CN104838924A - 温室大棚太阳能空气集热储热循环系统 - Google Patents

温室大棚太阳能空气集热储热循环系统 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种温室大棚太阳能空气集热储热循环系统，调节温室大棚温度，减少热量损失，解决现有温室大棚地温低保温效果差的问题。温室大棚内顶部设有一组两个温室大棚太阳能空气集热储热循环系统，温室大棚内地下铺一层隔热保温板，四周折起到地面，形成整体槽型，然后在隔热保温板上埋设集热导热管，将太阳能空气集热器的热量通过风机、风机管道、导风管送到地下集热管传给土壤层集热，这样就充分利用了太阳能，减少热量损失，夜间再将内保温被膜覆盖，太阳能空气集热储热循环系统给地上棚内加温，增加保温效果。不排放任何废气，是非常理想的绿色能源，从而解决了温室大棚地温低保温效果差的问题。

Description

温室大棚太阳能空气集热储热循环系统
技术领域
本发明涉及一种农村温室大棚太阳能空气集热储热循环系统，尤其涉及一种提高温室大棚温度，在温室大棚内地下铺一层隔热保温板，四周折起到地面，形成整体槽型，然后在隔热保温板上埋设集热导热管，将太阳能空气集热器的热量通过风机、风机管道、导风管送到地下集热管传给土壤层集热，夜间太阳能空气集热储热循环系统给地上棚内加温。这样就充分利用了太阳能，减少热量损失，属于温室大棚内地下储热，夜间利用地下储存的热量向温室大棚内放热的循环保温系统。
背景技术
现有的北方温室大棚，即使在寒冷的冬季，白天晴天温室大棚内的温度也高达30度以上，到了夜间温度急剧下降到0-5度，白天的这些热量就白白地浪费掉，而且地表温却不足10度，特别是在冬季清晨，地温还不足5度，极大地影响了植物生长，到了夜间还要加盖草帘子、防寒被等进行保温，有的温室大棚为了植物生长要进行夜间辅助加温，这样即浪费能源、人力物力，污染环境，更增加了农产品的成本。为此，我国北方地区的温室大棚在没有加温的条件下，冬季都在闲置，这些温室大棚只起到了在春秋两季提前和延后一个月左右的生产，浪费资源，短缺农产品供应。
发明内容
本发明对现有的温室大棚白天温度高夜间温度低，特别是冬季地温低的问题，而且温室大棚四周边缘处温度更低甚至结冰，极大地影响了温室大棚的生产。为此，提出了一种温室大棚太阳能空气集热储热循环系统，该系统是利用温室大棚白天日照充足，温室大棚内温度高、升温快的特点，在大棚后坡内架设太阳能空气集热器，白天将温室大棚内顶部的热空气利用循环系统风机导入太阳能集热器二次加温，经二次升温的热空气通过太阳能空气集热器两端导风管导入地下集热管给土壤储热，特点是绝大部分热能传给土壤层，储热能力强，温室大棚空气温度均匀，使种植土壤层受热更均匀。在储热循环过程中，还能将地下低温循环到温室大棚内，使温室大棚降温，夜间再将保温被膜覆盖上，增加保温效果。温室大棚四周折起的保温板，隔离温室大棚内外土层的热传导，这样就解决了昼夜温差大种植土壤层温度不均衡的问题。该系统操作简单，运行稳定，不受雨雪天气影响，减少生产成本，增加收入，提高农产品质量，增加社会效益。温室大棚太阳能空气集热储热循环系统是利用太阳能进行储热和放热。不排放任何废气，是非常理想的绿色能源。温室大棚太阳能空气集热储热循环系统的应用，可以有效减少常规能源的消耗，并且可以有效减少二氧化碳气体及其它有害气体的排放，因此具有非常重要的环保意义。
具体实施方式
