CN202587972U - 一种适用于日光温室的相变储热循环装置 - Google Patents

一种适用于日光温室的相变储热循环装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种适用于日光温室的相变储热循环装置，包括太阳能集热器，太阳能集热器通过管路连接有储热水箱，储热水箱上连接有自动蓄水箱，储热水箱通过循环泵和热水循环管道连接有相变蓄热器，该相变蓄热器内有多根相互连接的PVC管，PVC管内装有相变材料，PVC管通过管路与散热器相连，散热器通过阀门与储热水箱相连通，在储热水箱内还设置有电加热器。既能充分利用绿色能源太阳光能，减少能源的额外支出；又能将白天蓄积的热量转移到夜间，减小夜间日光温室内温度的降低。能有效提高温室的太阳热能利用率，开辟了日光温室蓄热保温的新途径。具有设计合理、能源利用率高、能有效减少温室室内空气昼夜温差等特点，有良好的应用价值。

Description

一种适用于日光温室的相变储热循环装置
技术领域
本实用新型涉及设施农业工程技术领域，特别涉及一种适用于日光温室的相变储热循环装置，该装置蓄热能力强，太阳能利用率高，适宜于应用于我国北方地区建造的日光温室。
背景技术
近年我国设施农业发展迅速，已成为提高农民收益的重要手段。日光温室是北方地区应用最广的一种设施类型。但是北方地区的冬季夜间室外气温很低，如果没有加温设备，室内温室气温也会较低，影响作物的正常生长。采用常规能源加温，导致能源的大量消耗和成本的增加。如何保证日光温室夜间室内气温不低于作物正常生长温度，同时控制成本，成为温室生产建设的关键问题。太阳能是廉价、干净可再生能源，本实用新型通过太阳能集热系统和相变蓄热结合而设计出太阳能集热-相变蓄热循环系统。该系统能够蓄积白天的太阳热能并将其储存起来，然后在夜间温度降低时释放，提高温室室内气温。本实用新型提出的日光温室的相变储热循环系统是一种充分利用太阳热能和环境友好型性价比高的技术。相变储热具有稳定、高效、价格低廉等优点，将太阳能集热和相变蓄热相结合应用于温室生产，既能充分利用绿色能源太阳光能，提高能源利用率；又能减少温室内日温度变化幅度，更利于作物的生长。
发明内容
为解决中国北方日光温室冬季夜间温度过低，人工加温生产成本过高的实际问题，本实用新型的目的在于，提供一种适用于日光温室的相变储热循环装置，该装置将太阳能收集转换，在相变蓄热器内储存，并在夜间室内温度低于储热器温度时释放热量来加温温室内空气，实现温室作物正常生长。
为了实现上述任务，本实用新型通过以下技术措施来实现：
一种适用于日光温室的相变储热循环装置，包括太阳能集热器，太阳能集热器通过管路连接有储热水箱，储热水箱上连接有自动蓄水箱，其特征在于，所述的储热水箱通过循环泵和热水循环管道连接有相变蓄热器，该相变蓄热器内有多根相互连接的PVC管，PVC管内装有相变材料，PVC管通过管路与散热器相连，散热器通过阀门与储热水箱相连通，在储热水箱内还设置有电加热器。
本实用新型的其它特点是：
所述的自动蓄水箱连接有自来水管。
所述的相变蓄热器包括木龙骨构成的骨架，在骨架的外侧，沿长度方向的两侧面上分别有透明板和铝箔，其中，透明板位于向光面，铝箔位于背光面；多根PVC管位于木龙骨中，热水循环管道穿过木龙骨位于PVC管内。
所述的PVC管为黑色PVC管。
所述的电加热器的功率为10kW。
所述的蓄水水箱装有浮球阀。
采用本实用新型的适用于日光温室的相变储热循环系统，白天，太阳能集热器集取太阳热量将水加热，并储存在储热水箱和相变蓄热器中。太阳能集热器和储热水箱由热水管道连接，通过循环泵循环。同时储热水箱中的热水通过循环泵在相变蓄热器、散热器和储热水箱中循环。将热量进一步储存在相变蓄热器中。
夜间，温度降低，储热水箱中的热水通过循环泵在相变蓄热器、散热器、储热水箱中循环，释放储存在储热水箱、相变蓄热器中的热量。
本实用新型的适用于日光温室的相变储热循环装置，通过相变储热器进一步储存白天吸收的太阳能和温室室内多余热量，在夜间温度降低时释放白天储存的热量，加热温室内气温，保证室内的最低气温高于作物生长所必须的生存温度，可以有效地保证作物的过冬生长，提高温室的生产效率和收益。和现有的日光温室加温设备相比，带来以下的技术效果：
1、通过太阳能集热器白天吸热并将热量储存在储热水箱和相变蓄热器中，储热水箱和相变蓄热器在温室内夜间气温低时向室内放热，相变蓄热器蓄热量大，体积小，无污染，能解决温室内夜间温度过低的问题；与常规加热设备解决温室室内低温问题相比，不消耗燃料，成本低，不污染环境。
2、采用相变蓄热器，能减小室内气温变化，使温室内的气温不致过高和过低。
3、相变蓄热器外层的透明覆盖层，不仅使蓄热器能更好吸收太阳能集热器传递的热量，而且能吸收温室内多余的热量。
4、采用辅助电加热装置，通过加热储热水箱，将热量传递到相变储热器中，能够解决连阴天气或异常寒冷天气，太阳能源不足时的补温问题，保证温室内作物的生长和温室的正常运行。
附图说明
图1是本实用新型的适用于日光温室的相变储热循环装置结构示意图；
图2是相变蓄热器的结构示意图。
图中的标记分别表示：1、太阳能集热器，2、储热水箱，3、10kW辅助电加热器，4、热水循环管道，5、循环泵，6、PVC管，7、相变蓄热器，8、温室前端散热器，9、自来水管，10、自动蓄水箱，11、透明板，12、铝箔，13、木龙骨。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
具体实施方式
参见图1、图2，本实施例给出一种适用于日光温室的相变储热循环装置，包括太阳能集热器1，太阳能集热器1通过管路连接有储热水箱2，储热水箱2上连接有自动蓄水箱10，自动蓄水箱10连接有自来水管9，储热水箱2通过循环泵5和热水循环管道4连接有相变蓄热器7，该相变蓄热器7内有多根相互连接的PVC管6，PVC管6内装有相变材料，PVC管6通过管路与散热器8相连，散热器8通过阀门与储热水箱2相连通，在储热水箱2内还设置有电加热器3。
相变蓄热器7包括30mm×30mm的木龙骨13构成的骨架，木龙骨13纵向间距1200mm、横向间距为250mm。在骨架的外侧，沿长度方向的两侧面上分别有透明板11和铝箔12，其中，透明板11位于向光面，铝箔12位于背光面；多根PVC管6位于木龙骨13中，热水循环管道4穿过木龙骨13位于PVC管6内。
本实施例中，透明板11选择硬质PVC透明板，厚度为2mm，铝箔9用来将背光面的热量反射到相变蓄热器7内。
PVC管6选择黑色DN100PVC管。
储热水箱2内设置的10kW辅助电加热装置，在热量不够、光照不足时，进行辅助加热，以保证温室夜间供热。
相变蓄热器利用黑色PVC管道内装的相变材料，热水循环管道从中通过，利用相变材料积蓄热量。
本实施例中，储热水箱2、热水循环管道4、循环泵5均通过自来水管9获取介质水。储热水箱2内设置10kW辅助电加热装置，可进行箱内水的辅助加热。
太阳能集热器1、相变蓄热器7、储热水箱2和循环泵5通过热水循环管道4中水的循环实现热量传递。
太阳能集热器1固定在日光温室操作间屋顶，太阳能集热器1倾斜固定，以使采光面与水平面呈40°角（不同纬度地区因太阳高度角不同而有差异），有利于太阳辐射热的收集。
PVC管6内中填充的相变材料由Na2HPO4·12H2O加入成核剂和增稠剂制成。
相变储热循环主要通过以下几方面来实现：
①利用太阳能集热器1吸收太阳辐射热量，并将热量传递到储热水箱2中；
②循环水泵保证循环系统水的循环流动；
③相变蓄热器中的相变材料吸收太阳热能和温室内多余的热量，并将其储存起来供夜间释放；
④遇连阴天气太阳辐射不足时，储热水箱2内设置10kW辅助电加热装置可以将水箱中的水加热，保证特别寒冷日所需的热量。
本实用新型的适用于日光温室的相变储热循环装置，将太阳辐射集热装置和相变蓄热器相结合，既能将白天蓄积的热量转移到夜间，减小夜间日光温室内温度的降低；又能充分利用绿色能源太阳光能，减少能源的额外支出。遇到连阴天气，太阳辐射不足的时段，可以通过辅助电加热装置加热储热水箱，并将热量传递到相变储热器中，通过辅助加热的方式提高室内温度。本实用新型是一种有效改善和提高温室冬季夜间气温的装置，能有效提高温室的太阳热能利用率，开辟了日光温室蓄热保温的新途径；具有太阳能利用率高、能有效减少昼夜温差稳定高效的特点，同时设计合理、制作成本低、使用维护方便、保温效果好等特点，具有良好的推广应用价值。

