CN103798080A - 一种集能蓄热的南北双向日光温室 - Google Patents

Abstract

本发明涉及设施农业技术领域，公开了一种集能蓄热的南北双向日光温室，包括：骨架、棚膜、保温被、后墙、端墙和集热室，后墙沿东西方向延伸，端墙设置在后墙的两端；骨架放置在后墙上，且分别向南、北方向延伸，棚膜扣置在骨架上，形成南向温室和北向温室；保温被覆盖在棚膜上；后墙设有集热室；集热室包括两个沿侧壁墙、与侧壁墙北端贴合的集热墙和与侧壁墙南端贴合的透光板；集热墙的下部设有北向冷气进口，上部设有北向热气出口，集热室下部设有南向冷气进口，上部设有南向热气出口。本发明使用集热室在白天向北向温室蓄热集能，晚上盖被保温，减少了放风口的热量损耗，提高了南向温室和北向温室冬季昼夜温度，提高农作物的产量。

Description

一种集能蓄热的南北双向日光温室

技术领域

本发明涉及设施农业技术领域，特别是涉及一种集能蓄热的南北双向日光温室。

背景技术

集能蓄热的节能日光温室是随着农业现代化和农村种植业结构调整而发展起来的新型温室。近20年来，我国的设施园艺栽培面积已突破380万hm²，与1980年相比增长近500倍，总面积达世界第一；全国人均占有设施园艺面积29m²，每年人均消费蔬菜量的40％由设施栽培提供。设施园艺的发展基本上解决了我国长期以来蔬菜供应不足的问题，并实现了周年均衡供应，达到了淡季不淡，周年有余的要求。

目前，设施园艺面积380万公顷，其中温室和塑料大棚等大型设施面积300万公顷左右，70%以上在北方地区。其中，日光温室占北方地区设施园艺面积的50%以上，达100余万公顷。设施蔬菜面积占设施园艺总面积的95％以上，设施蔬菜产值已超4500亿元。设施农业可以充分利用自然环境的光热资源和土地资源进行农业高产高效生产。同时可以抵御各种自然灾害进行全天候生产，既可改变生产季节，又可提高产量。设施农业还可以精准的水肥管理，实现农业的节水灌溉，设施农业还可以开发盐碱地、沙化地，增加可耕地面积。因此设施蔬菜已成为解决我国城乡居民“菜篮子”和实现农业增效、增收的支柱产业。

在我国北方，太阳偏向于南方，一般的温室仅建设一个朝南方向的棚架，白天放风导致温度散失光温利用率降低，而温室北向的一侧则用泥土堆砌保温，使土地利用率低。缺少保温蓄能设备，保温蓄热性能差，温室内环境控制水平低，致使设施蔬菜长期处于低温、弱光、高湿等不良环境或亚适宜环境中，设施蔬菜光合生理代谢过程受到抑制，抗逆性下降。因此，需要一种高效蓄能的集能蓄热的南北双向日光温室，高效利用土地、光温等自然资源、降低能耗和提升北方设施蔬菜生产水平。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种具有南向温室和北向温室的集能蓄热的南北双向日光温室，并设置集热室，提高土地利用率，提升冬季夜晚的温室温度，提高产量。

（二）技术方案

为了解决上述技术问题，本发明一种集能蓄热的南北双向日光温室，包括：骨架、棚膜、保温被、后墙、端墙和集热室，所述后墙沿东西方向延伸，所述端墙设置在所述后墙的两端；所述骨架放置在所述后墙上，且分别向南、北方向延伸，所述棚膜扣置在所述骨架上，形成南向温室和北向温室；所述保温被覆盖在所述棚膜上；所述后墙设有上下通风口，所述集热室设置在所述后墙上下通风口的中间位置；所述集热室包括两个沿南北方向延伸的侧壁墙、与所述侧壁墙北端密封贴合的集热墙和与侧壁墙南端密封贴合的透光板；所述集热墙的下部设有一个可开闭的北向冷气进口，上部设有一个可开闭的北向热气出口，所述集热室下部设有可开闭的南向冷气进口，上部设有可开闭的南向热气出口。

