CN208349476U - 一种利用低温蓄冷改善温室夏季高温的降温系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种利用低温蓄冷改善温室夏季高温的降温系统,地下蓄冰池换热系统是用来降低温室内热空气温度,具体方法是将利用高压风机将温室内部热空气通过热风管循环到蓄冰池换热管中,获取冷空气,再将冷空气通过冷风管的输送到温室内部达到降温效果。本实用新型通过将自然界冬季空气中的冷能积蓄后,作为用于夏季温室降温系统中的能量来源,充分利用自然界能量,极大地节约了能源成本。降温系统的运行通过热空气与蓄冰的直接能量交换,与现行的通过热空气与水,制冷剂的能量交换相比,换热率极大提高。整个系统设计简单易于实施,降温系统的运行可以满足生产温室大面积使用中的降温效果。
Description
技术领域
本实用新型属于温室环境调控领域,特别涉及一种利用低温蓄冷改善温室夏季高温的降温系统。
背景技术
温室在农业生产中通过调控温室内的环境,提供给作物优于自然界的生长环境而被使用。从最初的用于春末早秋延后简单的栽培环境优化逐渐过渡到高效率的周年温室生产,然而夏季高温条件下温室环境控制由于能耗过大,一直是困扰温室实行周年运行的重要因素。
目前现有的技术主要是通过安装空调或风机通风的方式进行降温。空调制冷主要是通过制冷剂进行压缩循环制冷,在生产温室中这种制冷方式的成本过高,很难进行大面积的生产应用。风机通风的方式主要是通过空气的循环运动带走热空气,在夏季高温条件下室内外的空气温度差较小时是很难有明显的降温效果。
针对此问题,本发明提出了一种利用东北地区冬季寒冷的季节特点,在冬季利用自然低温进行水蓄冷形成冰,夏季通过冰融化进行空气的热交换,为夏季高温季节提供降温的系统及其运行方式,在满足温室降温效果的同时,极大地降低了温室降温系统的运行成本。
实用新型内容
本实用新型提出一种利用低温蓄冷改善温室夏季高温的降温系统,将自然界空气中的冷能积蓄后,作为用于夏季温室降温系统中的能量来源的温室降温系统及其运行方法。与现有的降温技术相比,该方法利用自然界中冷空气的冷能,而非人工制冷剂,极大的节约能源,降低了系统的运行成本,配套的运行方式能够满足夏季高温条件下温室的运行方式。
本实用新型的技术方案是这样实现的:
一种利用低温蓄冷改善温室夏季高温的降温系统,包括设置在地面上的温室,设置所述温室内的送风系统及在地面下的地下蓄冰池换热系统、地下出风管和地下热风管;
所述地下蓄冰池换热系统包括蓄冰池及设置在所述蓄冰池内的换热元件,所述蓄冰池上设置有进出和出口,所述换热元件的进口端与所述进口连接,出口端与所述出口连接;
所述送风系统包括水平设置在所述温室内上方的冷风管和分别设置在所述温室前后两侧的第一热风管和第二热风管;所述冷风管一端密封,另一端与温室出风管道连接,所述温室出风管道与所述地下出风管道连接,所述地下出风管一端与所述出口连接,另一端与所述温室出风管道连接;
所述地下热风管包括第一地下热风支管、第二地下热风支管和地下热风母管,所述第一地下热风管一端与所述第一热风管连接,另一端与所述地下热风母管连接;所述第二地下热风支管一端与所述第二热风管连接,另一端与所述地下热风母管连接;所述地下热风母管与所述进口连接;所述地下热风母管上设置有高压风机;
所述冷风管上设置有若干孔洞,所述第一热风管与所述第二热风管顶部均设置有出风口。
优选地,所述蓄冰池设置在所述温室一侧下方。
优选地,所述蓄冰池与所述温室的体积比不小于1:50。
优选地,所述温室为滑盖温室。
优选地,所述换热元件包括第一母管管道、第二母管管道和若干支管管道;
