CN104663323A - 日光温室水循环储热系统 - Google Patents

Abstract

一种日光温室水循环储热系统，它是利用太阳光的能量转换，在日光温室后墙南面墙壁上的吸热材料通过吸热传导到墙体蓄热，透光膜内的温度逐渐提高，热空气将热能传导至充满水的暖气片内。启动水泵将温水缓缓注入水罐恒温保存，水罐内之前的冷水被推入暖气片内继续吸热循环。周而复始，水罐里的冷水逐渐加温成热水，恒温保温性能的水罐储存的热水即可用来浇灌日光温室内的农作物，又可在晚间打开水泵再循环注入暖气片散热，用以提高日光温室内的温度，保障日光温室内的农作物安全过夜，保证农作物在整个冬季安全越冬，进一步推进我国北方地区日光温室性能，促进提档升级，提高日光温室的冬季利用率，提高蔬菜生产质量效益。

Description

日光温室水循环储热系统

技术领域

本发明涉及设施农业日光温室建筑设计技术领域，涉及日光温室后墙暖气保温方面，属于一种日光温室水循环储热系统。

背景技术

日光温室起源于中国，符合中国农业发展的需求，在世界范围内具有先导性。阳光是绿色植物进行光合作用不可缺少的能源，也是日光温室的主要热源。因此，如何解决好温室的采光问题，最大限度地使阳光透射到温室内部并有效利用是日光温室设计的关键技术。

在北纬33-43°地区，利用日光温室不仅能够在寒冷季节进行蔬菜的生产，而且可以创造较高的经济效益，致富生产者，同时它又是节能环保的低碳农业项目，符合保护环境的要求。中国北方地区的日光温室主要是在冬、春、秋三季使用。冬季太阳高度角低，日出在东南，日落在西南。因此，为了在冬季最大限度地利用阳光，日光温室多采用座北朝南、东西延长的方位。

日光温室主要由围护墙体、后屋面和前屋面三部分组成，简称日光温室的“三要素”，其中前屋面是温室的全部采光面，白天采光时段前屋面只覆盖塑料膜采光，当室外光照减弱时，及时用活动保温被覆盖塑料膜，以加强温室的保温。

目前我国北方地区日光温室发展迅速，但由于采光保温建造不科学、结构性能不佳、装备水平低、环境调控能力差，使得日光温室冬季易造成低温高湿和高温高湿的环境，一般日光温室冬季最低气温在5℃左右，有些甚至在0℃左右，1月到3月喜温果菜产量很低。使用煤炭供暖系统成本高又不环保，在实际种植过程影响植物生长还浪费资源，甚至不能进行喜温果菜越冬生产，而这个季节喜温果菜市场价格高，市场需求量大，本市喜温果菜供给率低，日光温室生产果菜效益不高。

早晨日光升起后日光温室内部温度逐渐上升，后墙吸收热量进行蓄热以便夜晚散热维持温室温度，农作物随着温度的升高开始逐步增强光合作用直至最适的生长环境，种植管理者在温度达到农作物生长最高温度之前必须打开日光温室上风口进行放风，在降低温温度的同时补充CO₂浓度，但会出现减缓温室后墙的蓄热问题，温室后墙在夜间达不到散热的目的。

综上所述，通过优化日光温室水循环储热系统，可进一步推进我国北方地区旧棚改造，促进提档升级，提高日光温室的冬季利用率，提高蔬菜生产质量效益。

发明内容

本发明的目的是提供一种日光温室水循环储热系统，通过有效利用日光温室内多余的热量，经过热量传导与交换，保证太阳光能转换后的高效利用。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种日光温室水循环储热系统，它包括有日光温室、温室后墙，其特征在于：在日光温室内的温室后墙上设有一排暖气片，在日光温室内还设有水罐，水罐的进水管和出水管与暖气片串联连接，白天暖气片吸热，向水罐输送热水，夜晚水罐里的热水注入暖气片散热或浇灌农作物；在暖气片的外部与温室后墙之间包覆有透光膜，透光膜与温室后墙形成小气候环境，将太阳光能转换为热空气能，用来提高暖气片内部循环水的温度，同时在夜间用来散热；在日光温室内的温室后墙外表面设有吸热材料，使日光温室后墙进行储热；在进水管或出水管上安装有水泵。

