陽光分解利用與家庭商業(yè)立體綠化系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】陽光分解利用與家庭商業(yè)立體綠化系統(tǒng)，一種投資小、見效快、占地小、老百姓可以參與并獲得利潤的綠化系統(tǒng)，可用于城市家庭及商業(yè)綠化或種植蔬菜、水果、鮮花，獲利并使城市自凈能力提高，降低二氧化碳含量使高溫天氣減少、消滅霧霾，同時(shí)也可為潛艇、遠(yuǎn)航船隊(duì)、地下工事、高原及沙漠戈壁等新鮮蔬菜缺乏的地方解決問題。
【專利說明】陽光分解利用與家庭商業(yè)立體綠化系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于新能源與農(nóng)藝綠化領(lǐng)域，具體涉及一種陽光分解利用與家庭商業(yè)立體 綠化系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 自去年以來，"厚德載霧，自強(qiáng)不吸，霾頭苦干，再創(chuàng)灰黃"已成為全國人民相互 激勵(lì)的格言，看本地的PM 2. 5指標(biāo)也成了我們許多人的日常習(xí)慣，空氣質(zhì)量儼然已成為了 國人關(guān)心的頭號(hào)問題。今年5月，京津冀很多地區(qū)出現(xiàn)四十二度的高溫，到7、8月份時(shí)，高 溫天氣將更嚴(yán)峻。
[0003] 由于人們對工業(yè)高度發(fā)達(dá)的負(fù)面影響預(yù)料不夠，預(yù)防不利，導(dǎo)致了全球性的三大 危機(jī)：資源短缺、環(huán)境污染、生態(tài)破壞。
[0004] 污染物質(zhì)的濃度和毒性會(huì)自然降低，這種現(xiàn)象叫做環(huán)境自凈。如果排放的物質(zhì)超 過了環(huán)境的自凈能力，環(huán)境質(zhì)量就會(huì)發(fā)生不良變化，危害人類健康和生存，這就發(fā)生了環(huán)境 污染。
[0005] 環(huán)境污染會(huì)降低生物生產(chǎn)量，加劇環(huán)境破壞。
[0006] 生物凈化是指生物體通過吸收、分解和轉(zhuǎn)化作用，使生態(tài)環(huán)境中污染物的濃度和 毒性降低或消失的過程。在生物凈化中，綠色植物和微生物起著重要的作用。
[0007] 綠色植物的凈化作用主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：第一，綠色植物能夠在一定濃度 范圍內(nèi)吸收大氣中的有害氣體。例如，一公頃柳杉林每個(gè)月可以吸收60kg的二氧化硫。第 二，綠色植物可以阻滯和吸附大氣中的粉塵和放射性污染物。例如，一公頃山毛櫸林一年 中阻滯和吸附的粉塵達(dá)68t ;又如，在有放射性污染的廠礦周圍，種植一定寬度的林木，可 以減輕放射性污染物對周圍環(huán)境的污染。第三，許多綠色植物如懸鈴木、橙、圓柏等，能夠 分泌抗生素，殺滅空氣中的病原菌。因此，森林和公園空氣中病原菌的數(shù)量比鬧市區(qū)明顯減 少。總之，綠色植物具有多方面凈化大氣的作用，特別是森林，凈化作用更加明顯，是保護(hù)生 態(tài)環(huán)境的綠色屏障。
