温室水肥热协同调控系统技术方案

本发明专利技术公开了一种温室水肥热协同调控系统，其包括：热风炉、热风换热室、热水换热室、调温水箱、文丘里施肥器、肥罐、过滤器、微灌系统、水温传感器、温水阀和水泵。本发明专利技术的有益之处在于：(1)本发明专利技术的温室水肥热协同调控系统，其将热风炉供热风系统、供热水系统、水温调节系统、施肥系统、微灌系统协同调控，能够有效管理温室内水、肥、热因子，实现了水肥热耦合优化作用；(2)供热系统提供的温度适宜的温水直接注入文丘里施肥器，吸肥后经微灌系统灌溉，提高了施肥效果，促进了作物生长。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种调控系统，具体涉及一种温室水肥热协同调控系统，属于农业装备

技术介绍
水、肥、热是作物生长的三大主要要素，水、肥、热及耦合对作物生长、产量和品质都会产生影响。实践证明，土壤温度及其变化规律对日光温室内作物的生长具有显著效应，虽然温室中的气温在晴天较高，但地温却较低。在实践生产过程中，大部分农户直接使用机井抽上来的地下水灌溉温室作物，没有经过水温加热处理，新疆地区冬季的地下水温度很低，这种温度的灌溉水经过滴灌管直接灌溉到土壤上，土壤温度急剧下降，不仅不利于吸收水肥，反而会抑制作物的生长。用适当温度的温水灌溉可提高土壤温度和水肥利用率，进而使幼苗的茎粗、增加叶面积、根系数、光合速率、单位鲜重的干物质量、根冠比和壮苗指数，可以大大提高产量和品质。有一些农户在温室内建造蓄水池，通过晒热地下水加以灌溉作物以培育壮苗，在温室内建造蓄水池不但占用有效栽培面积，而且蓄水池中的水分蒸发会提高温室内的湿度，也不利于日光温室内作物病虫害防治。也有农民用太阳能热水器加热温水灌溉，但太阳能热水器成本较高，而且用于温室作物灌溉的水量和温度不够。新疆由于特殊的气候条件，在日光温室冬季生产中必须采用热风炉加温提高温室内温度，热风炉是将燃料的热量转化到空气中产生热空气，是一种加热空气输出热风的热源设备。热风炉加温方式与其它升温方式相比有一定的特点：没有水循环系统，主机产生热风后通过风道直接输送到温室的各个角落，安装适应性强，节约运行费用，然而热风炉相当一部分热量随烟气排除而被浪费，烟囱出口处温度可达200℃以上，在现有的热风炉系统中引入水循环系统，使水循环系统通过热风炉排出烟气加热灌溉水，不仅可以节约能源，还可以节省成本。灌溉施肥技术是将灌溉技术和施肥技术相结合的实用新技术，其技术要点是将肥料配制成肥液，通过精确地控制灌水量、施肥量、灌溉及施肥时间，在灌溉的同时将肥料均匀地施加给作物，以此来适时适量的满足作物对水分和养分的需求。要将肥料注入有压灌溉管网，必须要依靠专用的施肥设备。施肥设备类型与工作性能在很大程度上决定了灌溉施肥均匀性和施肥效率，决定了灌溉施肥技术的可行性。文丘里施肥器以结构简单，价格便宜，操作简便，无需外动力，而且可以实现精确施肥等优点，是中小规模灌溉工程中最常用的施肥设备，尤其在日光温室中应用最为广泛。在实际生产中，农民往往以系统运行时间估计实际施肥量的多少，因此文丘里施肥器吸肥量的不稳定使灌溉施肥量无法确保精准施肥。通过改进目前广泛使用的日光温室文丘里施肥系统，将会实现灌水施肥的精准控制。要将有效的水、肥、热注入有压灌溉管网，必须要依靠专用的灌水施肥设备和水温调节设备。微灌系统水、肥、热协同控制系统自动控制技术非常重要，对确保农民增收，提高设施经济效益，增强设施农业可持续发展能力具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够有效解决日光温室的热风加温、微灌系统的灌水、施肥、水温调节协同调控的问题的温室水肥热协同调控系统。为了实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案：一种温室水肥热协同调控系统，其特征在于，包括：热风炉(1)、热风换热室(2)、热水换热室(3)、调温水箱(5)、文丘里施肥器(18)、肥罐(19)、过滤器(24)、微灌系统(25)、水温传感器(26)、温水阀(11)和水泵(12)，其中，前述热风炉(1)燃烧产生的热量一部分加热热风换热室(2)中的空气，加热后的空气经热风出口(14)送出，加热温室空气，另一部分加热热水换热室(3)中的水，加热后的水与水源(6)流出的凉水在调温水箱(5)中混合，成为温室灌溉水，剩余的热量及少量烟尘通过烟囱(13)排放到空气中；前述调温水箱(5)中装有水温传感器(26)，调节水温合适后，温水阀(11)自动打开，在水泵(12)的作用下，调温水箱(5)中的温水注入文丘里施肥器(18)中；前述文丘里施肥器(18)将肥罐(19)内的肥液通过吸肥管(23)吸入主管路系统，最后经过过滤器(24)过滤后进入微灌系统(25)在温室内灌溉。前述的温室水肥热协同调控系统，其特征在于，前述热水换热室(3)的顶部设置有排气口(16)、底部设置有出杂口(15)，侧面的上部设置有热水出口(17)、下部设置有补水口(8)。前述的温室水肥热协同调控系统，其特征在于，还包括：储水箱(4)，前述储水箱(4)内的水通过热水换热室(3)的补水口(8)进入到热水换热室(3)内。