1.本实用新型涉及农业种植设备技术领域，特别涉及一种超低能耗动植物工厂。


背景技术：

2.农业是我国国民经济中的一个重要产业，我国幅员辽阔，是农业生产大国。但我国南北跨纬度较大，南北方温度差异也较大，北方地区气温低，农作物及禽畜生长期较短，随着农业科学技术的不断发展，种植和养殖大棚在我国北方地区得到了普遍的应用。
3.目前在我国北方地区广泛使用的种植和养殖大棚主要有连栋大棚和土大棚两种。其中：
4.连栋大棚结构如图1所示，包括由边柱10、内柱16和棚梁（图中未示出）构成的棚体框架，棚体框架的周则及顶部覆有棚膜12，棚膜顶部的外侧设有遮阳网14。连栋大棚能够连续搭建，土地利用率高，可达90%以上，但此种大棚冬冷夏热，每年最冷和最热的季节均无法种植和养殖，大棚空置时间较长，造成土地的浪费，同时冬季需要加温，能耗较高。
5.土大棚结构如图2所示，包括由土堆成的后墙22和两侧墙20构成的框架，上侧和前侧覆有棚膜24，棚膜24的外侧设有保温被26。土大棚保温效果较连栋大棚要好很多，但其占地面积大，土墙厚度约有10m，且两棚之间要留出足够的采光空间，从而土地利用率极低，仅有30%～40%左右，造成了土地的严重浪费。


技术实现要素：

6.针对以上缺陷，本实用新型的目的是提供一种超低能耗动植物工厂，此超低能耗动植物工厂保温效果好，不需要额外加温，夏凉冬暖，能够实现动植物的连续养殖和种植，土地利用率高。
7.为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
8.一种超低能耗动植物工厂，包括棚体框架和棚膜，所述棚体框架包括多根边柱、内柱和棚梁，所述棚膜为多层，各层所述棚膜之间形成空气腔；所述内柱插入到地面以下，所述内柱为中空结构，所述内柱的内腔中填充有导热材料。
9.其中，所述棚膜包括顶膜和侧膜，所述顶膜和所述侧膜均为多层结构，相对应的所述顶膜与所述侧膜相连接。
10.其中，所述棚膜包括由外向内依次设置的外棚膜、内棚膜和保温膜，所述保温膜包括由发泡材料制成的保温层。
11.其中，所述内棚膜的所述顶膜可开合，所述保温膜的所述顶膜和所述侧膜均可开合。
12.其中，所述外棚膜的所述顶膜上设有放风口，所述放风口处覆盖有防虫灭菌网。
13.其中，所述边柱均插入到地面以下，位于所述超低能耗动植物工厂的地面以下沿各所述边柱围成的轮廓围设有保温板。
14.其中，所述内柱和所述边柱均插入到冻土层以下，所述内柱插入的深度比所述边
柱插入的深度大。
15.其中，所述超低能耗动植物工厂的出入门包括外门和内门，所述内门为消毒门；所述超低能耗动植物工厂的内部设有病毒灭活新风系统。
16.其中，所述超低能耗动植物工厂相对的两侧的所述外棚膜和所述内棚膜的所述侧膜上均开设有安装口，位于一侧的所述安装口处安装有风机，位于相对侧的所述安装口处安装有湿帘。
17.其中，所述导热材料为无机相变材料，所述防虫灭菌网为负氧离子纱网。
18.采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：
19.由于本实用新型超低能耗动植物工厂包括棚体框架和棚膜，棚体框架包括多根边柱、内柱和棚梁，棚膜为多层，各层棚膜之间形成空气腔；内柱插入到地面以下，内柱为中空结构，内柱的内腔中填充有导热材料。本实用新型棚膜为多层结构，各层棚膜之间的空气腔为热量的不良导体，能够将工厂内环境与外部隔离，形成一个单独的小气候，夏天外部的热量进不来，冬天外部的冷气也进不来，起到了很好的隔绝作用；同时因在内柱中填充了导热材料，导热材料在冬天有太阳时可将工厂内白天吸收的热量传递到大地存储起来，到了夜间或者阴天工厂内气温较低时，大地中存储的热量可通过导热材料释放到工厂内，从而保证工厂内温度在夜间和连阴天也能够保证动植物生长的需求。可见本实用新型超低能耗动植物工厂能够使得工厂内一年四季的温度均适合动植物生长，能够实现动植物的连续养殖和种植，可延长生长期5个月左右；且在冬季不需要额外进行加温，不存在能耗，大大降低种植成本；且土地利用率高，可达90%以上，能够极大的缓解我国耕地不足的问题；同时拆装方便，建造速度快，不会对土地造成较大的破坏。