[0008] 霾作為一種自然現(xiàn)象，其形成有三方面因素。一是水平方向靜風(fēng)現(xiàn)象的增多。隨著 城市建設(shè)的迅速發(fā)展，大樓越建越高，增大了地面摩擦系數(shù)，使風(fēng)流經(jīng)城區(qū)時(shí)明顯減弱。靜 風(fēng)現(xiàn)象增多，不利于大氣污染物向城區(qū)外圍擴(kuò)展稀釋，并容易在城區(qū)內(nèi)積累高濃度污染。二 是垂直方向的逆溫現(xiàn)象。逆溫層好比一個(gè)鍋蓋覆蓋在城市上空，使城市上空出現(xiàn)了高空比 低空氣溫更高的逆溫現(xiàn)象。污染物在正常氣候條件下，從氣溫高的低空向氣溫低的高空擴(kuò) 散，逐漸循環(huán)排放到大氣中。但是逆溫現(xiàn)象下，低空的氣溫反而更低，導(dǎo)致污染物的停留，不 能及時(shí)排放出去。三是懸浮顆粒物的增加。近些年來隨著工業(yè)的發(fā)展，機(jī)動(dòng)車輛的增多，污 染物排放和城市懸浮物大量增加，直接導(dǎo)致了能見度降低，使得整個(gè)城市看起來灰蒙蒙一 片。霾的形成與污染物的排放密切相關(guān)，城市中機(jī)動(dòng)車尾氣以及其它煙塵排放源排出粒徑 在微米級的細(xì)小顆粒物，停留在大氣中，當(dāng)逆溫、靜風(fēng)等不利于擴(kuò)散的天氣出現(xiàn)時(shí)，就形成 霾。據(jù)研究，在中國存在著4個(gè)霾天氣比較嚴(yán)重地區(qū)：黃淮海地區(qū)、長江河谷、四川盆地和珠 江三角洲。
[0009] 在大工業(yè)城市上空，由于有大量廢熱排放到空中，因此，近地面空氣的溫度比四周 郊區(qū)要高一些。這種現(xiàn)象在氣象學(xué)中稱作〃熱島效應(yīng)"。
[0010] 經(jīng)過研究，人們認(rèn)為在有可能引起氣候變化的各種大氣污染物質(zhì)中，二氧化碳具 有重大的作用。從地球上無數(shù)煙?和其他種種廢氣管道排放到大氣中的大量二氧化碳，約 有50%留在大氣里。二氧化碳能吸收來自地面的長波輻射，使近地面層空氣溫度增高，這 叫做〃溫室效應(yīng)〃。經(jīng)粗略估算，如果大氣中二氧化碳含量增加25%，近地面氣溫可以增加 0.5?2°C。如果增加100%，近地面溫度可以增高1.5?6°C。有的專家認(rèn)為，大氣中的二 氧化碳含量照2000年以后的速度增加下去，會(huì)使得南北極的冰融化加速，導(dǎo)致全球的氣候 異常。
[0011] 因此，減少霧霾，降低能耗、高溫，成為當(dāng)前的迫切問題。目前為止，一般采用綠化 環(huán)境提高凈化作用。但現(xiàn)在都是國家負(fù)責(zé)，將大樹草皮種植到城市，不但成本高，效益低，t匕 如一棵大樹在某地長了幾十年甚至上百年，再移植到城市，挖出來、運(yùn)輸、重新種植都需要 大型挖掘機(jī)和汽車，但由于根系損傷，移植后死亡是家常便飯，白白浪費(fèi)人力物力。而且由 于投資大、見效慢、占地多、老百姓無力參與。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明的目的是提供一種投資小、見效快、占地小、老百姓可以參與并獲得利潤的 綠化系統(tǒng)，使城市自凈能力提高，降低二氧化碳含量使高溫天氣減少、消滅霧霾。
[0013] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案是： 陽光綜合利用系統(tǒng)，其特征是包括光分解裝置、傳輸與使用裝置，使用三棱鏡、衍射光 柵、干涉儀等將陽光分解成單色光，將植物光合作用所需的紅光和藍(lán)光傳給植物，其他色光 用于太陽能熱水器、光伏發(fā)電或其他形式的太陽能利用裝置。
[0014] 氣體濃度傳感器控制裝置，其特征是包括氣體濃度傳感器、設(shè)置裝置、判斷裝置、 執(zhí)行裝置，氣體濃度傳感器用于實(shí)時(shí)監(jiān)測氣體濃度，并傳輸?shù)娇刂破?，控制器將其與設(shè)置值 進(jìn)行比較，判斷是否需要執(zhí)行裝置執(zhí)行相應(yīng)操作。
[0015] 種植裝置，其特征是包括種植箱、栽培盤、供光、供氣及水肥裝置，種植箱至少一面 開孔，以便接入光源、氣源和水肥，一面開有門，以便收獲和修剪，內(nèi)壁和栽培盤與光源同 色，可將光再反射到植物葉片，與光向六個(gè)面上的照射一起供給植物用于光合作用，使箱內(nèi) 光合作用的最大理論值可達(dá)地面種植的12倍，且種植箱可以嵌套，即大箱內(nèi)套小箱，利用 小箱的外壁做大箱植物的反射光源，大箱外可套更大的箱，提高空間利用率。
[0016] 家庭綠化系統(tǒng)，其特征是可以包括也可以不包括陽光綜合利用系統(tǒng)，氣體濃度傳 感器選用二氧化碳濃度傳感器，當(dāng)二氧化碳濃度達(dá)到設(shè)置值上限后，執(zhí)行裝置開啟光源，使 綠色植物開始光合作用，當(dāng)濃度達(dá)到設(shè)置值下限后，執(zhí)行裝置關(guān)閉光源，從而使室內(nèi)空氣維 持在理想狀態(tài)，種植箱可以加固后做地板或墻磚，使居住面積不受影響。
[0017] 商用綠化系統(tǒng)，其特征是種植箱可使用任何材料以減少成本，氣體濃度傳感器也 可選用二氧化碳傳感器，當(dāng)二氧化碳濃度在植物生長理想值時(shí)不動(dòng)作，低于或高于理想植 時(shí)抽入新鮮空氣或啟動(dòng)二氧化碳發(fā)生器以增加二氧化碳濃度，達(dá)到理想值時(shí)執(zhí)行裝置關(guān) 閉，以便二氧化碳濃度保持在植物生長的最合理狀態(tài)，產(chǎn)量最大化，獲得最高收益。
[0018] 本發(fā)明的有益效果是陽光分解利用裝置將植物光合作用所需色光分解，其他色光 用于其他用處，拓寬了能源利用領(lǐng)域，種植系統(tǒng)使單一面積光合作用能力大增，從而能在城 市狹小的人均居住面積中實(shí)現(xiàn)空氣自我凈化成為可能，家庭綠化系統(tǒng)為單個(gè)家庭提供了空 氣凈化裝置，且不影響居住面積，還能隨意種植自己喜愛的花果蔬菜，一舉數(shù)得，商用綠化 系統(tǒng)可使產(chǎn)量最大化，且不受季節(jié)影響，可種植反季節(jié)蔬菜花果，得到最大收益。
[0019] 下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明。
[0020] 圖1是陽光分解利用示意圖。
[0021] 圖2是傳感器控制裝置示意圖。
[0022] 圖3是種植系統(tǒng)示意圖。
[0023] 圖4是家庭綠化系統(tǒng)示意圖。
[0024] 圖5是商業(yè)綠化示意圖。
[0025] 如圖1所示，使用衍射光柵、三棱鏡、干涉儀等將陽光分解為單色光，其中紅光和 藍(lán)光是綠色植物光合作用的能量來源，可用聚光透鏡匯聚到光傳輸管道中傳到種植箱，再 用發(fā)散透鏡發(fā)散開傳給植物，而其他色光則可傳到光伏電池或其他太陽能利用設(shè)備上。
[0026] 如圖2所示，用一個(gè)氣體濃度傳感器對某種氣體進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，另一設(shè)置裝置可 以對濃度達(dá)到的啟動(dòng)值進(jìn)行設(shè)置，判斷裝置將設(shè)置值與監(jiān)測值進(jìn)行對比，當(dāng)達(dá)到了啟動(dòng)上 限，由執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行預(yù)設(shè)的動(dòng)作。
[0027] 如圖3所示，將綠色植物種植于種植箱中，攀緣植物可只用一個(gè)種植盤，種于箱 底，其他各面箱壁采用色光顏色的底色，使光源發(fā)射的色光可反射回葉片上，中間接入光 源、氣源、水肥，光向四周發(fā)散，使光合作用最大可達(dá)常規(guī)地栽培的12倍。