前述的温室水肥热协同调控系统，其特征在于，前述热风换热室(2)和热水换热室(3)上下排列，热风换热室(2)在下、热水换热室(3)在上。本专利技术的有益之处在于：(1)本专利技术的温室水肥热协同调控系统，其将热风炉供热风系统、供热水系统、水温调节系统、施肥系统、微灌系统协同调控，能够有效管理温室内水、肥、热因子，实现了水肥热耦合优化作用；(2)供热系统提供的温度适宜的温水直接注入文丘里施肥器，吸肥后经微灌系统灌溉，提高了施肥效果，促进了作物生长。附图说明图1是本专利技术的温室水肥热协同调控系统的一个具体实施例的组成示意图。图中附图标记的含义：1-热风炉、2-热风换热室、3-热水换热室、4-储水箱、5-调温水箱、6-水源、7-热水管、8-补水口、9-热水阀、10-冷水阀、11-温水阀、12-水泵、13-烟囱、14-热风出口、15-出杂口、16-排气口、17-热水出口、18-文丘里施肥器、19-肥罐、20-调节阀、21-前支管阀、22-后支管阀、23-吸肥管、24-过滤器、25-微灌系统、26-水温传感器。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作具体的介绍。参照图1，本专利技术的温室水肥热协同调控系统包括：热风炉1、热风换热室2、热水换热室3、调温水箱5、文丘里施肥器18、肥罐19、过滤器24、微灌系统25、水温传感器26、温水阀11和水泵12。热风炉1产生的高温气体进入到热风换热室2中，高温气体携带的热量一部分与热风换热室2中的待加热的干净的冷空气进行热量交换，加热热风换热室2中的空气，加热后的空气经热风出口14送出，用来加热温室空气；另一部分与热水换热室3中的凉水进行热量交换，加热热水换热室3中的水，加热后的水与水源6流出的凉水在调温水箱5中混合，成为温室灌溉水，剩余的热量及少量烟尘则通过烟囱13排放到空气中。调温水箱5中装有水温传感器26，调节水温合适后，温水阀11自动打开，在水泵12的作用下，调温水箱5中的温水注入文丘里施肥器18中。文丘里施肥器18由调节阀20、前支管阀21、后支管阀22三个阀门组成，文丘里施肥器18将肥罐19内的肥液通过吸肥管23吸入主管路系统，最后经过过滤器24过滤后进入微灌系统25在温室内灌溉。作为一种优选的方案，热水换热室3的顶部设置有排气口16，用来排出热水换热室3内的气体；热水换热室3的底部设置有出杂口15，用来排出热水换热室3内的废渣、废水；热水换热室3的侧面的上部设置有热水出口17、下部设置有补水口8，热水换热室3内的热水从热水出口17流入热水管7，在热水阀9打开后流入调温水箱5，外部的凉水通过补水口8进入热水换热室3内。作为一种优选的方案，本专利技术的温室水肥热协同调控系统还包括：储水箱4，储水箱4内的水通过热水换热室3的补水口8进入到热水换热室3内。作为一种优选的方案，热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种温室水肥热协同调控系统，其特征在于，包括：热风炉(1)、热风换热室(2)、热水换热室(3)、调温水箱(5)、文丘里施肥器(18)、肥罐(19)、过滤器(24)、微灌系统(25)、水温传感器(26)、温水阀(11)和水泵(12)，其中，所述热风炉(1)燃烧产生的热量一部分加热热风换热室(2)中的空气，加热后的空气经热风出口(14)送出，加热温室空气，另一部分加热热水换热室(3)中的水，加热后的水与水源(6)流出的凉水在调温水箱(5)中混合，成为温室灌溉水，剩余的热量及少量烟尘通过烟囱(13)排放到空气中；所述调温水箱(5)中装有水温传感器(26)，调节水温合适后，温水阀(11)自动打开，在水泵(12)的作用下，调温水箱(5)中的温水注入文丘里施肥器(18)中；所述文丘里施肥器(18)将肥罐(19)内的肥液通过吸肥管(23)吸入主管路系统，最后经过过滤器(24)过滤后进入微灌系统(25)在温室内灌溉。

【技术特征摘要】
1.一种温室水肥热协同调控系统，其特征在于，包括：热风炉(1)、热风换热室(2)、热水换热室(3)、调温水箱(5)、文丘里施肥器(18)、肥罐(19)、过滤器(24)、微灌系统(25)、水温传感器(26)、温水阀(11)和水泵(12)，其中，所述热风炉(1)燃烧产生的热量一部分加热热风换热室(2)中的空气，加热后的空气经热风出口(14)送出，加热温室空气，另一部分加热热水换热室(3)中的水，加热后的水与水源(6)流出的凉水在调温水箱(5)中混合，成为温室灌溉水，剩余的热量及少量烟尘通过烟囱(13)排放到空气中；所述调温水箱(5)中装有水温传感器(26)，调节水温合适后，温水阀(11)自动打开，在水泵(12)的作用下，调温水箱(5)中的温水注入文丘里施肥器...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国强，刘娜，李胜，王彦，齐新洲，郭磊，王晓冬，刘霞，曹新伟，刘小龙，郭兆丰，刘涛，
申请(专利权)人：新疆农业科学院农业机械化研究所，
类型：发明
国别省市：新疆;65