20.由于本实用新型超低能耗动植物工厂的出入门为双层门，内门为消毒门，可有效的防止人员将外部的细菌病毒带入到工厂内，同时工厂内设有病毒灭活新风系统，能够杀灭空气中的细菌和病毒，起到净化空气的作用，保证工厂内空间非常干净，没有细菌和病毒，动植物生长好，不需要使用药物，大大的提高了动植物的品质，不存在药物残留的问题，保证了食品安全，有利于人们的身体健康。
21.综上所述，本实用新型超低能耗动植物工厂解决了现有技术中种植和养殖棚保温差，土地利率低，种植、养殖期短等技术问题，本实用新型超低能耗动植物工厂保温效果好，能耗低，土地利用率高，种植、养殖期长，且动植物品质高，能够保证食品安全，有利于人们的身体健康。
附图说明
22.图1是现有技术中连栋大棚的结构示意图；
23.图2是现有技术中土大棚的结构示意图；
24.图3是本实用新型超低能耗动植物工厂的侧视结构示意图；
25.图4是图3的a部放大图；
26.图5是本实用新型超低能耗动植物工厂的俯视结构示意图；
27.图中：10、边柱，12、棚膜，14、遮阳网，16、内柱，20、侧墙，22、后墙，24、棚膜，26、保温被，30、外棚膜，31、第一空气腔，32、内棚膜，33、第二空气腔，34、保温膜，36、防虫灭菌网，38、遮阳网，40、边柱，42、内柱，50、风机，52、湿帘，60、新风系统，70、外门，72、内门，80、保温
板，90、导热材料。
具体实施方式
28.下面结合附图和实施例，进一步阐述本实用新型。
29.本说明书中涉及到的方位均以附图所示方位为准，仅代表相对的位置关系，不代表绝对的位置关系。
30.如图3所示，一种超低能耗动植物工厂，包括棚体框架和棚膜。棚体框架包括多根竖向固定的边柱40和内柱42，边柱40围成动植物工厂的外轮廓，内柱42位于边柱40围成的轮廓内，起支撑作用。棚体框架还包括连接于边柱40与边柱40之间、边柱40与内柱42之间、内柱42与内柱42之间的棚梁（图中未示出），棚梁起连接边柱40和内柱42以及支撑棚膜的作用。棚膜为多层结构，包括由外向内依次设置的外棚膜30、内棚膜32和保温膜34，本实施方式中优选用于支撑外棚膜30的棚梁为花梁，花梁支撑作用更强，可承受雨雪等的压力，增加工厂的机械强度，防止工厂变形或被压跨，但本实施例中用于支撑外棚膜30的棚梁并不限于花梁，花梁仅是本实施方式的优选方案，实施施工中也可以采用其他结构的支撑梁；用于支撑内棚膜32和保温膜34的棚梁为单层管，内棚膜32和保温膜34不需要承受外界的雨雪风霜，因此采用重量较轻、成本较低的单层管即可，但本实施例中也不限于单层管，单层管只是本实施方式的优选方案，实施施工中也可以采用其它结构的支撑梁。
31.如图3和图5共同所示，边柱40和内柱42均插入到地面以下，本实施方式优选边柱40和内柱42均插入到冻土层以下，恒温层以上，即边柱40和内柱42均插入到变温层内，且内柱42插入的深度比边柱40插入的深度大。本实施方式中内柱42为中空结构，内柱42的内腔中填充有导热材料90，本实施方式优选导热材料为无机相变材料，使得内柱42既对棚膜起到支撑作用，又可作为一种无机传热元件进行热传递，通过无机传热技术将工厂内白天吸收的热量传递到大地存储起来，到了夜间或者阴天工厂内气温较低时，大地中存储的热量可通过导热材料释放到工厂内，从而保证工厂内温度在夜间和连阴天也能够保证动植物生长的需求。本实施方式进一步优选边柱40插入地下的深度为1～2m，原理上内柱42插入地下的深度越深传热效果越好，但基于成本的考虑，本实施方式优选内柱42插入地下的深度为4m。
32.需要说明的是图5中省略了边柱，并仅画出了一根内柱作为示意，实际中内柱有多根，呈矩阵排列。
33.如图3所示，位于超低能耗动植物工厂的地面以下，沿各边柱40围成的轮廓围设有一圈保温板80，本实施方式优选保温板80为泡沫板，保温板80能够有效的防止工厂内的热量从地下向周围扩散，进一步的增加了保温效果。
