多层的封闭生态系统温室技术方案

本发明专利技术公开了一种温室，其具有透光的屏障和楼板表面。屏障和楼板连接在一起以在温室内限定用于植物栽培的围护空间。屏障包括内部层和外部层，内部层界定围护空间。内部层和外部层不透气以基本上防止空气通过内部层进入围护空间，外部层间隔设置在内部层上方以限定位于内部层和外部层之间的空气通道。空气通道与外部层底部的至少一个进气口和外部层顶部的出气口流体连通。空气通道内的空气被加热时被动地从至少一个进气口流至出气口。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多层的封闭生态系统温室相关申请的相互引用本申请要求2015年2月24日提交的第2882972号加拿大专利申请的优先权，其全部内容以引用的方式并入本文中。
本申请一般涉及用于植物栽培的结构物，更具体地，涉及温室。
技术介绍
温室通常具有一个或多个透明的墙壁和屋顶，这些墙壁和屋顶允许太阳辐射穿透进入结构物中以便进行植物光合作用。如果没有花费大量能源，在温室内难以控制生长条件。当前使用的许多温室是开放式温室。因为在热天需要空气流通来从温室里移除热量，因此开放式温室是必需的。例如，当阳光明媚时，温室具有在其内部积聚大量热量的趋势。对于某些植物种类，需要移除多余热量从而为植物生长保持适宜温度。这通常通过从温室内部排放热量实现。在高温和高湿条件下，使用一个或多个风扇，这些风扇消耗能源，并且容易出现机械故障。这种需要温室对大气开放的气候控制降低了控制温室的湿度和CO2水平的能力，并且将植物暴露给昆虫、细菌或在被污染的区域中的其他大气污染物。在寒冷的夜晚或者在北纬地区的冬季，这样的开放式温室还具有将热量泄漏至大气的趋势，这限制了植物生长。大多数的温室仅具有一个层次的植物，其通常接近设施的地面水平。为了实现所需的生产能力，这需要占用相对大量的空间来安装这样的温室。其他方法使用复杂机制来移动植物，以便将这些植物更好地暴露给自然光或人造光，或者将劳动力最小化。这些机制通常难以实现，并且在温室的使用期限内容易受到破坏。
技术实现思路
在一个方面，提供了一种温室，包括：透光的屏障和楼板表面，所述屏障和楼板连接在一起以在所述温室内限定用于植物栽培的围护空间，所述屏障包括内部层和外部层，所述内部层界定所述围护空间，所述内部层和所述外部层不透气以基本上防止空气通过所述内部层进入所述围护空间，所述外部层间隔设置在所述内部层上方以限定位于所述内部层和所述外部层之间的空气通道，所述空气通道与在所述外部层的底部中的至少一个进气口和在所述外部层的顶部中的出气口流体连通，所述空气通道内的空气在被加热时被动地从所述至少一个进气口流至所述出气口。在另一个方面，提供了一种控制温室的温度的方法，包括：当所述温室的内部层和外部层之间的空气在被太阳加热时，所述内部层和所述外部层之间的所述空气被动地循环，所述内部层界定所述温室用于植物栽培的围护空间，在所述内部层和所述外部层之间的所述空气的循环冷却所述围护空间；以及，当所述内部层和所述外部层之间的所述空气没有被太阳加热时，维持所述内部层和所述外部层之间的空气，所述静止的空气隔离所述围护空间。在还有一个方面，提供了一种温室，包括：双壳几何结构，其由透光的内壳和透光的外壳限定，所述内壳连接至楼板以形成用于植物栽培的气密下方围护空间，所述下方围护空间没有连接至外部空气，所述外壳和所述内壳由空气间隙隔开，所述外壳和所述内壳都是不透气的，并且所述外壳和所述内壳限定了将空气约束在所述外壳和所述内壳之间的空气通道，所述空气通道与处于所述外壳的下部的至少一个底部进气口和在所述外壳的顶部中的至少一个上方出气口流体连通，在所述空气通道内的空气形成从所述底部进气口到所述上方出气口的上升流，所述上升流由当所述空气通道内的空气被加热时空气的对流产生，所述上升流向所述上方出气口输送加热的空气。附图说明现在参照以下说明书附图：图1A为根据本专利技术的实施例的温室的示意截面图；图1B为图1A中的圆圈部分的放大图；图2A为展示了安装有栽培箱的底部楼板表面，以及安装有栽培塔的多级平台的图1A所示的温室的示意截面图；图2B为图2A所示的楼板表面和栽培箱的顶视图；图2C为图2A所示的多级平台和栽培塔的顶视图；图3为展示了局部截面的根据本专利技术的另一个实施例的温室的透视图；图4为图3的顶部的放大图；图5为展示了安装有多个栽培箱和多个栽培塔的多级楼板的图3所示的温室的透视图；图6为与建筑物相邻的根据本专利技术的实施例的温室的示意截面图。