所述第一母管管道底部设置有若干第一通孔,所述第二母管管道底部设置有若干第二通孔;所述第一通孔、所述第二通孔、所述支管管道的数量相同;所述支管管道一端与所述第一通孔连接,另一端与所述第二通孔连接;
所述第一母管管道一端为封闭端,另一端与所述进口连接,所述第二母管管道一端为封闭端,另一端与所述出口连接;
所述支管管道为蛇形管;若干所述支管管道相互平行。
优选地,所述第一热风管、所述第二热风管、所述温室出风管道相互平行;
所述第一母管管道、第二母管管道均与所述冷风管垂直。
优选地,所述蓄冰池包括顶部开口的围护结构及设置在所述围护顶部的上盖;所述围护结构由外向里依次包括聚苯板和防水混凝土砖墙,所述上盖由外向里依次包括聚苯彩钢板和聚苯板;所述聚苯板的下表面覆有棚膜。
优选地,所述冷风管为PB管,所述PB管的外层设有气泡聚氨酯。
优选地,所述冷风管上的所述孔洞数量与所述冷风管的长度比不小于10:3,所述孔洞与所述冷风管孔径比小于1:6。
本实用新型提供了一种利用低温蓄冷改善温室夏季高温的降温系统,地下蓄冰池换热系统是用来降低温室内热空气温度,具体方法是将利用高压风机将温室内部热空气通过热风管循环到蓄冰池换热管中,获取冷空气,再将冷空气通过冷风管的输送到温室内部达到降温效果。本实用新型通过将自然界冬季空气中的冷能积蓄后,作为用于夏季温室降温系统中的能量来源,充分利用自然界能量,极大地节约了能源成本。降温系统的运行通过热空气与蓄冰的直接能量交换,与现行的通过热空气与水,制冷剂的能量交换相比,换热率极大提高。整个系统设计简单易于实施,降温系统的运行可以满足生产温室大面积使用中的降温效果。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型提供的一种利用低温蓄冷改善温室夏季高温的降温系统的结构示意图;
图2为图1中蓄水池的结构示意图。
图中:
1、蓄冰池;2、换热元件;3、冷风管;4、第一热风管;5、第二热风管;6、温室出风管;7、地下出风管;8、高压风机;9、第一地下热风支管;10第二地下热风支管;11、地下热风母管;12、孔洞;13、出风口;14、温室;15、第一母管管道;16、第二母管管道;17、支管管道;18、第一聚苯板;19、防水混凝土砖墙。
具体实施方式
结合图1、图2,本实用新型提出的一种利用低温蓄冷改善温室夏季高温的降温系统,包括设置在地面上的温室14,设置温室14内的送风系统及在地面下的地下蓄冰池换热系统、地下出风管7和地下热风管;
地下蓄冰池换热系统包括蓄冰池1及设置在蓄冰池1内的换热元件2,蓄冰池1上设置有进出和出口,换热元件2的进口端与进口连接,出口端与出口连接;
送风系统包括水平设置在温室14内上方的冷风管3和分别设置在温室14前后两侧的第一热风管4和第二热风管5;冷风管3一端密封,另一端与温室出风管6连接,温室出风管6与地下出风管7连接,地下出风管7一端与出口连接,另一端与温室出风管6连接;
地下热风管包括第一地下热风支管9、第二地下热风支管10和地下热风母管11,第一地下热风管一端与第一热风管4连接,另一端与地下热风母管11连接;第二地下热风支管10一端与第二热风管5连接,另一端与地下热风母管11连接;地下热风母管11与进口连接;地下热风母管11上设置有高压风机8;
冷风管3上设置有若干孔洞12,第一热风管4与第二热风管5顶部均设置有出风口13。
