CN108260447A - 一种利用可旋转吸热板调温的温室 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用可旋转吸热板调温的温室，包括四面墙壁和带有可旋转吸热板的顶棚，四面墙壁围成温室的室内空间，包括循环水泵和蓄热水箱，顶棚包括透明盖板、水管、可旋转吸热板、保温层和横梁，顶棚覆盖在温室空间的上部。透明盖板覆盖在整个温室的顶棚上方，多根水管连接形成一根长水管，与循环水泵和蓄热水箱连接，可旋转吸热板与水管固定连接在一起，跟随水管旋转，在可旋转吸热板靠近水管的一侧，涂有选择性金属吸收涂层，在背离水管的一侧固定有保温层。可旋转吸热板的转动可以起到蓄热、透光和保温的作用。本发明提供的温室，能提高太阳能利用效率、可靠调节温度，适用于昼夜温差大的地区，在夜间也能实现保温和供暖且系统简便。
Description
技术领域
本发明涉及温室领域，尤其涉及一种利用可旋转吸热板调温的温室。
背景技术
温室是人工建立的适合于农作物生长的小气候系统。该系统的特殊性在于围护结构传热系数高，漏热快，且与常规建筑物相比基本没有蓄热能力。目前，温室的供热系统主要有两种形式，即热风供热系统和热水供热系统。热风供热系统优点在于无需换热直接送风，投资较省，但对农作物的生长有一定的影响，而且利用常规能源直接加热温室内空气，不仅能耗巨大，还易造成温室内气温分布不均匀。热水供热系统常采用地埋管道作为散热面，控制方便，温度场均匀，但热水由常规化石能源制取时耗能巨大，费用昂贵，在大规模应用时CO2等温室气体排放量大。
太阳能作为一种可再生的清洁能源，以其资源总量大，分布广泛越来越受到人们的重视。利用太阳能来解决人们日常生活中的供暖或者温室供暖也越来越成为环保节能的趋势。太阳能的热水供暖系统可以解决上述问题，但是由于地球表面上太阳能量密度较低，且存在季节和昼夜交替变化等特点，使得太阳能热水供暖系统在夜间和无日照期间的能量采集成为问题，从而使得太阳能热水供暖系统不可避免地存在很大的不稳定性，使太阳能利用效率也变得很低。
温室内作物的生长需要一定的温度，但过高或过低的温度都不利于作物的生长，即温室要根据作物的需要提供相应的温度。
经过对现有技术的检索发现，目前的可调温温室大都采用遮光原理。中国专利申请号201020168413.8的专利利用了上述的遮光原理,采用了一种电动卷帘式遮阳板。但是利用遮光原理降低了太阳能利用效率，不能实现夜间保温和供暖且系统复杂。
进一步检索发现，中国专利申请号201220258091.5的专利也采用了上述遮光原理，采用了一种旋转可调式非透明遮光板，但其主要是调节光照，对温度的控制性差，同样不能实现夜间保温和供暖。
通过以上检索可知，现有技术存在着太阳能利用效率低，温度控制性差、不能实现夜间保温和供暖，在昼夜温差大的地区适用性差，系统复杂等问题。
因此，本领域的技术人员致力于开发一种能提高太阳能利用效率、可靠调节温度，适用于昼夜温差大的地区，在夜间也能实现保温和供暖且系统简便的温度可调式温室。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是要提供一种温度可调式温室，需要能提高太阳能利用效率，能够可靠地调节温度，并且可以用于昼夜温差大的地区，在夜间也能实现保温和供暖且系统简便。
