專利名稱：一種溫室重力地下滴灌加熱和微納米氣灌溉系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及溫室地下滴灌領(lǐng)域，尤其涉及一種溫室重力地下滴灌加熱和微納米氣灌溉系統(tǒng)。
技術(shù)背景
微納米技術(shù)為微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)和納米科學(xué)技術(shù)的簡(jiǎn)稱，是20世紀(jì)80年代末在美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家興起的高新科學(xué)技術(shù)，其具有熱質(zhì)傳遞和能源利用率高的特點(diǎn)。由于其巨大的應(yīng)用前景，自問(wèn)世以來(lái)微納米技術(shù)受到了各國(guó)政府和學(xué)者的普遍重視，是當(dāng)前科技界的熱門(mén)研究領(lǐng)域之一。其中，微納米氣泡技術(shù)現(xiàn)已用于氣浮處理設(shè)備、蛋白分離器、臭水設(shè)備、生化曝氣設(shè)備、工業(yè)污水處理、養(yǎng)殖、活魚(yú)運(yùn)輸、食品、制藥、造紙、化工、生物工程、富氧水制備、各類化學(xué)液、廢液的噴霧處理等領(lǐng)域，具有巨大的發(fā)展?jié)摿?。微納米氣泡就是氣泡發(fā)生時(shí)產(chǎn)生直徑在五十微米和數(shù)納米之間的微小氣泡。目前世界上用于曝氣的氣泡99%大于80微米，而氣泡小到50微米以下其物理、化學(xué)性質(zhì)都將發(fā)生根本性變化，氣泡越小溶氧性越強(qiáng)，與傳統(tǒng)的高壓溶解減壓氣泡的方法相比，在形成的氣泡濃度、均勻性及節(jié)能降耗方面優(yōu)勢(shì)較大，是世界領(lǐng)先的新一代高效節(jié)能環(huán)保技術(shù)。而微納米氣產(chǎn)生設(shè)備與傳統(tǒng)的增氧、曝氣裝置相比具有氣泡小、溶解效率高，上升速度慢、水中停留時(shí)間長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)；并且設(shè)備體積小，成本低，飽和溶氧所需時(shí)間短，用電量少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，曝氣管路可移動(dòng)，易于維修；可增強(qiáng)生物體活性，促進(jìn)作物的生長(zhǎng)。溫室作為一種專門(mén)用作作物栽培和生長(zhǎng)的建筑物，其能保護(hù)植物免受氣候、溫度或蚊蟲(chóng)的影響，使作物能快速地生長(zhǎng)。同時(shí)，日光溫室的推廣應(yīng)用，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要標(biāo)志，擺脫了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)受自然氣候條件的制約，使產(chǎn)量大幅度增長(zhǎng)，保證了全年蔬菜均衡供應(yīng)。地下滴灌是在滴灌技術(shù)的日益完善的基礎(chǔ)上發(fā)展而成的一種新型高效節(jié)水灌溉技術(shù)，是當(dāng)前世界上公認(rèn)的一種最為高效的節(jié)水灌溉技術(shù)，它能夠使作物產(chǎn)量和水分利用效率同時(shí)達(dá)到最優(yōu)。在溫室中采用此項(xiàng)技術(shù)可避免因潮濕而引起的多種病蟲(chóng)害；同時(shí)灌溉的水、肥、氣、熱、藥等可通過(guò)埋于地下的毛管和灌水器直接輸送到作物根區(qū)，極利于植物吸收，減少了對(duì)土壤和地下水的污染，增加地溫；同時(shí)，可調(diào)控、引導(dǎo)植物根系生長(zhǎng)，使果樹(shù)根系向深層生長(zhǎng)，避免冬季凍死、凍傷根系；有效地減少了水分的地表蒸發(fā)以及肥料的淋溶和揮發(fā)損失，提高了水、肥的利用效率，具有明顯的節(jié)水、節(jié)肥、增產(chǎn)效益，可比地表滴灌節(jié)水30 50%。