CN102415298A - 日光温室复合墙体构筑体系 - Google Patents

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日光温室复合墙体构筑体系，涉及一种应用太阳能热水系统与相变蓄热墙体板相结合的日光温室复合墙体构筑体系，属于园艺设施领域。构筑体系中的复合墙体依次由相变蓄热墙体板、空心砖砌成的墙体、炉渣砖(5)砌成的墙体、保温材料板(6)构成；在所述空心砖砌成的墙体内设置多排上下走向的墙体风道(7)，并在墙体风道(7)的上端和下端分别设通风进口(8A)和通风出口(8B)，且通风进口(8A)和通风出口(8B)开设在相变蓄热墙体板(1)一侧；在该墙体风道(7)内铺设所述热水管道(3)，该热水管道(3)与放置在所述复合墙体上面的太阳能集热器(2)连接。利用该复合墙体构筑的温室，能够有效保持温室温度；并且墙体薄、土地利用率高。

Description

日光温室复合墙体构筑体系
技术领域
本发明涉及一种应用太阳能热水系统与相变墙体板相结合的日光温室复合墙体构筑体系，属于园艺设施领域。
背景技术
我国北方广大地区，冬季气温多在0℃以下，大多不能进行露地蔬菜种植，日光温室改善了蔬菜种植的环境条件，实现了多种超时令蔬菜的生产，提高了土地的利用率。但夜间没有太阳辐射时，温室因持续向外界散发热量而处于降温状态。像黄瓜、蕃茄、西葫芦、青椒等这类喜温的果菜，因需要较高的环境温度，冬季夜间需要向温室提供辅助热源以维持植物所需要的最低温度环境。
日光温室就是利用太阳辐射能，提高温室内温度，以满足植物生长对温度的要求。日光温室在结构上是一个半封闭的系统，与外界进行着物质与能量交换，其内部受温室结构的制约和影响，形成了独特的作物亚适宜环境。温室供热用热源主要源自太阳能，但由于太阳能的“稀薄性”及间歇性，要想尽可能多且经济有效地收集并储存温室供热用的太阳能，就需要采用科学的方法。他人研究结果表明，虽然温室内土壤和北墙以及东西山墙都是温室吸收、储存太阳能并为温室增温的载体，但北墙作为温室集吸热、蓄热与保温于一体的墙体，对温室内环境温度和气流分布有较大的影响。因此，白天充分而有效地提高温室北墙吸收与储存太阳能的能力、夜间减少其向外的散热量，是提高温室环境温度、并实现温室环境温度可控的有力措施。
目前，农村地区普遍采用的日光温室墙体基本构筑方法有三种：砖墙、土质墙体和复合异质墙体。无论是砖墙、还是土质墙体，这类建筑材料的热工性能主要体现为热阻性(但其热阻性又远不及保温材料，例如聚苯乙烯泡沫板)，而其的蓄热性相对都比较弱、且为显热蓄热。为了提高现有温室墙体的蓄热性和热阻性，通常采用增加墙体厚度的方法，但其结果是致使温室墙体过厚(1.5m以上，有的甚至高达4m)，土地利用率低、红砖或农田原土等限制用建材用量过多。专利《相变蓄热墙体板》(ZL201010210819.2)提供了一种能够大量蓄热的墙体材料，利用该墙体板可以有效减小温室墙体的厚度。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用相变蓄热墙体板并结合太阳能热水系统的复合日光温室墙体构筑体系，以减薄墙体厚度、提高温室土地利用率。。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：日光温室复合墙体构筑体系，包括有相变蓄热墙体板、太阳能集热器、热水管道、空心砖、炉渣砖、保温材料板、墙体风道。其中，所述构筑体系中的复合墙体依次由所述相变蓄热墙体板、所述空心砖砌成的墙体、所述炉渣砖砌成的墙体、所述保温材料板构成；在所述空心砖砌成的墙体内设置多排上下走向的所述墙体风道，并在该墙体风道的上端和下端分别设通风进口和通风出口，且通风进口和通风出口开设在相变蓄热墙体板一侧；在该墙体风道内铺设所述热水管道，该热水管道与放置在所述复合墙体上面的所述太阳能集热器连接。
所述空心砖采用蒸压灰砂空心砖。
所述蒸压灰砂空心砖砌成的墙体的厚度为240～480mm，所述炉渣砖砌成的墙体的厚度为240～480mm，所述保温材料板的厚度为80～150mm。
在所述热水管道设有循环水泵。
在所述太阳能集热器的出水端和进水端分别设有出水阀门和进水阀门。
所述太阳能集热器由反射聚焦曲面板和内套钢管的真空集热器构成，内套钢管的真空集热器位于反射聚焦曲面板的聚焦线上，真空集热器内钢管与所述热水管道连接。
本体系将相变蓄热墙体板1(ZL201010210819.2)直接粘贴在日光温室北墙内表面，利用相变材料较高的热容性，白天充分吸收并以潜热的形式蓄存照射在北墙相变蓄热墙体板表面的太阳热能，夜间再将蓄存的热量释放给温室环境；同时，将太阳能集热器、热水管道、空心砖有机的组合起来，利用太阳能集热器将太阳能转化成热水，并利用热水管道通过热水作为热媒体，将不稳定的、多变化的太阳能以显热的形式蓄存在砖砌体内，提高砖砌体温度，夜间被加热的砖砌体连同蓄存了大量太阳能的相变蓄热墙体板共同向温室内释放热量，补充为维持温室环境温度所需要的热量；炉渣砖砌筑在空心砖的外侧，起到墙体承重和增加墙体蓄热性双重作用；保温材料板直接贴附在炉渣砖的外表面，确保整个墙体的热阻性，最大限度阻止日光温室热量通过北墙传导到室外；同时，充分利用空心砖自身的结构特点，构筑自然通风墙体风道，利用热压原理将白天聚集在温室顶部较高温度的空气通过通风进口进入墙体风道，并将热量以显热形式蓄存在墙体内，墙体温度被提高，夜间连同蓄存了大量太阳能的相变蓄热墙体板共同向温室内释放热量。
本发明的优点在于：构筑一种温室复合墙体，利用相变蓄热墙体板作为带有太阳能热水系统的复合温室墙体的一部分。相变蓄热墙体板在有日光的时候能够吸收大量的热量，在温度降低的时候又可以放出大量的热量，使温室温度波动小；同时带有太阳能热水系统的复合温室墙体，在有日光的时候，太阳能热水系统将太阳能输送到复合温室墙体内，复合温室墙体将热量储存起来，当温度降低的时候，复合温室墙体中的热量释放出来，也起到平衡温室温度的作用。利用该复合墙体构筑的温室，能够有效保持温室温度，并且墙体薄、土地利用率高。
附图说明
图1本发明的墙体的结构示意图；
图2本发明的墙体的太阳能热水集热-墙体显热蓄热系统原理图。
图中：1、相变蓄热墙体板，2、太阳能集热器，3、热水管道，4、蒸压灰砂空心砖，5、炉渣砖，6、保温板，7、墙体风道，8A、通风进口，8B、通风出口，9、水泵，10、回水阀门，11、出水阀门，12、支撑架。
具体实施方式
下面结合附图1、图2对本发明进行详细说明。
本体系的结构如图1所示，主要包括有相变蓄热墙体板1、太阳能集热器2、墙体水管道3、蒸压灰砂空心砖4、炉渣砖5、保温材料板6、墙体风道7、通风口8。相变蓄热墙体板1直接粘贴在日光温室北墙内表面由蒸压灰砂空心砖4砌成的墙体，该墙体外侧用炉渣砖5砌筑一层墙体，炉渣砖5外侧贴设保温材料板6。其中，蒸压灰砂空心砖4的墙体厚度为240～480mm，炉渣砖5的墙体厚度为240～480mm，保温材料板6的厚度为80～150mm。
在蒸压灰砂空心砖4墙体内每隔8～10m设置墙体风道7，墙体风道7为上下走向，贯通墙体上下，墙体风道7上端和下端分别设通风进口8A和通风出口8B，该通风进口8A和通风出口8B开设在相变蓄热墙体板1一侧。在各墙体风道7内铺设热水管道3，各热水管道3并行连接至太阳能集热器2。太阳能集热器2通过支撑架12安装在复合墙体的墙头上，太阳能集热器2为断面为抛物线的反射曲面，反射面有高反射率的涂层，反射曲面的聚焦处安装外套真空集热器钢管，该钢管两端分别与热水管道3的进口与出口连接。热水管道3的进口与出口分别设在热水管道3的上端总管和下端总管，并分别设有出水阀门11和回水阀门10；热水管道3中还设有水泵9。
本体系的工作过程如下：
白天：相变蓄热墙体板1将照射在其表面的太阳辐射热量以潜热和显热的形式蓄存在墙板内；水泵9开启，通过太阳能集热器2被加热后的热水顺序流入相互并联的墙体水管道3，并将热量以显热的形式蓄积在墙体内，释放热量后的低温热水通过水泵9和阀门10再次流入太阳能集热器2，周而复始、不断循环；开启通风口8，聚集在温室上部空间的热空气在热压的作用下，通过通风口8(1)流入墙体风道7并将热量以显热的形式蓄存在墙体内，释放热量后的低温空气通过通风口8(2)流出墙体进入温室下部空间，从周围环境获得热量后逐步浮升到温室上部空间，周而复始、不断循环。
夜间：关闭通风口8、水泵9、阀门10、阀门11。

