CN204232007U - 温室专用太阳能水集热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种温室专用太阳能水集热器，其特点是：它包括集热管组，所述集热管组固连在聚光罩上、并通过聚光罩固连在日光温室内，地热管埋设于地下，集热管组与地热管通过输送管首尾密封连通构成输水回路，在一端输送管上密封连接补水箱、另一端输送管上密封连接管道泵，控制箱与日光温室固连，控制箱与管道泵电连接。白天，集热管通过辐射和传导两个途径以水为介质接受能量，同时，管道泵启动，使管道内的水循环流动将日光温室的多余热量储存在土壤中；夜晚或阴天，储存在土壤中的多余热量重新释放到日光温室内，提高了日光温室内温度，保证了设施栽培的蔬菜、水果在寒冷季节的生产需要。

Description

温室专用太阳能水集热器

技术领域

本实用新型涉及设施栽培设备的辅助装置，是温室专用太阳能水集热器，用于北方寒冷地区的日光温室，满足设施栽培的蔬菜、水果生产需要。

背景技术

设施农业是能在局部范围内人为可控的改善环境因素，为动植物生长发育提供良好的环境条件，使光、热、土地等资源得到最充分的利用，从而进行高效生产的现代农业， 是当今世界最具活力的高新技术产业之一。设施农业包括设施栽培和设施养殖，在设施栽培生产中,日光温室或塑料大棚是设施栽培的最基本设施，其功能是通过温室效应原理，在冬季进行蔬菜、水果的栽培生产。在设施环境中，温度对作物生育影响最显著，温室的温度高低和储存热量多少直接影响生产效果，设施内要求保持合适的温度并分布均匀，而在设施栽培生产中，设施内温度分布不均匀，太阳辐射使地表温度升高，地表通过热传导和对流加热空气，加热的空气聚集在温室的屋顶，上部气温比下部高，其温差可达4—6 ℃以上；对于北方寒冷地区，由于温差作用白天温室内空气对流强烈，周边和底部冷气下沉而温室中央形成上升热气流，白天光照充足时即使室外温度在零下25-30度，温室内顶部空气温度可达零上30度以上，白天空气温度过高影响植物生长，只好采取通风手段放掉过多地热量，把温室温度降到作物适宜温度。而晚间没有光照条件下，温室内温度会骤降，保温差的温室会达到零度以下。所以目前，我国大部分地区尤其是北方寒冷地区，日光温室或塑料大棚内的温度除了依靠自身温室效应产生的能量外，还要通过给温室加温提高设施内温度，以满足蔬菜、水果的栽培生产需要。现有技术的加温方式有以燃煤为燃烧介质的热风炉、水暖炉，利用电能的电加热器，还有利用太阳能的光伏太阳能电池板发电供热、太阳能热水器等。存在的问题是：煤炭作为不可再生资源，随着煤炭资源的减少，燃煤的价格也会提高, 以燃煤为燃烧介质的加温方式受到生产成本制约越来越突出，而且燃煤在燃烧时还排放大量二氧化碳不利于环保；利用电能的电加热器为温室供暖受地域条件限和成本限制也较难推广；利用太阳能的光伏太阳能电池板和家用、工业用太阳能热水器辅助加温，也进入了设施栽培生产领域，但是都因为成本投入太大难以广泛实施。     每种植物都有它生长的最低温度、最适温度和最高温度，只有在最适合的空气温度和土壤范围内，植物才能生长发育良好，所以，提供一种适用于北方寒冷地区的日光温室室内设置的太阳能水集热器，对白天太阳光辐射热加以收集并直接储存到土壤中，用于夜晚低温时间释放热量，提高日光温室温度的温度平衡装置，满足设施栽培的蔬菜、水果生产需要日益紧迫。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：克服现有技术的缺点，提供一种结构简单、成本低廉、操作方便、效果显著的温室专用太阳能水集热器，用于北方寒冷地区的日光温室，将白天多余的热量通过对水加热加以收集，用于夜晚低温时间，提高日光温室温度的温度平衡装置，满足设施栽培的蔬菜、水果生产需要。

本实用新型解决技术问题的方案是：一种温室专用太阳能水集热器，其特征是：它包括集热管组、聚光罩、地热管、输送管、补水箱、管道泵，所述集热管组固连在聚光罩上、并通过聚光罩固连在日光温室内，地热管埋设于地下，集热管组与地热管通过输送管首尾密封连通构成输水回路，在一端输送管上密封连接补水箱、另一端输送管上密封连接管道泵，控制箱与日光温室固连，控制箱与管道泵电连接。

