn)空間。本發(fā)明保留太陽能多用可調(diào)控溫室的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)全面克服了其不足，采 取的措施為對(duì)大田溫室實(shí)行半封閉管理(必要時(shí)全封閉)；整個(gè)頂棚由光導(dǎo) 塊和光導(dǎo)塊加光伏電池復(fù)合的構(gòu)件組成，它們各占一半面積；光伏發(fā)電的電 量少量貯于蓄電池，供照明和動(dòng)力用，大部分經(jīng)電熱能轉(zhuǎn)換貯于地下，供應(yīng) 熱空氣；對(duì)防護(hù)結(jié)構(gòu)(墻體和頂棚)采取內(nèi)側(cè)冬升溫(夏降溫)措施，免去 了日常對(duì)頂棚的開、閉工序；用多種方式加裝反光材料，使室內(nèi)各方向、位 置都充滿直射、反射和漫射陽光的反光材料。當(dāng)大田溫室跨度大，需有成排 支柱時(shí)，將支柱做成復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中心為承重的鋼柱，鋼柱外為起引光和通 風(fēng)作用的塑料管，塑料管上粘有可造成散射光的玻璃碎塊。頂棚上的部分光 導(dǎo)塊，向塑料管周圍和地上、墻上投射陽光；這主要為貯熱。室內(nèi)必要的行 人道也用反光材料制成，也有頂棚光導(dǎo)塊向其投射陽光。北墻有隔熱玻璃冬 保溫，夏采光。當(dāng)大田溫室很大時(shí)，還可通過來自光導(dǎo)塊的陽光由埋于地下 的粗大光纜由下向上、向室中間投射陽光。夜晚由太陽燈供照明，凡白天增 光范圍和上下，各均由太陽燈給予夜間補(bǔ)光。這樣就可以使所有植物的綠色 組織在日夜、在植株各上下部位和正反面，都有陽光和燈光直射或散射光照耀，都能充分發(fā)揮其光合功能，其碳水化合物的產(chǎn)率將倍增，農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量增 加，品質(zhì)提高。半封閉管理可減少水分的蒸發(fā)，可使設(shè)施農(nóng)業(yè)變成節(jié)水農(nóng)業(yè)；因與外界 隔絕，室外的各種空氣污染成分不再影響植株和室內(nèi)土壤，還可有效防止空 氣傳染的疾病，并阻止動(dòng)物的進(jìn)入；在夏季，可將深夜的"冷空氣"(在晴天， 一般地區(qū)的夜間溫度最低，白天溫度最高，這高低溫度差在irc左右)放入，這冷量使室內(nèi)作物、土壤、器具、墻體和頂棚等降溫。固體的熱容量 為空氣的三、四千倍，降到夜間最低溫度的這些物體在白天吸熱降溫，可使 室內(nèi)保持近于夜間的最低溫度。植物在中午有"午休"的習(xí)慣，午休時(shí)光合 作用效率降低很多。所以，夏季白天為植物降溫，也是使植物高產(chǎn)的措施之 一。半封閉管理還是有機(jī)食品高產(chǎn)的必要條件。在夏季，當(dāng)溫室內(nèi)作物盡收 未種時(shí)，可關(guān)閉一切與外界的通道，開啟全部加溫設(shè)施，使大田溫室升溫到 8(TC左右，并保持幾天，這時(shí)就可殺死全部雜草和其種子，細(xì)菌真菌和病毒 以及各種動(dòng)物。在降溫后施以生物肥料，形成新的微生態(tài)系統(tǒng)，不必施化學(xué) 肥料，不必用除草劑和殺菌殺蟲農(nóng)藥，這樣生產(chǎn)出來的農(nóng)產(chǎn)品，是真正的低 成本的有機(jī)食品。有機(jī)食品的市場(chǎng)價(jià)格，多在一般食品的5倍以上。 本發(fā)明是這樣具體實(shí)施的(附圖
)圖為南北向剖面圖，其中-1為南墻的立面按裝的光導(dǎo)塊，(詳見太陽能立面高效采集與全方位傳輸 技術(shù)，專利申請(qǐng)?zhí)?00610104321.1)。 2為傾斜按裝的光伏電池陳列和光導(dǎo) 塊。其向南傾，傾角可按當(dāng)?shù)氐木暥葴p去2(T。在當(dāng)?shù)鼐暥刃∮?0。時(shí)，陳列 取水平位置。光導(dǎo)塊和光伏電池陳列兩者各占一半面積且相間排列。3為北墻， 為隔熱玻璃幕墻。4為熱風(fēng)源管，熱風(fēng)來源于地下的光-電的電-熱轉(zhuǎn)換和連續(xù) 恒溫利用裝置。(詳見發(fā)明專利號(hào)200710107239.9。