CN108774498A - 一种大棚储热装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及农业生产领域，尤其是一种大棚储热装置，包括外部热源、储热装置、散热装置；外部热源为太阳能供热装置、地热供热装置或者直接加热装置；储热装置包括储热容器和储热介质；散热装置包括与所述储热装置密封连接的散热管道；外部热源产生的热量通过管道及管道内的储热介质传输到储热装置的储热介质中，散热管道环绕安装在大棚内侧的底部，两端分别与储热装置连通，并由靠近散热管道一侧贴有热反射膜的隔热材料将散热管道与大棚棚体隔离。本发明的大棚储热装置，收集并储存太阳能或者地热等清洁能源，变温幅度较小，使用安全，节能环保可持续利用，使用成本低。
Description
技术领域
本发明涉及农业生产领域，尤其是一种大棚储热装置。
背景技术
大棚栽培是常见的农业设施栽培方式，广泛应用于国内外冬春反季节的蔬菜、水果、花卉等种植和食用菌栽培以及养殖领域。大棚栽培的最大优势在于能够为栽培或养殖的动植物提供一个较为适宜的温度环境。在冬春季节，室外温度较低、昼夜温差大，如何保证大棚内温度在晚上仍处于适当范围，是种养殖者一直需要有效解决的技术问题。目前，人们所能采取的办法除加强大棚棚体的保温性能比如在棚体外面增加覆盖物外，主要采用人工辅助加热，但人工辅助加热费工费时，能源浪费严重。采用自动控温系统成本较高，不能适应广大农村或小型家庭农场使用。
太阳能和地热都是清洁能源，已经在建筑行业和日常生活领域得到了广泛应用。地表土壤和水体是一个巨大的太阳能集热器，收集了大约47%的太阳辐射能量，地源热泵技术的成功使得利用储存于地下的巨量的太阳能或地热成为现实。
发明内容
为解决大棚保温的节能、环保和经济实用的技术问题，本发明提供一种大棚储热装置，收集并储存太阳能或者地热等清洁能源，变温幅度较小，使用安全，节能环保可持续利用，使用成本低。
本发明通过以下技术方案得以实现：
一种大棚储热装置，安装在大棚内，其特征在于所述大棚储热装置包括外部热源、储热装置、散热装置；
所述外部热源为太阳能供热装置、地热供热装置或者直接加热装置；
所述储热装置包括储热容器和储热介质；
所述散热装置包括与所述储热装置密封连接的散热管道；
所述外部热源产生的热量通过管道及管道内的储热介质传输到储热装置的储热介质中，所述散热管道环绕安装在大棚内侧的底部，两端分别与储热装置连通，并由靠近散热管道一侧贴有热反射膜的隔热材料将散热管道与大棚棚体隔离。
本发明的大棚储热装置，所述太阳能供热装置包括一组设置在大棚外面的真空吸热管、暂存储热介质的容器和通过控制阀门与所述储热容器连通的管道。
本发明的大棚储热装置，所述地热供热装置包括至少一组竖直埋入地下的循环水管和循环水泵，循环水管的下端深度在地面以下50米以上，上端通过循环水泵与所述储热装置相连或者与散热管道直接相连。
直接加热的热源可以是电加热、蒸汽加热或者燃烧农作物秸秆等直接燃料加热。
本发明的大棚储热装置，所述储热装置设置在大棚地面30厘米以下，通过循环水泵与所述散热管道相连。这样，大棚储热装置的不占用大棚内的有限面积，不影响大棚产量，能够提高大棚的经济效益。
本发明的大棚储热装置，所述储热介质为过饱和醋酸钠或醋酸锌的水溶液。利用过饱和醋酸钠或醋酸锌水溶液作为储热介质，不仅可以在温度上升过程中储存热量，还可以通过相变潜热进行能量的储存，增加储热热量并延长放热时间，提高大棚保温效果。