为实现上述目的，本发明提供了一种利用可旋转吸热板调温的温室，其特征在于，包括四面墙壁和带有可旋转吸热板的顶棚，所述四面墙壁互相连接在一起，围成温室的室内空间，在所述温室的室内空间中，包括循环水泵和蓄热水箱，所述顶棚包括透明盖板、水管、可旋转吸热板、保温层和横梁，顶棚覆盖在温室空间的上部，所述透明盖板覆盖在整个温室的顶棚上方，采用透明材质，太阳光透过透明盖板照射进温室，多根所述水管平行排放，每相邻的两根水管之间保持距离，每根水管的两端都固定在两端的横梁上，且可以围绕水管的中心轴旋转，相邻的两根水管之间通过软接头和集管连接，多根水管连接形成一根长水管，长水管的一端与所述循环水泵连接，另一端与所述蓄热水箱连接，循环水泵与蓄热水箱之间也进行连接，长水管、循环水泵与蓄热水箱三者之间的连接形成一个水循环的闭路，三者之间的连接都采用软接头和集管，所述可旋转吸热板与水管固定连接在一起，跟随水管的旋转而旋转，在可旋转吸热板靠近水管的一侧，涂有选择性金属吸收涂层，在每一片可旋转吸热板背离水管的一侧固定有保温层。
进一步地，所述温室顶棚为屋脊式或水平式。
进一步地，所述透明盖板的材质为平板玻璃。
进一步地，所述水管的旋转由电机或齿轮驱动。
进一步地，所述水管的中心轴用钢筋进行加强。
进一步地，所述可旋转吸热板的材料为铜、铝合金、不锈钢或镀锌板。
进一步地，所述可旋转吸热板的表面上的选择性金属吸收涂层的吸收率达0.9以上。
进一步地，所述循环水泵和蓄热水箱位于温室的室内空间中，并且放置在靠近墙壁地面的上方。
进一步地，所述软接头为橡胶软接头或金属软接头。
进一步地，所述保温层的材料为玻璃棉或酚醛泡沫。
本发明提供了一种利用可旋转吸热板调温的温室，能提高太阳能利用效率、可靠调节温度，适用于昼夜温差大的地区，在夜间也能实现保温和供暖且系统简便。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明的一个较佳实施例的利用可旋转吸热板调温的温室蓄热时的结构示意图；
图2是本发明的一个较佳实施例的利用可旋转吸热板调温的温室蓄热时的局部放大图；
图3是本发明的一个较佳实施例的利用可旋转吸热板调温的温室蓄热时的结构示意图(俯视图)；
图4是本发明的一个较佳实施例的利用可旋转吸热板调温的温室蓄热时的结构示意图(左视图)；
图5是本发明的一个较佳实施例的利用可旋转吸热板调温的温室透光时的结构示意图；
图6是本发明的一个较佳实施例的利用可旋转吸热板调温的温室夜间保温时的结构示意图；
图7是本发明的另一个较佳实施例的利用可旋转吸热板调温的温室蓄热时的结构示意图；
图8是本发明的另一个较佳实施例的利用可旋转吸热板调温的温室透光时的结构示意图；
图9是本发明的另一个较佳实施例的利用可旋转吸热板调温的温室夜间保温时的结构示意图。
具体实施方式
以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。
本发明所述的一种利用可旋转吸热板调温的温室，包括四面墙壁和带有可旋转吸热板的顶棚，四面墙壁互相连接在一起，围成温室的室内空间，在温室的室内空间中，包括循环水泵和蓄热水箱。带有可旋转吸热板的顶棚覆盖在温室空间的上部。
实施例一
如图1所示，温室的顶棚为水平式，包括透明盖板1、水管2、金属吸热板3、保温层4和横梁5。在本实施例中，温室的四个墙壁组合成长方体的形状，四面墙壁的最上端位于同一水平面上。循环水泵7和蓄热水箱8位于温室的室内空间，并且放置在靠近墙壁地面的上方。
在两面较长的墙壁的最上端为两段横梁5，分别位于顶棚两侧的下端。温室的顶棚为水平式，透明盖板1水平覆盖在整个温室的顶棚上方，并与温室顶棚上方固定在一起，透明盖板采用平板玻璃这样的透明材质，太阳光可以透过透明盖板照射进温室。多根水管2水平平行排放，每相邻的两根水管之间不是紧密靠在一起，而是保持距离，每根水管的两端都固定在两端的横梁上，且可以围绕水管的中心轴旋转，水管的旋转可由电机或齿轮驱动，特别地，水管的中心轴可以用钢筋进行加强。相邻的两根水管之间通过软接头和集管连接，多根水管就连接形成一根长水管。软接头可以是橡胶软接头或金属软接头。长水管的一端与循环水泵连接，另一端与蓄热水箱连接，循环水泵与蓄热水箱之间也进行连接，长水管、循环水泵与蓄热水箱三者之间的连接都采用软接头和集管进行连接。