具体实施方式图1A和1B展示了多层的温室10。温室10用于促进和提高在温室10中的植物的生长。如下面将更详细解释的，温室10允许植物放置在温室10内的不同垂直间隔。本专利技术公开的温室10还是“封闭式”温室10，其中，它具有没有直接暴露给温室10外部的空气的围护空间11。因此，这样的封闭式温室不会向或从周围空气失去或接收水分、热量、害虫和/或CO2，从而能够更好控制围护空间11内的条件以便植物栽培，其中，这样的植物栽培可以是单一栽培或者混合栽培。栽培植物所处的封闭的围护空间11是受控环境并且充满空气12。温室10具有透光屏障20和楼板表面30，透光屏障20和楼板表面30相互配合，和/或直接或间接地连接在一起以限定温室10的内部围护空间11。楼板表面30可以是为温室10及其应用的特点目的建造的底面或地面。可选地，楼板表面30可以是温室10所处的任意表面。透光的屏障20(或简称“屏障20”)限定了温室的外部的至少一部分。虽然如果需要可以将空气泵送或以其他方式提供到围护空间12中，但是屏障20形成防止温室10周围的空气通过屏障20透入围护空间11中的结构。因此，屏障20为温室10提供如上所述的“封闭”特性。术语“透光”指的是屏障20允许对植物栽培有利(例如，来自太阳辐射)的光的波长穿透屏障20并进入围护空间11。屏障20可以形成温室10的外部或外壳的任意部分，并且在很大程度上决定温室10的形状。例如，在所示的实施例中，温室10具有由屏障20的屋顶和墙壁部分限定的棚屋或房屋状形状。如下面将讨论的，只要太阳(或其他)辐射可以透入温室10中，温室10可以采用任意其他形状。因此，本实施例的温室10的尺寸可以随棚屋或房屋状形状的任意长度从相对小的矩形占用空间变化到大得多的占用空间。图1A的实施例展示了具有足够空间来安装两个中间楼板61的相对狭窄的温室。类似地，如下面所讨论的，通过增大(或按比例放大)围护空间11的宽度，高度将成比例地增大，并且允许安装任意数量的额外部层61或中间楼板，以便在地表箱或垂直塔中的植物栽培。例如，温室10的后墙可以毗邻现有的或新的建筑物，该建筑物在高度方向上具有许多楼板，相应地，封闭式温室10也将具有可用于植物栽培的许多楼板。如下面将更详细描述的，温室10越大，温室内使空气循环的被动自然对流的效率越高。屏障20包括内部层21和外部层22，内部层21和外部层22均不透气。内部层21界定和限定用于植物栽培的围护空间11的范围。外部层22暴露给温室10周围的空气。内部层21和外部层22可以由允许光透过并且基本上防止外部空气进入围护空间11中的任意合适的材料或媒介制成。这样的材料可以是刚性的或柔性的。它们包括但不限于聚碳酸酯薄膜或板。它们还可以包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，其通常称为丙烯酸或丙烯酸玻璃。这些材料的常见商品名称包括PlexiglasTM和AcryliteTM。内部层21和外部层22可以由单独的丙烯酸材料制成。例如，外部层22可以由AcryliteTMALLTOPClear制成，厚度为约16mm，而内部层21可以由AcryliteTMHeatStopCoolBlue制成，厚度为约8mm。外部层22在内部层21的上方，沿着每个层21、22的长度方向与内部层21间隔开来。内部层21和外部层22的结构限定了空气可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种温室，包括：透光屏障和楼板表面，所述屏障和楼板表面连接在一起以在所述温室内限定用于植物栽培的围护空间，所述屏障包括内部层和外部层，所述内部层界定所述围护空间，所述内部层和所述外部层不透气以基本上防止空气通过所述内部层进入所述围护空间，所述外部层间隔设置在所述内部层上方以限定位于所述内部层和所述外部层之间的空气通道，所述空气通道与处于所述外部层的底部的至少一个进气口和处于所述外部层的顶部的出气口流体连通，所述空气通道内的空气在被加热时被动地从所述至少一个进气口流至所述出气口。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.24 CA 2,882,9721.