CN109156228A - 一种温室综合集放热系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于农业工程技术领域，尤其涉及一种温室综合集放热系统，包括由液体管路依次循环连接的储液池、水泵、后墙集热装置、屋脊集热装置、空中集热装置、屋面集热装置，以及包括由气体管路依次循环连接的屋脊集热装置、地下集热装置、储液池；其中，储液池和水泵布置于温室内，后墙集热装置布置在温室后墙处，空中集热装置布置在温室冠层顶部，屋面集热装置布置在温室前屋面上，屋脊集热装置布置在温室顶部，地下集热装置埋设在温室土壤内。在白天吸收太阳辐射热或室内空气热之后通过管路将热量存储在储液池或土壤中，在夜间通过通过管路将热量释放到温室内。充分收集温室内太阳辐射能和空气热能，提高集热效率，调节室内空气温度和土壤温度。
Description
技术领域
本发明属于农业工程技术领域，尤其涉及一种温室综合集放热系统。
背景技术
我国北方冬季寒冷，主要利用日光温室或外保温塑料大棚进行蔬菜生产，满足冬春季节居民的蔬菜需求。日光温室或外保温塑料大棚主要依靠围护结构的保温蓄热性能来维持较高的室内外温差，防止作物生长于生理低温以下环境。但上述设施结构较为简单，不仅对室内气温的调节能力差，而且气温水平总体不高，很难满足作物正常生长需求，不利于提高产品的产量和质量。
目前主要采取主动蓄热的方式解决上述问题。其中一种是将热空气在日间引入温室后墙，通过提高后墙在日间的蓄热量来促进其夜间放热量，进而提高夜间室内气温。但该方法对墙体结构提出了较高要求，不仅建造成本高，而且施工效率低，不利于大范围推广。另一种方法是在后墙处设置水循环系统，在日间通过系统内的水循环吸收来自太阳辐射或室内空气的热量，然后在夜间室内气温较低的时候再次通过水循环将日间储蓄的热量释放到室内，达到主动调控室内气温的目的。
上述方法对改善日光温室室内气温有着积极的作用，但对日光温室冬季夜间室内气温的提升效果有限，还不适用于没有后墙的外保温塑料大棚或后墙没有蓄热能力的日光温室。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种温室综合集放热系统，包括由液体管路依次循环连接的储液池、水泵、后墙集热装置、屋脊集热装置、空中集热装置、屋面集热装置，以及包括由气体管路依次循环连接的屋脊集热装置、地下集热装置、储液池；其中，所述储液池和水泵布置于温室内，后墙集热装置布置在温室后墙处，所述空中集热装置布置在温室冠层顶部，所述屋面集热装置布置在温室前屋面上，所述屋脊集热装置布置在温室顶部，所述地下集热装置埋设在温室土壤内。
所述储液池在温室内地面下挖建成，池四周砌砖，设置防水层，在水池内注入集热液体。
所述空中集热装置采用密集平行排列的多排黑色细管作为液体流通管道和集热面。
所述屋面集热装置使用几字形骨架及其内部的细管作为集热装置。
所述屋脊集热装置包括风机和换热管道。
所述地下集热装置包括进气管、调风板、地下热交换管和出气管，进气管用于连接屋脊集热装置和地下热交换管，中部设置有三通调风板，出气管与地下热交换管相连，其出口伸出地面。
所述地下集热通过进气管与屋脊集热装置相连接，收集屋脊集热装置排出空气的热量，并将其储存到温室土壤中。
所述后墙集热装置、屋脊集热装置、空中集热装置、屋面集热装置中的至少一个在白天吸收太阳辐射热或室内空气热之后通过管路将热量存储在储液池中，在夜间通过通过管路将热量释放到温室内。
所述系统还包括：设置在温室地面上的立体栽培集热系统，包括立体栽培架、栽培槽和基质，采用A型立体栽培架，使用泥炭、稻壳作为有机基质。
所述立体栽培集热系统通过辐射换热、对流换热和热传导的方式将栽培槽表面的热量储存到基质中，然后在夜间室内气温低于基质温度的时候，将基质的热量释放到温室内。
有益效果：
本发明的技术方案与现有技术相比具有如下优点：1)可以充分收集日间温室内太阳辐射能和空气热能，提高集热效率；2)空气集热系统除了集热外，还能调节室内空气温度和土壤温度，尽可能为作物提供舒适的地上和地下温度环境；3)充分利用立体栽培架基质的蓄热功能，发挥立体栽培架栽培槽表面积较大的优点进行集热，进一步增加集热量。
附图说明
图1本发明实施例温室综合集热系统结构示意图；
图2本发明实施例温室综合集热系统结构平面图；
图中：1：储液池；2：水泵；3循环管道；4：后墙集热装置；5：空中集热装置；6：前屋面集热装置；7：屋脊集热装置；8a：调风板；8b：进风管；8c：地下热交换管；8d：出风管；9：立体栽培集热系统；
具体实施方式
下面结合附图，对实施例作详细说明。
如图1、2所示，本发明提供一种适宜于温室的综合集放热系统，包括储液池1、水泵2、循环管道3、后墙集热装置4、空中集热装置5、屋面集热装置6、屋脊集热装置7、地下集热装置和立体栽培集热系统9。
所述储液池1设置在温室内，作为优选，储液池1池可在温室内下挖一定深度建成。池四周砌砖，设置防水层，在水池内注水作为集热液体。
所述水泵2设置在水池内，作为优选，可选用潜水泵。
所述循环管道3，作为优选，选用PE管连接水泵、储液池、后墙集热装置4、空中集热装置5、屋面集热装置6和屋脊集热装置7。