图2为图1中局部位置A的放大图。如图2所示，金属吸热板3与水管2固定连接在一起，构成可围绕水管旋转的可旋转吸热板，位于透明盖板1的下方。金属吸热板的材料可为铜、铝合金、不锈钢、镀锌板等，而且在金属吸热板上靠近水管2的一侧涂有选择性吸收涂层，吸收率可达0.9以上。在每一片金属吸热板3背离水管的一侧固定有保温层4，可旋转吸热板旋转时，会带动保温层的旋转，保温层4的材料可以为玻璃棉或酚醛泡沫。当温室处于蓄热阶段时，可旋转吸热板上的水管旋转到靠近透明盖板1的位置，多块金属吸热板保持水平平行排列，拼接成一大片金属吸热板，朝向太阳的方向，并与透明盖板1平行。
如图3所示，多根水管2水平平行排放，每相邻的两根水管之间保持一定的距离，水管2的长度长于两端横梁之间的距离，并且水管的两端固定在两端的横梁上，与水管固定连接的金属吸热板3的长度则等于两端横梁的距离，当可旋转吸热板位于水平位置时，金属吸热板3正好可以拼接成一大片金属吸热板，正好覆盖整个温室的顶部。
如图4所示，水管2水平放置，水管的长度长于两端横梁之间的距离，水管的两端固定在两端横梁上，当温室处于蓄热阶段时，保温层4位于水管的下端，朝向温室的内部，透明盖板1位于水管的上端。
图1中的温室正处于蓄热的阶段，太阳光从透明盖板1的上方照向温室，水管2和金属吸热板3所组成的可旋转吸热板朝向透明盖板1的方向，保温层4朝向温室的内部。太阳光透过透明盖板1，投射到金属吸热板3上，金属吸热板上涂有选择性吸收涂层，吸收率可达0.9以上，能够很好地吸收太阳辐射的热能，金属吸热板3吸收的热量通过导热和对流传给水管2内的介质水，循环水泵7转动，带动蓄热水箱8和水管中水的循环，把收集的热量蓄存在蓄热水箱8中，用以夜间供暖使用。同时，保温层4位于金属吸热板的下方，用于抑制平板吸热体的散热，防止温室内部的温度过高。
如图5所示，温室处于透光阶段，金属吸热板3及其背部保温层4绕水管2旋转，根据温室内作物生长需要的温度来调整金属吸热板3的转角，从而调整金属吸热板3接收的太阳辐照量，实现对温室温度的调控。
如图6所示，温室处于夜间保温阶段，相对于蓄热阶段，保温层4随金属吸热板3一起绕水管2旋转180°，使得保温层4靠近透明盖板1的一侧，连成一大片保温层，水管2和金属吸热板3背对透明盖板1，同时循环水泵7带动水管内水的循环，把蓄存在蓄热水箱8中的热量发挥出来，与保温层4一起发挥夜间保温的作用。
实施例二
如图7所示，温室的顶棚为屋脊式，顶棚包括透明盖板1、水管2、金属吸热板3、保温层4、横梁5和横梁6。在本实施例中，因为顶棚为屋脊式，温室的四个墙壁的下端组合成长方体的形状，在屋脊前后两侧的两个墙壁一直向上延伸到屋脊。循环水泵7和蓄热水箱8位于温室的室内空间，并且放置在靠近墙壁地面的上方。
一直向上延伸到屋脊的两个墙壁的最上端为横梁5和横梁6，分别位于顶棚屋脊两侧的下端。透明盖板1覆盖在整个温室的屋脊式顶棚上方，并与温室顶棚上方固定在一起，透明盖板采用平板玻璃这样的透明材质，太阳光可以透过透明盖板照射进温室。多根水管2平行排放，每相邻的两根水管之间不是紧密靠在一起，而是保持距离，每根水管的两端都固定在屋脊两端的横梁上，且可以围绕水管的中心轴旋转，水管的旋转可由电机或齿轮驱动，特别地，水管的中心轴可以用钢筋进行加强。相邻的两根水管之间通过软接头和集管连接，多根水管就连接形成一根长水管。软接头可以是橡胶软接头或金属软接头。长水管的一端与循环水泵连接，另一端与蓄热水箱连接，循环水泵与蓄热水箱之间也进行连接，长水管、循环水泵与蓄热水箱三者之间的连接都采用软接头和集管进行连接。
