具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和出示的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施方式的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1至图9所示，一种低能耗作物蒸散水循环利用系统，包括栽培空间1，栽培空间1内栽培有农作物，栽培空间1内部设置有循环换热模组2和控制模组3，循环换热模组2包括第一气泵21、第二气泵22和埋入地下的热交换管23，热交换管23首端设置有吸湿增长腔24，热交换管23末端接通栽培空间1；其中，吸湿增长腔24上设置有雾化器241，热交换管23包括集水段231，集水段231填充有隔设在其内的仿生集水模块232，仿生集水模块232表面设置有仿生涂层2321并且接触集水段231内壁，集水段231连接有储液池233，储液池233用于收集集水段231内的液态水，储液池233内设置有抽水作业模块234，抽水作业模块234用于将储液池233内收集的液态水投入栽培作业中；控制模组3包括环境监测模块31和控制模块32，环境监测模块31用于采集栽培空间1实时湿度，控制模块32用于当实时湿度大于第一预设阈值时控制第一气泵21和雾化器241启动，第一气泵21用于在启动后将栽培空间1内部空气抽入吸湿增长腔24，雾化器241用于在启动后朝吸湿增长腔24内喷射盐溶液颗粒，控制模块32还用于启动雾化器241预设时间段后开启第二气泵22，第二气泵22用于在启动后将吸湿增长腔24内部空气抽入热交换管23。

在本实施方式中，需要说明的是，栽培空间1采用半封闭形式，栽培空间1内栽培农作物，当农作物体表（主要指叶子）的水分通过水蒸气的形式散发到空气中后，空气中的实时湿度开始增加，当实时湿度大于第一预设阈值时控制第一气泵21和雾化器241启动，其中第一预设阈值预先设置，其根据农作物生长信息、栽培空间1的季节、所处环境和天气等因素的改变而改变，当第一气泵21启动后，栽培空间1内的气体到达吸湿增长腔24内，同时雾化器241开始进行喷雾作业，优选的，所使用的雾化器241喷射盐溶液颗粒粒径为20-300nm，喷雾流速为3L/min，喷雾时间为5-10min，喷雾的同时采用腔体内置风扇对腔内气体进行混匀，喷射完毕后腔体内的纳米盐溶液颗粒数量为104-105个/m3，喷雾结束后开始稳定，进一步地，在启动雾化器241预设时间段后开启第二气泵22，其中预设时间段也预先设置并优选为20min，同样其根据农作物生长信息、栽培空间1的季节、所处环境和天气等因素的改变而改变，当第二气泵22启动后，在吸湿增长腔24内与盐溶液颗粒完成聚集的气态水分子，会进入到热交换管23中并进入集水段231，气态水分子通过接触仿生集水模块232并进行快速换热，从而聚集成大量水滴，以此形成流入储液池233的液态水，未进行冷凝的气态水分子会从热交换管23末端重新进入到栽培空间1中，同时抽水作业模块234能够将储液池233中收集到的液态水重新投入栽培作业中，以此形成蒸散水的循环利用。综上，整个循环利用系统中，通过吸湿增长腔24内部盐溶液颗粒的喷射，让吸湿增长腔24内充满盐溶液颗粒，在吸湿增长腔24的稳定过程中，腔内的气体中的气态水分子会在盐溶液颗粒上聚集，使得纳米盐溶液颗粒粒径不断变大，从而在后续的仿生集水模块232上更容易聚集形成水滴，变相节省能量；进一步地，通过仿生集水模块232四周接触集水段231内壁，形成多向热传导，在气态水分子径粒增大的前提下，更容易利用土气温差在仿生集水模块232上进行高效换热，提高集水效率，同时利用仿生涂层2321的亲疏水交替表面，使得气态水分子在表面自由能梯度、拉普拉斯压力差的驱动下由气态变为液态，最大化提高冷凝成水滴和汇集大量水滴的效率，进一步节省能量；进一步地，利用控制模组3中环境监测模块31对栽培空间1内实时湿度进行采集，再利用控制模块32进行监控，从而形成高自动化水平的水循环处理，进一步节省能量；进一步地，与当前的基于土气温差原理的集水装备相比，本发明成本较低，整体集水效率提升显著，与空气压缩机和半导体制冷相比，因不需要额外消耗能源进行制冷，因此运行成本较低，适宜于农业生产使用。

具体地，仿生集水模块232包括多个沿集水段231依次设置的仿生集水网阵2322，仿生涂层2321设置在仿生集水网阵2322表面，仿生集水网阵2322四周接触集水段231内壁。

