CN202496255U - 一种高能效的日光温室 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开一种高能效的日光温室。为解决现有技术中能效低等问题而发明。本实用新型是一种可透射覆盖层的所有面积都朝向太阳方向，具有水平和立向种植面并且具有蓄热功能的高能效温室。温室由太阳热辐射可透射材料形成的覆盖层，覆盖层支架，水平种植面，立向种植面以及端面隔热单元组成。该种温室具有采光效果好，有效种植面积大，避免了普通温室背光面的热损失，增强了温室的保温性能，蓄热系统能有效保持夜间室内温度，减少燃料消耗，降低劳动强度，延长有效生产时间，从而增加产量，提高经济效益。

Description

一种高能效的日光温室
技术领域
本实用新型涉及一种高能效的日光温室。
背景技术
随着全球范围内的“当地食品，新鲜食品”(Eat Local，Eat Fresh)的趋势，温室的应用越来越广。普通温室能充分利用太阳能，延长种植收获时间，但能源效率较低，室内环境温度不能有效保证，在冬季夜间仍然需要补充供热，并且增加劳动力支出。
普通温室的背光面不能有效接收太阳能，且造成大量的热量散失。因而在大量的实际应用中均采用挡墙方式来接收太阳辐射并增加保温性能，但这种方式导致投资增加，并且保温效果仍然有限。
同时，在没有太阳辐射热源的夜间，温室内的温度随着内部热量的快速散失而急剧下降，因而不得不采用其它热源来补充，包括代价很高的电、油，燃气和木材。同时也增加了劳动强度。部分温室为了避免夜间供热的问题，不得不放弃寒冷低温季节的生产，减少了产量，损失部分收入。
发明内容
为克服上述缺陷，本实用新型的目的在于提供投资小，产量高的的高能效日光温室。
针对上述问题，本实用新型的高能效的日光温室，至少由太阳热辐射可穿透材料制成的覆盖层、覆盖层支架、水平种植面和立向种植面组成，其特征在于，所述覆盖层的整个表面均朝向太阳方向(在北半球为朝南方向)，其偏角不超过±40°；所述的立向种植面建立在土地的自然坡度，土壤堆积体，或人工挡墙上的内侧。
特别是，所述水平种植面的水平倾角为α，其中，α＜30°；所述立向种植面的水平夹角为β，其中，30°≤β＜90°；所述温室立向种植面被土壤覆盖的深度大于温室室内空间高度的二分之一。
特别是，在所述的温室内设有主动蓄热系统，所述的主动蓄热系统由风机、地上或地下的蓄热通道、通道内的蓄热填充物、以及通道底部的分离土壤和石块的分隔层所组成。
特别是，所述风机安装在通道的一端，通道的水平倾角大于2°，通道内的填充物为天然石块或人工碎石，通道内的分隔层为硬性管材/板材或柔性膜/板，通道横截面上各方向的尺寸相差不超过50％，并且通道长度应在横截面特征尺寸的3倍以上；在进出空气的通道两端分别安装有端盖。
特别是，所述的覆盖层为单层透光薄膜、双层或多层充气膜或中空的透光板；在透光覆盖层上加盖不透光保温层，所述的保温层通过人工或机械牵引进行收放。
特别是，所述的温室能在横向或纵向上连续构建，形成多个温室联排。
特别是，所述的立向种植面是斜坡式或多级台阶形式。
特别是，在温室一侧设有进出风口，进出风口位于水平种植面的外端和立向种植面的顶部；在进风口处安装有排风扇和/或水-风换热器。
特别是，所述水-风换热器的热源选自地下水、表面水、或者埋置于地下的换热管道内部的流体。
特别是，蓄热通道沿温室的纵向或横向构建，建设在地面上或地面下3米深度以内；蓄热通道的出风口处有凝结水或地下渗水的排放渠或排水泵。
本实用新型的温室结构的显著优点包括：
1、由于立向种植区域取代了传统的挡墙，因此有效的利用太阳光、消除了普通温室在背光方向上的无效区域。极大地减少了背光面的热量损失，降低了挡墙的投资。
2、和建有挡墙的温室相比，可种植面积增加，产量提高，立向种植面更适合各种垂直挂果的植物。
3、顶篷结构更简单，利于安装手动或自动卷帘装置，增加的保温卷帘的驱动装置可方便地安置在立向种植面的顶部，操作维护简单。
4、结构强度更大，可抵御更强的风力，温室的使用寿命更长。
5、针对夜间温度下降过快，在使用立向种植面结构，减少背光面热损失的同时，本实用新型提出的经济适用的蓄热系统，该蓄热系统的显著优点包括：
5.1施工简单，材料来源广，价格低廉。
5.2系统通过空气流动实现热量转移，与其它传热介质相比，系统简单，扩散面积大，维护方便，不影响耕作；
5.3可合理安排蓄热体的位置(如布置在作业道下面)，从而节约了温室内部空间，扩大了种植面积。传统用于蓄热的北墙在本实用新型中被利用作为立项种植面。
附图说明
图1为本实用新型的一典型实施例的高能效日光温室的结构剖面图。
图2为本实用新型中蓄热通道的典型示意图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例，对本实用新型作进一步说明：
图1示意说明的是本实用新型提出的日光温室的一个实施例。由太阳热辐射可穿透材料制成的覆盖层(1)，覆盖层支架(2)，水平种植面(3)，立向种植面(4)，端面隔热单元(5a，5b)以及进出风口(6a，6b)组成，覆盖层(1)的整个面积均朝向太阳方向(在北半球应用时朝向南方)，其偏角不超过±40°；水平种植面(3)为略向太阳面倾斜的种植平面，其水平倾角α小于30°，立向种植面(4)为另一种植区域，其水平夹角β大于或等于30°但小于90°；立向种植面(4)构造成阶梯式(也可根据需要建成斜坡式的)，阶梯上可直接种植植物，或作为放置可移动的填充有土壤的植物生长床。阶梯式的立向种植面(4)上，可用挡板或挡墙(4a)来固定土壤。立向种植面的背光方向的挡墙被土壤覆盖的深度H大于温室室内空间高度的二分之一。通风口(6a，6b)主要用于夏季通风。进风口(6b)位于水平种植面的外端，出风口(6a)位于水立向种植面(4)的顶部，出风口(6a)的具体位置可以是北向的侧面，也可以是温室顶部。温室内部的温差导致的自然对流将通过进出风口来置换室内空气。为加大空气流量，强化换热效果，有效降低室内温度，在进风口(6b)的通道上，安装有风机(6c)和/或水-风换热器(6d)。水-风换热器中，有地下水，表面水，或封闭地下埋管内的循环液体流动。在进风口的风道上也可安置喷淋设备或表面蒸发器，通过水蒸发来带走热量，达到降低温室内温度的目的。
针对夜间保温需求，在透光覆盖层(1)的上方安放保温层(1a)。保温层以卷筒的方式，使用人工或自动的卷扬装置来卷起或下放。该卷扬装置以及上部通风口(6a)均可安装在立向种植区上方方便操作的位置。在温室的外部，保温层(1a)和水平种植区(3)的交接处，设有雨/雪水收集沟。收集的雨水可通过排放沟排放，也可利用地下容器收集，用于灌溉或其它目的。
针对夜间温度下降过快，在使用立向种植面结构，减少背光面热损失的同时，本实用新型提出的经济适用的蓄热系统，图2是本实用新型提出的蓄热系统的一个典型实施例。
在温室内部的人行通道或种植区域下方，开挖有矩形、梯形或圆弧形的沟道，沟道平整后敷设柔性分隔膜或硬性分隔板(8d)，在分隔膜和分隔板之上堆放蓄热材料(8c)。蓄热材料(8c)为固体物质，如水泥块、天然石块或人工碎石。蓄热材料填入后，将相联的分隔膜或分隔板放置在蓄热材料上，形成封闭的通道(8b)。通道可埋置于地下、半地下，或者置于地上。本例中埋置于温室内作业道(7)的正下方。通道内蓄热填料的顶部用水泥密封后形成作业道(7)。为节约运行的费用并减少风机尺寸，蓄热通道的长度应为截面特征尺寸(可为圆形截面的直径，方形截面的边长，或类圆形的平均直径))的3倍以上。通道需具有1°以上的倾向角，并在最低位置设置凝结水和地下渗水的收集器(8e)。如果该蓄热通道在含水层以下，其分隔膜/分隔板应为不可渗透材料。在通道(8b)的端口，安装有风机(8a)，驱动空气流经蓄热材料(8c)。在冬季的白天，热量将从温室的高温空气传向蓄热材料。夜间，将通过相同的空气循环，将蓄热体内的热量释放给温室空间，以维持室内温度在所需要的水平。

