CN117178781A - 一种温室保温系统及其保温方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种温室保温系统及其保温方法，该温室保温系统包括可操作地附接至温室骨架顶部的披覆结构，其包括外披覆层和可收卷的内披覆层；至少一个聚光件，按照可响应于太阳光轨迹之变化而相对于太阳光偏转的方式设置在内披覆层和外披覆层之间；至少一个集热组件，布设在内披覆层背离聚光件一侧，并可移动地连接至温室骨架；其中，集热组件被配置为响应于太阳光轨迹之变化而驱动并定向于一个或多个聚光件因相对太阳光偏转而对应形成的至少一个聚光位置。本申请通过聚光件将太阳光汇聚并收集至集热组件，然后在夜间利用集热组件中的加热液体向沙漠温室补充热量，提高沙漠资源的可利用率，维持作物夜间生长生存之需要。

Description

一种温室保温系统及其保温方法

技术领域

本发明涉及沙漠温室技术领域，尤其涉及一种温室保温系统及其保温方法。

背景技术

沙漠地区是指那些降水量极低，蒸发量极大，土壤含水量很低，植被覆盖率很低的地区。沙漠性地域特征目前约占全球陆地面积的20％。由于沙漠地区具有水分蒸发快、昼夜温差大和风沙大等特点，使得沙漠并不是人类的宜居地，同样也不适合种植作物及圈养动物。由此，全球大约有五分之一的陆地面积处于闲置状态。针对此种现象，本领域技术人员提出在沙漠建造温室大棚以用于作物种植的技术方案。

CN215683710U公开一种沙漠种植生态温室，包括迎风墙、导沙板、龙骨、前墙；迎风墙顶端的前侧通过螺栓固定有导沙板；迎风墙前端的顶部与龙骨的后端镶嵌连接，且迎风墙前端的顶部与龙骨的后端通过螺栓固定方式连接；迎风墙前端的底部镶嵌在前墙的顶端上，且迎风墙前端的底部与前墙的顶端通过螺栓固定方式相连接；龙骨包括纵骨与横骨；纵骨与横骨均设有多根，且多根纵骨与多根横骨呈网格状排列。

然而沙漠地区具有昼夜温差大、风沙大的独特气候特征。针对昼夜温差大的特点，在将传统的温室大棚运用至沙漠地区时，由于沙漠地区白天光照较强，充盈的日光除提供给植物生长所需的光照之外，其附带的高温可能导致作物蒸腾作用加剧而使其流失过多水分，进而水分的大量缺失会影响作物的光合作用；而在进入夜晚后，由于沙漠地区昼夜温差大导致气温急剧下降，使得作物容易出现冻伤或者因昼夜温差变化频繁导致作物无法适应生长环境等问题。可见，在昼夜温差大的沙漠温室中种植作物时，如何改善日光热量的分布及其利用效率以平衡温室昼夜温度波动，从而保持作物的适宜生长环境是沙漠温室种植亟待解决的问题。

此外，针对沙漠地区风沙大的特点，沙漠温室大棚的顶部可能会沉积大量沙子，长此以往不仅会增加大棚骨架的负重使其承受沉降塌陷风险，更重要的是，持续堆积的沙层会削弱自然光线的照射强度，使温室顶棚的透光性降低甚至近乎将光线阻隔，最终对作物的正常生长造成显著影响。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

发明内容

针对现有技术之不足，本发明提供了一种温室保温系统及其保温方法，旨在解决现有技术中存在的至少一个或多个技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种温室保温系统，包括：

可操作地附接至温室骨架顶部的披覆结构，其包括外披覆层和可收卷的内披覆层；

至少一个聚光件，按照可响应于太阳光轨迹之变化而相对于太阳光偏转的方式设置在内披覆层和外披覆层之间；

至少一个集热组件，布设在内披覆层背离聚光件的一侧，并可移动地连接至温室骨架；

其中，

集热组件被配置为响应于太阳光轨迹之变化而驱动并定向于聚光件因相对太阳光偏转而对应形成的至少一个聚光位置。

本发明通过板式聚光件将太阳光汇聚至通有循环吸热流体的集热组件，利用太阳光将集热组件中配置的吸热流体加热，从而将日间太阳光能量收集保存；在夜晚温度降低的情况下，利用吸热流体将白天吸收存储的热能释放，为温室大棚提供热量补给，从而为作物夜间生长生存提供适宜的温度环境。本发明通过阳光传感器获取太阳的照射方向，并根据太阳的照射方向在日照期间连续或周期性地变换板式聚光件的倾斜角度，从而便于板式聚光件接收太阳光以获取太阳光能量。