温室大棚太阳能空气集热储热循环系统，包括：棚前出风管，后墙反光膜卷帘机导向杆，温度控制器，竖风管，伸缩卷帘机支杆座，内拱架，内保温被膜伸缩卷帘机支杆，电源控制箱，内保温被膜卷帘机，内保温被膜卷帘机杆，后墙反光膜卷帘机，太阳能空气集热器导风管，后墙反光膜卷帘机杆，内保温被膜太阳能空气集热器，太阳能空气集热器，风机，内保温被膜，后墙反光隔热帘，后墙集热涂料层，外棚膜，后墙加热导风管，地下集热导风管，导风管出风孔，储热土壤层，地下集热管，地下集热管隔热板，棚前集热导风管端口隔热盖板，PVC膜，导风管阀板。首先在原有或新建温室大棚内前后方向从一头挖两米左右宽、深40-50厘米沟，然后在底部铺上保温板，前后和始端折起40-50厘米，在底部保温板上纵横向每30厘米打1厘米渗水园孔，避免土壤湿度过大，然后在保温板上按温室大棚前后方向扣上集热管，集热管是由混凝土预制，成型后在内径壁涂上导热金属炭黑微珠涂料，在棚后墙端延后墙铺一导风管，导风管上开有大小不同的出风孔，中间大往两端逐渐小，这样是为了热风分布更均匀，前端将保温板内折扣在集热管上面，然后在每个集热管上端插入出风管，出风管下口位于集热管口中部，上端口高出地面20-30厘米，然后将挖出去的土按原土壤层回填埋实，挨着在铺好的集热管再挖2米左右宽、深40-50厘米沟，用上面方法重复做，直到全棚铺完为止。将棚两端的竖风管下端与地下导风管两端连接。在棚内安装内拱架，上端固定在大棚后墙上，内外棚架最高点应保留1.1米高的距离，下端固定在外棚架上，内外棚架底部距离为20厘米。安装太阳能空气集热器，太阳能空气集热器是由1米乘1米方型压膜槽框架结构连接，每个框架端面相互连接成一组，每个框架内镶嵌1平方米高导热金属炭黑微珠涂料，框架与框架按大棚长度两端各留0.5米连接，然后用2.2米宽，大棚长度透光率98％的PVC膜包裹，膜宽度宽于框架0.1米，使进风时有前后面都有0.05平方米的通风道，两端与竖风管连接。后墙涂高导热金属炭黑微珠涂料增加吸热能力，并且在后墙增加一层反光隔热帘。最后在内拱架上安装保温被膜，上边缘用压膜槽固定在后墙上，保温被膜上端离后墙0.8米处安装0.8宽，长与太阳能空气集热器同长，安有软太阳能空气集热器。软太阳能空气集热器，是由涂有高导热金属炭黑微珠涂料的玻璃丝集热布与PVC膜热熔合成筒状，中间进风管与太阳能空气集热连通，两端出风口与竖风管连通，并且在竖风管与后墙加热导风管连接处装入导风管阀板，导风管阀板作用是：在阀板放到最下面时地下集热导风管关闭不加热，只给后墙加热，当提升一半阀板时后墙不加热，只给地下加热，当完全提起时后墙、地下同时加热。运行，在运行过程中冬季晴天温室大棚温度一般都在30度左右，热空气经风机吹入两个太阳能空气集热器继续逐渐加温到太阳能空气集热器末端竖风管口时温度升到70-85度，经竖风管继续向下流动到后墙加热导风管出风孔、地下集热导风管的出风孔均匀地流进地下集热管储热，随着热风流将热能储进整个温室大棚的后墙和地下土壤层，周而复始。使温室大棚不放风的情况下也能保持在植物正常的生长温度18度～25度之间，当地下储热体和地上温室大棚内的温度达到平衡温度时，由温度控制器断电停止循环系统运行，如果地上温室大棚内空气温度再次升高到28度时，由温度控制器自动启动循环系统运行继续向地下进行储热，当地下储热体和地上温室大棚气温都达到28度时温度控制器自动报警，这时可进行人工放风来降低温室大棚内温度。到了夜间温度控制器转换到另一组设置空气温度15度～20度，温室大棚内温度低于15度时温度控制器自动启动循环系统运行，将地下储热体的热量循环到地上温室大棚内，高于20度时则停止运行。由于该循环系统结构简单，成本低，安装方便，运行可靠，可在新建或原有的温室大棚内进行安装。不受雨雪天气影响，有效延长了使用周期。解决了农产品冬季供应不足的问题，给人们冬季餐桌增添丰富的新鲜水果和蔬菜，更重要的是充分利用了取之不尽清洁环保的太阳能热源，大大减少了农民负担，减少了二氧化碳的排放，也降低了生产成本，提高产品品质。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图。
