CN207167221U - 一种管架式日光温室相变蓄热设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种管架式日光温室相变蓄热设备，设备包括相变PE管体和配套管架，其中相变PE管体由PE管、固‑液相变材料、进气嘴、排气嘴和管堵组成；管架分为单排管架和A型管架。该设备可以通过管体充分吸收太阳辐射，利用相变材料相变过程中物理状态变化潜热吸收或释放热量，从而降低日光温室白天高温，改善日光温室夜间低温的问题。同时该管架设计可以与立体栽培相结合，因此具有更高的应用价值。

Description

一种管架式日光温室相变蓄热设备

技术领域

本实用新型涉及设施农业工程技术领域，特别是涉及一种管架式日光温室相变蓄热设备。

背景技术

随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，人民群众对农产品的需求快速增长，对反季的农产品的需求量与日俱增，所以日光温室在农业中的应用急速增加。

现有技术中的日光温室是一面由透明材料覆盖，三面环绕围护结构的农业设施，在我国北方地区已经得到广泛应用。日光温室在北方大部分地区可以实现不加温条件下的越冬生产，但也正是因为大部分日光温室不设置加温设施，在冬季夜间有可能会出现低温问题，造成冻害，影响产量和品质。

传统加温方式能耗大、成本高、污染大，因此采用清洁补温方式很有必要。太阳能相对来说是取之不尽用之不竭的清洁廉价能源，日光温室白天吸收大量太阳辐射，温度较高，往往需要通风散热来缓解高温问题，无疑是一种能源浪费。储存太阳能的主要载体—相变材料是一种高效、稳定的储热介质，其潜热大、相变温度明确、利用简便，在农业建筑节能方面的利用越来越广泛。利用相变储热的原理进行太阳能集热的方式是一种高效简便的方法，这为温室夜间补温，促进植物生长提供了一条新的途径。

因此，现有技术中急需一种管架式日光温室相变蓄热设备，收集白天多余的热量，在夜晚低温时间释放，从而降低白天高温，提高夜间低温，达到“削峰填谷”的目的。利用相变储热技术与太阳能清洁能源相结合，用于温室白天收集余热，夜晚提高夜间温度，既能充分利用绿色能源，提高能源利用率；又能减少温室内日温度波动，保证作物良好的生长环境。

发明内容

为了提高北方地区冬季夜晚日光温室室内温度，解决传统加温方式成本高的问题，本实用新型的目的在于提供一种适用于日光温室的管架式相变蓄热设备及布置方法，该设备能够有效收集白天富余的太阳辐射能，转换为相变材料潜热，在夜间温度低于相变温度的时候，相变释放热量来为温室补温，保证温室作物正常生长。

为了实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种管架式日光温室相变蓄热设备，所述设备由相变PE管体和配套管架组成，其中所述相变PE管体包括：PE管、固-液相变材料、进气嘴、排气嘴和管堵；所述配套管架包括：固定条和管架角铁；所述PE管为呈管状的非定长的PE黑色给水管；所述PE管内部灌注所述固-液相变材料；所述管堵分别设置在所述PE管的两端，对所述PE管进行密封，其中一端的所述管堵上开设有两个孔；所述进气喷嘴和所述排气喷嘴均呈L形，所述进气喷嘴和所述排气喷嘴与所述管堵上的两个孔分别对接；所述配套管架由所述固定条和所述管架角铁以装配式形成，所述管架角铁是采用角铁型材制成的框架结构，所述相变PE管体可以设置在所述管架角铁中，其可根据相变PE管体的数量设置长度；所述固定条采用型材制成，连接所述管架角铁以提高其强度。

优选地，对PE管的直径不做具体要求，根据需要确定管径。

优选地，所述固-液相变材料为月桂醇或癸醇与月桂醇配比混合物。

优选地，所述进气嘴和所述排气嘴处均设置有只能单向通过气体的单向阀，当所述PE管中的固-液相变材料由于物理状态改变而发生体积膨胀或缩小时，通过所述排气嘴来排气或通过所述进气嘴来进气，平衡所述固-液相变材料物理状态改变造成的所述PE管的管内外压强，防止其发生变形。

优选地，所述管堵与所述PE管的接合方式为高温热熔，以形成对所述PE管的密封。

优选地，所述配套管架分为单排配套管架和A型配套管架两种组装形式，所述配套管架由所述固定条和所述管架角铁以装配式形成，通过螺栓和螺母固定，并在部分连接处采用焊接加固。

优选地，所述管架式日光温室相变蓄热设备根据日光温室内部的空间布局，将合适尺寸的所述蓄热设备悬挂或平置于日光温室后墙、山墙表面、日光温室后屋面或栽培行附近。

优选地，所述管架式日光温室相变蓄热设备设置在日光温室后墙、山墙表面和日光温室后屋面时，所述配套管架采用单排配套管架；所述管架式日光温室相变蓄热设备设置在栽培行附近时，所述配套管架采用A型配套管架，且A型配套管架上的所述PE管横置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1、固-液相变材料蓄热简便易行，蓄热效率高，蓄热量稳定，封装完毕不产生任何污染，在夜晚可以有效补温；与传统加温设备相比，无能源消耗，成本低，同时理论上讲可以永久重复使用。

