温室智能装备系列之一百二十七家庭园艺废气加热型阳台温室的设计

张 梅，凌 宁，马 伟，邹成俊

（1.成都农业科技职业学院5G+智慧农业技术应用研究中心，成都 611130；2.成都农业科技中心，成都 610000）

家庭园艺和人们家居生活密切相关，合理有效的家庭园艺劳作可以缓解工作疲劳，使人身心愉悦，家庭园艺中植物的颜色、气味和形状等也对人体健康有益。当前，新型技术装备在家庭园艺中的应用可以让居民在家高效地生产健康蔬菜，实现自产健康蔬菜的需求，兼顾生活与生产，对引导新型都市农业发展具有重要意义。

废气再利用是一种节约能源的形式。很多家庭使用壁挂炉作为供热设备，壁挂炉排出的废气通过风扇直接排到户外。废气户外直排会对大气造成污染，而且冬季所排的烟气带有大量热量，没有得到充分利用。用壁挂炉废气为家庭园艺加温，可以实现废气的循环利用。

研究团队研发了加热型阳台温室，可以对家庭中的壁挂炉废气进行二次利用。首先需要在阳台搭建小型温室来营造封闭空间，再利用这些废气为冬季芽苗菜生产加温。冬季生产环境温度提高有利于水培蔬菜叶片的生长，而低温不利于叶片的快速生长[1]。文章探索了利用废弃余热实现阳台温室水培芽苗菜的越冬生产。

设计原理

温室运行原理

以家庭园艺冬季种植豌豆苗为例，首先在外阳台角落搭建一个温室用来挡风、保湿和保温。有了温室的保护后，可以将壁挂炉的排风口导入温室中，用蜂窝活性炭对废气进行处理，每块活性炭价格约为3 元，净化后的气体可以用来给温室增加CO2和热量。冬季依靠该办法可以提升温室内温度，在栽培架上种植豌豆苗。图1 是家庭园艺废气加热型阳台温室示意图。

图1 家庭园艺废气加热型阳台温室示意图

废气加热利用原理

废气余热可以为冬季芽苗菜生产提供热源，也可以为温室内的植物提供适宜浓度的CO2[2]，促进植物生长。但该热源需要安全使用，废气加热技术示意图如图2 所示。系统主要包括阀门、废气管、废气处理单元、壁挂炉、增压泵、出气管6 部分。壁挂炉产生热源，阀门、废气管、增压泵运输热源，废气处理单元、出气管净化废气。系统各部分互相配合，保障安全和稳定实现废气利用。

图2 废气加热利用技术示意图

设计和建造

家庭园艺温室设计和建造

温室选择塑料大棚的类似结构设计。温室的建造充分利用家庭中现有条件，采用加厚的双层塑料膜，利用阳台的护栏，外加方管作为龙骨，可做成立方体或圆柱体。温室高度2.3 m，温室宽度1.6 m，厚度0.7 m（图3）。设计建造时需用塑料薄膜将底面完全密封住。温室封口的地方设置在里侧方便操作，采用速干胶将拉链固定在温室薄膜上，实现快速封口密闭。

图3 家庭园艺废气加热型阳台温室设计实物图

废气加热的实现

家庭园艺废气加热型阳台温室的设计需考虑几个因素：一是阳台的形式和空间适合建温室，阳台要通风并且空间较大，建立的温室不影响阳台通风和采光功能；二是加热废气的利用方式要比较便捷，距离较近；三是家庭园艺的操作要比较方便，适合每天进行短时间的护理。

栽培设施

栽培设施采用多层立体架栽培，栽培架的层数可以根据阳台空间自行组装，可达6～8 层（图4）。采用水培的栽培方法，温室密闭后，每个栽培盘中放入65 mL 水。为提高加热效果及促进CO2吸收利用，栽培盘倾斜5.5°。倾斜后的栽培盘根部通风较好，也利于植物采光。

图4 家庭园艺栽培架

批量栽培工艺

每次播种12000 颗种子，温室中用栽培盘采用敞开方式催芽（图5），用放置6 h 的自来水进行浇灌，3 口家庭正常生活使用壁挂炉取暖后排气，将废气输入温室中使用，播种55 h 后芽苗根和芽均快速生长。

图5 批量栽培的芽菜种子

实践和推广

家庭园艺废气加热型阳台温室建造成本低，建造形式灵活，可进行规模化推广。冬季适合西南地区推广。以成都冬季为例，在该阳台温室中的种子在播种158 h 后，高度可长到8 cm 以上，方便食用，可根据需求每次采收半盘或整盘。图6 是温室中可收获的芽苗。

图6 阳台温室中待收获的芽苗