基于太陽能蓄熱和重力滲灌的自動育苗方法技術

本發明專利技術公開了一種利用太陽能蓄熱和重力滲灌提供土壤溫濕度環境的自動育苗方法，該系統包括太陽能真空管集熱器、集熱水箱、集熱溫度傳感器、蓄熱循環泵、蓄熱水箱、蓄熱溫度傳感器、控溫循環泵、控溫水箱、控溫溫度傳感器、電加熱管、蓄熱溫度控制器、育苗循環泵、育苗分水器、育苗床、育苗穴、育苗集水器、滲灌分水器、滲灌水箱、育苗溫濕度控制器、育苗區、加熱管、加熱管閥、滲灌管、滲灌管閥、育苗溫濕度傳感器。本發明專利技術通過對太陽能熱量的持續存儲和利用裝置，使育苗土壤溫度保持穩定，利用重力滲灌裝置，使育苗土壤濕度保持穩定，以此提高種子發芽或幼苗生長的效率，并實現能源節約和溫濕度的自動控制。

Automatic seedling raising method based on solar energy accumulation and gravity seep irrigation

The invention discloses a solar heat and gravity irrigation automatic seedling method of soil temperature and humidity environment, the system includes a vacuum tube solar collectors, hot water tank and the heat collecting temperature sensor, heat circulation pump, thermal storage tank, heat temperature sensor, temperature control, temperature control, temperature control of circulating pump water tank temperature sensor and the electric heating tube, temperature controller, heat pump, water separator seedling seedling, seedling bed, seedling, seedling collector, irrigation water separator, irrigation water, temperature and humidity controller, seedling nursery areas, heating pipe, heating pipe valve, irrigation pipe, irrigation pipe valve, raising the temperature and humidity sensor. The present invention through continuous storage of solar heat and utilization device, the seedling soil temperature remained stable, using gravity irrigation device, the seedling soil moisture remained stable, in order to improve the seed germination or seedling growth efficiency, automatic control and Realization of energy saving and temperature and humidity.