設(shè)施在圖幅外)。5為水 平布置的縫隙式放熱氣管，它只在冬天需要保溫時(shí)使用。它放出的熱氣溫度 在4(TC左右，熱氣沿光伏電池陳列底面和光導(dǎo)塊的斜坡，逆坡向流動(dòng)，為它 們的底板面加溫，防止大田溫室內(nèi)熱量損失，最后由總排氣管6排出。6為總 排氣管，它也是縫隙式的，但作用是吸氣外排。7為涼風(fēng)管，涼風(fēng)來自附近可 貯冷量的空間(地下室、地道、人防工程、較深的地下水體等)。8為沿四周 墻根分布的縫隙式放涼氣管(必要時(shí)它還可噴水降溫、增濕和噴灌，為噴灌， 噴頭應(yīng)可旋轉(zhuǎn)以使噴水分布較廣)。9為頂棚支柱。IO為支柱外套管，外套管 外表面有反光材料，且凹凸不平(可粘上細(xì)小玻璃碎塊)。ll為行人道及其反光材料。12為防撞蹬，它可防止耕作機(jī)械撞壞支柱，也供人登高用；它還是 備用的作物棚架支撐點(diǎn)。13為墻腳下的放風(fēng)窗，它位于四墻的底部，有鐵紗 防止動(dòng)物進(jìn)入，有門可開關(guān)，但平常不開。夏天夜晚，把它打開可將低溫空 氣放入室內(nèi)。這低溫空氣使室內(nèi)植物和土壤等降溫，所蓄冷量用于白天降溫。 放風(fēng)窗也可用于調(diào)節(jié)溫濕度。14為遍布各立面、柱面和頂棚下沿的太陽燈燈， 其電源由有陽光時(shí)貯于蓄電池的電量提供。光導(dǎo)塊1分別向水平方向(大箭 頭①所示)和向下、向斜下(大箭頭②所示)投射陽光。它們除直射光外， 還制造大量反射光和散射光，它們使作物的上部和下部，葉的正面和反面， 植株各部位的非葉的綠色組織都得到充足的陽光，從而發(fā)揮它們的光合作用。 頂棚上的部分光導(dǎo)塊也垂直、斜向地投射陽光(大箭頭③、 所示)。塑料管 的作用有兩將頂棚陽光引向柱基，由柱基的反射鏡以40°左右的反射面反 射陽光；利用頂棚附近與地面上的空氣溫度差，實(shí)現(xiàn)空氣的對(duì)流。有了對(duì)流和反光、散射光，植物就不會(huì)因過度茂盛而致病減產(chǎn)，反能顯著增產(chǎn)。溫濕 度的大幅調(diào)控，可使大田溫室技術(shù)適用于所有氣候帶和一年四季，適用于所 有作物。上面是將大田溫室用于種植業(yè)，它也可用于養(yǎng)殖業(yè)，同樣可以用高溫殺死害蟲、病菌和病毒，然后在其中養(yǎng)殖，使禽畜健康、免用抗生素等。例如 在經(jīng)滅菌的溫室內(nèi)養(yǎng)奶牛，就可生產(chǎn)出無抗奶。在疫期可關(guān)閉墻基放風(fēng)窗， 僅由熱源管或冷源管供氣。由于密閉，也可有效防止禽流感等傳染病。由于 溫濕適宜，禽畜不易得病，生長快，肉蛋產(chǎn)量高，生產(chǎn)出的是動(dòng)物性有機(jī)食 品，其產(chǎn)量和價(jià)格都可數(shù)倍于一般禽畜產(chǎn)品。任何氣候帶特有的動(dòng)物都可能 在大田溫室詞養(yǎng)。也可用于干燥工業(yè)。在光-電的電-熱轉(zhuǎn)換與連續(xù)恒溫利用裝置中，其所供熱風(fēng)可達(dá)40(TC左右，且晝夜、連雨天不變。這熱風(fēng)單獨(dú)用于 干燥工藝，可使怕紫外線的食品和藥品或其它干燥品保持原有成分；也可與 陽光照射配合，這樣干燥速度可更快。在寒冷地區(qū)或風(fēng)力資源豐富地區(qū)，也 可在利用太陽能的同時(shí)，利用風(fēng)力發(fā)電，其電能可同貯(并聯(lián))于本發(fā)明所 用之地下貯熱設(shè)施中。大田溫室為干燥工藝提供了節(jié)能、方便又安全的綠色 烘干工藝。本發(fā)明為農(nóng)業(yè)種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的革命，也是節(jié)能干燥工藝的重大突破； 它們是節(jié)能減排的重大技術(shù)。
權(quán)利要求