Claims (6)

1.日光温室复合墙体构筑体系，包括有相变蓄热墙体板(1)、太阳能集热器(2)、热水管道(3)、空心砖(4)、炉渣砖(5)、保温材料板(6)、墙体风道(7)，其特征在于：所述构筑体系中的复合墙体依次由所述相变蓄热墙体板(1)、所述空心砖(4)砌成的墙体、所述炉渣砖(5)砌成的墙体、所述保温材料板(6)构成；在所述空心砖(4)砌成的墙体内设置多排上下走向的所述墙体风道(7)，并在该墙体风道(7)的上端和下端分别设通风进口(8A)和通风出口(8B)，且通风进口(8A)和通风出口(8B)开设在相变蓄热墙体板(1)一侧；在该墙体风道(7)内铺设所述热水管道(3)，该热水管道(3)与放置在所述复合墙体上面的所述太阳能集热器(2)连接。
2.根据权利要求1所述的日光温室复合墙体构筑体系，其特征在于：所述空心砖采用蒸压灰砂空心砖(4)。
3.根据权利要求2所述的日光温室复合墙体构筑体系，其特征在于：所述蒸压灰砂空心砖(4)砌成的墙体的厚度为240～480mm，所述炉渣砖(5)砌成的墙体的厚度为240～480mm，所述保温材料板(6)的厚度为80～150mm。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的日光温室复合墙体构筑体系，其特征在于：在所述热水管道(3)设有循环水泵(9)。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的日光温室复合墙体构筑体系，其特征在于：在所述太阳能集热器(2)的出水端和回水端分别设有出水阀门(11)和回水阀门(10)。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的日光温室复合墙体构筑体系，其特征在于：所述太阳能集热器(2)为一个反射聚焦曲面，并在该曲面的焦线上设置与所述热水管道(3)连接的外套真空集热器的钢管。
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