2、从日光温室全天温度变化来看，该设备可以起到“削峰填谷”的作用，降低白天高温，提高夜晚低温。

3、管架组合形式多样，可根据不同温室的结构条件和温度需求进行改变，有着很高的适用性。

4、管架式日光温室相变蓄热设备体积小，易拆装，可随时调整，使用更加灵活，可以应用于旧温室和改造温室。

附图说明

图1是本实用新型管架式日光温室相变蓄热设备的相变PE管体的组成图；

图2是本实用新型采用单排配套管架的管架式日光温室相变蓄热设备的正视图；

图3是本实用新型采用A型配套管架的管架式日光温室相变蓄热设备的正视图；

图4是本实用新型采用单排配套管架的管架式日光温室相变蓄热设备的侧视图；

图5是本实用新型采用A型配套管架的管架式日光温室相变蓄热设备的侧视图。

【主要组件符号说明】

1—管堵；2—固-液相变材料；3—进气嘴；4—排气嘴；5—PE管；6—固定条；7—管架角铁；8—定位螺栓；9—围护结构。

具体实施方式

为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

在本实用新型一宽泛实施例中：一种管架式日光温室相变蓄热设备，所述设备由相变PE管体和配套管架组成，其中所述相变PE管体包括：PE管、固-液相变材料、进气嘴、排气嘴和管堵；所述配套管架包括：固定条和管架角铁；所述PE管为呈管状的非定长的PE黑色给水管；所述PE管内部灌注所述固-液相变材料；所述管堵分别设置在所述PE管的两端，对所述PE管进行密封，其中一端的所述管堵上开设有两个孔；所述进气喷嘴和所述排气喷嘴均呈L形，所述进气喷嘴和所述排气喷嘴与所述管堵上的两个孔分别对接；所述配套管架由所述固定条和所述管架角铁以装配式形成，所述管架角铁是采用角铁型材制成的框架结构，所述相变PE管体可以设置在所述管架角铁中，其可根据相变PE管体的数量设置长度；所述固定条采用型材制成，连接所述管架角铁以提高其强度。

本实用新型具有：

1、固-液相变材料蓄热简便易行，蓄热效率高，蓄热量稳定，封装完毕不产生任何污染，在夜晚可以有效补温；与传统加温设备相比，无能源消耗，成本低，同时理论上讲可以永久重复使用。

2、从日光温室全天温度变化来看，该设备可以起到“削峰填谷”的作用，降低白天高温，提高夜晚低温。

3、管架组合形式多样，可根据不同温室的结构条件和温度需求进行改变，有着很高的适用性。

4、管架式日光温室相变蓄热设备体积小，易拆装，可随时调整，使用更加灵活，可以应用于旧温室和改造温室。

根据附图1-5详细描述如下。

一种管架式日光温室相变蓄热设备，所述设备由相变PE管体和配套管架组成，其中所述相变PE管体包括：PE管1、固-液相变材料2、进气嘴3、排气嘴4和管堵5；所述配套管架包括：固定条6和管架角铁7；所述PE管1为呈管状的非定长的PE黑色给水管；所述PE管1内部灌注所述固-液相变材料2；所述管堵5分别设置在所述PE管1的两端，对所述PE管1进行密封，其中一端的所述管堵5上开设有两个孔；所述进气喷嘴3和所述排气喷4嘴均呈L形，所述进气喷嘴3和所述排气喷嘴4与所述管堵5上的两个孔分别对接；所述配套管架由所述固定条6和所述管架角铁7以装配式形成，所述管架角铁7是采用角铁型材制成的框架结构，所述相变PE管体可以设置在所述管架角铁7中，其可根据相变PE管体的数量设置长度；所述固定条6采用型材制成，连接所述管架角铁7以提高其强度。

对PE管的直径不做具体要求，根据需要确定管径。

所述固-液相变材料2为月桂醇或癸醇与月桂醇配比混合物。

所述进气嘴3和所述排气嘴4处均设置有只能单向通过气体的单向阀，当所述PE管1中的固-液相变材料2由于物理状态改变而发生体积膨胀或缩小时，通过所述排气嘴4来排气或通过所述进气嘴3来进气，平衡所述固-液相变材料2物理状态改变造成的所述PE管1的管内外压强，防止其发生变形。

所述管堵5与所述PE管1的接合方式为高温热熔，以形成对所述PE管1的密封。

所述配套管架分为单排配套管架和A型配套管架两种组装形式，所述配套管架由所述固定条6和所述管架角铁7以装配式形成，通过螺栓和螺母固定，并在部分连接处采用焊接加固。

所述管架式日光温室相变蓄热设备根据日光温室内部的空间布局，将合适尺寸的所述蓄热设备悬挂或平置于日光温室后墙、山墙表面、日光温室后屋面或栽培行附近。

所述管架式日光温室相变蓄热设备设置在日光温室后墙、山墙表面和日光温室后屋面时，所述配套管架采用单排配套管架；所述管架式日光温室相变蓄热设备设置在栽培行附近时，所述配套管架采用A型配套管架，且A型配套管架上的所述PE管横置。