所述后墙集热装置4布置在日光温室后墙处，所述空中集热装置5布置在日光温室冠层顶部。作为优选，采用密集平行排列的多排黑色细管作为液体流通管道和集热面；
所述屋面集热装置6布置在日光温室前屋面上。作为优选，使用几字形骨架及其内部的细管作为集热装置。
所述屋脊集热装置7布置在日光温室顶部。作为优选，选用包括风机和换热管的表冷器作为集热装置。
所述地下集热装置埋设在日光温室土壤内。作为优选，使用PE管作为进风管8b、地下热交换管8c和出风管8d。进风管8b中部设有三通。三通上装有调风板8a，控制进风管内空气流向。地下换热管8c按温室跨度平行布置，通过纵向管道与进风管连接。
所述立体栽培集热系统9设置在温室地面上，作为优选可采用A型立体栽培架，采用泥炭、稻壳等有机基质。
当日间太阳辐射超过预定值时，开启水泵1，使储液池1内水在后墙集热装置4、空中集热装置5和屋面集热装置6内循环，吸收太阳辐射能，并将其储存在储液池1内；
当日间室内气温超过预定值，但低于储液池1水温时，开启水泵2和屋面集热装置7风机，使水池内水在屋脊集热装置7盘管内循环，吸收空气热量并将其储存在储液池1内；
当屋脊集热装置7出风温度高于25℃时，调节进风管上三通调风板8a，屋面集热装置7排出的空气进入通过进风管8b进入地下热交换管8c，利用温室土壤进行集热，然后从出风管8d排出；若屋脊集热装置7出风温度低于25℃时，调节进风管上三通调风板8a，屋脊集热装置7排出的空气直接进入温室。
当夜间室内气温低于设定值和储液池1温度时，启动水泵，使储液池1内水在后墙集热装置4、空中集热装置5和屋面集热装置6内循环，将储液池1内水的热量释放到温室内，提高室内气温；
当夜间室内气温低于设定值和储液池1温度时，启动水泵2和屋脊集热装置7风机，使储液池1水在屋脊集热装置7换热管内循环，将储液池1内水的热量释放到温室内，提高室内气温；
当夜间室内气温低于设定值，但高于储液池1温度时，仅启动屋脊集热装置7风机，调节进风管三通上的挡风板8a，将室内空气引入地下热交换管8c，吸收土壤的热量，后排入温室，提高室内气温；
A字形栽培架9的日间集热过程和夜间放热过程为自然发生，无需人工干涉。
此实施例仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种温室综合集放热系统，其特征在于，包括由液体管路依次循环连接的储液池、水泵、后墙集热装置、屋脊集热装置、空中集热装置、屋面集热装置，以及包括由气体管路依次循环连接的屋脊集热装置、地下集热装置、储液池；其中，所述储液池和水泵布置于温室内，后墙集热装置布置在温室后墙处，所述空中集热装置布置在温室冠层顶部，所述屋面集热装置布置在温室前屋面上，所述屋脊集热装置布置在温室顶部，所述地下集热装置埋设在温室土壤内。
2.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述储液池在温室内地面下挖建成，池四周砌砖，设置防水层，在水池内注入集热液体。
3.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述空中集热装置采用密集平行排列的多排黑色细管作为液体流通管道和集热面。
4.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述屋面集热装置使用几字形骨架及其内部的细管作为集热装置。
5.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述屋脊集热装置包括风机和换热管道。
6.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述地下集热装置包括进气管、调风板、地下热交换管和出气管，进气管用于连接屋脊集热装置和地下热交换管，中部设置有三通调风板，出气管与地下热交换管相连，其出口伸出地面。
7.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述地下集热通过进气管与屋脊集热装置相连接，收集屋脊集热装置排出空气的热量，并将其储存到温室土壤中。
8.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述后墙集热装置、屋脊集热装置、空中集热装置、屋面集热装置中的至少一个在白天吸收太阳辐射热或室内空气热之后通过管路将热量存储在储液池中，在夜间通过通过管路将热量释放到温室内。
9.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述系统还包括：设置在温室地面上的立体栽培集热系统，包括立体栽培架、栽培槽和基质，采用A型立体栽培架，使用泥炭、稻壳作为有机基质。
10.根据权利要求9所述系统，其特征在于，所述立体栽培集热系统通过辐射换热、对流换热和热传导的方式将栽培槽表面的热量储存到基质中，然后在夜间室内气温低于基质温度的时候，将基质的热量释放到温室内。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190108 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |