CN207778836U - 日光温室大棚内装式太阳能集热储能循环装置 - Google Patents

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何茂彬
张京开
王志军
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Abstract

本实用新型公开了日光温室大棚内装式太阳能集热储能循环装置，主要涉及大棚内部加热升温装置领域。包括集热太阳能、热水管、地下热交换管道、循环泵、冷水管，地下热交换管道规格的铺设在土壤地下，集热太阳能与地下热交换管道的一端之间通过热水管连通，地下热交换管道另一端通过输水管道与循环泵连接，循环泵与集热太阳能之间通过冷水管连接。本实用新型的有益效果在于：避免集热太阳能安装在棚外所带来的一系列问题。采用水循环加热地下土层的方式，有效利用土壤进行低成本储能，平衡昼夜温差，更加有效的维持大棚内温度和土壤地层的温度。连续低温缺乏日照的天气，可以对循环水进行加热，用以加热地下土层。

Description

日光温室大棚内装式太阳能集热储能循环装置
技术领域
本实用新型涉及大棚内部加热升温装置领域，具体是日光温室大棚内装式太阳能集热储能循环装置。
背景技术
日光温室大棚是依靠白天接受日光照射，提升棚内空气温度，夜晚再通过保温被覆盖，减缓热能耗散，维持棚内空气和土壤温度，使得棚内作物获得比棚外更高的生长环境温度，从而提高作物品质和产量的重要农业设施。目前已有的各种采用太阳能集热加热方案，都是把太阳能集热板、集热管放置在大棚以外，虽然这个方案都可以有效利用太阳能资源，但仍然存在以下缺陷：1、太阳能集热板、集热管架设在大棚外的顶部势必会阻挡后排大棚的采光，导致后排大棚无法得到充足光照，顾此失彼。2、太阳能集热板、集热管长期暴露在外，反复经历大幅温差变化和风雨冰冻，极易导致元器件老化或开裂，引发故障，维护成本高。由于集热装置需要室外安装，故在防冻、防尘、抗雹等方面都要予以考虑，单元部件成本高。3、现有技术中的热水管是架设在大棚内壁上，不是铺设在土壤地下，其原理是通过循环水加热空气的方式工作，热转化效率低，不能有效的对土壤底层进行加热，使热能不能充分利用，对土壤的加热效果不佳。如果遇上连续低温缺乏日照的天气，就需要通过燃料或电加热来人工加热棚内空气，使棚内环境维持作物所需的生长温度。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供日光温室大棚内装式太阳能集热储能循环装置，它将集热太阳能安装在大棚内部合适位置，既可以获得充足光照，又可以避开安装在棚外所带来的后排大棚的采光不足、设备寿命缩短、成本增高、维护成本上升等问题。采用水循环加热地下土层的方式，利用土壤比热比空气大得多的物理原理，用土壤代替空气成为储热物质，有效利用土壤进行低成本储能，在夜晚空气温度下降时，土壤温度仍然很高，土壤所缓慢释放出来的温度会有效提升棚温，平衡昼夜温差，能够更加有效的维持大棚内温度和土壤地层的温度，更加有利于农作物生长。如果遇上连续低温缺乏日照的天气，可以对循环水进行加热，维持水循环，用以加热地下土层。
本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
日光温室大棚内装式太阳能集热储能循环装置，包括集热太阳能、热水管、地下热交换管道、循环泵、冷水管，所述集热太阳能固定设置在大棚内的后墙处，所述地下热交换管道规格的铺设在土壤地下，所述集热太阳能与地下热交换管道的一端之间通过热水管连通，所述地下热交换管道另一端通过输水管道与循环泵连接，所述循环泵与集热太阳能之间通过冷水管连接。
所述地下热交换管道两侧分别设有分水器和集水器，所述分水器与热水管连接，所述集水器与输水管道连接。
所述分水器内设有水温温度传感器，土壤地下设有土壤温度传感器，所述循环泵上设有温控开关，所述水温温度传感器、土壤温度传感器通过数据线与温控开关连接。
所述输水管道与循环泵之间连接有储水箱，所述储水箱上设有辅助加热装置。
所述辅助加热装置为燃炉加热装置，所述燃炉加热装置设置在储水箱底部。
所述辅助加热装置为电辅助加热板，所述电辅助加热板设置在外侧壁上。
对比现有技术，本实用新型的有益效果在于：