一种温室，包括：透光屏障和楼板表面，所述屏障和楼板表面连接在一起以在所述温室内限定用于植物栽培的围护空间，所述屏障包括内部层和外部层，所述内部层界定所述围护空间，所述内部层和所述外部层不透气以基本上防止空气通过所述内部层进入所述围护空间，所述外部层间隔设置在所述内部层上方以限定位于所述内部层和所述外部层之间的空气通道，所述空气通道与处于所述外部层的底部的至少一个进气口和处于所述外部层的顶部的出气口流体连通，所述空气通道内的空气在被加热时被动地从所述至少一个进气口流至所述出气口。2.根据权利要求1所述的温室，其特征在于，所述透光屏障包括由至少一个透光墙壁部分支撑的至少一个透光屋顶部分，所述至少一个透光屋顶部分相对于所述楼板表面倾斜。3.根据权利要求2所述的温室，其他在于，所述至少一个透光屋顶部分包括在一顶端部分处会合的第一屋顶部分和第二屋顶部分，所述第一屋顶部分具有面向南方的朝向，所述第二屋顶部分具有面向北方的朝向。4.根据权利要求3所述的温室，其特征在于，所述第一屋顶部分的长度大于所述第二屋顶部分的长度。5.根据权利要求3或4所述的温室，其特征在于，所述外部层的出气口布置在所述顶端部分内，并包括由间隔的所述第一屋顶部分的外部层和所述第二屋顶部分的外部层限定的出口通道。6.根据权利要求5所述的温室，其特征在于，所述出口通道包括设置在其中的至少一个翼型结构，所述翼型结构具有与在所述出口通道中的空气接合的翼型表面。7.根据权利要求1所述的温室，其特征在于，所述透光屏障形成从所述楼板表面延伸的穹顶，所述至少一个进气口包括设置在所述穹顶底部的环形开口，并且所述出气口具有处于所述穹顶的顶端的圆形开口。8.根据权利要求7所述的温室，其特征在于，还包括出口塔，所述出口塔连接至所述穹顶并且具有塔入口和塔出口，所述塔入口与所述穹顶的顶端的所述圆形开口流体连通。9.根据权利要求8所述的温室，其特征在于，还包括从所述内部层向上延伸穿过所述穹顶的顶端的圆形开口并进入所述塔入口的周向导流主体。10.根据权利要求8或9所述的温室，其特征在于，还包括至少一个发电涡轮机，该至少一个发电涡轮机布置在所述出口塔中、处于所述塔入口和所述塔出口之间。11.根据权利要求1到10中任意一项所述的温室，其特征在于，还包括位于所述楼板表面的下方的散热器，所述散热器在工作中至少从所述空气通道内的空气吸收热量，并且所述散热器在工作中将吸收的热量从所述楼板表面释放到所述空气通道中。12.根据权利要求1到11中任意一项所述的温室，其特征在于，还包括通过所述出气口与离开温室的空气流体连通的热交换器，所述热交换器在工作时将来自所述空气的热量输送至另一流体。13.根据权利要求1到12中任意一项所述的温室，其特征在于，所述外部层的所述出气口包括布置在所述外部层上的至少一个空气馈送管道，所述至少一个空气馈送管道具有接收来自温室外部的空气的馈送入口，以及布置在所述空气通道内的馈送出口。14.根据权利要求1到13中任意一项所述的温室，其特征在于，还包括在所述围护空间内与所述楼板表面垂直间隔的多个平坦的植物支撑件。15.根据权利要求14所述的温室，其特征在于，还包括布置在所述围护空间内的多个竖直的栽培塔，每个栽培塔布置在多个植物支撑件中的其中一个植物支撑件上。16.根据权利要求14或15所述的温室，其特征在于，还包括布置在所述围护空间内的多个栽培箱，每个栽培箱布置在多个植物支撑件中的其中一个植物支撑件上。17.根据权利要求1到16中任意一项所述的温室，其特征在于，所述空气通道内的空气被冷却后在所述空气通道内保持基本静止。18.根据权利要求1到17中任意一项所述的温室，其特征在于，还包括地质聚合物混凝土基底，所述楼板表面布置在所述地质聚合物混凝土基底上。19.根据权利要求1到18中任意一项所述的温室，其特征在于，所述内部层和所述外部层由选自聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的透光材料制成。20.一种温室，包括：双壳几何结构，所述双壳几何结构由透光的内壳和透光的外壳限定，所述内壳连接至楼板以形成用于植物栽培的气密性下方围护空间，所述下方围护空间没有连接至外部空气，...

【专利技术属性】
技术研发人员：加斯顿·比利，
申请(专利权)人：盖亚生态系统公司，
类型：发明
国别省市：加拿大,CA