优选地，集热组件包括配置有可循环的吸热介质的吸热单元，吸热单元通过可调节的第一牵引线和第二牵引线连接温室骨架，以能够基于第一牵引线和第二牵引线的调节移动至聚光位置。本发明通过可调节的牵引绳来调整吸热单元的工作位置，基于日间太阳光照射轨迹变化，系统控制器根据板式聚光件的汇聚光路的聚光位置动态地调整集热组件在温室大棚内的空间位置，以使集热组件持续保持在目标聚光位置，并通过配置其中的吸热流体吸收到更多的热量，提升夜间集热组件的供暖时间。

优选地，集热组件还包括与吸热单元流体地连通的放热单元，放热单元布置在温室骨架底部以允许吸热介质能够流动释放来自太阳光的热量。

优选地，聚光件响应于太阳光轨迹之变化而相对于太阳光偏转是按照使聚光件部分或全部地面向阳光照射方向的方式来执行的。本发明中，当太阳光照射方向变化时，系统控制器按照使聚光件基本正对阳光照射方向的方式执行针对聚光件的偏转调节，以使聚光件接收更多的太阳光线从而能够在与吸热单元对应的一侧形成具有高能量密度的聚光位置。

优选地，温室骨架包括若干竖向骨架和连接在竖向骨架之间的拱形骨架，其中，内披覆层可收卷地铺设于拱形骨架。

优选地，温室骨架还包括连接至竖向骨架的斜撑骨架，斜撑骨架通过转动电机连接至聚光件以将聚光件保持在内披覆层和外披覆层之间。

优选地，第一牵引线以用于调节吸热单元的竖向运动的方式连接至温室骨架，第二牵引线以用于调节吸热单元的横向运动的方式连接至温室骨架。

优选地，本发明提供的温室保温系统还包括配置在温室骨架顶部的一个或多个用于基于太阳光轨迹之变化确定阳光倾斜角度的阳光传感器。

优选地，本发明还涉及一种基于温室保温系统的温室保温方法，该温室保温方法可以包括如下步骤：

提供具有顶部披覆结构的温室骨架，披覆结构包括外披覆层和可收卷的内披覆层；

提供设置在内披覆层和外披覆层之间的至少一个聚光件；

提供布设在内披覆层背离聚光件的一侧，并可移动地连接至温室骨架的至少一个集热组件；

使集热组件响应于太阳光轨迹之变化而驱动并定向于聚光件因相对太阳光偏转而对应形成的至少一个聚光位置。

优选地，本发明提供的温室保温方法还包括：使至少一个聚光件按照部分或全部地面向阳光照射方向的方式响应于太阳光轨迹之变化而偏转以形成至少一个聚光位置。

附图说明

图1是本发明提供的一种优选实施方式的温室骨架的结构简图；

图2是本发明提供的一种优选实施方式的温室大棚的结构示意图；

图3是本发明提供的一种优选实施方式的安装至横梁骨架和斜撑骨架的聚光件的平面示意图；

图4是本发明提供的一种优选实施方式的聚光件的结构示意图；

图5是本发明提供的一种优选实施方式的聚光件偏转角度与太阳光直射角度之间的对应关系，以及集热组件与聚光件因相对太阳光偏转而对应形成的至少一个聚光位置之前的对应关系；

图6是本发明提供的一种优选实施方式的阳光传感器的结构示意图；

图7是本发明提供的一种优选实施方式的温室保温系统的控制原理图。

附图标记列表

100：温室骨架；200：披覆结构；110：竖向骨架；120：横梁骨架；130：斜撑骨架；140：拱形骨架；150：集热组件；151：第一牵引线；152：第二牵引线；210：外披覆层；220：内披覆层；230：空置区域；240：聚光件；250：控制器；211：阳光传感器；212：基板；213：保护罩；214：遮光面；215：漏光缝；216：第一感光板；217：第二感光板；221：第一驱动器；222：第二驱动器；241：透光部；242：安装部；243：转动电机；244：支撑脚柱。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1所示，本发明提供了一种温室保温系统，可以包括：