其中，所述集热墙包括空心砖层和保温层，所述空心砖层和保温层相贴合，所述空心砖层设置在朝向所述集热室内部空间的一侧，所述保温层设置在朝向所述北向温室的一侧。

其中，所述南向热气出口为设置在所述集热室顶部的可开闭的热气门。

其中，所述集热墙嵌入所述后墙内，与所述后墙成为一体。

其中，所述侧壁墙为设置在后墙的支承立柱。

其中，所述集热墙朝向所述集热室内侧的一面涂有黑色涂料或者相变蓄热材料。

其中，所述透光板为玻璃板或者透明PC板。

其中，所述南向温室和北向温室之间的顶部设有集水槽，南端和北端设有集雨沟，所述集水槽与集雨沟与南向温室内的集水窖连接。

其中，所述北向温室设有多个隔断墙。

（三）有益效果

本发明提供的集能蓄热的南北双向日光温室具有以下优点：

（1）本日光温室包括南向温室和北向温室，通过设置的多个集热室，使用集热室在白天蓄热集能，晚上保温放热，提高了南向温室和北向温室冬季晚间温度，提高农作物的产量；

（2）通过设置在后墙集热室的上下风口调节南向温室和北向温室的温度，使北向温室也能够种植植物或者培养食用菌，提高土地利用率和光温利用率；

（3）集热室使用空心砖层和保温层集热，集热效果好，且材料容易制造，造价低；

（4）在集热墙的南侧涂有吸热材料，进一步提升集热墙的集热能力，集热效果好；

（5）温室顶部和底侧设置集水槽和集水窖，将雨水收集起来，节省灌溉耗水量。

附图说明

图1为本发明的实施例1的立体图；

图2为图1中A-A的剖视图；

图3为图2中I部分的放大图；

图4为图1中B-B的剖视图。

图中，1：棚膜；2：后墙；3：通风口；4：保温被；5：北向热气出口；6：集热室；7：集水槽；8：端墙；9：地垄墙；10：北向冷气进口；11：集热墙；12：透光板；13：骨架；61：侧壁墙；62：上密封板；63：下密封板；111：空心砖层；112：保温层。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1：

如图1至4所示，本发明的集能蓄热的南北双向日光温室，包括：骨架13、棚膜1、保温被4、后墙2和端墙8，后墙2沿东西方向延伸，端墙8设置在后墙2的两端，端墙8和后墙2内均设有隔热层，隔热层由发泡材料制成。骨架13放置在后墙2上，且分别向南、北方向延伸，骨架2的端部分别支承于后墙2南侧和北侧的地垄墙9上，棚膜1扣置在骨架13上，形成南向温室和北向温室。保温被4覆盖在棚膜1上，保持南向温室、北向温室的室内温度。端墙8和后墙2作为温室的围护墙，一方面围出温室空间，另一方面起到加强温室强度的作用。后墙长50～100米，高2～2.5米；南向温室的宽7～10米，南向温室的最高处3.5～4米；北向温室的宽4～5米，北向温室的最高处2.7～3.2米。南向温室直接受到阳光的直射，温度较高，阳光较为充足，可以在南向温室内种植喜阳光的农作物，南向温室与现有的温室基本没有差别。北向温室的不受到太阳光的直射，可以进行食用菌培养或蒜黄等避光植物的栽培，使现有的仅设单向温室变成双向温室都能使用的结构，提高了土地利用率。

在后墙2中部每5-8米设有1对支撑柱（图未示出），两支撑柱上部由水泥横梁搭桥，用于承受大棚骨架，水泥横梁下设有一个集热室6。在集热室6的上方和下方的后墙2上分别设有可开闭的通风口3，集热室6设置在后墙2的上下通风口3的中间位置。集热室6包括侧壁墙61、集热墙11、透光板12、上密封板62和下密封板63，集热室6的侧壁墙为支撑柱，或两个沿南北方向延伸的侧壁墙61、与侧壁墙61北端密封贴合的集热墙由保温板和空心砖墙组成，集热室6形成空腔结构，基部50厘米上是与侧壁墙61南端密封贴合的透光板12。上密封板62和下密封板63分别盖合在侧壁墙61的上下两端，使集热室6形成密封的空腔。如图1所示，优选集热墙11嵌入后墙2内，与后墙2成为一体结构，侧壁墙61向南向延伸，集热墙11与侧壁墙61的北侧密封贴合连接，透光板12与侧壁墙61的南侧密封贴合连接，使透光板12朝南向设置，太阳光穿透透光板12照射在集热墙12上。集热墙11包括空心砖层111和保温层112，空心砖层111和保温层112相贴合，空心砖层111设置在朝向集热室6内部空间的一侧，保温层112设置在朝向北向温室的一侧。保温层111的材料为聚苯板。集热墙11的下部设有一个可开闭的北向冷气进口10，上部设有一个可开闭的北向热气出口5，北向冷气进口10与北向热气出口5均连通北向温室和集热室6；集热室6的下部还设有与南向温室连通的可开闭的南向热气进口，上部设有可开闭的北向热气出口，本实施例的南向热气出口为设置在集热室6的顶部的上密封板62，南向冷气进口为设置在集热室6的底部的下密封板63，上密封板62和下密封板63均设为可通过合页开闭。

