一種貯藏果蔬保鮮的拋石控溫窯洞的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實用新型涉及一種貯藏果蔬保鮮的拋石控溫窯洞。
【背景技術(shù)】
[0002]黃土高原地區(qū)約有自然建制村470萬個，農(nóng)民人口3733萬，有效耕地面積15萬km2。自2000年以來，隨著國家退耕還林及特色農(nóng)業(yè)政策的落實和初見成效，每年秋季果蔬豐收，但由于黃土高原山區(qū)交通不便，信息閉塞等原因，大量果蔬滯銷，需要保鮮到來年春季，以便取得更大的生活、經(jīng)濟效應(yīng)。因此，當?shù)毓r(nóng)、菜農(nóng)就地取材，依山而建窯洞，用于果蔬保鮮越冬，但由于黃土層的保溫效應(yīng)，使得窯洞在全年中處于“冬暖夏涼”的狀態(tài)，難以滿足果蔬保鮮的低溫要求，加之果、蔬在儲存的過程中容易發(fā)熱，散發(fā)出大量的催熟氣體，只要有一株或者一個果蔬腐爛，就會引起其它的果蔬加速腐爛，形成多米諾效應(yīng)。給當?shù)厝嗣裨斐删薮蟮呢敭a(chǎn)損失。近年，在此基礎(chǔ)上發(fā)展起一種新式的保鮮窯洞，即在原有的窯洞里增掛一臺或數(shù)臺空調(diào)制冷，以滿足低溫保鮮的效果，但由于儲藏窯洞面積大，制冷要求很難滿足，即使可以通過加增空調(diào)數(shù)量達到低溫需求，但一方面由于空調(diào)的經(jīng)濟成本高，而且需要一直用電，能耗較高，農(nóng)民較難接受;另一方面由于窯洞中夏季容易返潮，而這段時間保鮮窯洞沒有果蔬儲存，空調(diào)處于閑置狀態(tài)。長期不用，容易損壞，維修成本較高。另外，加了空調(diào)后的窯洞中空氣不流動，仍然使果蔬成熟時揮發(fā)出的催熟氣體難以有效揮發(fā)，加速了果蔬的成熟速度，以致大量腐爛。
[0003]目前，還有一種較常見到的保溫板鋼結(jié)構(gòu)+大型制冷設(shè)備保鮮冷庫，雖然可以達到制冷，通風的保鮮需求，但I)造價成本高昂(1.5萬/m3)，S卩一個10m3鋼結(jié)構(gòu)保鮮冷庫造價在150萬元左右，普通果農(nóng)、菜農(nóng)難以建設(shè)，只好通過租用的方式使用。近年來，由于物價、人工工資上漲等原因，租借費用大幅上漲，達到600元/噸/月，按6個月計算，每噸果蔬的租借費用達到3600元，大大抬高了果蔬的銷售成本，增加了農(nóng)民的負擔，往往造成很多農(nóng)民覺得不劃算，在秋季果蔬收購價格不高時，大量果蔬腐爛在田間地頭無人采摘，極大的打擊、傷害了農(nóng)民的生產(chǎn)積極性，造成不良的社會影響;2)需要專人值守;3)大型制冷設(shè)備能源的需求較大，以一個10m3的鋼結(jié)構(gòu)冷庫為例，每小時在1000KW左右;4)國內(nèi)大型制冷設(shè)備大多數(shù)采用R21氟利昂制冷(價格低廉)，對大氣造成污染較大;5)這種鋼結(jié)構(gòu)保溫材料冷庫，使用壽命較短，廢棄的保溫板在黃土高原農(nóng)村地區(qū)難以回收利用，形成大量的白色垃圾，污染環(huán)境。因此，亟需一種既能滿足果蔬保鮮越冬，又經(jīng)濟實惠的保鮮越冬設(shè)施，以便滿足該地區(qū)大量果農(nóng)、菜農(nóng)的生產(chǎn)、生活需求，促進當?shù)剞r(nóng)村生態(tài)文明建設(shè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于上述，本實用新型根據(jù)黃土高原窯洞特點，有機的結(jié)合拋石層冬季降溫蓄冷效能，旨在提供一種貯藏果蔬保鮮的拋石控溫窯洞，達到黃土高原地區(qū)果蔬越冬保鮮的需求，解決該地區(qū)農(nóng)民生產(chǎn)生活中的困難和難題，以期取得較好的社會、經(jīng)濟效應(yīng)。
[0005]本實用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0006]—種貯藏果蔬保鮮的拋石控溫窯洞，是由換氣煙囪、可折式保溫層、塊石層、防水透氣膜、排水洞、窯門、窯洞、窯面、溫控開關(guān)、溫度探頭、加固鋼梁支架和鋼絲網(wǎng)構(gòu)成。開挖原有的黃土高原窯洞頂部土層，窯門由鋼梁加固，窯內(nèi)布有加固加固鋼梁支架，鋼梁支架上鋪有鋼絲網(wǎng)，在窯洞頂部填有塊石層呈梯形，塊石粒徑為12-30cm，塊石強度為30-35MPa，空隙率為25%-30%;窯內(nèi)和塊石層上分別設(shè)有溫度探頭，可折式石棉網(wǎng)布上置有溫控開關(guān);塊石層中安裝豎向通風煙囪，煙囪垂直且高出塊石層頂部1.5-2.0m，煙囪口徑20-30cm;在塊石層上方鋪有防水透氣膜，防水透氣膜塊石層上鋪設(shè)一層石棉網(wǎng)布，并且沿著塊石層坡腳面延伸處，窯面設(shè)有排水洞。
[0007]本實用新型工作原理:
[0008]本實用新型充分利用拋石層通風降溫效果，結(jié)合“煙囪效應(yīng)”，一方面提高了整個窯洞內(nèi)的對流換熱速度，另一方面又強化了窯洞內(nèi)部的制冷。在窯洞使用季節(jié)(10月中上旬?次年4月中下旬)，當外界氣溫低于窯洞內(nèi)溫度時，窯洞頂部拋石層出現(xiàn)上部溫度低于下部，空氣密度上大下小，在重力和浮力的作用下，內(nèi)部熱空氣從拋石間隙和煙囪排出，外界冷空氣從窯洞頂部兩側(cè)的拋石層補入，空氣的流動將外部“冷量”帶入窯洞中，同時把熱量帶出，從而實現(xiàn)對窯洞內(nèi)部的降溫作用。當窯洞內(nèi)溫度達到果、蔬最佳保鮮溫度時，溫控開關(guān)發(fā)出命令，可折式保溫層覆蓋到拋石層上部，阻止拋石層對窯洞繼續(xù)降溫；當外界氣溫高于窯洞內(nèi)溫度時，由于拋石層上部溫度高于下部，空氣密度上大下小，空氣無對流發(fā)生，同時由于拋石層較好的熱屏蔽作用，可有效阻隔外界熱量的侵入，使窯洞內(nèi)溫度不會升高，實現(xiàn)窯洞內(nèi)溫度保持在果、蔬最佳保鮮溫度。
[0009]本實用新型的優(yōu)點和有益效果是:
[0010]1:經(jīng)濟成本較低。本實用新型設(shè)計就地取材，建造工序簡單。推廣應(yīng)用后，預(yù)算成本約為2萬元，在普通農(nóng)戶經(jīng)濟承受能力范圍內(nèi)。建成后，后期維護費用低，不需要專人看護。
[0011]2:保鮮時間及溫度滿足需求
[0012]黃土高原地區(qū)果蔬保鮮時間一般為10月中、下旬至次年的4月中、下旬。
[0013]黃土高原在地理分布上屬于季節(jié)性凍土區(qū)，冬季氣溫較低，地表土壤凍結(jié)深度20?40cm，持續(xù)時間90?135d。以黃土高原腹地的正寧縣2009?2014年為例，10月15?I月15(前冬)，2m氣象塔平均氣溫-2.7°C，晝夜溫差大。I月15?4月15(后冬)，2m氣象塔平均氣溫2.2°C，晝夜溫差小，即所謂的“前冬冷，后冬暖”。根據(jù)這一邊界條件，本實用新型利用窯洞構(gòu)造特征，不同時、次的關(guān)合達到前冬“降溫保暖”一一利用前冬較低的氣溫，使窯洞內(nèi)溫度降低到最佳保鮮溫度，但又要防止溫度過低，對果蔬造成凍傷;后冬“隔溫蓄冷”一一后冬外界白天氣溫平均較高，要做好蓄冷、保冷工作。針對這兩種邊界條件，對本實用新型設(shè)計拋石窯洞進行溫度場模擬試驗，結(jié)果表明新型拋石窯洞內(nèi)溫度前冬、后冬分別為:0.62°C，1.5°C。果蔬保鮮越冬溫度一般要求-3°C~+3°C之間，按照模擬結(jié)果，本設(shè)計新型拋石路基完全滿足保鮮溫度需求。
[0014]3:通風條件良好，達到果、蔬保鮮越冬需求
[0015]果、蔬成熟后再儲藏得過程中，會發(fā)散出一種催熟氣體，一定濃度的這種氣體引起其它果蔬加速成熟、腐爛，本實用新型設(shè)計具有良好的通風對流條件，完全可以滿足果蔬儲藏的通風需求。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型橫斷面。
[0017]圖2是本實用新型加固示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖，將對本實用新型技術(shù)方案再做進一步的說明。
[0019]如圖1-2所示，一種貯藏果蔬保鮮的拋石控溫窯洞，是由換氣煙囪1、可折式石棉網(wǎng)布2、塊石層3、防水透氣膜4、排水洞5、窯門(鋼梁)6、窯洞7、窯面(山體)8、溫控開關(guān)9、溫度探頭10、加固鋼梁支架(工字鋼)11、鋼絲網(wǎng)12構(gòu)成，開挖原有的黃土高原窯洞7頂部土層，其特征是窯門6由鋼梁加固，窯內(nèi)布有加固鋼梁支架(工字鋼)11，鋼梁支架(工字鋼)11上鋪有鋼絲網(wǎng)12，以免窯洞頂部的塊石掉落。窯內(nèi)和塊石層3上分別設(shè)有溫度探頭10，可折式石棉網(wǎng)布2上置有溫控開關(guān)9;在窯洞7頂部填有1.5m~l.8m厚的塊石層3呈梯形，形成開放邊界，塊石粒徑為12-30cm，塊石強度為30-35MPa，空隙率為25%-30%;塊石層3中安裝豎向通風煙囪I，煙囪I垂直且高出塊石層3頂部1.5-2.0m，煙囪口徑20-30cm;使煙囪底部與塊石層貫通連接，以利于窖洞內(nèi)、夕卜空氣交換;在塊石層3上方1.2m高度加鋪一層2cm厚防水透氣膜4，以防止降水浸入窯洞內(nèi)。防水透氣膜4塊石層上鋪設(shè)一層5cm厚可折式石棉網(wǎng)布2，用于阻止窯洞內(nèi)溫度達到果、蔬最佳保鮮溫度后拋石層繼續(xù)對窯洞內(nèi)進行降溫。沿著塊石層3坡腳面位置水平延伸1.0m寬處，窯面(山體)8設(shè)有排水洞5，將雨雪水排出窯外，保障窯洞的安全。