1、以太陽能為唯一能源的大田溫室，其特征在于a.將大田溫室形成一個(gè)封閉空間(此空間越大越好)；b.在防護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)面以冷(暖)氣流實(shí)現(xiàn)防熱(防寒)；c.溫濕度可大幅度調(diào)控，可調(diào)控到任意溫濕度；d.使溫室空間充滿直射、反射、漫射光線，充分發(fā)揮綠色組織的光合效能；e.取消傳統(tǒng)溫室補(bǔ)溫和遮陽措施。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述特征，冬季暖熱源為南墻立面的光導(dǎo)塊和頂棚光 導(dǎo)塊所采的陽光以及頂棚光伏發(fā)電的電能經(jīng)電熱轉(zhuǎn)換后所產(chǎn)和所貯熱能。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述特征，將電熱轉(zhuǎn)換的熱風(fēng)吹經(jīng)頂棚和東西北墻壁 實(shí)現(xiàn)保溫。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述特征，夏季降溫的冷源為夜間所貯之最低溫度的 空氣和取自地下和水下的冷量。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述特征，夏季將取自地下或水下的冷氣或冷水，在 溫室四周的墻壁內(nèi)的地面向上噴出，實(shí)現(xiàn)保冷降溫。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述特征，將東西北三面的墻內(nèi)面加反光材料，中間 的支柱外套表面加可引起陽光漫反射的材料。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述特征，各支柱均加套管，支柱與套管之間的空間 為由上向下投射的陽光的通道，這向下投射的陽光在柱基由鏡面向周圍反射； 也是空氣由下向上對(duì)流的通道。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述特征，東、西、北三面墻基設(shè)可開關(guān)、帶鐵窗紗 的長條放風(fēng)窗，平日不開。夏天夜間開窗放進(jìn)冷空氣，白天關(guān)窗拒熱空氣。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l所述特征，頂棚光伏電池陳列以當(dāng)?shù)鼐暥葴p20°的傾 角向南傾斜，當(dāng)緯度不到20°時(shí)，以水平位置按置。
10、 根據(jù)權(quán)利要求l所述特征，在必要時(shí)(出于防疫考慮時(shí))，冬季以暖 源管、夏以冷源管向大田溫室供氣，作為唯一進(jìn)氣通道，以頂棚的總排氣管 統(tǒng)一排氣，實(shí)行全封閉管理。
全文摘要
太陽能多用有機(jī)農(nóng)畜品高產(chǎn)大田溫室適用于各種氣候帶常年動(dòng)植物種養(yǎng)和干燥工藝，是節(jié)約能源、減排二氧化碳而又只要很少投資的農(nóng)工業(yè)設(shè)施。它以太陽能的高效采集和貯存實(shí)現(xiàn)不產(chǎn)熱而供暖；以貯存夜間冷空氣和冬季冷量為夏季白天降溫，實(shí)現(xiàn)不制冷而降溫。它以這兩種方式，實(shí)現(xiàn)不用電而能大幅度調(diào)控溫濕度，使溫室能滿足各種種植和養(yǎng)殖條件，能殺滅各種病菌和害蟲，使之生產(chǎn)出低成本高產(chǎn)量高品質(zhì)的有機(jī)食品，也能滿足各種干燥工藝的節(jié)能、衛(wèi)生和安全的要求，為食品和藥品等的安全提供了保證。太陽能立面高效采集與全方位傳輸技術(shù)，以及光-電和風(fēng)-電的電-熱轉(zhuǎn)換共貯與連續(xù)恒溫利用兩項(xiàng)專利技術(shù)是本發(fā)明得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)技術(shù)，負(fù)能耗全節(jié)省環(huán)境空調(diào)則是本發(fā)明互相驗(yàn)證的節(jié)能技術(shù)。
文檔編號(hào)A01G9/24GK101322464SQ20071011089
公開日2008年12月17日 申請(qǐng)日期2007年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月13日
發(fā)明者楊家昱, 音 鐘, 鐘顯亮 申請(qǐng)人:鐘顯亮