CN208285975U - 一种具有光热发电功能的多功能温室 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种具有光热发电功能的多功能温室，包括一温室主体，所述温室主体包括由四周构成的温室棚体以及与其相连的温室屋顶，所述温室主体采用薄膜或玻璃密闭组成；所述温室主体的地面铺设有高光能吸收率的黑色毛毡，用以提高室内温度，增加光热发电和冬季种植及夏季烘干的效率；所述温室棚体一个侧面的底部开设一可开合的栅形补气窗，用以进风补气；所述温室主体的内部设置有若干排晾晒架，所述晾晒架的上面铺设有金属网格，用以在冬季作为种植架或在夏季放置待烘干的物品；所述温室屋顶上等间隔装设置有若干个用以供光热发电用的发电管道。本实用新型可实现冬季种植夏季烘干的功能，并利用多余的热能进行发电，供给常用执行机构使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能利用领域，特别是涉及一种具有光热发电功能的多功能温室。
背景技术
多功能温室是一种利用太阳光的光能和热能在不同季节中能作不同用途的一种装置，它既可以在冬季外面温度较低时利用温室的保温性能进行农作物的种植和育苗，又可以在夏季外面温度较高时利用封闭的温室效应积聚太阳光的热能，从而在温室内形成内部的高温进行农产品的晾晒烘干。可应用的领域包括：冬季进行各种瓜果和叶菜的种植，或各种苗木的培育，夏季可进行中草药的晾晒，如枸杞、金花葵等，葡萄干、核桃等果品的晾晒，水稻、小麦、玉米、番薯等粮食的晾晒等。多功能温室的优点是明显的，它能将系统内部的温度条件与外部的气候条件相结合，在不同的季节作不同的用途，以减少冬季加温和夏季降温的成本和能耗，只要具有简单的通风措施就可以满足不同用途的需求，从而在冬季可获得较好的种植效果，在夏季又可获得高品质的烘干成品。相比于直接将植物放在露天环境下种植或将产品直接裸露在外面进行晾晒，则由于冬天温度较低而不能种植，夏天的烘干也较慢，且会随着一天之内日光能量的变化呈现不稳定性，且无法防止短时雷雨天气带来的影响。
多功能温室的四周及屋顶采用薄膜或玻璃密闭，带有通风口调节气温及湿度，其内部的气温在南方的冬天可以达到25℃以上，非常适合于植物的种植或育苗，在夏天则可达到60℃~70℃，又非常适合于各种农产品的烘干。而且在种植或烘干过程中还可以将多余太阳能用于光热发电。但现有的温室系统在处理多余的能量时往往用遮阳网加上水帘和风机，使得多余的太阳能没有得到有效的利用，将其白白浪费了，而且风机也消耗了附加的电能。本实用新型描述的即是在自然通风时将这部份多余的太阳能用于发电，以供给照明、排气等常规需求，并提出一种具有光热发电功能的多功能温室。
经查询目前尚未发现带有发电功能的多功能温室。针对光热发电的具体机构，申请号201410424377.X的实用新型公布了一种采用真空玻璃管吸收太阳光的热量，并通过温室效应使管内温度升高，并在冷却系统作用下使半导体发电片的冷端面与热端面产生温差，从而发电的机构；申请号201410296090.3的实用新型公布了一种太阳能聚光热发电支架，以从结构的角度满足光热发电时的强度性能要求。针对光热发电的类似实用新型有许多，但未见有与本实用新型相关的系统。
发明内容
有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种具有光热发电功能的多功能温室及其实现方法，通过基本密闭的温室空间实现冬季种植夏季烘干的功能，并利用多余的热能进行发电，供给常用执行机构使用。
本实用新型采用以下方案实现：一种具有光热发电功能的多功能温室，包括一温室主体，所述温室主体包括由四周构成的温室棚体以及与其相连的温室屋顶，所述温室主体采用薄膜或玻璃密闭组成；所述温室主体的地面铺设有高光能吸收率的黑色毛毡，用以提高室内温度，增加光热发电和冬季种植及夏季烘干的效率；所述温室棚体的一个侧面的底部开设一可开合的栅形补气窗，用以进风补气；所述温室主体的内部设置有若干排晾晒架，所述晾晒架的上面铺设有金属网格，用以在冬季作为种植架或在夏季放置待烘干的物品；所述温室屋顶上等间隔装设置有若干个用以供光热发电用的发电管道，每个所述的发电管道的顶部设置一无动力风帽，所述无动力风帽的下部依次设置有一止回机构；所述的发电管道的底部为进气管道，所述进气管道与温室主体的屋顶相连，所述进气管道由上至下采用渐宽型结构，所述进气管道的中间设有风力驱动的风轮机，所述风轮机上固定着若干由风力驱动的叶片；所述风轮机的机轴与一发电机的机轴相连，当温室内的气流通过进气管道时，空气的流动带动风轮机上叶片的转动，从而驱动发电机产生电能。