[0020]在窯洞使用季節(jié)(10月中上旬?次年4月中下旬)，即果蔬進窯時，當外界溫度低于窯洞7內(nèi)溫度時，溫控開關(guān)9打開可折式石棉網(wǎng)布2，構(gòu)件塊石層3利用拋石對流效應(yīng)對窯洞7內(nèi)進行降溫，當窯洞內(nèi)7溫度達到最佳果、蔬保鮮溫度時，構(gòu)件溫控開關(guān)9發(fā)出命令，閉合構(gòu)件可折式保溫層。構(gòu)件換氣煙囪I利用自吸效應(yīng)，用于窯洞內(nèi)7、外空氣交換。當窯洞7內(nèi)溫度高于果、蔬保鮮溫度而低于外界時，溫控開關(guān)9打開可折式石棉網(wǎng)布2，對窯洞7內(nèi)進行降溫，如此往返循環(huán)。構(gòu)件溫度探頭10對窯洞內(nèi)外空氣溫度進行監(jiān)測，數(shù)據(jù)傳入構(gòu)件溫控開關(guān)9來控制可折式石棉網(wǎng)布2的打開與閉合，從而達到控制窯洞7內(nèi)溫度的目的。
【主權(quán)項】
1.一種貯藏果蔬保鮮的拋石控溫窯洞，是由換氣煙囪(1)、可折式石棉網(wǎng)布(2)、塊石層(3)、防水透氣膜(4)、排水洞(5)、窯門(6)、窯洞(7)、窯面(8)、溫控開關(guān)(9)、溫度探頭(10)、加固鋼梁支架(11)和鋼絲網(wǎng)(12)構(gòu)成，窯面(8)開挖窯洞(7)，其特征是窯門(6)由鋼梁加固，窯內(nèi)布有加固鋼梁支架(11)，鋼梁支架(11)上鋪有鋼絲網(wǎng)(12)，在窯洞(7)頂部填有塊石層(3)呈梯形，塊石粒徑為12-30cm，塊石強度為30-35MPa，空隙率為25%-30%;窯內(nèi)和塊石層(3)上分別設(shè)有溫度探頭(10)，可折式石棉網(wǎng)布(2)上置有溫控開關(guān)(9);塊石層(3)中安裝豎向通風煙囪(I)，煙囪(I)垂直且高出塊石層(3)頂部1.5-2.0m，煙囪口徑20-30cm;在塊石層(3)上方鋪有防水透氣膜(4)，防水透氣膜(4)塊石層上鋪設(shè)一層石棉網(wǎng)布(2)，并且沿著塊石層(3)坡腳面延伸處，窯面(8)設(shè)有排水洞(5)。
【專利摘要】本實用新型涉及一種貯藏果蔬保鮮的拋石控溫窯洞，其結(jié)構(gòu)特征是挖去原有的黃土高原窯洞頂部土層，填有塊石層呈梯形，形成開放邊界，塊石粒徑控制在22-30cm，強度為30-35MPa，空隙率為25%-30%。在塊石層中上部，鋪一層防水透氣膜，以防止降水落入窯洞內(nèi)。在塊石層上安裝豎向通風煙囪，煙囪垂直且高出窯頂部1.5-2.0m，煙囪口徑20-30cm，塊石層上鋪設(shè)可折式石棉網(wǎng)布。本實用新型根據(jù)黃土高原果、蔬保鮮窯洞特點，有機的結(jié)合拋石層冬季降溫蓄冷效能及“煙囪效應(yīng)”，提供一種新型果蔬保鮮越冬窯洞，達到黃土高原地區(qū)果蔬越冬保鮮的需求，同時具有造價低，施工簡易，便于維護的優(yōu)點，解決了該地區(qū)農(nóng)民生產(chǎn)生活中的困難和難題，具有較好的社會、經(jīng)濟效應(yīng)。
【IPC分類】A01F25/16, A01F25/14, A01F25/22
【公開號】CN205249861
【申請?zhí)枴緾N201521029885
【發(fā)明人】贠漢伯, 吳青柏, 張明義, 芮鵬飛, 羅京, 劉明浩
【申請人】中國科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年12月14日