CN108307885A - 大棚种植的太阳能集热温度调节装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种大棚种植的太阳能集热温度调节装置，该装置包括若干太阳能集热器、通风管和活动天窗，太阳能集热器位于大棚内且沿平行于大棚透明顶面的平面铺设，与太阳能集热器位置对应的大棚地下埋设有地暖管，太阳能集热器包括集热水箱，地暖管与太阳能集热器的集热水箱之间设置有管道泵，太阳能集热器的集热水箱、管道泵和地暖管连成一个循环回路；通风管埋设于蓄放热单元一侧的地下，通风管的两端突出于地面且分别位于大棚内和大棚外；活动天窗位于蓄放热单元另一侧的大棚顶部；管道泵和活动天窗分别与大棚内设置的温度传感器连接。本发明的温度调节装置设计合理，结构简单，能源可得到充分利用，使用时无需改动大棚的结构。
Description
技术领域
本发明涉及一种大棚种植装置，尤其涉及一种对大棚种植的温度进行调节的装置，更具体是涉及一种大棚种植的太阳能集热温度调节装置。
背景技术
大棚种植是目前农村广泛采用的高效利用土地、一年四季满足城市蔬菜市场供应的有效方法。由于植物的生长需要温度维持在一定的范围内，温度过低或过高都会影响其正常生长，所以需要对大棚内的温度进行调节。现有大棚种植的温度调节，一般是在大棚的顶部开设通风口，当白天太阳光照射充足，棚内温度较高时，打开通风口，让棚内的空气和外界的空气形成对流，使棚内温度降下来，如果此时温度还是太高，还可以在大棚的顶部覆盖上黑色帘布，让黑色帘布将多余的热量吸收后与外界空气进行热交换，从而保证热量不再传递进棚内；在夜间温度较低时，则通过在大棚的顶部覆盖上保温帘，避免棚内热量的散失；而在寒冷的冬季，则需要通过在棚内安装暖气或热风风扇来提高棚内的温度，以使棚内温度达到种植的要求；这些方法不仅效率低，调节效果不好，而且需要耗费较多的人力和资源；另外，白天吸收的多余热量只能在与外界空气的对流过程白白损失掉，无法充分利用，这也造成能源的浪费。
发明内容
为解决以上存在的问题，本发明的目的是提供一种大棚种植的太阳能集热温度调节装置，该温度调节装置可在阳光照射充足的情况下将多余的热量储存，在棚内温度较低时将热量释放。
为实现以上目的，本发明的大棚种植的太阳能集热温度调节装置，包括太阳能集热器、通风管和活动天窗，太阳能集热器位于大棚内且沿平行于大棚透明顶面的平面铺设，与太阳能集热器位置对应的大棚地下埋设有地暖管，太阳能集热器包括有集热水箱，地暖管的进水端向上延伸出地面并通过管道泵与太阳能集热器的集热水箱出水口连接、出水端向上延伸出地面并与太阳能集热器的集热水箱进水口连接，使太阳能集热器的集热水箱、管道泵和地暖管形成一个循环回路；通风管埋设于太阳能集热器一侧的地下，通风管的两端突出于地面且分别位于大棚内和大棚外；活动天窗位于太阳能集热器另一侧的大棚顶部；管道泵和活动天窗分别与大棚内设置的温度传感器连接。
上述大棚透明顶面为斜面，太阳能集热器是由真空集热管、集热水箱和支架构成的真空管太阳能热水器，太阳能热水器通过支架固定于大棚透明顶面的骨架上，真空集热管的倾斜度与大棚透明顶面的倾斜度相同，相邻两根真空集热管之间的距离为10-50cm。
为了更加充分利用白天太阳光照射的热量，上述太阳能热水器包括若干个且沿大棚透明顶面的长度方向和宽度方向均匀铺设，沿大棚透明顶面长度方向铺设的相邻两太阳能热水器之间的距离优选5-10m，沿大棚透明顶面宽度方向铺设的相邻两太阳能热水器之间的距离优选20-50cm。