可操作地附接至温室骨架100顶部的披覆结构200，其包括外披覆层210和可收卷的内披覆层220；

至少一个聚光件240，按照可响应于太阳光轨迹之变化而相对于太阳光偏转的方式设置在内披覆层220和外披覆层210之间；

至少一个集热组件150，布设在内披覆层220背离聚光件240的一侧，并可移动地连接至温室骨架100；

其中，

集热组件150被配置为响应于太阳光轨迹之变化而驱动并定向于聚光件240因相对太阳光偏转而对应形成的至少一个聚光位置。

根据一种优选实施方式，本发明所述的温室保温系统还包括用于执行数据处理及设备控制的工业控制器，即图7所示的控制器250。具体地，该控制器250可用于控制披覆结构200的启用及收卷。该控制器250可用于调节聚光件240相对于太阳光的偏转角度。该控制器250可用于控制集热组件150的启用以及相对于聚光件240因相对太阳光偏转而对应形成的至少一个聚光位置的移动。

特别地，工业控制器可以包括一个或多个微处理器、中央处理单元、微控制器、数字信号处理器或者类似装置中的任意一种或其组合。该工业控制器既可以是终端设备(如中控计算机、手机等)的处理器，也可以是各设备(如驱动电机)的处理器，因此本发明所述的控制器250可包括终端处理器、设备处理器中的任意一个或者全部。

图2示出了一种优选实施方式的温室大棚的结构示意图，该温室大棚可以由如图1所示的温室骨架100构成。具体地，温室骨架100可以通过管材支架搭建而成。若干温室骨架100可以并排组合以形成例如图2所示的温室大棚。特别地，图1所示的温室骨架100可以是从图2所示视角沿垂直纸面方向观察温室骨架100形成，并且多个图1所示的温室骨架100可以沿垂直纸面方向向内延伸并彼此组合从而形成例如图2所示的温室大棚。值得注意的是，以如图1所示的温室骨架100说明图2所示的温室大棚的结构组成仅是为了便于理解和说明。为方便说明，图1所示的温室骨架100也可以等同温室大棚，其差别在于外立面结构及其他温室结构组件的布置。

根据一种优选实施方式，温室骨架100可以包括地上骨架和地下骨架(图中未示出)两部分。地下骨架可以作为大棚结构基础布设在沙层中。地上骨架和地下骨架之间可以铺设用于填埋种植土壤的种植层。

根据一种优选实施方式，地下骨架可以包括多个呈矩形框架式的围合结构。多个呈矩形框架式的围合结构可以依次间隙布设在彼此的径向外侧或内侧，从而可以在垂直于沙层的方向下观察形成包覆彼此的“回”形结构。该矩形框架的围合结构朝向沙地的一侧可以连接有多个间隙布置的螺旋立柱。各螺旋立柱基本垂直地插入沙层，以将作为大棚结构基础的围合结构稳固于沙层中。具体而言，螺旋立柱外周可布设有连续或非连续的螺纹，该螺纹能够便于螺旋立柱迅速插入沙层，并一定程度改善松软沙层中的沉降情况。

根据一种优选实施方式，地上骨架由管架结构组成。参见图1，地上骨架可以包括多个竖向骨架110和拱形骨架140。具体地，多个竖向骨架110以基本垂直沙地的形式连接至地下骨架的顶面。多个拱形骨架140可通过连接一个或多个相邻竖向骨架110以布置在地下骨架上方，从而通过拱形骨架140可以搭建如图1所示的附接至温室骨架100顶面的披覆结构200。

根据一种优选实施方式，针对大跨度的拱形骨架140，相邻两个拱形骨架140之间可以不设置过道。换言之，相邻两个拱形骨架140相连的部分可以采用同一个拱柱(如连接同一竖向骨架110)。特别地，当拱形骨架140被构造为大跨度(即组成单个拱的两个拱柱之间的距离较大)时，拱形骨架140内侧提供的连拱区域可以允许大型种植设备(如播种机、收割机等)通过。

根据一种优选实施方式，参见图1，地上骨架还包括多个横梁骨架120和斜撑骨架130。具体地，多个横梁骨架120可以分别设置在竖向骨架110的顶面及侧面。该横梁骨架120可以作为温室骨架100的顶支撑结构和侧支撑结构，以用于通过横梁骨架120搭建温室大棚的外立面结构。进一步地，如图1和图3所示，斜撑骨架130可以被构造为相对地面倾斜的支撑杆结构，该斜撑骨架130可以连接并保持在处于大棚顶部和相较底部侧面的两个横梁骨架120之间。

根据一种优选实施方式，通过该多斜撑骨架130可以在温室骨架100顶面搭建可相对太阳光偏转以用于调整光线聚焦位置的一个或多个聚光件240。进一步地，如图3所示，聚光件240布设在由多个横梁骨架120和斜撑骨架130连接围合形成的框架之中。特别地，作为非限制性实例的说明，同一框架之中可以从上至下和/或从左至右地并排设置一个或多个聚光件240。