上述技术方案中,地下蓄冰池换热系统是用来降低温室14内热空气温度,具体方法是将利用高压风机8将温室14内部热空气通过热风管循环到蓄冰池1的换热元件2中,获取冷空气,再将冷空气通过冷风管3的输送到温室14内部达到降温效果。本实用新型通过将自然界冬季空气中的冷能积蓄后,作为用于夏季温室14降温系统中的能量来源,充分利用自然界能量,极大地节约了能源成本。降温系统的运行通过热空气与蓄冰池1直接进行能量交换,与现有中通过热空气与水或制冷剂的能量交换相比,换热率极大提高。整个系统设计简单易于实施,降温系统的运行可以满足生产温室14大面积使用中的降温效果。
在本实施方式中,蓄冰池1设置在温室14一侧下方。其中,蓄冰池1是进行冬季积蓄冷空气中冷能用的能量池,设置于温室14一侧地面以下位置,距离温室2~3米。
在本实施方式中,为了满足对温室14的降温需求,蓄冰池1与温室14的体积比不小于1:50。
在本实施方式中,温室14为滑盖温室。
在本实施方式中,换热元件2包括第一母管管道15、第二母管管道16和若干支管管道17;第一母管管道15底部设置有若干第一通孔,第二母管管道16底部设置有若干第二通孔;第一通孔、第二通孔、支管管道17的数量相同;支管管道17一端与第一通孔连接,另一端与第二通孔连接;第一母管管道15一端为封闭端,另一端与进口连接,第二母管管道16一端为封闭端,另一端与出口连接;支管管道17为蛇形管,若干支管管道17相互平行。上述中,为保证最好的换热效果,相邻支管管道17之间的距离不少于10cm,换热管长度不少于16m;支管管道17为不锈钢材质,支管管道17管径过大影响管内气体与冰的能量交换,过小则是使得管内气体速度过快,换热时间小,对出口温度造成影响,因此支管管道17的管径设置为5cm,壁厚2mm规格,换热效果最好。
需要说明的是,第一热风管4、第二热风管5、温室出风管6相互平行;第一母管管道15、第二母管管道16均与冷风管3垂直,这样布置方式可以减小管道内部对气体阻力。从第一母管管道15、第二母管管道16的底部设置通孔与支管管道17相连,支管管道17为蛇形管,连接进口母管端,管道先从蓄冰池1底面穿过,这样设计原因为,蓄冰池1下方冰比上方冰冻的更实,换热效率高,能够避免上方冰先融化,对管道产生压力。支管管道17的弯道为偶数个,减少管道对管内空气的阻挡。相邻两根支管管道17距离最少为10cm,过小相邻两管换热效率影响较大。
在本实施方式中,蓄冰池1包括顶部开口的围护结构及设置在围护顶部的上盖;围护结构由外向里依次包括第一聚苯板18和防水混凝土砖墙19,上盖由外向里依次包括聚苯彩钢板和第二聚苯板;第二聚苯板的下表面覆有棚膜,第二聚苯板作为保温材料,厚度最少为10cm。其中,围护结构中第一聚苯板18作为保温隔热材料,将蓄冰池1和土壤隔开。上盖中通过在第二聚苯板下表面贴上棚膜,进行防水;且上盖能够对蓄冰池1起到很好的密封效果,防止能量的损失。另外地下蓄水池的主要特点为轻质、导热系数小、防水,不易损坏,保温隔热效果好,价格便宜,实用性强。
在本实施方式中,冷风管3为PB管,PB管的外层设有气泡聚氨酯。
在本实施方式中,冷风管3上的孔洞12数量与冷风管3的长度比不小于10:3,孔洞12与冷风管3孔径比小于1:6。上述中,冷风管3置于温室14中央上方具体高度由温室14内部栽培作物高度所决定,一般高于作物1~1.5米左右。如果冷风管3位置过低出口冷气会对植物造成冷害,冷风管3位置过高,由于空气比热容小,会对降温效果造成影响。冷风管3下方的孔洞12能够使得冷空气从孔洞12流出对室温进行降温。
需要说明的是,温室14前后两侧的第一热风管4和第二热风管5,即热风管的数量为2,若是1个送风不均匀,对室内温度分布有影响,数量太多,管道连接费力并且对管内流速有影响造成冷气的损失。热风管上的出风口13距离冷风管3垂直高度至少50cm。热风管上的出风口13与距热风管最近的冷风管3上的孔洞12的水平距离最少3m,这样可以避免冷风管3出来的冷气被热风管吸走,影响降温效果。
