[实用新型]一种大棚土壤的供热保湿及灌溉水升温循环利用系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种土壤湿度调节及控温的装置，具体涉及一种大棚土壤的供热保湿及灌溉水升温循环利用系统。

背景技术

在温室大棚种植蔬菜时，土壤温度是提高作物产量和质量的关键因素。土壤的升温方式主要有直接和间接两种。作为当前温室大棚加温采用的主要方式，间接方式是将散热器的热量通过对流和辐射的方式传给室内空气，以提高室内温度，然后室内空气再通过对流和辐射将热量传递给土壤层，从而间接提高土壤温度，但是植物的呼吸作用与光合作用使室温受到限制，从而使得间接方式提高土壤温度的能力也有限，特别是对于植物的主要根群深度处(20-30cm)，温度达不到植物的生长要求，同时由于间接加热主要采用锅炉或燃煤炉子等装置提供热源，会给环境造成一定的污染。而直接方式是将热水或者热空气通过管式换热器与土壤层换热后，直接将热量传递给土壤层，使得土壤层升温，具有节能环保的优势，是一种高效的传热方式。冬季温室灌溉水温很低，基本在4℃左右，导致土壤温度和室温下降很快。灌溉水由于重力作用一部分会渗透流失，同时也带走了土壤的一部分热量。

授权公告号为CN203595955U的中国实用新型专利公开了一种大棚地温地湿自动控制系统，包括埋设在大棚种植土层内的地暖盘管、地暖盘管上安装有地暖泵、设在大棚外且与地暖盘管的两端连接的地源换热箱、通入地下并吸收地热的地源循环换热管以及设在地源循环换热管上的地源泵，该系统还包括安装在大棚的顶棚框架上的喷淋机构。但其缺点是土壤中的盘管间距以及埋管深度都会对温度分布造成影响，土壤温度不均匀。采用喷淋机构也没有解决灌溉水温过低以及下渗水的流失问题，热量来源采用地源热泵系统运行较复杂，成本较高。因此需要设计一种新的装置来解决灌溉水温过低以及灌溉水流失的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对上述现有技术中的缺陷，提供一种大棚土壤的供热保湿及灌溉水升温循环利用系统，该系统的结构简单，成本较低，能够提高大棚土壤温度，保持土壤湿度，实现灌溉水升温以及灌溉水下渗部分的回收再利用。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：包括供热子系统，灌溉子系统以及渗水回收子系统，大棚内的地下土壤层中开设有回水池；

所述的供热子系统包括架设在大棚外的太阳能集热器以及通过管路与其相连的保温水箱，保温水箱的出水管路经过第一电磁阀连接安装在回水池内的管式换热器；所述的灌溉子系统包括灌溉水泵，灌溉水泵的出水管路经过第二电磁阀连接调温水箱，调温水箱的出水管与埋设在回水池上方土壤层中的渗水管连接；所述的渗水回收子系统包括埋设在渗水管与回水池之间的锥型回收肋片，回收肋片口径自上而下减小，且回收肋片上开设有漏水孔。

所述的管式换热器的出水管路经过回水水泵重新连接太阳能集热器进行循环。

所述的渗水管埋设在距离地面20～30cm的土壤层中。

所述的渗水管采用具有热固性的酚塑料管。

所述的管式换热器采用均匀布置在回水池内的S型不锈钢盘管。

大棚内在距地面20～30cm的土壤层中安装有热电偶测温装置及湿度传感器。

所述的渗水管与回收肋片之间设置有过滤网。

与现有技术相比，本实用新型在土壤层温度低于设定值时，供热子系统的第一电磁阀打开，热水从保温水箱进入管式换热器，与水池中的冷水进行换热，当土壤层湿度低于设定值时，灌溉子系统的第二电磁阀打开，调温水箱中水被灌溉水泵送入渗水管进行灌溉。本实用新型的回水池起到了恒温水浴的作用，通过管式换热器与回水池进行换热，而不是直接和土壤换热，这样不受土壤层中盘管间距，埋管深度以及耕作时操作的影响，能够使得土壤层整体升温明显而且温度分布均匀。灌溉子系统包括调温水箱，通过调温水箱将灌溉水提前预热调节至室温，解决了冬春季节灌溉水温过低对作物生长影响的问题。本实用新型渗水回收子系统减少了下渗流失的水量，通过使带有一定温度的下渗水最终进入回水池，减少了继续下渗带走的热量，这对于寒旱地区冬春季节而言，节约资源效果明显，渗水回收子系统包括锥型回收肋片，锥型回收肋片有助于水蒸汽的凝结及增大换热面积，便于温度和湿度的调节。

进一步的，本实用新型渗水管埋设在距离地面20～30cm的土壤层中，距离地面20～30cm的土壤层为植物主要根群分布的位置，此处土壤的温湿度与植物的生长密切相关，因此将热电偶测温装置及湿度传感器设置于该处，并且通过渗水管直接调节该处湿度，作用效果更好。