图7中的温室正处于蓄热的阶段，太阳光从透明盖板1的上方照向温室，水管2和金属吸热板3所组成的可旋转吸热板朝向透明盖板1的方向，保温层4朝向温室的内部。太阳光透过透明盖板1，投射到金属吸热板3上，金属吸热板上涂有选择性吸收涂层，吸收率可达0.9以上，能够很好地吸收太阳辐射的热能，金属吸热板3吸收的热量通过导热和对流传给水管2内的介质水，循环水泵7转动，带动蓄热水箱8和水管中水的循环，把收集的热量蓄存在蓄热水箱8中，用以夜间供暖使用。同时，保温层4位于金属吸热板的下方，用于抑制平板吸热体的散热，防止温室内部的温度过高。
如图8所示，温室处于透光阶段，金属吸热板3及其背部保温层4绕水管2旋转，根据温室内作物生长需要的温度来调整金属吸热板3的转角，从而调整金属吸热板3接收的太阳辐照量，实现对温室温度的调控。
如图9所示，温室处于夜间保温阶段，相对于蓄热阶段，保温层4随金属吸热板3一起绕水管2旋转180°，使得保温层4靠近透明盖板1的一侧，连成一大片保温层，水管2和金属吸热板3背对透明盖板1，同时循环水泵7带动水管内水的循环，把蓄存在蓄热水箱8中的热量发挥出来，与保温层4一起发挥夜间保温的作用。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种利用可旋转吸热板调温的温室，其特征在于，包括四面墙壁和带有可旋转吸热板的顶棚，所述四面墙壁互相连接在一起，围成温室的室内空间，在所述温室的室内空间中，包括循环水泵和蓄热水箱，所述顶棚包括透明盖板、水管、可旋转吸热板、保温层和横梁，顶棚覆盖在温室空间的上部，所述透明盖板覆盖在整个温室的顶棚上方，采用透明材质，太阳光透过透明盖板照射进温室，多根所述水管平行排放，每相邻的两根水管之间保持距离，每根水管的两端都固定在两端的横梁上，且可以围绕水管的中心轴旋转，相邻的两根水管之间通过软接头和集管连接，多根水管连接形成一根长水管，长水管的一端与所述循环水泵连接，另一端与所述蓄热水箱连接，循环水泵与蓄热水箱之间也进行连接，长水管、循环水泵与蓄热水箱三者之间的连接形成一个水循环的闭路，三者之间的连接都采用软接头和集管，所述可旋转吸热板与水管固定连接在一起，跟随水管的旋转而旋转，在可旋转吸热板靠近水管的一侧，涂有选择性金属吸收涂层，在每一片可旋转吸热板背离水管的一侧固定有保温层。
2.如权利要求1所述的一种利用可旋转吸热板调温的温室，其特征在于，所述温室顶棚为屋脊式或水平式。
3.如权利要求1所述的一种利用可旋转吸热板调温的温室，其特征在于，所述透明盖板的材质为平板玻璃。
4.如权利要求1所述的一种利用可旋转吸热板调温的温室，其特征在于，所述水管的旋转由电机或齿轮驱动。
5.如权利要求1所述的一种利用可旋转吸热板调温的温室，其特征在于，所述水管的中心轴用钢筋进行加强。
6.如权利要求1所述的一种利用可旋转吸热板调温的温室，其特征在于，所述可旋转吸热板的材料为铜、铝合金、不锈钢或镀锌板。
7.如权利要求1所述的一种利用可旋转吸热板调温的温室，其特征在于，所述可旋转吸热板的表面上的选择性金属吸收涂层的吸收率达0.9以上。
8.如权利要求1所述的一种利用可旋转吸热板调温的温室，其特征在于，所述循环水泵和蓄热水箱位于温室的室内空间中，并且放置在靠近墙壁地面的上方。
9.如权利要求1所述的一种利用可旋转吸热板调温的温室，其特征在于，所述软接头为橡胶软接头或金属软接头。
10.如权利要求1所述的一种利用可旋转吸热板调温的温室，其特征在于，所述保温层的材料为玻璃棉或酚醛泡沫。
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