1、本装置的集热太阳能固定设置在大棚内的后墙处，将集热太阳能安装在大棚内部既可以获得充足光照，又可以避开安装在棚外所带来的后排大棚的采光不足、设备寿命缩短、成本增高、维护成本上升等问题。地下热交换管道规格的铺设在土壤地下，被集热太阳能加热的水通过热水管进入埋在地下的地下热交换管道，多根地下热交换管道保障了热水与土壤的充分热交换，经过热交换的水冷却后，又通过循环泵输送到集热太阳能再次进行加热。采用此种水循环加热地下土层的方式，利用土壤比热比空气大得多的物理原理，用土壤代替空气成为储热物质，有效利用土壤进行低成本储能，在夜晚空气温度下降时，土壤温度仍然很高，土壤所缓慢释放出来的温度会有效提升棚温，平衡昼夜温差，能够更加有效的维持大棚内温度和土壤地层的温度，更加有利于农作物生长。
2、水温温度传感器测量热水管中热水的温度，土壤温度传感器用来测量土壤的温度，在棚内气温下降后，当土壤温度传感器所采集的土壤温度数值高于水温温度传感器所采集的热水温度数值时，温控开关的控制单元随即切断循环泵的电源，停止其工作，避免低温循环水带走土壤中的热量。
3、通过在设置储水箱，储水箱上设置辅助加热装置，如果遇上连续低温缺乏日照的天气，使棚内气温下降后，土壤温度传感器所采集的土壤温度数值高于水温温度传感器所采集的热水温度数值时，可以通过辅助加热装置对循环水进行加热，维持水循环，用以加热地下土层。
附图说明
附图1是本实用新型具体结构示意图。
附图2是本实用新型结构原理图。
附图中所示标号：
1、集热太阳能；2、热水管；3、地下热交换管道；4、循环泵；5、冷水管；6、后墙；7、输水管道；8、分水器；9、集水器；10、水温温度传感器；11、土壤温度传感器；12、温控开关；13、储水箱；14、辅助加热装置；15、支撑架。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。
本实用新型所述是日光温室大棚内装式太阳能集热储能循环装置，主体结构包括集热太阳能1、热水管2、地下热交换管道3、循环泵4、冷水管5，所述集热太阳能1固定设置在大棚内的后墙6处，集热太阳能1通过支撑架15固定设置在大棚内的后墙6处。大棚的薄膜都为透明薄膜，将集热太阳能1安装在大棚内部既可以获得充足光照，又可以避开安装在棚外所带来的后排大棚的采光不足、设备寿命缩短、成本增高、维护成本上升等问题。所述地下热交换管道3规格的铺设在土壤地下，根据大棚内种植的农作物的种类来选择地下热交换管道3的铺设深度。所述集热太阳能1与地下热交换管道3的一端之间通过热水管2连通，所述地下热交换管道3另一端通过输水管道7与循环泵4连接，所述循环泵4与集热太阳能1之间通过冷水管5连接。地下热交换管道3规格的铺设在土壤地下，被集热太阳能1加热的水通过热水管2进入埋在地下的地下热交换管道3，多根地下热交换管道3保障了热水与土壤的充分热交换，经过热交换的水冷却后，又通过循环泵4输送到集热太阳能1再次进行加热。采用此种水循环加热地下土层的方式，利用土壤比热比空气大得多的物理原理，用土壤代替空气成为储热物质，有效利用土壤进行低成本储能，在夜晚空气温度下降时，土壤温度仍然很高，土壤所缓慢释放出来的温度会有效提升棚温，平衡昼夜温差，能够更加有效的维持大棚内温度和土壤地层的温度，更加有利于农作物生长。
所述地下热交换管道3两侧分别设有分水器8和集水器9，所述分水器8与热水管2连接，所述集水器9与输水管道7连接。分水器8的设置能够将热水管2的热水分流到多根地下热交换管道3内，地下热交换管道3内热交换后的冷水通过集水器9进行收集，输送到输水管道7内。
所述分水器8内设有水温温度传感器10，土壤地下设有土壤温度传感器11，所述循环泵4上设有温控开关12，所述水温温度传感器10、土壤温度传感器11通过数据线与温控开关12连接。水温温度传感器10测量热水管2中热水的温度，土壤温度传感器11用来测量土壤的温度，在棚内气温下降后，当土壤温度传感器11所采集的土壤温度数值高于水温温度传感器10所采集的热水温度数值时，温控开关12的控制单元随即切断循环泵4的电源，停止其工作，避免低温循环水带走土壤中的热量。
所述输水管道7与循环泵4之间连接有储水箱13，所述储水箱13上设有辅助加热装置14。如果遇上连续低温缺乏日照的天气，使棚内气温下降后，土壤温度传感器11所采集的土壤温度数值高于水温温度传感器10所采集的热水温度数值时，可以通过辅助加热装置14对循环水进行加热，维持水循环，用以加热地下土层。
所述辅助加热装置14为燃炉加热装置，所述燃炉加热装置设置在储水箱13底部。所述辅助加热装置14为电辅助加热板，所述电辅助加热板设置在外侧壁上。辅助加热装置14可根据大棚所在地区的实际情况，选配电辅助加热板加热或燃炉加热装置加热。燃料充分、廉价的地区，可选配安装在储水箱13底部的燃炉加热装置，通过燃烧煤、天然气或生物质燃料对储水箱13内的水进行加热。如果当地禁止燃炉使用或电能充沛，可选用安装在储水箱13侧壁的电辅助加热板，通过接入电网获取电能，加热储水箱13侧壁来提升储水箱13内循环水的温度。