根据一种优选实施方式，如图3所示，聚光件240可以通过布置在其两侧的转动电机243分别连接至两侧的斜撑骨架130。具体地，转动电机243布设在斜撑骨架130侧部，并与聚光件240两侧的支撑脚柱244连接。

进一步地，转动电机243通信地耦合到控制器250，以使得该转动电机243能够响应于控制器250的控制指令而致动从而驱动聚光件240转动，进而调整聚光件240相对太阳光的偏转角度。特别地，以如图1所示的温室骨架100为例，温室骨架100顶部两侧互为对称地设置有一个或多个聚光件240。

根据一种优选实施方式，聚光件240可以被构造为能够对光线进行聚集的面状或板状透镜结构。作为非限制性实例的说明，如图4所示，聚光件240可以包括透光部241和安装部242。透光部241可以是凸透镜结构。透光部241可以通过安装部242连接至斜撑骨架130，进而保持在温室骨架100顶部，以用于接收并聚集阳光。特别地，安装部242可以布置在透光部241的周向边缘，并且可与透光部241一体形成。

根据一种优选实施方式，本发明中，附接至温室骨架100顶面的披覆结构200可以包括至少两层，即外披覆层210和内披覆层220。特别地，内披覆层220可以布设在外披覆层210背离阳光的一侧。具体地，如图1所示，聚光件240可以设置在内披覆层220和外披覆层210之间的空置区域230。也即内披覆层220和外披覆层210彼此间隔设置，聚光件240所在的空置区域230是内披覆层220和外披覆层210之间的设置间隙。进一步地，聚光件240搭建在斜撑骨架130上，该斜撑骨架130处于内披覆层220和外披覆层210之间的设置间隙，也即如图1所示的内披覆层220和外披覆层210之间的空置区域230。

根据一种优选实施方式，外披覆层210可以是由低附着材料(如塑料)制成的透光薄膜。该外披覆层210允许阳光照射至温室大棚内部，并防止沙尘、雨水进入温室大棚内部。特别地，由于外披覆层210上经常聚集沙尘等污染物，故外披覆层210可以按照如图1所示的相对地面倾斜的方式铺设在斜撑支架130朝向阳光的一侧，以用于引导沙尘颗粒沿外披覆层210的斜面滑下从而避免堆积。具体而言，外披覆层210可以铺设在斜撑支架130和/或聚光件240朝向阳光的一侧，从而外披覆层210可以阻挡风沙雨水触碰聚光件240。

根据一种优选实施方式，相邻拱形骨架140之间的连拱柱(如共同连接的竖向骨架110)可以被构造为中空结构，使得外披覆层210能够按照将沙尘颗粒导入中空连拱柱的方式与其连接。如图2所示，当外披覆层210的底部衔接至连拱柱的顶部外侧边缘时，堆积在外披覆层210表面的沙尘颗粒能够沿其斜面滑下落入位于其间的连拱柱，从而被中空的连拱柱导入地下。在以上述方式设置外披覆层210及连拱柱结构时，有利于实现大棚外立面的自清洁，防止沙尘颗粒聚集至大棚顶部对其稳固造成影响，同时降低对光线的阻挡干涉。此外，中空连拱柱内积蓄的空气能够在日间吸收热量，而在夜间放出热量，从而协助植物在夜间保持适宜生长温度。

根据一种优选实施方式，当用于连接相邻拱形骨架140的连拱柱(如共同连接的竖向骨架110)被构造为中空结构时，该连拱柱插入地下的一端可以连接至蓄热池。具体地，蓄热池内部可以存在蓄热物质，如沙子，从而从温室顶部收集的沙子可作为该蓄热池内蓄热物质的补充来源。

根据一种优选实施方式，内披覆层220可以为保温被。该保温被式的内披覆层220可用于保持温室大棚内部温度。特别地，在日间时段，该内披覆层220可以被收卷以允许阳光照射至温室内；而在夜间时段，该内披覆层220可以展开，以降低温室内部的热量散失，保持温室内部稳定的温度环境。具体地，该内披覆层220可以按照如图1所示的具有弧度的拱形可调节地铺设在拱形骨架140朝向阳光的一侧，以用于控制温室内部的日光照度及环境温湿度。

根据一种优选实施方式，内披覆层220可以构造为双层保温被结构。进一步地，当内披覆层220被构造为双层结构时，拱形骨架140也可构造为双层结构，即内拱顶和外拱顶。特别地，拱形骨架140的每一层(如内拱顶和外拱顶)可对应安装内披覆层220的其中至少一层。