【技術實現步驟摘要】
基于太陽能蓄熱和重力滲灌的自動育苗方法
本專利技術屬于農業設施和新能源應用
，具體涉及一種利用太陽能蓄熱和重力滲灌提供土壤溫濕度環境的自動育苗方法。
技術介紹
隨著我國設施農業技術的不斷發展，塑料大棚和日光溫室應運而生，使得園地栽培水平大幅提升，在一定程度上解決了我國長期以來果蔬以及觀賞植被供應不足的問題。然而，大多數塑料大棚和日光溫室的培育設施相對簡易，受室外環境影響較大，自動化程度較低，電能以及水資源消耗較高，這不僅制約了園地栽培效率的提高，而且大大降低了其運行的經濟效益。通常，種子和幼苗的生長階段是植被生長周期的關鍵階段，在該階段，其根系周圍的土壤熱濕環境將對育苗的成敗和效率產生重要影響，然而，大棚和溫室所創造出的熱濕環境通常難以直接作用于根系土壤。事實上，將熱量和水分直接作用于根系局部范圍內，不但可以加速種子和幼苗的發芽、生長，還可以減少熱量損失和水分蒸發，從而提高育苗效率和經濟效益。在傳統的育苗設施中，供給植被生長的熱量雖主要來自于太陽能，但在應用過程中難以克服其周期性和氣候變化的影響，若要維持連貫的育苗循環，一般需要增加電能消耗，然而，蓄能設施的投入便可在一定程度上緩解該問題，降低電能消耗。此外，對育苗溫度和濕度參數進行自動控制，不僅可以根據不同培育對象進行調節，以保持最佳熱濕環境，而且可以減少人工投入，提高經濟效益。由此可見，傳統的育苗設施在效率提高、節能和自動控制方面仍具有很大的改進潛力。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種自動控溫控濕的育苗方法。基于各種植物的種子或幼苗均有其對應的最適宜生長溫度和濕度，該育苗方法采用太陽能蓄熱、控溫和重力滲灌方式使育苗土壤保持一個穩定的溫濕度環境，以此實現育苗工作的高效、自動、節能以及持續穩定。實現上述目的的技術方案是：該自動育苗系統包括太陽能真空管集熱器、集熱水箱、集熱溫度傳感器、蓄熱循環泵、蓄熱水箱、蓄熱溫度傳感器、控溫循環泵、控溫水箱、控溫溫度傳感器、電加熱管、蓄熱溫度控制器、育苗循環泵、育苗分水器、育苗床、育苗穴、育苗集水器、滲灌分水器、滲灌水箱、育苗溫濕度控制器、第一育苗區~第n育苗區、第一加熱管~第n加熱管、第一加熱管閥~第n加熱管閥、第一滲灌管~第n滲灌管、第一滲灌管閥~第n滲灌管閥、第一育苗溫濕度傳感器~第n育苗溫濕度傳感器。所述太陽能真空管集熱器和集熱水箱連接共同構成集熱裝備，所述蓄熱水箱置于集熱水箱與控溫水箱之間，所述電加熱管置于控溫水箱內，所述蓄熱溫度控制器連接各溫度傳感器、電加熱管以及控溫循環泵和蓄熱循環泵，所述育苗床由絕熱隔板將其分為第一育苗區~第n育苗區，所述育苗穴固定在育苗床上，且均勻分布于各育苗區中，所述第一加熱管~第n加熱管和第一滲灌管~第n滲灌管對應置于第一育苗區~第n育苗區，所述滲灌水箱相對于育苗床處于高位，并與滲灌分水器相連，所述第一滲灌管~第n滲灌管一端與滲灌分水器相連，另一端封閉，所述育苗溫濕度控制器連接各育苗溫濕度傳感器、閥門以及育苗循環泵。本專利技術的有益效果是：以太陽能作為主要育苗熱源，通過對太陽能熱量的持續存儲和利用裝置，使育苗土壤溫度保持穩定，利用重力滲灌裝置，使育苗土壤濕度保持穩定，以此提高種子發芽或幼苗生長的效率，并實現能源節約和溫濕度的自動控制，具有良好的經濟效益。附圖說明圖1為本專利技術系統原理示意圖。圖2為育苗穴示意圖。圖3為育苗床a-a剖面示意圖。圖4為滲灌管示意圖。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術作進一步詳細說明。如圖1所示，該自動育苗系統包括太陽能真空管集熱器1、集熱水箱2、集熱溫度傳感器3、蓄熱循環泵4、蓄熱水箱5、蓄熱溫度傳感器6、控溫循環泵7、控溫水箱8、控溫溫度傳感器9、電加熱管10、蓄熱溫度控制器11、育苗循環泵12、育苗分水器13、育苗床14、育苗穴15、育苗集水器16、滲灌分水器17、滲灌水箱18、育苗溫濕度控制器19、第一育苗區G1~第n育苗區Gn、第一加熱管H1~第n加熱管Hn、第一加熱管閥VH1~第n加熱管閥VHn、第一滲灌管I1~第n滲灌管In、第一滲灌管閥VI1~第n滲灌管閥VIn、第一育苗溫濕度傳感器T1~第n育苗溫濕度傳感器Tn。