Claims (6)

1.日光温室大棚内装式太阳能集热储能循环装置，其特征在于：包括集热太阳能(1)、热水管(2)、地下热交换管道(3)、循环泵(4)、冷水管(5)，所述集热太阳能(1)固定设置在大棚内的后墙(6)处，所述地下热交换管道(3)规格的铺设在土壤地下，所述集热太阳能(1)与地下热交换管道(3)的一端之间通过热水管(2)连通，所述地下热交换管道(3)另一端通过输水管道(7)与循环泵(4)连接，所述循环泵(4)与集热太阳能(1)之间通过冷水管(5)连接。
2.根据权利要求1所述日光温室大棚内装式太阳能集热储能循环装置，其特征在于：所述地下热交换管道(3)两侧分别设有分水器(8)和集水器(9)，所述分水器(8)与热水管(2)连接，所述集水器(9)与输水管道(7)连接。
3.根据权利要求2所述日光温室大棚内装式太阳能集热储能循环装置，其特征在于：所述分水器(8)内设有水温温度传感器(10)，土壤地下设有土壤温度传感器(11)，所述循环泵(4)上设有温控开关(12)，所述水温温度传感器(10)、土壤温度传感器(11)通过数据线与温控开关(12)连接。
4.根据权利要求3所述日光温室大棚内装式太阳能集热储能循环装置，其特征在于：所述输水管道(7)与循环泵(4)之间连接有储水箱(13)，所述储水箱(13)上设有辅助加热装置(14)。
5.根据权利要求4所述日光温室大棚内装式太阳能集热储能循环装置，其特征在于：所述辅助加热装置(14)为燃炉加热装置，所述燃炉加热装置设置在储水箱(13)底部。
6.根据权利要求4所述日光温室大棚内装式太阳能集热储能循环装置，其特征在于：所述辅助加热装置(14)为电辅助加热板，所述电辅助加热板设置在外侧壁上。
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Cited By (6)

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