所述集热管组为并联连接的若干根集热管。

所述集热管为黑色抗老化PE塑料管。

所述聚光罩为表面涂覆铝箔的瓦楞形塑料板。

本实用新型温室专用太阳能水集热器的工作过程是：白天，温室效应使太阳光辐射透入日光温室，大部分被截留在温室内，日光温室的温度高，集热管直接暴露在日光温室内，集热管一方面吸收太阳辐射光和聚光罩反射的太阳辐射光，使光转换成热。另一方面由热传导直接吸收日光温室内热空气的热量。集热管通过辐射和传导两个途径接受能量，集热速度快，自身热损低。同时，控制箱控制管道泵启动，使管道内的水循环流动，埋设于地下的地热管与地下的土壤热传导为土壤加热，提高土壤温度，从而将日光温室的多余热量储存在土壤中；夜晚或阴天，日光温室的温度下降，需要补充热量，提高日光温室的温度，此时，高于日光温室内温度的土壤通过热传导，将储存在土壤中的多余热量重新释放到日光温室内，提高了日光温室内温度，保证了设施栽培的蔬菜、水果在寒冷季节的生产需要。

本实用新型温室专用太阳能水集热器的有益效果是：本实用新型的集热器在白天通过辐射和传导两个途径以水为介质将多余的热量加以收集，经过输水回路循环储存在土壤中，集热速度快。自身热损低，即避免了释放掉多余热量造成热量浪费，又防止日光温室的温度过高，还能够在夜晚温度低时，释放白天储存的热量，提高日光温室的温度，起到平衡日光温室温度的作用，使日光温室的温度保持适于设施栽培的蔬菜、水果的生长温度，同时储存在土壤中热量提高了土壤温度，在寒冷季节，更适合植物根系的生长发育，而且，土壤与日光温室的热传导，在一定程度上调节了日光温室温度的均匀性。具有结构简单、成本低廉、集热速度快。自身热损低、操作方便、效果显著的的优点。

附图说明

图1 为本实用新型温室专用太阳能水集热器的主视示意图；

图2 为图1的俯视示意图；

图3为图1的左视示意图；

图4为本实用新型温室专用太阳能水集热器与日光温室连接的结构示意图。

图中：1 补水箱，2 输送管, 3集热管组， 4 地热管， 5 管道泵， 6 聚光罩， 7 日光温室， 8 地下。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

参照图1～图4，本实施例温室专用太阳能水集热器，它包括集热管组3、聚光罩6、地热管4、输送管2、补水箱1、管道泵5，所述集热管组3固连在聚光罩6上、并通过聚光罩6固连在日光温室7内，地热管4以蛇形均匀盘设埋于地下8，集热管组3与地热管4通过输送管2首尾密封连通构成输水回路，在一端输送管2上密封连接补水箱1、另一端输送管2上密封连接管道泵5，在集热管组3入口和出口分别设置温度传感器，控制箱与日光温室7固连，控制箱分别与管道泵5和温度传感器电连接。所述集热管组3为并联连接的若干根集热管。所述集热管为黑色抗老化PE塑料管并由弯头密封连接为蛇形管。所述聚光罩6为表面涂覆铝箔的瓦楞形塑料板。本实用新型采用现有技术制造，所述管道泵5为现有技术的市售产品。

本实施例的工作过程是：白天，温室效应使太阳光辐射透入日光温室7，大部分被截留在温室内，日光温室7的温度高，冬季晴好天气日光温室7的温度可高达30℃，集热管直接暴露在日光温室7内，集热管一方面吸收太阳辐射光和聚光罩6反射的太阳辐射光，使光转换成热。另一方面由传导热直接吸收日光温室7内热空气。集热管通过辐射和传导两个途径接受能量，集热速度快，自身热损低。同时，控制箱控制管道泵5启动，使管道内的水循环流动，埋设于地下8的地热管4与地下8的土壤热传导为土壤加热，提高土壤温度，从而将日光温室7的多余热量储存在土壤中；夜晚或阴天，日光温室7的温度下降，需要补充热量，提高日光温室7的温度，此时，高于日光温室7内温度的土壤通过热传导，将储存在土壤中的多余热量重新释放到日光温室7内，提高了日光温室7内温度，保证了设施栽培的蔬菜、水果在寒冷季节的生产需要。通过温度传感器可知，在北方寒冷地区冬季的12月-2月阳光照射下，50㎡集热管内存300㎏，水温每分钟可以提高1.2-1.5℃。晴好天气5个小时可使温室内25厘米土壤层的地温提高1.5℃。

本实用新型不局限于本具体实施方式，对于本领域技术人员来说，不经过创造性劳动的简单复制和改进均属于本实用新型权利要求所保护的范围。

Claims (4)

1.一种温室专用太阳能水集热器，其特征是：它包括集热管组、聚光罩、地热管、输送管、补水箱、管道泵，所述集热管组固连在聚光罩上、并通过聚光罩固连在日光温室内，地热管埋设于地下，集热管组与地热管通过输送管首尾密封连通构成输水回路，在一端输送管上密封连接补水箱、另一端输送管上密封连接管道泵，控制箱与日光温室固连，控制箱与管道泵电连接。

2.如权利要求1所述的温室专用太阳能水集热器，其特征是：所述集热管组为并联连接的若干根集热管。

3.如权利要求2所述的温室专用太阳能水集热器，其特征是：所述集热管为黑色抗老化PE塑料管。

4.如权利要求1所述的温室专用太阳能水集热器，其特征是：所述聚光罩为表面涂覆铝箔的瓦楞形塑料板。