Claims (10)

1.一种高能效的日光温室，至少由太阳热辐射可穿透材料制成的覆盖层、覆盖层支架、水平种植面和立向种植面组成，其特征在于，所述覆盖层的整个表面均朝向太阳方向，其偏角不超过±40°；所述的立向种植面建立在土地的自然坡度，土壤堆积体，或人工挡墙上的内侧。
2.如权利要求1所述的高能效的日光温室，其特征在于，所述水平种植面的水平倾角为α，其中，α＜30°；所述立向种植面的水平夹角为β，其中，30°≤β＜90°；所述温室立向种植面的被土壤覆盖的深度大于温室室内空间高度的二分之一。
3.如权利要求1所述的高能效的日光温室，其特征在于，在所述的温室内设有主动蓄热系统，所述的主动蓄热系统由风机、地上或地下的蓄热通道、通道内的蓄热填充物、以及通道底部的分离土壤和石块的分隔层所组成。
4.如权利要求3所述的高能效的日光温室，其特征在于，所述风机安装在通道的一端，通道的水平倾角大于1°，通道内的填充物为天然石块或人工碎石，通道内的分隔层为硬性管材/板材或柔性膜/板，通道横截面上各方向的尺寸相差不超过50％，并且通道长度应在横截面特征尺寸的3倍以上；在进出空气的通道两端分别安装有端盖。
5.如权利要求1所述的高能效的日光温室，其特征在于，所述的覆盖层为单层透光薄膜、双层或多层充气膜或中空的透光板；在透光覆盖层上加盖不透光保温层，所述的保温层通过人工或机械牵引进行收放。
6.如权利要求1所述的高能效的日光温室，其特征在于，所述的温室能在横向或纵向上连续构建，形成多个温室联排。
7.如权利要求1所述的高能效的日光温室，其特征在于，所述的立向种植面是斜坡式或多级台阶形式。
8.如权利要求1所述的高能效的日光温室，其特征在于，在温室一侧设有进出风口，进出风口位于水平种植面的外端和立向种植面的顶部；在进风口处安装有排风扇和/或水-风换热器。
9.如权利要求1所述的高能效的日光温室，其特征在于，所述水-风换热器的热源选自地下水、表面水、或者埋置于地下的换热管道内部的流体。
10.如权利要求3或4所述的高能效的日光温室，其特征在于，蓄热通道沿温室的纵向或横向构建，建设在地面上或地面下3米深度以内；蓄热通道的出风口处有凝结水或地下渗水的排放渠或排水泵。
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