根据一种优选实施方式，在不使用双层保温被结构的内披覆层220时，可以通过例如电动卷帘机将其收纳。作为非限制性实例的说明，电动卷帘机可具有连接至双层保温被的轴心以及多个能够在拱形骨架140上移动的移动组件(图中未示出)。移动组件能够在驱动电机的驱动下沿拱形骨架140的骨架移动，以带动轴心将双层保温被收卷。

根据一种优选实施方式，当用于聚集太阳光线的聚光件240设置在内披覆层220和外披覆层210之间时，该聚光件240可以将经由外披覆层210进入温室内部的光线进行汇聚，从而太阳光线可以更集中地被投放或施加至所需的目标位置。也即，在聚光件240朝向或相对太阳光照射方向偏转之时，其能够在背离太阳光或朝向温室内部的一侧因汇聚光线而形成至少一个聚光位置。特别地，本发明中，聚光件240为透镜结构，因此聚光件240的折射率或透射率可以根据聚光件240的材质及厚度等参数来确定，从而基于已知的聚光件240的折射率或透射率，当控制器250确定太阳光倾斜角度并按照基本垂直于太阳光照射方向的方式调节聚光件240偏转时，经由聚光件240穿出的太阳光的路径能够被确定，进而太阳光照射路径上具有最大重合光通量的位置为上述的目标位置。

根据一种优选实施方式，如图1所示，温室骨架100顶部可设置有用于测量太阳光倾斜角度的一个或多个阳光传感器211。一个或多个阳光传感器211可以设置在顶部横梁骨架120和/或斜撑骨架130上。较佳地，一个或多个阳光传感器211可以按设定间隙基本均匀地布置在横梁骨架120和/或斜撑骨架130上。具体而言，分别在横梁骨架120和/或斜撑骨架130的每个端部设置一个阳光传感器211，和/或分别在横梁骨架120和/或斜撑骨架130的中点位置各设置一个阳光传感器211。

本发明中，阳光传感器211用于获取太阳光轨迹(具体为照射方向/倾斜角度)以及太阳光的照射强度，从而允许控制器250基于阳光传感器211获取的阳光照射方向/倾斜角度来驱动聚光件240相对于阳光偏转并汇聚阳光。特别地，最终确定的阳光照射方向/倾斜角度及其照射强度可以来自若干个阳光传感器211的测量数据的平均值。

作为非限制性实例的说明，参见图6，阳光传感器211可以包括基板212和布设在该基板212上的多个感光板。本发明中，感光板配置有四个，并且四个感光板以类似图6所示的十字相交的方式布设在基板212表面。

根据一种优选实施方式，参见图6，基板212上还设置有一用于将四个感光板包覆遮挡的保护罩213。该保护罩213的各个不透光侧壁分别与四个感光板保持垂直。进一步地，保护罩213的顶面被配置为遮光面214。该遮光面214对应四个感光板的位置分别被构造为允许光线穿过并照射至感光板的漏光缝215。通过保护罩213顶部遮光面214和侧壁遮住阳光，使得阳光只能通过漏光缝215照射至感光板上，从而防止阳光从别处照射至感光板进而对测量结果产生影响。

根据一种优选实施方式，参见图6，布设在基板212上的每个感光板由彼此独立的第一感光板216和第二感光板217构成。第一感光板216和第二感光板217可以为三角形感光板，优选直角三角形，从而第一感光板216和第二感光板217通过直角三角形的斜边组合可以形成矩形的感光板。

具体地，利用阳光传感器211测量太阳光倾斜角度的原理可以是：当太阳光照射于阳光传感器211时，被阳光照射的感光板会相应地产生电流；根据感光板产生电流的大小可以得出阳光在对应的竖直面上的投影与水平面的夹角，根据该夹角可以判断阳光倾斜的方向(利用阳光传感器211确定阳光倾斜方向的具体工作原理可以参见CN108036764A，为避免遗漏，将其全文参考引用至此，如同本文论述了一样)。另一方面，利用阳光传感器211测量太阳光照射强度则可以根据感光板产生的电流值计算求得。

特别地，由控制器250基于该阳光传感器211测量的太阳光的照射方向数据而确定的太阳光倾斜角度可以作为用于调节聚光件240的偏转方向及幅度/角度的数据来源。换言之，由阳光传感器211连续或周期性地获取太阳光的照射角度，控制器250响应于阳光传感器211获取的阳光照射方向与水平面的仰角确定阳光的倾斜角度。应当理解的是，用于测量太阳光照射角度及强度的光学检测设备现有技术已披露众多，本发明无意改进并限制阳光传感器211的结构及其检测原理，上述示例仅是为了理解及说明，故不应视为对本发明的具体限制。鉴于此，为获得太阳光照射角度及强度检测数据，本领域人员也可以通过本文未公开的其他方式来执行。