参见图1、图2、图3、图4、图5详细说明本实施例给出一种管架式日光温室相变蓄热设备设计方式和布置方式。

相变材料管由堵头1、固-液相变材料2、进气嘴3、排气嘴4、PE管5组成。其中堵头1与PE管5采用热熔对接；进气嘴3、排气嘴4插接于堵头1上。

PE管5直径为50mm，长2m。

PE管5中灌注的相变材料为月桂醇。

进气嘴3、排气嘴4均为L型，防止横置PE管5中的固-液相变材料渗漏。

灌注相变材料2后的PE管5均匀置于管架7中，单排管架直立放置，A型管架横置；管架7由角铁组成，通过螺栓连接，边角处采用焊接固定。固定条6起限位作用。

单排管架通过定位螺栓8固定于围护结构9上。

A型管架无需固定，直接放置于温室内。

黑色PE管5中的固-液相变材料2，可以在白天通过固-液相变材料2相变吸收并蓄积太阳热能和温室内多余的热量；夜间当室内空气温度低于相变温度时释放热量。

单排管架可固定在围护结构上，因此可以布置在温室山墙、温室后屋面、温室后墙上，从而最大限度的增加接受辐射面积。

A型管架可任意放置，考虑到接受太阳光照、尽量减少遮挡作物以及不干扰人员活动的因素下，采用横置降低高度，减少遮荫，并置于栽培行间靠南位置，增加接受光照时间，同时夜晚放热有利于南北方向上温度的均衡。

本实用新型是一种管架式日光温室相变蓄热设备及布置方法，充分利用固-液相变材料特性，将白天多余的热量收集存储以抑制高温，在夜晚释放热量减缓温度的降低，同时充分利用了绿色能源太阳能，无能耗，降低了加温成本。另外，结合本实用新型所提到的设备布置安装方式，可以最大的程度的发挥设备的效用，同时不影响温室原有结构和生产安排。因此本实用新型是一种有效改善日光温室夜间低温问题的装置，是日光温室蓄热保温的新方法，具有高效便捷、使用寿命长、易于拆装、适用于新旧及改造温室，具有良好的应用前景。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种管架式日光温室相变蓄热设备，所述设备由相变PE管体和配套管架组成，其特征在于，所述相变PE管体包括：PE管、固-液相变材料、进气嘴、排气嘴和管堵；所述配套管架包括：固定条和管架角铁；所述PE管为呈管状的非定长的PE黑色给水管；所述PE管内部灌注所述固-液相变材料；所述管堵分别设置在所述PE管的两端，对所述PE管进行密封，其中一端的所述管堵上开设有两个孔；所述进气喷嘴和所述排气喷嘴均呈L形，所述进气喷嘴和所述排气喷嘴与所述管堵上的两个孔分别对接；所述配套管架由所述固定条和所述管架角铁以装配式形成，所述管架角铁是采用角铁型材制成的框架结构，所述相变PE管体可以设置在所述管架角铁中，其可根据相变PE管体的数量设置长度；所述固定条采用型材制成，连接所述管架角铁以提高其强度。

2.根据权利要求1所述的管架式日光温室相变蓄热设备，其特征在于：所述固-液相变材料为月桂醇或癸醇与月桂醇配比混合物。

3.根据权利要求1所述的管架式日光温室相变蓄热设备，其特征在于：所述进气嘴和所述排气嘴处均设置有只能单向通过气体的单向阀，当所述PE管中的固-液相变材料由于物理状态改变而发生体积膨胀或缩小时，通过所述排气嘴来排气或通过所述进气嘴来进气，平衡所述固-液相变材料物理状态改变造成的所述PE管的管内外压强，防止其发生变形。

4.根据权利要求1所述的管架式日光温室相变蓄热设备，其特征在于：所述管堵与所述PE管的接合方式为高温热熔，以形成对所述PE管的密封。

5.根据权利要求1所述的管架式日光温室相变蓄热设备，其特征在于：所述配套管架分为单排配套管架和A型配套管架两种组装形式，所述配套管架由所述固定条和所述管架角铁以装配式形成，通过螺栓和螺母固定，并在部分连接处采用焊接加固。

6.根据权利要求1所述的管架式日光温室相变蓄热设备，其特征在于：所述管架式日光温室相变蓄热设备根据日光温室内部的空间布局，将合适尺寸的所述蓄热设备悬挂或平置于日光温室后墙、山墙表面、日光温室后屋面或栽培行附近。

7.根据权利要求6所述的管架式日光温室相变蓄热设备，其特征在于：所述管架式日光温室相变蓄热设备设置在日光温室后墙、山墙表面和日光温室后屋面时，所述配套管架采用单排配套管架；所述管架式日光温室相变蓄热设备设置在栽培行附近时，所述配套管架采用A型配套管架，且A型配套管架上的所述PE管横置。