34.如图3、图4和图5共同所示，棚膜包括顶膜和侧膜，顶膜和侧膜均为多层结构，且相对应的顶膜与侧膜相连接，位于最外侧的顶膜和侧膜连接成外棚膜30，位于中间的顶膜和侧膜连接成内棚膜32，位于最内侧的顶膜和侧膜连接成保温膜34。外棚膜30与内棚膜32之间留有间隙，形成第一空气腔31；内棚膜32与保温膜34之间也留有间隙，形成第二空气腔33，空气为热的不良导体，第一空气腔31和第二空气腔33的设置，能够有效的隔绝工厂内与外界的热交换，保证工厂内的温度不会受外界温度的影响。
35.如图3所示，外棚膜30为固定膜，不能开合，只是在外棚膜30的顶膜处设有放风口，
在放风口处覆盖有防虫灭菌网36，能够有效的防止在放风时工厂外的虫子和细菌侵入到工厂内，本实施方式优选防虫灭菌网36为负氧离子纱网，即由负氧离子面料制成的纱网。内棚膜32的侧膜为固定结构，不能开合，内棚膜32的顶膜可开合，可根据光照强度来打开或者关闭内棚膜32的顶膜，如当夏季光照强的时候就可以将内棚膜32关闭，当光照弱的时候就可以将内棚膜32打开。本实施方式中外棚膜30和内棚膜32可选用常规的大棚薄膜，但并不限于大棚薄膜，还可以采用pc（聚碳酸脂）板或中空玻璃板等，本实施例在此不作限制。
36.如图3所示，保温膜34的顶膜和侧膜均可开合，本实施方式优选保温膜34包括由发泡材料制成的保温层，保温层两侧可贴合有由化纤纺织面料制成的表层，也可以只是发泡材料制成的保温层，不设表层。保温膜34关闭后能够进一步的保持工厂内的温度不变，保温膜34打开后可实现工厂内的温度调节。因此可根据工厂内和外界的温度变化情况来关闭或打开保温膜34，以实现工厂内的恒温控制。
37.需要说明的是，内棚膜32和保温膜34的打开和关闭均由电机驱动，可以人工手动控制电机的启动和停止来打开和关闭内棚膜32和保温膜34，也可以在工厂内安装温度传感器实时采集工厂内的温度，通过控制器将采集到的温度数值与设定的温度值进行比较处理，根据处理后的结果自动控制电机的启动和停止。关于电机启动和停止的控制部分及电机驱动棚膜打开和关闭的机械结构均为本领域的常规技术手段，并非本实用新型的发明点，因此在此不再详述。
38.如图3所示，工厂的外棚膜30和内棚膜34相对两侧的侧膜上均开设有安装口，位于一侧的安装口处安装有风机50，位于相对侧的安装口处安装有湿帘52。在夏天工厂内温度过高时，可打开保温膜34的侧膜，然后开启风机50将湿帘52的湿气吸到工厂内部，起到降温的目的，当工厂内温度降到合适温度后，将保温膜34的侧膜关闭，保温膜34可有效隔绝工厂内外，保证工厂内温度不会很快变化，从而就可以停止风机50，不需要风机50一直工作，可有效的降低能耗，降低动植物工厂的运行成本。
39.如图5所示，动植物工厂的出入门为双层门，包括外门70和内门72，本实施方式优选内门72为消毒门，可有效的防止人员将外部的细菌病毒带入到工厂内，保证工厂内的环境安全。在动植物工厂内还设有新风系统60，本实施方式优选新风系统60为病毒灭活新风系统，即可在新风系统内设置灭菌过滤网、灭菌过滤器或者负氧离子发生器等，起到灭活细菌和病毒的作用，保证工厂内环境非常干净，使得动植物生长得更好，且不需要使用药物，有效的杜绝了药物残留，保证食品安全。
40.如图3所示，动植物工厂的顶部外侧设有遮阳网38，在夏季光照强烈的时候可以遮挡光线，防止烈日直射，能够进一步的降低动植物工厂内的温度。
41.由上述可知，本实用新型超低能耗动植物工厂只有风机和新风系统需要消耗电能，而风机也只是在夏季间歇性的开启，并不需要一直开启，且在冬季根本不需要额外加温来保持温度，因此本实用新型超低能耗动植物工厂能耗极低，大大的节约了能源，降低了成本；同时一年四季均可进行种植和养殖，延长了动植物的生长期，提高了土地的利用率；并且无需使用药物，大大的提高了食品安全性，在农业养殖和种植领域具有显著的技术效果，值得广泛的推广。
42.本实用新型不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所做出的种种变换，均落在本实用新型的保护范围之内。