其中，所述的透光膜内设置有固定架，该固定架是由卡槽、卡簧和支撑架组装而成，卡槽固定在温室后墙上，透光膜在支撑架支撑绷紧后用卡簧将末端卡在卡槽里形成暖气片与后墙紧密结合形成密闭升温空间。

其中，所述的吸热材料是贴附或涂刷在温室后墙上。

其中，在进水管上安装有进水阀门。

本发明的有益效果是：由于贴附在日光温室内墙壁上的吸热材料与透光膜形成吸热环境，提高安装在两者之间的暖气片温度，以便暖气片中的循环水蓄热，最后将温水储藏在恒温保温水罐中以备夜晚散热，提高了日光温室温度性能。

附图说明

图1是日光温室水循环储热系统结构示意图。

图2是图1中A-A剖视示意图。

图3是图2中局部放大示意图。

附图标记：

1、水罐；2、进水管；3、水泵；4、暖气片；5、透光膜；6、固定架；7、出水管；8、吸热材料；9、日光温室；10、温室后墙，11、卡槽；12、卡簧；13、支撑架。

具体实施方式

参见图1、图2、图3所示：一种日光温室水循环储热系统，它包括有日光温室9、温室后墙10，在日光温室9内的温室后墙10上设有一排暖气片4，在日光温室9内还设有水罐1，水罐1的进水管2和出水管7与暖气片1串联连接，白天暖气片4吸热，向水罐1输送热水，夜晚水罐1里的热水注入暖气片4散热或浇灌农作物；在暖气片4的外部与温室后墙10之间包覆有透光膜5，透光膜5与温室后墙10形成小气候环境，将太阳光能转换为热空气能，用来提高暖气片4内部循环水的温度，同时在夜间用来散热；在日光温室9内的温室后墙10外表面设有吸热材料8，使日光温室后墙10进行储热；在进水管2或出水管7上安装有水泵3。

其中，所述的透光膜5内设置有固定架6，该固定架6是由卡槽11、卡簧12和支撑架13组装而成，卡槽固定在温室后墙上，透光膜在支撑架支撑绷紧后用卡簧将末端卡在卡槽里形成暖气片与后墙紧密结合形成密闭升温空间。

其中，所述的吸热材料8是贴附或涂刷在温室后墙上。

其中，在进水管上安装有进水阀门。

本发明的日光温室水循环储热系统是贴附在日光温室内墙壁上特殊的吸热材料与透光膜形成吸热环境，提高安装在两者之间的暖气片温度，以便暖气片中的循环水蓄热，最后将温水储藏在恒温保温水罐中以备夜晚散热。

本日光温室水循环储热系统由吸热处理和水循环系统组成。吸热处理是将吸热材料贴附或涂刷在日光温室内的后墙壁上，用塑料薄膜包裹在暖气片外围，通过利用太阳光能转换成热空气能，将暖气片内部的水进行加热。水循环系统是暖气片里的温水在水泵3的带动下可进行整体循环，在暖气片4一端的恒温保温水罐可将温水储存起来。吸热材料8吸收太阳光能后提高后墙体温度，墙体吸热后在夜间对日光温室9进行散热增温。加热的温水在夜间通过循环水泵3输送到日光温室暖气片内，对植物生长环境进行散热增温，同时温水可替代冬季冷水满足农作物生长所需的水分。