图中，1、棚前出风管，2、后墙反光膜卷帘机导向杆，3、温度控制器，4、竖风管，5、伸缩卷帘机支杆座，6、棚内拱架，7、内保温被膜伸缩卷帘机支杆，8、电源控制箱，9、内保温被膜卷帘机，10、内保温被膜卷帘机杆，11、后墙反光膜卷帘机，12、内保温被膜太阳能空气集热器与太阳能空气集热器连接风管，13、后墙反光膜卷帘机杆，14、内保温被膜太阳能空气集热器，15、太阳能空气集热板，16、风机，17、内保温被膜，18、后墙反光隔热帘，19、后墙集热涂料层，20、外棚膜，21、后墙加热导风管，22、地下集热导风管，23、导风管出风孔，24、储热土壤层，25、地下集热管，26、地下集热管隔热板，27、地下集热管端口，28、后墙导风管，29、地下集热管端口折起包裹保温板。
图2是本发明太阳能空气集热储热循环系统结构示意图。
图中，1、高导热金属炭黑微珠涂料的玻璃丝集热板，2、风机，3、集热器连接风管，4、竖风管，5、内保温被膜太阳能空气集热器，6、温控器，7、后墙导风管与地下导风管阀板，8、地下集热管，9、地下导风管，10、导风管出风孔，11、出风管口，12、后墙出风管口，13、后墙导风管，14、温控探头，15、导风管阀板升降手柄，16、太阳能空气集热器框架压膜槽，17、PVC透光膜，18、集热板。
图3是本发明地下集热管件示意图。
图中，1、地下集热管，2、涂料层。
图4是本发明断面结构示意图。
图中，1、内保温被膜太阳能空气集热器导风管，2、后墙反光膜卷帘机导向杆，3、后墙集热涂料层，4、竖风管，5、风向，6、后墙加热导风管，7、地下集热导风管，8、地下集热管，9、隔热板，10、地下集热管隔热板，11、棚前出风管，12、风向，13、伸缩卷帘机支杆座，14、内保温被膜伸缩卷帘机支杆，15、棚内拱架，16、棚外拱架，17、内保温被膜，18、高导热金属炭黑微珠涂料的玻璃丝集热板，19、风机，20、太阳能空气集热器两端出风口，21、内保温被膜太阳能空气集热器与太阳能空气集热器连接风管。

Claims (3)

1.一种农村温室大棚太阳能空气集热储热循环系统包括：高导热金属炭黑微珠涂料的玻璃丝集热板，风机，集热器连接风管，竖风管，内保温被膜太阳能空气集热器，温控器，后墙导风管与地下导风管阀板，地下集热管，地下导风管导风管出风孔，出风管口，后墙出风管口，后墙导风管，温控探头，导风管阀板升降手柄，太阳能空气集热器框架压膜槽，PVC透光膜，集热板。
首先在原有或新建温室大棚内前后方向从一头挖两米左右宽、深40-50厘米沟，然后在底部铺上保温板，前后和始端折起40-50厘米，在底部保温板上纵横向每30厘米打1厘米渗水园孔，避免土壤湿度过大，然后在保温板上按温室大棚前后方向扣上集热管，集热管是由混凝土预制，成型后在内径壁涂上导热金属炭黑微珠涂料，在棚后墙端延后墙铺一导风管，导风管上开有大小不同的出风孔，中间大往两端逐渐小，这样是为了热风分布更均匀，前端将保温板内折扣在集热管上面，然后在每个集热管上端插入出风管，出风管下口位于集热管口中部，上端口高出地面20-30厘米，然后将挖出去的土按原土壤层回填埋实，挨着在铺好的集热管再挖2米左右宽、深40-50厘米沟，用上面方法重复做，直到全棚铺完为止。