用于農牧業的全封閉人工環境的制作方法
【技術領域】
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[0001]本實用新型涉及人工環境技術領域，特別涉及一種用于農牧業的全封閉人工環境。
【背景技術】
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[0002]溫室(greenhouse)，又稱暖房，能透光、保溫、加溫，是用來栽培植物的設施。在不適宜植物生長的季節，能提供生育期和增加產量，多用于低溫季節喜溫蔬菜、花卉、林木等植物栽培或育苗等。
[0003]目前，普遍采用溫室進行作物種植，其最大的功能是保溫，但是僅僅具有保溫的作用對作物種植的改善非常有限。在作物生長的幾個重要的要素里，溫度、濕度、光照、二氧化碳濃度至關重要，不同的物種對它們的要求反差很大，例如:月季、石榴、向日葵是喜陽的，而蕨類、菌類是喜陰，不能忍耐強烈的直射光線，要求在適度隱蔽下方能生長良好；絕大部分作物都是需要比較高的二氧化碳濃度，但菌類是需要氧氣的，等等。從糧食、蔬菜到花卉，再到中草藥，上述要素的差別非常大，現在的溫室無法滿足這種巨大的差異化需求的。
[0004]更進一步的，為了獲得更好的經濟效益或者土地利用率，需要跨地域、跨維度、跨氣候的種植，例如:將南方濕熱地區的作物種植在北方干旱地區，甚至沙漠地帶，這就需要一種和外界隔絕的封閉人工環境，并且這種人工環境能夠模擬作物所需要的環境條件。
[0005]對于動物的養殖來說，同樣需要相對封閉且能控溫、采光的環境，這樣在內部空氣循環時便于殺病菌和去除空氣的異味；尤其是禽類的養殖，封閉隔絕的環境便于疾病，尤其是禽流感的預防和隔離。
【發明內容】
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[0006]鑒于此，有必要設計一種能夠將動植物生長所需的溫濕度、光照恒定在最佳值附近的用于農牧業的全封閉人工環境。
[0007]一種用于農牧業的全封閉人工環境，包括:骨架結構、換熱覆蓋層、加濕除濕系統、采光系統。
[0008]骨架結構包括內層骨架和外層骨架，骨架結構用于為采光系統、加濕除濕系統提供安置的場所并確定人工環境內部大小，骨架結構還為換熱覆蓋層提供鋪設的支撐；在內層骨架和外層骨架之間為空氣隔離層；內層骨架所包圍的區域為模擬環境區，該區通過換熱覆蓋層、加濕除濕系統、采光系統來模擬所需要的自然環境。
[0009]換熱覆蓋層包括覆蓋在外層骨架的可控溫人工環境卷簾和覆蓋在內層骨架的保溫膜，可控溫人工環境卷簾為不透光的柔性材質，可控溫人工環境卷簾通過轉動使其吸熱面對向外界或內部來控制其向空氣隔離層導熱或停止導熱；在內層骨架底部和上部分別設有底部對流口和上部對流口，保溫膜位于底部對流口和上部對流口的部分為可打開式結構。
[0010]當可控溫人工環境卷簾覆蓋在外層骨架上且吸熱面對向外界處于吸熱狀態時，打開底部對流口和上部對流口，此時被可控溫人工環境卷簾加熱的空氣隔離層氣體從上部對流口進入模擬環境區，模擬環境區的低溫氣體從底部對流口進入空氣隔離層，形成對流為模擬環境區加熱。
[0011]當可控溫人工環境卷簾覆蓋在外層骨架上且模擬環境區的溫度高于外界溫度時，打開底部對流口和上部對流口，此時模擬環境區的氣體從上部對流口進入空氣隔離層并通過可控溫人工環境卷簾向外界散熱，空氣隔離層的低溫氣體從底部對流口回到模擬環境區形成對流。
[0012]當可控溫人工環境卷簾覆蓋在外層骨架上時，關閉底部對流口和上部對流口，此時模擬環境區與外界處于熱量相對隔絕狀態，多用于控制模擬環境區的溫度不再繼續升高。特別需要強調的是，如果將可控溫人工環境卷簾的吸熱面向內的覆蓋在外層骨架上，則效果更佳優異。
[0013]當可控溫人工環境卷簾收起，且底部對流口和上部對流口關閉時，模擬環境區獲得了額外的采光效果。
[0014]加濕除濕系統包括加濕器和除濕裝置，除濕裝置采用半導體制冷除濕，其進氣口位于距本人工環境內地面30?50cm高度處，出氣口位于上部內層骨架的下方。如果進氣口距地面太近，會把土壤所需的潮氣一并吸走，于種植不利。
[0015]采光系統通過光導照明的方式將太陽光引入本人工環境內部，且在引入本人工環境內部前通過聚光裝置將大面積的太陽光匯聚。