此外，地下滴灌的田間輸水系統(tǒng)地埋后，避免了人為或野生動(dòng)物破壞和紫外線輻射及晝夜溫差變化導(dǎo)致的設(shè)施老化，延長(zhǎng)了使用壽命，并能防止管道的破壞和丟失；可降低田間管理勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省管理費(fèi)用，又便于機(jī)械田間作業(yè)；地下滴灌可以小流量、低水頭工作，節(jié)約了運(yùn)行費(fèi)用和能源。由于地下滴灌技術(shù)上述優(yōu)點(diǎn)，使之與溫室設(shè)施相結(jié)合后這些優(yōu)點(diǎn)更為顯著，使此項(xiàng)技術(shù)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，在水資源日益短缺的今天，使其開(kāi)始受到人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注和重視。重力滴灌技術(shù)是目前世界上唯一可以不靠動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的滴灌設(shè)備。它是利用重力的原理，靠水源高度產(chǎn)生的壓力，通過(guò)主管道、支管道及供水管網(wǎng)供水。其優(yōu)點(diǎn)有一是超低壓的工作水頭。它不需要依靠動(dòng)能運(yùn)轉(zhuǎn)，不用配備昂貴的壓力系統(tǒng)，便能將毛細(xì)水流均勻地輸送到系統(tǒng)的任何一端，大大降低了運(yùn)行成本，方便用戶的使用；二是與一般滴灌系統(tǒng)相比更加節(jié)水。重力滴灌同等的流量可灌溉10倍于一般滴灌條件的面積，大大節(jié)省了肥料與用水量；三是流量極低。重力滴灌系統(tǒng)的滴頭流量為正常滴頭流量的十分之一，可不間斷的提供毛細(xì)管水流，水分利用效率高；四是適用性強(qiáng)。重力滴灌對(duì)水源的要求極低，可以是井水、河水、雨水。它對(duì)地形的要求極低，平地、丘陵和山區(qū)都可以使用。重力滴灌系統(tǒng)為增強(qiáng)根部活力和礦物質(zhì)的吸收提供空氣、水和土壤的最佳比例。它能降低溫室濕度，能有效降低作物的發(fā)病率，減少殺蟲(chóng)劑的使用，提高作物的平均品質(zhì)，使作物達(dá)到綠色等級(jí)。在溫室中，利用常規(guī)能源進(jìn)行加氣熱時(shí)，為了提高地溫而過(guò)度加熱，使室內(nèi)氣溫過(guò)高，致使浪費(fèi)燃料，增加成本，也不能滿足作物對(duì)地溫的要求。這些傳統(tǒng)的加熱方式消耗了 大量的傳統(tǒng)能源，加大了成本，并且對(duì)環(huán)境造成污染。作物根系生長(zhǎng)要求適宜的水、肥、氣、熱環(huán)境。其中水是作物光合作用的主要因素，水也灌溉的載體，將作物根系生長(zhǎng)需要肥、氣、熱補(bǔ)充到作物根部附近，滿足作物生長(zhǎng)的需要。傳統(tǒng)的地面灌溉不能滿足作物需要的適宜的水、肥、氣、熱環(huán)境，雖然滴灌可以實(shí)時(shí)適量灌溉，但很難控制灌溉水中的溶解氧時(shí)間，大多數(shù)作物根系是進(jìn)行有氧呼吸，而傳統(tǒng)的增氧裝置有效氧存儲(chǔ)時(shí)間和數(shù)量有限，作物根部還需進(jìn)行增氧來(lái)滿足有氧呼吸作用，為根的養(yǎng)分和水分的吸收、礦物質(zhì)的運(yùn)移提供能量。因此，土壤中需保有充足的氧氣來(lái)滿足作物根部的呼吸作用，保證植物根部礦物質(zhì)的運(yùn)移、養(yǎng)分和水分的吸收所需的能量。通過(guò)提高植物根系層土壤灌溉水中的氧氣含量，使作物生長(zhǎng)效果顯著、增產(chǎn)明顯；并且還減少了作物病蟲(chóng)害的發(fā)生，提聞作物的廣量和品質(zhì)。為了改善作物栽培生產(chǎn)中地溫和氧氣含量低，嚴(yán)重影響植物生長(zhǎng)發(fā)育，影響作物產(chǎn)量和品質(zhì)的問(wèn)題，本實(shí)用新型采用微納米氣泡技術(shù)與溫室地下滴灌相結(jié)合的方式來(lái)提高地溫和土壤中氧氣的含量的方法，解決了傳統(tǒng)水中溶解氧時(shí)間短，容量低的問(wèn)題，從而促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率的大幅度提高，農(nóng)作物優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，緩解我國(guó)人多地少的矛盾和解決糧食安全問(wèn)題，對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向高水平方向發(fā)展將會(huì)起到巨大的推動(dòng)作用。