本发明的大棚储热装置所述储热介质包括三水醋酸钠、八水氢氧化钡、十水硼酸钠、醋酸锌、十二烷基苯磺酸钠和硅胶；其重量比配方为：三水醋酸钠为70-75％、八水氢氧化钡为10-15％、十水硼酸钠为1-5％、醋酸锌为1-5％、十二烷基苯磺酸钠为1-5％、硅胶为1-2％。优选的储热介质的重量比配方为：三水醋酸钠为75％、八水氢氧化钡为10％、十水硼酸钠为5％、醋酸锌为5％、十二烷基苯磺酸钠为3.5％、硅胶为1.5％。其中的硅胶可以调换为工业明胶。上述储热介质的制备方法为，将配料按配方混合均匀后，水浴加热并搅拌至完全融化，然后将共融混合物封装在所述容器内。该共融混合物的相变温度为45℃-50℃，当共融混合物的温度下降至相变温度后共融混合物发生相变，进一步释放相变潜热，提高保温效果。
本发明的大棚储热装置，所述储热装置安装一个单独的储热加热系统，在外部热源枯竭时启动储热加热系统供热并储热，节能效果更好。该储热加热系统可以采用电加热、蒸汽加热或者燃烧农作物秸秆等直接燃料加热。
本发明的大棚储热装置，可用的储热介质除过饱和醋酸钠或醋酸锌水溶液以及上述的共融混合物外，还可以是其他的相变温度在大棚设定温度范围内相变物质。
附图说明
图1：实施例1的大棚储热装置示意图。
图1中：10--大棚，20a--太阳能供热装置，201--暂存储热介质的容器，202--真空管，203--管道，30--储热容器，40--散热管道。
图2： 实施例2的大棚储热装置示意图。
图2中：10--大棚，203--管道，204--循环水管，205--循环水泵，30--储热容器，40--散热管道。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进一步说明。
实施例1：
一种大棚储热装置，安装在大棚内，包括外部热源、储热装置、散热装置；
所述外部热源为太阳能供热装置，包括一组设置在大棚外面的真空吸热管、暂存储热介质的容器和通过控制阀门与所述储热容器连通的管道；
所述储热装置包括储热容器和储热介质，所述储热介质为过饱和醋酸钠水溶液；
所述散热装置包括与所述储热装置密封连接的散热管道；
所述外部热源产生的热量通过管道及管道内的储热介质传输到储热装置的储热介质中，所述散热管道环绕安装在大棚内侧的底部，两端分别与储热装置连通，并由靠近散热管道一侧贴有热反射膜的隔热材料将散热管道与大棚棚体隔离。
实施例2：
所述外部热源为地热供热装置，包括3组并联的竖直埋入地下的循环水管和循环水泵，循环水管的下端深度在地面以下50米，上端通过循环水泵与所述储热装置相连；
所述储热装置包括储热容器和储热介质，储热介质的重量比配方为：三水醋酸钠为75％、八水氢氧化钡为10％、十水硼酸钠为5％、醋酸锌为5％、十二烷基苯磺酸钠为3.5％、硅胶为1.5％；
所述散热装置包括与所述储热装置密封连接的散热管道；
所述外部热源产生的热量通过管道及管道内的储热介质传输到储热装置的储热介质中，所述散热管道环绕安装在大棚内侧的底部，两端分别与储热装置连通，并由靠近散热管道一侧贴有热反射膜的隔热材料将散热管道与大棚棚体隔离。
实施例3：
一种大棚储热装置，安装在大棚内，包括外部热源、储热装置、散热装置；
所述外部热源为直接加热装置，通过锅炉直接燃烧农作物秸秆加热；
所述储热装置包括储热容器和储热介质，所述储热介质为过饱和醋酸钠水溶液；
所述散热装置包括与所述储热装置密封连接的散热管道；
所述外部热源产生的热量通过管道及管道内的储热介质传输到储热装置的储热介质中，所述散热管道环绕安装在大棚内侧的底部，两端分别与储热装置连通，并由靠近散热管道一侧贴有热反射膜的隔热材料将散热管道与大棚棚体隔离。
实施例4：
一种大棚储热装置，设置在大棚内的地面30厘米以下，通过循环水泵与下述散热管道相连，包括外部热源、储热装置、散热装置；