[0016]優選的，可控溫人工環境卷簾包括:柔質循環換熱結構、上牽引卷桿、下牽引卷桿、電機、鋼絲繩。
[0017]其中，柔質循環換熱結構包括:吸熱層、循環換熱管、循環介質、隔熱保溫層、束帶；其中，吸熱層、循環換熱管、隔熱保溫層均為柔性材料，吸熱層用于接收太陽輻射并將其轉化為熱量；循環換熱管為扁平的循環回路，其長度方向上緊貼吸熱層內側的管路為吸熱支路，吸熱支路用于將吸熱層的熱量傳遞給循環換熱管中的循環介質，循環換熱管長度方向上的另一管路為放熱支路，放熱支路用于向空氣隔離層放出熱量，在循環換熱管中設有單向閥，循環換熱管長度方向的兩支管路之間設有隔熱保溫層，隔熱保溫層上覆有輻射反射層；束帶用于將數支循環換熱管束縛成一排并與吸熱層貼緊。
[0018]上牽引卷桿和下牽引卷桿分別位于外層骨架的頂部和底部，上牽引卷桿和下牽引卷桿通過鋼絲繩傳動且在上牽引卷桿和下牽引卷桿同一側的鋼絲繩上固定有柔質循環換熱結構，且使柔質循環換熱結構的吸熱層向外，吸熱支路的方向與鋼絲繩同向；電機輸出軸與上牽引卷桿連接。
[0019]當需要給空氣隔離層加熱時，啟動電機使柔質循環換熱結構位于外側，即吸熱層對向太陽照射的一面，吸熱層受到太陽輻射時，溫度升高，將熱量傳遞給循環換熱管的吸熱支路，在吸熱支路和放熱支路溫差的作用下，吸熱支路內的循環介質沿著單向閥允許的方向流動進入到放熱支路釋放熱量，原先放熱支路的低溫循環介質進入到吸熱支路內進行吸熱，并不斷進行上述過程。
[0020]當模擬環境區溫度達到預定值后，啟動電機使上牽引卷桿帶動柔質循環換熱結構卷動，使吸熱層背對太陽照射的一面從而停止接受太陽輻射。
[0021]優選的，除濕裝置包括:半導體制冷器、導熱鰭片、風機、風道、風門、冷凝水收集裝置；其中，風道依次為:進氣口、制冷管路、加熱管路、回流管路、出氣口，且進氣口、制冷管路、加熱管路、回流管路、出氣口構成“己”形的管路系統，與半導體制冷器的冷端相連的導熱鰭片伸入制冷管路，與半導體制冷器的熱端相連的導熱鰭片伸入加熱管路。
[0022]在進氣口與制冷管路之間設有風機，在加熱管路入口處設有風門，該風門用于切換從制冷管路出來的氣體進入加熱管路或直接通向出氣口。
[0023]在加熱管路出口處還設有排氣口和風門，排氣口與外界環境溝通，該風門用于切換從加熱管路出來的氣體進入回流管路或通過排氣口排出。
[0024]冷凝水收集裝置位于制冷管路下部。
[0025]上述風門上設有隔熱層。
[0026]當需要保溫除濕時，設置兩個風門，使模擬環境區氣體由進氣口進入，依次經過制冷管路、加熱管路、回流管路、出氣口再流回模擬環境區，當氣體經過制冷管路時溫度降低，水分凝結并沿半導體制冷器冷端的導熱鰭片流下到冷凝水收集裝置中，之后，低溫氣體經過加熱管路后又被加熱，從而實現恒溫除水。
[0027]當需要冷卻時，設置兩個風門，使模擬環境區氣體由進氣口進入，經過制冷管路、出氣口流回模擬環境區。
[0028]當需要向外界排氣時，設置兩個風門，使模擬環境區氣體由進氣口進入，依次經過制冷管路、加熱管路、排氣口排向外界，并且由于經過了制冷管路，氣體中的水分得以保留。
[0029]優選的，采光系統包括:光反射鍋、單色光源、采光器、光導主管、光導支管、漫射器；其中，單色光源、采光器與光導主管連接，采光器位于本人工環境外部，光反射鍋其內壁為拋物面，光反射鍋將太陽光匯聚到采光器上，光導主管上接有若干光導支管，光導支管末端安裝有漫射器，漫射器位于模擬環境區內部。
[0030]優選的，吸熱層為黑色防雨布，循環換熱管為淺色硅橡膠且其直徑小余5_，內徑過大不但加大整個結構的厚度，同時會削弱循環介質的循環；輻射反射層為鋁箔，循環介質為煤油或防凍液。
[0031]優選的，單向閥有兩個，分別設置在吸熱支路與放熱支路的兩個結合部，兩個單向閥的安裝方向一致且使循環介質在吸熱支路由下向上流動；單向閥為氣門芯；在吸熱支路與放熱支路的兩個結合部分別設置兩個單向閥可以嚴格限制循環的方向；柔質循環換熱結構還包括內輔助層，內輔助層和吸熱層共同將循環換熱管包裹在中間。
[0032]優選的，采光器為多個；每個采光器均配有至少一個光反射鍋，該光反射鍋將其反射的太陽光匯聚到與之配合的采光器上。
[0033]本實用新型的人工環境可以模擬大多數具有經濟效益的動植物所需的環境，可以不受