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種增加土壤溫度、滿足作物生長(zhǎng)對(duì)氣溫要求的溫室重力地下滴灌加熱和微納米氣灌溉系統(tǒng)。為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型所述的溫室重力地下滴灌加熱和微納米氣灌溉系統(tǒng)，包括設(shè)有溫室墻體的溫室，其特征在于它還包括水箱、微納米氣泡發(fā)生裝置、與滴灌帶相連的地埋管網(wǎng)；所述水箱的底部分別設(shè)有支架和主管，其頂部設(shè)有進(jìn)水管；所述主管上連有所述微納米氣泡發(fā)生裝置，并與所述地埋管網(wǎng)相連；所述滴灌帶通過(guò)鎖母直接與所述地埋管網(wǎng)相連。所述主管上設(shè)有過(guò)濾器。所述過(guò)濾器與所述水箱之間的所述主管上設(shè)有球閥。所述過(guò)濾器與所述地埋管網(wǎng)之間的所述主管上自上而下依次設(shè)有流量表、風(fēng)機(jī)，該風(fēng)機(jī)下方設(shè)有所述微納米氣泡發(fā)生裝置。所述地埋管網(wǎng)為多層循環(huán)管道。[0015]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)I、由于本實(shí)用新型中設(shè)有微納米氣泡發(fā)生裝置，因此，利用微納米氣裝置產(chǎn)生含有富氧的納米氣灌溉水，而富氧微納米氣水通過(guò)地下滴灌系統(tǒng)直接灌溉到溫室作物根部附近的土壤中，以更好滿足作物根系有氧呼吸，使作物毛根根系發(fā)達(dá)，增加作物的光合作用；利用微納米技術(shù)熱傳遞效率和能源利用率高的特點(diǎn)，將能量傳遞給土壤，達(dá)到增加地溫的目的，使農(nóng)作物更加優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)目的。同時(shí)，本實(shí)用新型還可以利用微納米氣泡在水中上升速度慢，將農(nóng)藥溶于水，可提高農(nóng)藥利用率，有效地防治病蟲(chóng)害，減少污染。2、由于本實(shí)用新型中設(shè)有風(fēng)機(jī)，因此，當(dāng)白天室內(nèi)較高的氣溫，可通過(guò)風(fēng)機(jī)將溫室內(nèi)的熱空氣導(dǎo)入地下來(lái)給土壤蓄熱，增加土 壤溫度，滿足作物生長(zhǎng)對(duì)氣溫的要求，達(dá)到作物高產(chǎn)的目的。3、本實(shí)用新型利用土壤深層熱量散發(fā)緩慢的特點(diǎn)，保持熱量在土壤中較長(zhǎng)時(shí)間，且夏季溫室內(nèi)氣溫高，可灌氣增加地溫，達(dá)到跨季節(jié)蓄熱的目的；還可用于作物的施肥和施藥，可溶于水的肥料和氧氣一起施于作物根部，將促進(jìn)作物根系對(duì)養(yǎng)料的吸收，有利于作物的生長(zhǎng)和發(fā)育。上述系統(tǒng)中，可根據(jù)不同作物根系深度，布置多條地下管道，也可根據(jù)需要布置縱橫交錯(cuò)的管網(wǎng)。
以下結(jié)合附圖
對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。圖I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1_水箱2-球閥3-過(guò)濾器4-流量表5-風(fēng)機(jī)6-滴灌帶7_地埋管網(wǎng)8-鎖母直接9-微納米氣泡發(fā)生裝置10-主管11-支架12溫室墻體13-進(jìn)水管。
具體實(shí)施方式