进一步地，所述发电管道的长度大于20米。
进一步地，所述进气管道的内壁上安装有流速传感器，用于测量流过气体的速度，所述进气管道与温室主体的屋顶相连的一端作为进气管道入口，所述进气管道入口的内壁上安装有一第一气压传感器，所述进气管道的另一端作为进气管道出口，所述进气管道出口的外壁安装有一第二气压传感器，所述第一气压传感器与第二气压传感器用以测量温室内外气压的差值。
进一步地，所述进气管道的底部为进气口，所述进气口为圆环状结构，所述圆环状结构的中心由无法调节的固定阻挡结构和可调阻挡结构构成，中心的周边为进气道。
进一步地，所述可调阻挡结构由固定杆、滑动环、机械关节、连杆和遮挡片构成类似折叠伞状的机构；其中，所述滑动环与所述连杆和所述机械关节相连，并通过沿所述固定杆上下运动改变所述可调阻挡结构侵占所述进气道的大小，使得所述进气道的大小得到调节，从而改变进入发电管道的气体量和气流速度，并由此改变发电机的发电量和气流驱动的效率；整个可调阻挡结构外覆盖有可调节的遮挡片，使其不能透过气体。
进一步地，所述遮挡片为金属薄片。
相较于现有技术，本实用新型通过基本密闭的温室空间实现冬季种植夏季烘干的功能，并利用多余的热能进行发电，供给常用执行机构使用。
附图说明
图1为本实用新型所述太阳能烘干温室及其屋顶发电管道的示意图。
图2为本实用新型进气管道结构示意图。
图3为本实用新型进气口结构示意图。
图4为本实用新型止回机构出气原理示意图。
图5为本实用新型止回机构进气原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。
本实施例提供一种具有光热发电功能的多功能温室，包括一温室主体，所述温室主体包括由四周构成的温室棚体以及与其相连的温室屋顶，所述温室主体采用薄膜或玻璃密闭组成；所述温室主体的地面铺设有高光能吸收率的黑色毛毡，用以提高室内温度，增加光热发电和冬季种植及夏季烘干的效率；所述温室棚体的一个侧面（在我国的东南沿海通常为面向东南的侧面）的底部开设一可开合的栅形补气窗，用以进风补气；所述温室主体的内部设置有若干排晾晒架，所述晾晒架的上面铺设有金属网格，用以在冬季作为种植架或在夏季放置待烘干的物品；所述温室屋顶上等间隔装设置有若干个用以供光热发电用的发电管道，每个所述的发电管道的顶部设置一无动力风帽，所述无动力风帽的下部依次设置有一止回机构；所述的发电管道的底部为进气管道，所述进气管道与温室主体的屋顶相连，所述进气管道由上至下采用渐宽型结构，所述进气管道的中间设有风力驱动的风轮机，所述风轮机上固定着若干由风力驱动的叶片；所述风轮机的机轴与一发电机的机轴相连，当温室内的气流通过进气管道时，空气的流动带动风轮机上叶片的转动，从而驱动发电机产生电能。
在本实施例中，所述栅形补气窗的开合和开口大小可根据外部光照的强度及温室内部对种植或烘干温度的要求进行自动调节。当外部的光照强度较强且温室内部的温度较高时，增大通风口，提高通风量，以便获得更大的光热发电效率，当外部的光照强度较弱且温室内部的温度较低时，减小通风口，降低通风量，以便获得更好的种植或烘干效果。
在本实施例中，所述温室屋顶上等间隔安装的发电管道的长度应大于20米，以便充分利用温室内的热量并利用发电管道产生的虹吸效应来提高管道内的风速，增加光热发电的效率。在发电管道的顶部采用无动力风帽，既能通风又可防止雨水进入管道；发电管道的底部为图2所示的进气管道，采用渐宽型结构，中间部分用固定式和可调式阻挡结构阻止气流的通过，并引导气流从四周穿过以驱动风轮机叶片的端部，从而提高驱动的力矩和驱动的效率。
在本实施例中，所述进气管道的内壁上安装有流速传感器，用于测量流过气体的速度，所述进气管道与温室主体的屋顶相连的一端作为进气管道入口，所述进气管道入口的内壁上安装有一第一气压传感器，所述进气管道的另一端作为进气管道出口，所述进气管道出口的外壁安装有一第二气压传感器，所述第一气压传感器与第二气压传感器用以测量温室内外气压的差值。
在本实施例中，所述进气管道的底部为进气口，采用如图3所示的结构，所述进气口为圆环状结构，所述圆环状结构的中心由无法调节的固定阻挡结构和可调阻挡结构构成，中心的周边为进气道，由于管道的中间部分被遮挡，其内的气流被导向管道周边的进气道，从而可增加气流对风轮机驱动的力矩，有益于发电效率的提高。