在本实施方式中，需要说明的是，多个仿生集水网阵2322可以进行多级集水作业，并形成气态水分子的浓度变化场，在提高空间利用率的前提下，充分提高气态水液化效率。

具体地，仿生集水网阵2322包括多个仿生金属丝网片和固定在仿生金属丝网片边缘的铁丝条，多个仿生金属丝网片均匀分布在铁丝条上，仿生涂层2321设置在仿生金属丝网片表面。

在本实施方式中，需要说明的是，仿生金属丝网片采用的材料为304不锈钢钢丝，钢丝半径为100-500μm，所形成的空隙网格宽度为钢丝半径的2-5倍，然后在仿生金属丝网片表面形成仿生涂层2321并风干，然后将仿生金属丝网片加工成内径略小于热交换管23内径的圆片形状，然后将多个仿生金属丝网片按间距0.5-3cm焊接于铁丝条上组成仿生集水网阵2322，最后将铁丝条穿引至热交换管23内部并固定于内壁上，完成集水段231内部仿生集水模块232的制作。

具体地，铁丝条两端均设置有固定端头，两固定端头分别通过焊接固定在热交换管23内部。

在本实施方式中，需要说明的是，不同仿生集水网阵2322可以通用相同铁丝条，铁丝条两端通过焊接固定在热交换管23内部，从而提高结构可靠性；在安装整个热交换管23时，直接将热交换管23内壁用金属胶涂抹，同时将铁丝条穿引至热交换管23内部，再将铁丝条两端的固定端头通过焊接与热交换管23进行固定，从而提高安装效率。

具体地，仿生金属丝网片包括设置在其表面的仿生涂层2321，仿生涂层2321通过预设处理原料经预设处理方法制成，预设处理原料为1H,1H,2H,2H-十七氟癸基聚倍半硅氧烷和聚甲基丙烯酸乙酯，预设处理方法包括：将预设处理原料中两种原料按质量比1∶1混合，然后以10mg/ml浓度溶解于氟溶液中制得。

在本实施方式中，需要说明的是，氟溶液可选为Asahiklin AK-225溶液，制成仿生涂层2321溶液后，将整个仿生金属丝网片浸入仿生涂层2321溶液中5-10min，然后风干即可得到带有仿生涂层2321的仿生金属丝网片。

具体地，雾化器241连接有盐溶液制备模块242，盐溶液制备模块242用于将预设比例清水和浓缩肥料制成盐溶液，雾化器241用于将盐溶液制备模块242中盐溶液颗粒朝吸湿增长腔24内喷射。

具体地，浓缩肥料包括尿素、氨态氮肥和硝态氮肥其中任意一种或多种。

在本实施方式中，需要说明的是，雾化器241包括纳米喷雾器，盐溶液制备模块242包括液体稀释肥料罐，液体稀释肥料罐连接浓缩液体肥料罐和清水，在需要喷雾时，按预定比例将清水和浓缩肥料注入液体稀释肥料罐，从而形成无机盐溶液。

具体地，控制模组3还包括设置在储液池233内预设高度上的液位传感器33，液位传感器33用于在接触液面后采集到液面信息，控制模块32还用于在接收到液面信息后控制抽水作业模块234启动。

在本实施方式中，需要说明的是，储液池233一般设置低于土壤表面高度，因此在节省成本的基础上，其容量不宜过大，当在预设高度上的液位传感器33采集到液面信息，也就是到液态水液面到达预设高度时，需要控制模块32控制抽水作业模块234将液态水抽出，此时如果不适灌溉，可通过抽水作业模块234将储液池233内部液态水另外存储，如果能够立即开始灌溉，即可通过抽水作业模块234进行灌溉作业。

具体地，环境监测模块31包括设置在栽培空间1内的湿度传感器311，湿度传感器311用于采集栽培空间1实时湿度。

具体地，环境监测模块31还包括土壤温度传感器312，土壤温度传感器312用于采集栽培空间1内土壤实时温度，控制模块32用于当实时湿度大于第一预设阈值并且实时温度小于第二预设阈值时控制第一气泵21和雾化器241启动。

在本实施方式中，需要说明的是，湿度传感器311采集栽培空间1实时湿度，当实时湿度超过第一预设阈值，则代表栽培空间1内部蒸散水浓度已到达可循环收集的水平，同时为了保证土气温差的换热效率，还需要保证土壤温度低于第二预设阈值，此时利用土气温差，能够保证效率更高、效果更好的气液转换。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。