所述外部热源为太阳能供热装置，包括一组设置在大棚外面的真空吸热管、暂存储热介质的容器和通过控制阀门与所述储热容器连通的管道；
所述储热装置包括储热容器和储热介质，所述储热介质为过饱和醋酸钠水溶液；
所述散热装置包括与所述储热装置密封连接的散热管道；
所述外部热源产生的热量通过管道及管道内的储热介质传输到储热装置的储热介质中，所述散热管道环绕安装在大棚内侧的底部，两端分别与储热装置连通，并由靠近散热管道一侧贴有热反射膜的隔热材料将散热管道与大棚棚体隔离。
实施例5：
一种大棚储热装置，安装在大棚内，包括外部热源、储热装置、散热装置；
所述外部热源为太阳能供热装置，包括一组设置在大棚外面的真空吸热管、暂存储热介质的容器和通过控制阀门与所述储热容器连通的管道；
所述储热装置包括储热容器和储热介质，所述储热介质为过饱和醋酸钠水溶液；在储热装置内安装一个单独的电加热储热加热系统；
所述散热装置包括与所述储热装置密封连接的散热管道；
所述外部热源产生的热量通过管道及管道内的储热介质传输到储热装置的储热介质中，所述散热管道环绕安装在大棚内侧的底部，两端分别与储热装置连通，并由靠近散热管道一侧贴有热反射膜的隔热材料将散热管道与大棚棚体隔离。
Claims (10)
1.一种大棚储热装置，安装在大棚内，其特征在于所述大棚储热装置包括外部热源、储热装置、散热装置；
所述外部热源为太阳能供热装置、地热供暖装置或者直接加热装置；
所述储热装置包括储热容器和储热介质；
所述散热装置包括与所述储热装置密封连接的散热管道；
所述外部热源产生的热量通过管道及管道内的储热介质传输到储热装置的储热介质中，所述散热管道环绕安装在大棚内侧的底部，两端分别与储热装置连通，并由靠近散热管道一侧贴有热反射膜的隔热材料将散热管道与大棚棚体隔离。
2.如权利要求1所述的大棚储热装置，其特征在于所述太阳能供热装置包括一组设置在大棚外面的真空吸热管、暂存储热介质的容器和通过控制阀门与所述储热容器连通的管道。
3.如权利要求1所述的大棚储热装置，其特征在于所述地热供暖装置包括至少一组竖直埋入地下的循环水管和循环水泵，循环水管的下端深度在地面以下50米以上，上端通过循环水泵与所述储热装置相连或者散与热管道直接相连。
4.如权利要求1所述的大棚储热装置，其特征在于所述储热装置设置在大棚地面30厘米以下，通过循环水泵与所述散热管道相连。
5.如权利要求1所述的大棚储热装置，其特征在于所述储热介质为过饱和醋酸钠或醋酸锌的水溶液。
6.如权利要求1所述的大棚储热装置，其特征在于所述储热介质包括三水醋酸钠、八水氢氧化钡、十水硼酸钠、醋酸锌、十二烷基苯磺酸钠和硅胶；其重量比配方为：三水醋酸钠为70-75％、八水氢氧化钡为10-15％、十水硼酸钠为1-5％、醋酸锌为1-5％、十二烷基苯磺酸钠为1-5％、硅胶为1-2％。
7.如权利要求6所述的大棚储热装置，其特征在于所述储热介质的制备方法为，将配料按配方混合均匀后，水浴加热并搅拌至完全融化，然后将共融混合物封装在所述容器内。
8.如权利要求6所述的大棚储热装置，其特征在于所述储热介质的重量比配方为：三水醋酸钠为75％、八水氢氧化钡为10％、十水硼酸钠为5％、醋酸锌为5％、十二烷基苯磺酸钠为3.5％、硅胶为1.5％。
9.如权利要求6所述的大棚储热装置，其特征在于所述储热介质中的硅胶调换为工业明胶。
10.如权利要求1所述的大棚储热装置，其特征在于所述储热装置安装一个单独的储热加热系统。
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