将棚两端的竖风管下端与地下导风管两端连接。在棚内安装内拱架，上端固定在大棚后墙上，内外棚架最高点应保留1.1米高的距离，下端固定在外棚架上，内外棚架底部距离为20厘米。安装太阳能空气集热器，太阳能空气集热器是由1米乘1米方型压膜槽框架结构连接，每个框架端面相互连接成一组，每个框架内镶嵌1平方米高导热金属炭黑微珠涂料，框架与框架按大棚长度两端各留0.5米连接，然后用2.2米宽，大棚长度透光率98％的PVC膜包裹，膜宽度宽于框架0.1米，使进风时有前后面都有0.05平方米的通风道，两端与竖风管连接。后墙涂高导热金属炭黑微珠涂料增加吸热能力，并且在后墙增加一层反光隔热帘。最后在内拱架上安装保温被膜，上边缘用压膜槽固定在后墙上，保温被膜上端离后墙0.8米处安装0.8宽，长与太阳能空气集热器同长，安有软太阳能空气集热器。软太阳能空气集热器，是由涂有高导热金属炭黑微珠涂料的玻璃丝集热布与PVC膜热熔合成筒状，中间进风管与太阳能空气集热连通，两端出风口与竖风管连通，并且在竖风管与后墙加热导风管连接处装入导风管阀板，导风管阀板作用是：在阀板放到最下面时地下集热导风管关闭不加热，只给后墙加热，当提升一半阀板时后墙不加热，只给地下加热，当完全提起时后墙、地下同时加热。运行，在运行过程中冬季晴天温室大棚温度一般都在30度左右，热空气经风机吹入两个太阳能空气集热器继续逐渐加温到太阳能空气集热器末端竖风管口时温度升到70-85度，经竖风管继续向下流动到后墙加热导风管出风孔、地下集热导风管的出风孔均匀地流进地下集热管储热，随着热风流将热能储进整个温室大棚的后墙和地下土壤层，周而复始。使温室大棚不放风的情况下也能保持在植物正常的生长温度18度～25度之间，当地下储热体和地上温室大棚内的温度达到平衡温度时，由温度控制器断电停止循环系统运行，如果地上温室大棚内空气温度再次升高到28度时，由温度控制器自动启动循环系统运行继续向地下进行储热，当地下储热体和地上温室大棚气温都达到28度时温度控制器自动报警，这时可进行人工放风来降低温室大棚内温度。到了夜间温度控制器转换到另一组设置空气温度15度～20度，温室大棚内温度低于15度时温度控制器自动启动循环系统运行，将地下储热体的热量循环到地上温室大棚内，高于20度时则停止运行。
2.如权利要求1所述，温室大棚太阳能空气集热储热循环系统为成套设备，利用循环系统可将白天将温室大棚内顶部的热空气利用循环系统风机导入太阳能集热器二次加温，经二次升温的热空气温度高，最高可达85度，再通过太阳能空气集热器两端导风管导入地下集热管给土壤储热，特点是绝大部分热能传给土壤层，储热能力强，温室大棚空气温度均匀，使种植土壤层受热更均匀。在储热循环过程中，还能将地下低温循环到温室大棚内，使温室大棚降温，夜间再将保温被膜覆盖上，增加保温效果。
3.如权利要求2所述，当地下储热体和地上温室大棚内的温度达到平衡温度时，由温度控制器断电停止循环系统运行，如果地上温室大棚内空气温度再次升高到28度时，由温度控制器自动启动循环系统运行继续向地下进行储热，当地下储热体和地上温室大棚气温都达到28度时温度控制器自动报警，这时可进行人工放风来降低温室大棚内温度。到了夜间温度控制器转换到另一组设置空气温度15度～20度，温室大棚内温度低于15度时温度控制器自动启动循环系统运行，将地下储热体的热量循环到地上温室大棚内，高于20度时则停止运行。
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