根据一种优选实施方式，在控制器250基于阳光传感器211获取的阳光照射方向与水平面的仰角确定阳光的倾斜角度之后，控制器250可以基于确定的阳光倾斜角度通过传动地连接至聚光件240的转动电机243驱动一个或多个聚光件240相对阳光照射方向而偏转。也即控制器250针对聚光件240偏转角度的调节是与太阳光的照射角度的变化相关联地来调节的。具体而言，如图5所示，假设太阳从左往右在聚光件240上方进行圆周运动，在A时刻，太阳光的照射角度为α₁，聚光件240对应的偏转角度为β₁；当太阳运动至B时刻时，太阳光的照射角度从α₁变为α₂，则聚光件240的偏转角度也相应地从β₁调整为β₂。

根据一种优选实施方式，为使聚光件240提供高的聚光效率，且有利于确定太阳光汇集的目标位置(或聚光位置)，本发明中，偏转后聚光件240的朝向与太阳光的照射角度相交且优选正交，从而允许太阳光基本垂直地照射至聚光件240上，使得聚光件240接收尽可能多的垂直入射的太阳光线。也即，当控制器250基于阳光传感器211获取的阳光照射方向与水平面的仰角确定阳光的倾斜角度之时，控制器250针对聚光件240的偏转角度的调节是按照使聚光件240基本正对阳光照射方向的方式来执行的。另外，当聚光件240以基本垂直于阳光照射方向的方式偏转时，太阳光与水平面之间的仰角β和聚光件240与水平面之间夹角α几乎呈互补状态。

根据一种优选实施方式，在聚光件240以基本正对阳光照射方向的方式偏转时，由聚光件240在背离阳光或朝向温室内部一侧形成的聚光位置可以根据聚光件240已知的折射率或透射率来确定。具体地，利用折射率或透射率已知的聚光件240汇聚阳光时，光线聚焦位置与聚光件240之间的距离可以经计算获得，从而形成在聚光件240背光侧的聚光位置(例如图5所示的若干束透射光线的交集点)的空间位置可以由此确定。或者，聚光件240的折射率、聚光件240与光线入射方向的夹角以及聚光位置之间的相关性可以预先通过试验测量由管理人员设定，和/或来自预定阈值编程、机器学习的结果。

根据一种优选实施方式，在基于太阳光轨迹之变化调节聚光件240以基本正对阳光照射方向的方式偏转从而在聚光件240背光侧形成聚光位置之后，控制器250驱动集热组件150移动并定向于聚光件240因相对太阳光偏转而对应形成的至少一个聚光位置，从而通过该集热组件150将太阳光能量吸收储存作为备用。

根据一种优选实施方式，本发明中，集热组件150可以包括一个或多个蓄热单元。具体地，蓄热单元可以是允许吸热介质循环流通的吸热管路。该吸热管路可以通过内部循环流动的吸热介质吸收透射过聚光件240的阳光热量。进一步地，吸热管路内部的吸热介质可以通过泵设备被循环导入至保温水箱(图中未示出)之中，从而将回收的热量通过吸热介质存储。作为非限制性实例的说明，本发明中，吸热介质可以是水。

根据一种优选实施方式，蓄热单元(或吸热管路)可以通过可调节的牵引绳连接到温室骨架。具体地，如图1所示，蓄热单元可以分别通过第一牵引线151和第二牵引线152连接并保持在温室骨架100顶部。更具体地，如图1所示，蓄热单元通过第一牵引线151和第二牵引线152保持在内披覆层220的背光侧。

根据一种优选实施方式，如图1所示，第一牵引线151可以连接至温室骨架100顶部的横梁骨架120或竖向骨架110的顶部。该第一牵引线151连接有第一驱动器221，通过控制第一驱动器221可以调节第一牵引线151的收卷长度，从而调整蓄热单元在竖直方向上的运动位置。另一方面，第二牵引线152可以连接至温室骨架100侧面的横梁骨架120或相较低位的竖向骨架110。该第二牵引线152连接有第二驱动器222，通过控制第二驱动器222可以调节第二牵引线152的收卷长度，从而调整蓄热单元在水平方向上的运动位置。鉴于此，通过调节第一牵引线151和/或第二牵引线152的收卷长度可以控制蓄热单元与通过聚光件240形成的聚光位置相对应。特别地，第一驱动器221和第二驱动器222可以是驱动电机，该驱动电机可以设置在竖向骨架110和/或横梁骨架120上。