在本实施例中，如图3所示，所述可调阻挡结构由固定杆、滑动环、机械关节、连杆和遮挡片构成类似折叠伞状的机构；其中，所述滑动环与所述连杆和所述机械关节相连，并通过沿所述固定杆上下运动改变所述可调阻挡结构侵占所述进气道的大小，使得所述进气道的大小得到调节，从而改变进入发电管道的气体量和气流速度，并由此改变发电机的发电量和气流驱动的效率；整个可调阻挡结构外覆盖有可调节的遮挡片，使其不能透过气体。
在本实施例中，如图3所示，所述遮挡片为金属薄片。
在本实施例中，如图1所示，温室的屋顶可按相等间距设置多组发电管道，每组发电管道由四个部分构成：进气管道、风轮机、止回机构、无动力风帽，温室棚体开有栅形补气窗，补气窗开度可以通过电动机进行自动调节。该多功能温室利用室内外温差产生的上升气流推动风轮机带动发电机进行发电。由于棚内的温室效应，在夏季温室内气温往往能达到60℃~70℃，在冬季温室内气温则可达到25℃~30℃，而棚外则是常温，因此棚内相对于棚外有较大的温度差。在有温度差的情况下，棚内的热空气会主动上升通过发电管道通往外部，从而驱动风轮机旋转带动发电机发电。由于热空气的不断外溢，若不补充等量的气体将导致棚内气压下降，形成负压，影响大棚结构的稳定性，故在温室棚体设置了栅形补气窗，并可通过电动机调节进气量的大小，以弥补棚内空气的不足。在高温气体外溢推动风轮机发电的过程中，为了防止外界的气体倒灌入发电管道，发电管道中还设置了止回机构，图4和图5所示为止回机构原理示意图。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。
Claims (6)
1.一种具有光热发电功能的多功能温室，其特征在于：包括一温室主体，所述温室主体包括由四周构成的温室棚体以及与其相连的温室屋顶，所述温室主体采用薄膜或玻璃密闭组成；所述温室主体的地面铺设有高光能吸收率的黑色毛毡，用以提高室内温度，增加光热发电和冬季种植及夏季烘干的效率；所述温室棚体的一个侧面的底部开设一可开合的栅形补气窗，用以进风补气；所述温室主体的内部设置有若干排晾晒架，所述晾晒架的上面铺设有金属网格，用以在冬季作为种植架或在夏季放置待烘干的物品；所述温室屋顶上等间隔装设置有若干个用以供光热发电用的发电管道，每个所述的发电管道的顶部设置一无动力风帽，所述无动力风帽的下部依次设置有一止回机构；所述的发电管道的底部为进气管道，所述进气管道与温室主体的屋顶相连，所述进气管道由上至下采用渐宽型结构，所述进气管道的中间设有风力驱动的风轮机，所述风轮机上固定着若干由风力驱动的叶片；所述风轮机的机轴与一发电机的机轴相连，当温室内的气流通过进气管道时，空气的流动带动风轮机上叶片的转动，从而驱动发电机产生电能。
2.根据权利要求1所述的一种具有光热发电功能的多功能温室，其特征在于：所述发电管道的长度大于20米。
3.根据权利要求1所述的一种具有光热发电功能的多功能温室，其特征在于：所述进气管道的内壁上安装有流速传感器，用于测量流过气体的速度，所述进气管道与温室主体的屋顶相连的一端作为进气管道入口，所述进气管道入口的内壁上安装有一第一气压传感器，所述进气管道的另一端作为进气管道出口，所述进气管道出口的外壁安装有一第二气压传感器，所述第一气压传感器与第二气压传感器用以测量温室内外气压的差值。
4.根据权利要求1所述的一种具有光热发电功能的多功能温室，其特征在于：所述进气管道的底部为进气口，所述进气口为圆环状结构，所述圆环状结构的中心由无法调节的固定阻挡结构和可调阻挡结构构成，中心的周边为进气道。
5.根据权利要求4所述的一种具有光热发电功能的多功能温室，其特征在于：所述可调阻挡结构由固定杆、滑动环、机械关节、连杆和遮挡片构成类似折叠伞状的机构；其中，所述滑动环与所述连杆和所述机械关节相连，并通过沿所述固定杆上下运动改变所述可调阻挡结构侵占所述进气道的大小，使得所述进气道的大小得到调节，从而改变进入发电管道的气体量和气流速度，并由此改变发电机的发电量和气流驱动的效率；整个可调阻挡结构外覆盖有可调节的遮挡片，使其不能透过气体。
6.根据权利要求5所述的一种具有光热发电功能的多功能温室，其特征在于：所述遮挡片为金属薄片。
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|---|---|---|---|---|
| CN107087516A (zh) * | 2017-05-25 | 2017-08-25 | 福建农林大学 | 一种具有光热发电功能的多功能温室及其实现方法 |
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2017
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