在冬天白天早晨，关闭北向冷气进口和北向热气出口，打开南向热气进口和南向热气出口，太阳光照射在集热室6的集热墙11上，南向温室内的冷空气从冷气进口10进入集热室6，冷空气的温度升高，热空气上升由上风口进入南温室对温室进行升温。中午和午后，封闭南向冷气进口和南向热气出口，打开北向冷气进口和北向热气出口，使热空气对蓄热于北温室并对北温室加温。晚上则将所有气口闭合，将热量被储存在集热室6的空间和集热墙11内，集热墙11的空心砖层111结构具有较好的起到蓄热的作用，保温墙防止集热墙11内的热量散失到北向温室中。保证日光温室冬季夜晚的温度仍然较高，满足蔬菜生长的需要。

当白天正午北向温室需要增温时，且又不希望北向温室与南向温室的空气流通，此时，关闭通风口3，打开北向冷气进口10与北热气出口5，北向的冷空气从冷气进口10进入集热室6，由阳光照射加热后，从北向热气出口5流回北向温室。热空气使北向温室内的空气升高，达到提高北向温室内温度，且又不使南向温室与北向温室空气流通。

当需要使南向温室与北向温室通风时，打开通风口3，使南向温室与北向温室进行空气流通。

进一步的，透光板12选用玻璃板或者透明PC板。在阳光照身在玻璃板上时，玻璃板除了透过光外，还会产生一定反射作用，反射光照射在南向温室内的北侧植物上，使南向温室的植物光照更加充分，光合作用效率提高，提高南向温室的产量。

进一步的，为了提高集热效果，在集热墙11位于集热室内侧的一面涂有黑色涂料或者采用相变蓄热材料。有利于集热墙11更快地吸收太阳光的热量，且将热量储存在集热墙11的空心砖层111内，提高蓄热保温效果。

进一步的，北向温室内设有2个隔断墙（图未示出）。北向温室设置的2个隔断墙将北向温室分隔成3段温室，3段温室可以种植不同的植物或者进行不同食用菌的培养。隔断墙的数量依据所需要空间进行选择2-3个。

进一步的，南向温室和北向温室之间的顶部设有集水槽7，南端和北端设置有集雨沟，集雨沟和集水槽7与南向温室内的集水窖（图未示出）连接。在北方，水资源往往不足，因此下雨时，用上部集水槽和下部集雨沟可收集落在棚架、双向棚膜上的雨水，并汇流入集水窖储存起来，待日光温室作物需要浇水时，可在小型水泵机械动力下进行滴灌或喷灌。

实施例2：

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：南向冷气进口可以在透光板下部设置可开闭的开口，打开后使冷空气流动到集热室内，南向热气出口可以在透光板12上部设置1个可开闭的开口，使热气从该开口流到南向温室内。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种集能蓄热的南北双向日光温室，其特征在于，包括：骨架、棚膜、保温被、后墙、端墙和集热室，所述后墙沿东西方向延伸，所述端墙设置在所述后墙的两端；所述骨架放置在所述后墙上，且分别向南、北方向延伸，所述棚膜扣置在所述骨架上，形成南向温室和北向温室；所述保温被覆盖在所述棚膜上；所述后墙设有上下通风口，所述集热室设置在所述后墙上下通风口的中间位置；所述集热室包括两个沿南北方向延伸的侧壁墙、与所述侧壁墙北端密封贴合的集热墙和与侧壁墙南端密封贴合的透光板；所述集热墙的下部设有一个可开闭的北向冷气进口，上部设有一个可开闭的北向热气出口，所述集热室下部设有可开闭的南向冷气进口，上部设有可开闭的南向热气出口。

2.如权利要求1所述的集能蓄热的南北双向日光温室，其特征在于，所述集热墙包括空心砖层和保温层，所述空心砖层和保温层相贴合，所述空心砖层设置在朝向所述集热室内部空间的一侧，所述保温层设置在朝向所述北向温室的一侧。

3.如权利要求1所述的集能蓄热的南北双向日光温室，其特征在于，所述南向热气出口为设置在所述集热室顶部的可开闭的热气门。

4.如权利要求1所述的集能蓄热的南北双向日光温室，其特征在于，所述集热墙嵌入所述后墙内，与所述后墙成为一体。

5.如权利要求1所述的集能蓄热的南北双向日光温室，其特征在于，所述侧壁墙为设置在后墙的支承立柱。

6.如权利要求1所述的集能蓄热的南北双向日光温室，其特征在于，所述集热墙朝向所述集热室内侧的一面涂有黑色涂料或者相变蓄热材料。

7.如权利要求1所述的集能蓄热的南北双向日光温室，其特征在于，所述透光板为玻璃板或者透明PC板。

8.如权利要求1至7任一项所述的集能蓄热的南北双向日光温室，其特征在于，所述南向温室和北向温室之间的顶部设有集水槽，南端和北端设有集雨沟，所述集水槽与集雨沟与南温室内集水窖连接。

9.如权利要求1至7任一项所述的集能蓄热的南北双向日光温室，其特征在于，所述北向温室设有多个隔断墙。

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