如圖I所示，一種溫室重力地下滴灌加熱和微納米氣灌溉系統(tǒng)，包括設(shè)有溫室墻體12的溫室及水箱I、微納米氣泡發(fā)生裝置9、與滴灌帶6相連的地埋管網(wǎng)7。水箱I的底部分別設(shè)有支架11和主管10，其頂部設(shè)有進(jìn)水管13 ;主管10上連有微納米氣泡發(fā)生裝置9，并與地埋管網(wǎng)7相連；滴灌帶6通過(guò)鎖母直接8與地埋管網(wǎng)7相連。其中主管10上設(shè)有過(guò)濾器3。過(guò)濾器3與水箱I之間的主管10上設(shè)有球閥2。過(guò)濾器3與地埋管網(wǎng)7之間的主管10上自上而下依次設(shè)有流量表4、風(fēng)機(jī)5，該風(fēng)機(jī)5下方設(shè)有微納米氣泡發(fā)生裝置9。地埋管網(wǎng)7為多層循環(huán)管道。使用時(shí)，打開(kāi)進(jìn)水管13上的球閥2，使水注入水箱I內(nèi)，關(guān)閉球閥2，記錄流量表4讀數(shù)；同時(shí)打開(kāi)水箱I下部的球閥2和微納米氣泡發(fā)生裝置9進(jìn)行灌溉；觀測(cè)流量表4的讀數(shù)，當(dāng)達(dá)到作物所需水量時(shí)，關(guān)閉球閥2停止灌溉。當(dāng)溫室內(nèi)溫度較高時(shí)，關(guān)閉水箱I下部的球閥2，打開(kāi)地埋管網(wǎng)7末端的球閥，然后打開(kāi)風(fēng)機(jī)5，使溫室內(nèi)熱空氣被吸入地埋管網(wǎng)7，加熱土壤。
權(quán)利要求1.ー種溫室重力地下滴灌加熱和微納米氣灌溉系統(tǒng)，包括設(shè)有溫室墻體(12)的溫室，其特征在于它還包括水箱(I)、微納米氣泡發(fā)生裝置(9)、與滴灌帶(6)相連的地埋管網(wǎng)(7);所述水箱(I)的底部分別設(shè)有支架(11)和主管(10)，其頂部設(shè)有進(jìn)水管(13);所述主管(10)上連有所述微納米氣泡發(fā)生裝置(9)，并與所述地埋管網(wǎng)(7)相連；所述滴灌帶(6)通過(guò)鎖母直接(8)與所述地埋管網(wǎng)(7)相連。
2.如權(quán)利要求I所述的ー種溫室重力地下滴灌加熱和微納米氣灌溉系統(tǒng)，其特征在于所述主管(10)上設(shè)有過(guò)濾器(3)。
3.如權(quán)利要求2所述的ー種溫室重力地下滴灌加熱和微納米氣灌溉系統(tǒng)，其特征在于所述過(guò)濾器⑶與所述水箱⑴之間的所述主管(10)上設(shè)有球閥(2)。
4.如權(quán)利要求2所述的ー種溫室重力地下滴灌加熱和微納米氣灌溉系統(tǒng)，其特征在于所述過(guò)濾器⑶與所述地埋管網(wǎng)(7)之間的所述主管(10)上自上而下依次設(shè)有流量表(4)、風(fēng)機(jī)(5)，該風(fēng)機(jī)(5)下方設(shè)有所述微納米氣泡發(fā)生裝置(9)。
5.如權(quán)利要求I所述的ー種溫室重力地下滴灌加熱和微納米氣灌溉系統(tǒng)，其特征在于所述地埋管網(wǎng)(7)為多層循環(huán)管道。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種溫室重力地下滴灌加熱和微納米氣灌溉系統(tǒng)，包括設(shè)有溫室墻體的溫室，其特征在于它還包括水箱、微納米氣泡發(fā)生裝置、與滴灌帶相連的地埋管網(wǎng)；所述水箱的底部分別設(shè)有支架和主管，其頂部設(shè)有進(jìn)水管；所述主管上連有所述微納米氣泡發(fā)生裝置，并與所述地埋管網(wǎng)相連；所述滴灌帶通過(guò)鎖母直接與所述地埋管網(wǎng)相連。本實(shí)用新型利用微納米技術(shù)熱傳遞效率和能源利用率高的特點(diǎn)，將能量傳遞給土壤，達(dá)到增加地溫的目的，滿足作物生長(zhǎng)對(duì)氣溫要求，使農(nóng)作物更加優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。
文檔編號(hào)A01G9/24GK202435898SQ201120493939

公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者戰(zhàn)國(guó)隆, 李文多 申請(qǐng)人:甘肅大禹節(jié)水集團(tuán)股份有限公司