为了加快空气对流的速度，上述活动天窗为位于大棚吸热墙体顶面和大棚透明顶面平行设置的两个竖向天窗，各竖向天窗中间固定有水平转轴，水平转轴通过联动机构与电机连接，并由电机控制天窗转动的角度，电机与设置于大棚内的温度传感器连接。
为了消除液体热胀冷缩产生的体积变化，上述太阳能热水器的集热水箱设置有用于调节集热水箱体积的膨胀袋或膨胀罐。
为了便于外界空气进入棚内，上述通风管为U形管，位于大棚外的一端向外弯折形成水平的进风口。
本发明的大棚种植的太阳能集热温度调节装置，采用在大棚内且沿平行于大棚透明顶面的平面铺设太阳能集热器，而太阳能集热器与埋设于大棚地下的地暖管和管道泵构成循环回路，利用太阳能集热器将白天阳光充足照射产生的多余热量先存储起来，在夜间或阴冷的天气再将热量传递给与土壤具有较大接触面积的地暖管，为植物的根系提供热源，而采用与外界相通的通风管，再配合设置于大棚顶部的活动天窗和设置于大棚内的温度传感器，可及时通过空气的对流调节大棚内的温度，使种植大棚能维持恒定的种植温度。本发明的温度调节装置，设计合理，结构简单，先通过太阳能集热器存储多余热量，再通过地暖管导热到土壤，储热量大，成本低，能源可得到充分利用，且使用时无需改动大棚的结构，特别适合于对现有温室大棚种植的温度调节。
附图说明
图1是本发明大棚种植的太阳能集热温度调节装置的结构示意图。
图2是太阳能集热器的结构示意图。
图3是地暖管的结构示意图。
图4是活动天窗打开时的大棚种植的太阳能集热温度调节装置的结构示意图。
具体实施方式
如图1、2、3所示，本发明的大棚包括吸热墙8和透明顶面4，大棚种植的太阳能集热温度调节装置，包括多个太阳能热水器1、通风管2和活动天窗3；太阳能热水器1位于大棚内且沿与大棚透明顶面4平行的平面的长度方向和宽度方向均匀铺设，沿大棚透明顶面长度方向铺设的相邻两太阳能热水器之间的距离优选5-10m，沿大棚透明顶面宽度方向铺设的相邻两太阳能热水器之间的距离优选20-50cm，大棚透明顶面为倾斜面，太阳能热水器是由真空集热管11、集热水箱12和可固定于大棚透明顶面骨架的支架13构成的真空管太阳能热水器，真空集热管的倾斜度与大棚透明顶面的倾斜度相同，相邻两根真空集热管之间的距离为10-50cm，与真空管太阳能热水器位置对应的大棚地下埋设有蛇形地暖管5，地暖管的进水端51向上延伸出地面并通过管道泵6与真空管太阳能热水器的集热水箱出水口121连接、出水端52向上延伸出地面并与真空管太阳能热水器的集热水箱进水口122连接，使集热水箱、管道泵和地暖管形成一个循环回路，在真空管太阳能热水器的集热水箱上还设置有用于调节集热水箱体积的膨胀袋或膨胀罐7；通风管2与真空管太阳能热水器的数量对应，且埋设于真空管太阳能热水器一侧的地下，通风管为两端突出于地面的U形管，其出风口21位于大棚内，进风口22位于大棚外且向外弯折形成水平进风口；活动天窗3为固定于大棚吸热墙体8顶面和固定于大棚透明顶面骨架9上的两个平行竖向天窗，各竖向天窗中间固定有水平转轴31，水平转轴通过联动机构与电机连接，并由电机控制天窗转动的角度；管道泵和电机分别与大棚内设置的温度传感器连接，传感器包括大棚室温传感器和大棚土壤温度传感器。