其特征在于所述太陽能真空管集熱器1吸收太陽能熱量，并將熱量傳遞至集熱水箱2，所述集熱溫度傳感器3監測集熱水箱2內溫度變化，所述蓄熱溫度傳感器6監測蓄熱水箱5內溫度變化，所述控溫溫度傳感器9監測控溫水箱8內溫度變化，所述蓄熱溫度控制器11通過接收溫度信號控制蓄熱循環泵4、控溫循環泵7和電加熱管10的通斷，所述第一加熱管H1~第n加熱管Hn分別向第一育苗區G1~第n育苗區Gn提供適宜育苗溫度，所述滲灌水箱18利用較大的重力水頭作用，提供滲灌動力，所述第一滲灌管I1~第n滲灌管In分別向第一育苗區G1~第n育苗區Gn提供滲灌水，所述第一育苗溫濕度傳感器T1~第n育苗溫濕度傳感器Tn分別監測第一育苗區G1~第n育苗區Gn內土體溫、濕度，所述育苗溫濕度控制器19通過接收溫、濕度信號控制育苗循環泵12、第一加熱管閥VH1~第n加熱管閥VHn、第一滲灌管閥VI1~第n滲灌管閥VIn的通斷。如圖2所示，所述育苗穴15由圓錐臺形托架和半圓形管托構成，使用時托架內置透水土工織布，將育苗土置于土工織布內，待育苗完成后，將土工織布連同育苗土及苗珠一并從托架內提起并轉移，以此循環使用育苗穴15進行育苗。如圖3所示，所述第一加熱管H1~第n加熱管Hn和第一滲灌管I1~第n滲灌管In穿過育苗穴15的半圓形管托與之相結合，以便使適宜的溫度和濕度直接作用于苗珠根系，提升育苗效率。如圖4所示，在所述第一滲灌管I1~第n滲灌管In的上部管壁開設滲灌孔，其位置位于各育苗穴正下方，滲灌孔上部固定透水金屬籠，籠內填充礫石，防止育苗土壤堵塞滲灌孔。本專利技術工作原理：結合圖1說明本專利技術的工作原理，太陽能真空管集熱器1吸收太陽能熱量，使集熱水箱2中的水溫逐步升高，開啟蓄熱循環泵4，集熱水箱2中的水進入蓄熱水箱5，經過換熱后流回集熱水箱2，將熱量蓄存至蓄熱水箱5；開啟控溫循環泵7，蓄熱水箱5中的水進入控溫水箱8，經過換熱后流回蓄熱水箱5，使控溫水箱8內水溫保持在設定溫度；以第一育苗區G1為例，開啟育苗循環泵12和第一加熱管閥VH1，控溫水箱8內循環水由育苗分水器13進入第一加熱管H1，與土壤換熱后通過育苗集水器16返回控溫水箱8，以此對第一育苗區G1進行加熱以促進苗珠發育，開啟第一滲灌管閥VI1，滲灌水箱18內滲灌水在重力水頭作用下經過滲灌分水器17進入第一滲灌管I1，由各滲灌孔流入土壤，對第一育苗區G1進行滲灌，其余各育苗區的育苗過程與第一育苗區G1同理。當集熱水箱2中水溫高于蓄熱水箱5內水溫時，蓄熱溫度控制器11接收集熱溫度傳感器3和蓄熱溫度傳感器6的信號，向蓄熱循環泵4發出啟動指令，使集熱水箱2中循環水流入蓄熱水箱5，經過換熱后流回集熱水箱2，當集熱水箱2中水溫等于或小于蓄熱水箱5內水溫時，蓄熱循環泵4則在蓄熱溫度控制器11的指令下停止運行，如此反復循環，將熱量蓄存至蓄熱水箱5，并防止熱量回流至集熱水箱2。當控溫溫度傳感器9所測控溫水箱8內水溫低于設定供水溫度時，如果此時蓄熱水箱5內水溫高于該設定供水溫度，則蓄熱溫度控制器11會接收蓄熱溫度傳感器6的信號，向控溫循環泵7本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種太陽能蓄熱和重力滲灌的自動育苗方法，其特征在于育苗系統中同時設置集熱水箱（2）、蓄熱水箱（5）和控溫水箱（8），利用蓄熱溫度控制器（11）、集熱溫度傳感器（3）和蓄熱溫度傳感器（6）的配合，使集熱水箱（2）吸收太陽能的熱量存入蓄熱水箱（5），并防止熱量回流，通過設定供水溫度，利用蓄熱溫度控制器（11）和蓄熱溫度傳感器（6）的配合，使蓄熱水箱（5）向控溫水箱（8）提供熱量，使控溫水箱（8）內水溫保持在設定供水溫度。

【技術特征摘要】
1.一種太陽能蓄熱和重力滲灌的自動育苗方法，其特征在于育苗系統中同時設置集熱水箱（2）、蓄熱水箱（5）和控溫水箱（8），利用蓄熱溫度控制器（11）、集熱溫度傳感器（3）和蓄熱溫度傳感器（6）的配合，使集熱水箱（2）吸收太陽能的熱量存入蓄熱水箱（5），并防止熱量回流，通過設定供水溫度，利用蓄熱溫度控制器（11）和蓄熱溫度傳感器（6）的配合，使蓄熱水箱（5）向控溫水箱（8）提供熱量，使控溫水箱（8）內水溫保持在設定供...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王有鏜，王春光，姚涌泉，林吉達，武小琪，王寶智，
申請(專利權)人：山東理工大學，
類型：發明
國別省市：山東,37