Claims (6)

1.一种适用于日光温室的相变储热循环装置，包括太阳能集热器（1），太阳能集热器（1）通过管路连接有储热水箱（2），储热水箱（2）上连接有自动蓄水箱（10），其特征在于，所述的储热水箱（2）通过循环泵（5）和热水循环管道（4）连接有相变蓄热器（7），该相变蓄热器（7）内有多根相互连接的PVC管（6），PVC管（6）内装有相变材料，PVC管（6）通过管路与散热器（8）相连，散热器（8）通过阀门与储热水箱（2）相连通，在储热水箱（2）内还设置有电加热器（3）。
2.如权利要求1所述的适用于日光温室的相变储热循环装置，其特征在于，所述的自动蓄水箱（10）连接有自来水管（9）。
3.如权利要求1所述的适用于日光温室的相变储热循环装置，其特征在于，所述的相变蓄热器（7）包括木龙骨（13）构成的骨架，在骨架的外侧，沿长度方向的两侧面上分别有透明板（11）和铝箔（12），其中，透明板（11）位于向光面，铝箔（12）位于背光面；多根PVC管（6）位于木龙骨（13）中，热水循环管道（4）穿过木龙骨（13）位于PVC管（6）内。
4.如权利要求1所述的适用于日光温室的相变储热循环装置，其特征在于，所述的PVC管道（6）为黑色PVC管道。
5.如权利要求1所述的适用于日光温室的相变储热循环装置，其特征在于，所述的电加热器（3）的功率为10kW。
6.如权利要求1所述的适用于日光温室的相变储热循环装置，其特征在于，所述的蓄水水箱（10）装有浮球阀。
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