具体设计说明如下：

1.水循环过程中，水罐具有水储存和保温恒温的作用。

2.在使用水循环系统之前或中途需要添加农业用水，从进水管注入，用进水管阀门控制进水量。

3.设置在水罐和暖气片之间水管上的水泵，保证水在系统内正常循环利用。

4.焊接的不锈钢暖气片悬挂在温室后墙上，具有充满水并加热散热的功能。

5.透光膜紧绷包裹在暖气片外围，与后墙紧密结合形成密闭空间，太阳光照射进透光膜后在该空间转换成热空气能用以加热暖气片。

6.固定架是由卡槽、卡簧和支撑架组装而成，卡槽固定在温室后墙上，透光膜在支撑架支撑绷紧后用卡簧将末端卡在卡槽里便形成暖气片升温空间。

7.在水罐与水泵、水泵与暖气片以及暖气片与水罐之间用专用水管连接成一个整体，该整体就是水循环系统。

8.在温室后墙南面墙壁上用吸热材料贴附或涂刷，太阳光照射后可提升温室后墙和水循环系统的温度，即为日光温室水循环储热系统的吸热处理。

如图1所示，日光温室在太阳光照射下，经过太阳光能的转换利用，日光温室后墙南面墙壁上的吸热材料吸热传导到墙体蓄热，透光膜内的温度逐渐提高，热空气将热能传导至充满水的暖气片内。启动水泵将温水缓缓注入水罐恒温保存，水罐内之前的冷水被推入暖气片内继续吸热循环。周而复始，水罐里的冷水逐渐加温成热水，恒温保温性能的水罐储存的热水即可用来浇灌日光温室内的农作物，又可在晚间打开水泵再循环注入暖气片散热，用以提高日光温室内的温度，保障日光温室内的农作物安全过夜，保证农作物在整个冬季安全越冬。

日光温室水循环储热系统的发明应用，改善了日光温室保温性能，提高了日光温室温度性能，降低日光温室种植的危险系数，保证喜温果菜能安全越冬生产，大大地增加农民冬季生产收入。同时提高我国北方地区日光温室冬季使用率，减少了日光温室的空置，也提高冬季新鲜果菜的自给率，又能丰富都市休闲观光园区采摘旅游蔬菜品种。

针对我国北方地区日光温室冬季生产的突出问题，可通过安装日光温室水循环储热系统，提高日光温室性能，达到“高效、低耗”的目标，符合低碳环保的要求，保证喜温果菜安全越冬生产，节药、节水、节能，提高蔬菜品质。具体实施方式包括旧棚改造和新型再建两个方面，进一步推进我国北方地区日光温室性能，促进提档升级，提高日光温室的冬季利用率，提高蔬菜生产质量效益。

旧棚改造是一项针对已经完工投入使用的日光温室进行提档升级改造，主要是对后墙的重新翻修利用和再加工优化，将日光温室水循环储热系统加以组合利用。而新型再建完全不同于旧棚改造，它是一项新型日光温室的再设计在新址建设前所未有的日光温室结构，经过优化这种模式，加强日光温室水循环储热系统的高效利用，进一步提升日光温室发挥更好的性能。日光温室水循环储热系统具体实施方式既保证了旧棚升级后的再利用，又可以建设未来规划的新型日光温室，其具有结构简化、成本低廉、方便适用、市场应用方向广泛、有效利用率高、经济作物提高等优势，故推广乐观。

以上所述是本发明的较佳实例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本发明保护范围之内。

Claims (4)

1.一种日光温室水循环储热系统，它包括有日光温室、温室后墙，其特征在于：在日光温室内的温室后墙上设有一排暖气片，在日光温室内还设有水罐，水罐的进水管和出水管与暖气片串联连接，白天暖气片吸热，向水罐输送热水，夜晚水罐里的热水注入暖气片散热或浇灌农作物；在暖气片的外部与温室后墙之间包覆有透光膜，透光膜与温室后墙形成小气候环境，将太阳光能转换为热空气能，用来提高暖气片内部循环水的温度，同时在夜间用来散热；在日光温室内的温室后墙外表面设有吸热材料，使日光温室后墙进行储热；在进水管或出水管上安装有水泵。

2.根据权利要求1所述的日光温室水循环储热系统，其特征在于：所述的透光膜内设置有固定架，该固定架是由卡槽、卡簧和支撑架组装而成，卡槽固定在温室后墙上，透光膜在支撑架支撑绷紧后用卡簧将末端卡在卡槽里形成暖气片与后墙紧密结合形成密闭升温空间。

3.根据权利要求2所述的日光温室水循环储热系统，其特征在于：所述的吸热材料是贴附或涂刷在温室后墙上。

4.根据权利要求3所述的日光温室水循环储热系统，其特征在于：在进水管上安装有进水阀门。