根据一种优选实施方式，如图5所示，在太阳光的照射角度及聚光件240的偏转角度改变后，由聚光件240形成的汇聚光路的聚光位置也发生了变化。具体地，假设根据聚光件240的折射率确定了垂直角度入射的阳光通过后的聚光位置与聚光件240之间的距离L，则根据太阳光照射角度与水平面之间的夹角α及距离L通过三角函数计算可以确定聚光位置在竖向平面内的具体坐标，其中，该坐标是以聚光件240的中心轴为原点的。

根据一种优选实施方式，当计算出聚光位置的具体坐标后，该坐标距离第一牵引线151和第二牵引线152固定位置的长度即为目标长度，根据该目标长度可以控制第一驱动器221和第二驱动器222以调节第一牵引线151和第二牵引线152至目标长度，以将蓄热单元移动并保持在聚光位置并通过填充其中的吸热介质吸收阳光热量。

根据一种优选实施方式，本发明中，蓄热单元(或吸热管路)上可以布置一个或多个光传感器，该光传感器可用于测量照射至吸热管路管壁上的阳光强度，从而基于阳光在吸热管路上的强度分布特征，控制器250可以在确定聚光件240形成的聚光位置的大致空间位置的基础上对吸热管路进一步进行细微调节。进一步地，吸热管路内可布置一个或多个温度传感器，以用于测量吸热管路内吸热介质的温度变化。特别地，当吸热管路内存储的吸热介质(如水)被加热至设定温度时，可以通过泵设备将其导出至保温水箱，并继续循环新的吸热介质至吸热管路以持续吸热阳光热量。

根据一种优选实施方式，本发明中，集热组件150还包括一个或多个放热单元。与蓄热单元相同或相似，放热单元可以是允许吸热介质循环流通的放热管路。放热管路可设置在温室底部。具体而言，多条放热管路可间隙铺设在沙层中和/或沿大棚，尤其是种植区域周向铺设。

根据一种优选实施方式，吸热管路和放热管路之间可以通过软管连接。进一步地，吸热管路和放热管路之间可设置有储液箱和保温箱。储液箱可用于向吸热管路提供常温或低温水，以及存储放热管路中散热后的常温或低温水。另外，储液箱存储的常温或低温水可用于作物浇灌，以及调节温室内部温湿度状态。保温箱用于存储来自吸热管路中因吸收阳光热量而形成的高温水。具体地，吸热管路的输入端连通储液箱。吸热管路的输出端连通保温箱。保温箱连接放热管路。经由放热管路流出的常温或低温水可以导入至储液箱。特别地，在夜间低温时段，可将保温箱内存储的高温水导入放热管路，通过放热管路中流动的高温水向温室内部释放热量，并在内披覆层220辅助下将热量保持在温室内部，以在夜间提升温室环境温度。

作为非限制性实例的说明，图7示出了本发明提供的温室保温系统的控制原理图。具体地，本发明中，在日间，由控制器250基于阳光传感器211获取的与阳光照射角度相关的信息确定阳光倾斜方向(即太阳照射方向与水平面之间的仰角)，并基于确定的阳光倾斜方向控制转动电机243驱动一个或多个聚光件240面对阳光偏转以通过聚光件240形成至少一个用于汇集阳光的聚光位置。

进一步地，基于聚光件240因汇集阳光而形成的聚光位置，由控制器250基于该聚光位置的坐标控制第一驱动器221和第二驱动器222以分别驱动连接至集热组件150的吸热单元的第一牵引线151和第二牵引线152收卷以调整吸热单元的位置，使吸热单元移动并定向于聚光件240形成的聚光位置处，从而通过吸热单元中配置的吸热介质来吸收阳光热量，并将吸收热量储存以在夜间低温时使用用以提升及维持温室内部温度。

根据本发明所述的温室保温系统，本发明还涉及一种基于温室保温系统的温室保温方法，该温室保温方法可以包括如下步骤：

提供具有顶部披覆结构200的温室骨架100，披覆结构200包括外披覆层210和可收卷的内披覆层220；

提供设置在内披覆层220和外披覆层210之间的一个或多个聚光件240；

提供布设在内披覆层220背离聚光件240的一侧，并可移动地连接至温室骨架100的集热组件150；

使集热组件150响应于太阳光轨迹之变化而驱动并定向于一个或多个聚光件240因相对太阳光偏转而对应形成的至少一个聚光位置。

根据一种优选实施方式，本发明中，聚光件240是按照部分或全部地面向阳光照射方向的方式来响应于太阳光轨迹之变化而偏转形成用于指示集热组件150移动的至少一个聚光位置的。