[0028] 如圖4所示，選用二氧化碳濃度傳感器對二氧化碳濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，由主人設(shè) 置可以接受的濃度和必須改善的濃度，當(dāng)監(jiān)測到濃度達(dá)到必須改善的濃度后執(zhí)行機(jī)構(gòu)開啟 光源，使植物發(fā)生光合作用，吸收二氧化碳放出氧氣，當(dāng)達(dá)到可以接受的濃度后，執(zhí)行機(jī)構(gòu) 關(guān)閉光源，光合作用停止，使室內(nèi)氧氣保持在合理水平。
[0029] 如圖5所示，商業(yè)生產(chǎn)追求的是利潤最大化，因此要求二氧化碳濃度保持在最適 合植物生長狀態(tài)，仍然是二氧化碳濃度實(shí)時(shí)監(jiān)測，當(dāng)濃度超出生長上限，則啟動(dòng)風(fēng)機(jī)抽入新 鮮空氣，使二氧化碳濃度回復(fù)合理水平，當(dāng)濃度低于下限，則啟動(dòng)二氧化碳發(fā)生器，產(chǎn)生二 氧化碳，使之上升到合理水平后關(guān)閉。
【權(quán)利要求】
1. 陽光綜合利用系統(tǒng)，其特征是包括光分解裝置、傳輸與使用裝置，使用三棱鏡、衍射 光柵、干涉儀等將陽光分解成單色光，將植物光合作用所需的紅光和藍(lán)光傳給植物，其他色 光用于太陽能熱水器、光伏發(fā)電或其他形式的太陽能利用裝置。
2. 氣體濃度傳感器控制裝置，其特征是包括氣體濃度傳感器、設(shè)置裝置、判斷裝置、執(zhí) 行裝置，氣體濃度傳感器用于實(shí)時(shí)監(jiān)測氣體濃度，并傳輸?shù)娇刂破?，控制器將其與設(shè)置值進(jìn) 行比較，判斷是否需要執(zhí)行裝置執(zhí)行相應(yīng)操作。
3. 種植裝置，其特征是包括種植箱、栽培盤、供光、供氣及水肥裝置，種植箱至少一面開 孔，以便接入光源、氣源和水肥，一面開有門，以便收獲和修剪，內(nèi)壁和栽培盤與光源同色， 可將光再反射到植物葉片，與光向六個(gè)面上的照射一起供給植物用于光合作用，使箱內(nèi)光 合作用的最大理論值可達(dá)地面種植的12倍，且種植箱可以嵌套，即大箱內(nèi)套小箱，利用小 箱的外壁做大箱植物的反射光源，大箱外可套更大的箱，提高空間利用率。
4. 家庭綠化系統(tǒng)，其特征是可以包括也可以不包括陽光綜合利用系統(tǒng)，氣體濃度傳感 器選用二氧化碳濃度傳感器，當(dāng)二氧化碳濃度達(dá)到設(shè)置值上限后，執(zhí)行裝置開啟光源，使綠 色植物開始光合作用，當(dāng)濃度達(dá)到設(shè)置值下限后，執(zhí)行裝置關(guān)閉光源，從而使室內(nèi)空氣維持 在理想狀態(tài)，種植箱可以加固后做地板或墻磚，使居住面積不受影響。
5. 商用綠化系統(tǒng)，其特征是種植箱可使用任何材料以減少成本，氣體濃度傳感器也可 選用二氧化碳傳感器，當(dāng)二氧化碳濃度在植物生長理想值時(shí)不動(dòng)作，低于或高于理想植時(shí) 抽入新鮮空氣或啟動(dòng)二氧化碳發(fā)生器以增加二氧化碳濃度，達(dá)到理想值時(shí)執(zhí)行裝置關(guān)閉， 以便二氧化碳濃度保持在植物生長的最合理狀態(tài)，產(chǎn)量最大化，獲得最高收益。
【文檔編號(hào)】A01G9/02GK104115701SQ201410386108
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年8月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月18日
【發(fā)明者】蔣國昌 申請人:蔣國昌