本发明的大棚种植的太阳能集热温度调节装置的工作原理，由于真空管太阳能热水器、管道泵和地暖管串接成一个循环回路，在白天太阳光照射充足时，大棚内开始升温，与此同时，太阳能热水器真空集热管的黑色吸热层将太阳光能的热量吸收，并将热量传递给真空管里面的水，加热的水便沿着真空管受热面往上进入集热水箱；当温度传感器检测到大棚室温到达植物根系最佳生长温度上限时，打开天窗，由于大棚内的热空气往上升，使大棚下部形成负压状态，空气从位于大棚外的通风管进风口进入通风管，再从出风口进入大棚进行补充，源源不断的补充空气使得热空气不断从活动天窗排出，这样，内外对流的空气就能迅速将大棚的温度降下来，如图4所示；当温度传感器检测到大棚室温低于植物根系最佳生长温度上限时，关闭天窗，让植物在最佳的生长温度范围内生长；当温度传感器检测到土壤温度接近植物根系最佳生长温度下限时，开启循环泵，集热水箱的热水被源源不断传递给地暖管，使土壤的温度迅速达到植物根系最佳生长温度；当温度传感器检测到土壤温度接近植物根系最佳生长温度上限时，关闭循环泵，让植物在最佳的生长温度范围内生长。
以上只是本发明大棚种植的太阳能集热温度调节装置一个实施例的具体说明，但该实施例并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技术方案的等效实施或变更，如地暖管、太阳能热水器和活动天窗结构的改变，均应包含在本发明的范围中。
Claims (6)
1.一种大棚种植的太阳能集热温度调节装置，包括若干太阳能集热器通风管和活动天窗，太阳能集热器位于大棚内且沿平行于大棚透明顶面的平面铺设，与太阳能集热器位置对应的大棚地下埋设有地暖管，太阳能集热器包括有集热水箱，地暖管的进水端向上延伸出地面并通过管道泵与太阳能集热器的集热水箱出水口连接、出水端向上延伸出地面并与太阳能集热器的集热水箱进水口连接，使太阳能集热器的集热水箱、管道泵和地暖管形成一个循环回路；通风管埋设于太阳能集热器一侧的地下，通风管的两端突出于地面且分别位于大棚内和大棚外；活动天窗位于太阳能集热器另一侧的大棚顶部；管道泵和活动天窗分别与大棚内设置的温度传感器连接。
2.根据权利要求1所述的大棚种植的太阳能集热温度调节装置，其特征在于：所述大棚透明顶面为斜面，太阳能集热器是由真空集热管、集热水箱和支架构成的真空管太阳能热水器，太阳能热水器通过支架固定于大棚透明顶面的骨架上，真空集热管的倾斜度与大棚透明顶面的倾斜度相同，相邻两根真空集热管之间的距离为10-50cm。
3.根据权利要求1或2所述的大棚种植的太阳能集热温度调节装置，其特征在于：所述太阳能热水器沿大棚透明顶面的长度方向和宽度方向均匀铺设，沿大棚透明顶面长度方向铺设的相邻两太阳能热水器之间的距离为5-10m，沿大棚透明顶面宽度方向铺设的相邻两太阳能热水器之间的距离为20-50cm。
4.根据权利要求3所述的大棚种植的太阳能集热温度调节装置，其特征在于：所述活动天窗为位于大棚吸热墙体顶面和大棚透明顶面平行设 置的两个竖向天窗，各竖向天窗中间固定有水平转轴，水平转轴通过联动机构与电机连接，并由电机控制天窗转动的角度，电机与设置于大棚内的温度传感器连接。
5.根据权利要求4所述的大棚种植的太阳能集热温度调节装置，其特征在于：所述太阳能热水器的保温箱设置有用于调节保温箱体积的膨胀袋或膨胀罐。
6.根据权利要求5所述的大棚种植的太阳能集热温度调节装置，其特征在于：所述通风管为U形管，位于大棚外的一端向外弯折形成水平的进风口。
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