本领域技术人员应理解，只要能够实现本发明的目的，在上述各步骤前后，或步骤之间还可包含其他步骤或操作，例如进一步优化和/或改善本发明所述的方法。此外，本发明所述的方法虽被显示和描述为按顺序执行的一系列动作，但是应当理解为该方法不受顺序的限制。例如，一些动作可以以与本文描述的顺序不同的顺序发生。或者，一个动作可以与另一个动作同时发生。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。本发明说明书包含多项发明构思，诸如“优选地”“根据一个优选实施方式”或“可选地”均表示相应段落公开了一个独立的构思，申请人保留根据每项发明构思提出分案申请的权利。

Claims (10)

1.一种温室保温系统，其特征在于，包括：

可操作地附接至温室骨架(100)顶部的披覆结构(200)，其包括外披覆层(210)和可收卷的内披覆层(220)；

至少一个聚光件(240)，按照可响应于太阳光轨迹之变化而相对于所述太阳光偏转的方式设置在所述内披覆层(220)和外披覆层(210)之间；

至少一个集热组件(150)，布设在所述内披覆层(220)背离所述聚光件(240)的一侧，并可移动地连接至所述温室骨架(100)；

其中，

所述集热组件(150)被配置为响应于太阳光轨迹之变化而驱动并定向于所述聚光件(240)因相对所述太阳光偏转而对应形成的至少一个聚光位置。

2.根据权利要求1所述的温室保温系统，其特征在于，所述集热组件(150)包括配置有可循环的吸热介质的吸热单元，所述吸热单元通过可调节的第一牵引线(151)和第二牵引线(152)连接所述温室骨架(100)，以能够基于所述第一牵引线(151)和第二牵引线(152)的调节移动至所述聚光位置。

3.根据权利要求1或2所述的温室保温系统，其特征在于，所述集热组件(150)还包括与所述吸热单元流体地连通的放热单元，所述放热单元布置在所述温室骨架(100)底部以允许所述吸热介质能够流动释放来自所述太阳光的热量。

4.根据权利要求1～3任一项所述的温室保温系统，其特征在于，所述至少一个聚光件(240)响应于太阳光轨迹之变化而相对于所述太阳光偏转是按照使所述聚光件(240)部分或全部地面向阳光照射方向的方式来执行的。

5.根据权利要求1～4任一项所述的温室保温系统，其特征在于，所述温室骨架(100)包括若干竖向骨架(110)和连接在所述竖向骨架(110)之间的拱形骨架(140)，其中，所述内披覆层(220)可收卷地铺设于所述拱形骨架(140)。

6.根据权利要求1～5任一项所述的温室保温系统，其特征在于，所述温室骨架(100)还包括连接至所述竖向骨架(110)的斜撑骨架(130)，所述斜撑骨架(130)通过转动电机(243)连接至聚光件(240)以将所述聚光件(240)可转动保持在所述内披覆层(220)和外披覆层(210)之间。

7.根据权利要求1～6任一项所述的温室保温系统，其特征在于，所述第一牵引线(151)以用于调节所述吸热单元的竖向运动的方式连接至所述温室骨架(100)，所述第二牵引线(152)以用于调节所述吸热单元的横向运动的方式连接至所述温室骨架(100)。

8.根据权利要求1～7任一项所述的温室保温系统，其特征在于，还包括配置在所述温室骨架(100)顶部的一个或多个用于基于太阳光轨迹之变化确定阳光倾斜角度的阳光传感器(211)。

9.一种基于温室保温系统的温室保温方法，其特征在于，包括：

提供具有顶部披覆结构(200)的温室骨架(100)，所述披覆结构(200)包括外披覆层(210)和可收卷的内披覆层(220)；

提供设置在所述内披覆层(220)和外披覆层(210)之间的至少一个聚光件(240)；

提供布设在所述内披覆层(220)背离所述聚光件(240)的一侧，并可移动地连接至所述温室骨架(100)的至少一个集热组件(150)；

使所述集热组件(150)响应于太阳光轨迹之变化而驱动并定向于所述聚光件(240)因相对所述太阳光偏转而对应形成的至少一个聚光位置。

10.根据权利要求9所述的温室保温方法，其特征在于，还包括：

使所述至少一个聚光件(240)按照部分或全部地面向阳光照射方向的方式响应于太阳光轨迹之变化而偏转以形成所述至少一个聚光位置。