另外,需要说明的是,冷风管3数量多时,均匀的布置温室14各处,这种布置方式耗管材,施工麻烦,温室14内管道多对植物有遮挡。本系统通过布置冷风管3与热风管,使室内气体进行循环,防止室外空气中的病菌进入,不需额外电耗,施工方便。
本系统提前于冬季打开蓄冰池1的上盖,从温室14内部水源处引水管,水管一端放置在在蓄冰池1内部,每次放水量为蓄冰池1总体积的三分之一,待前一次放水冻实后在进行第二次放水。放水总高度在第一母管管道15和第二母管管道16下方贴近母管位置。待所有冰冻实后将上盖内该放下,进行密封保存。当白天室内环境检测系统温度值超过30℃,晚上温度为超过25℃,关闭温室14通风口,使温室14形成密闭空间,再启动高压风机8,室内热空气通过送风系统的热风管依靠高压风机8的压力输送到蓄冰池1的进口,经过支管管道17与蓄冰池1外部冰进行能量交换,经冷却后的空气经过送风系统的冷风管3,由冷风管3上的孔洞12输送至温室14,以此循环达到温室14降温。
为了进一步说明本实用新型的技术方案,下面结合实施例对一种利用低温蓄冷改善温室夏季高温的降温系统进行详细地描述,但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例
参见附图1,温室14长60m,宽10m,高5m,体积为2355m3左右的半圆柱体滑盖温室14设计,冬季2月存储冰在7月夏季运行,通风换气次数为1次/h,环境温度白天在35℃左右,降温目标为降低10℃,晚上在25℃左右,降温目标在5℃左右。选择4台功率为7.5KW高压风机8控制。
蓄冰池1四周由10cm厚第一聚苯板18和13cm厚的防水混凝土砖墙19组成,上盖由20cm第二聚苯板密封,防止冰冷量的损失。蓄冰池1体积为180m3,长9m,宽5m,高4m,位于温室14东边墙前方2m。
支管管道17之间最小距离为10cm确定蓄冰池1内部换热结构为支管管道17的数量为40,管径为5cm,长度为20m的不锈钢管。
温室14通风系统冷风管3置于滑盖温室顶部中间向后盖方向30cm。支管管道17为40根管径为5cm的不锈钢管,根据冷风管3横截面积大于40根支管管道17总横截面积,冷风管3为1根管直径40cm外层用气泡聚氨酯隔热的PB管,白天使用时还需要用反光膜减少日照。根据60米长的温室14,冷风管3上应平均钻200个管口5厘米口径的孔洞12。冷风管3一端连接蓄冰池1,另一端通到温室14中。第一热风管4和第二热风管5不用隔热材料包裹,直径为10cmPB管2根分别对称放置在东西两头,在地下共同连接在蓄冰池1一端。
工作原理:启动高压风机8,室内热空气利用高压风机8压力由室内热风管通过地下热风管输送到蓄冰池1的换热元件2中,与还热元件内部冰进行能量交换,获得冷气,再由地下出风管7输送到温室14内部冷风管3,经冷风管3上的孔洞12输送冷气以此形成循环系统,达到降温。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种利用低温蓄冷改善温室夏季高温的降温系统,其特征在于,包括设置在地面上的温室(14),设置所述温室(14)内的送风系统及在地面下的地下蓄冰池换热系统、地下出风管(7)和地下热风管;
所述地下蓄冰池换热系统包括蓄冰池(1)及设置在所述蓄冰池(1)内的换热元件(2),所述蓄冰池(1)上设置有进出和出口,所述换热元件(2)的进口端与所述进口连接,出口端与所述出口连接;
所述送风系统包括水平设置在所述温室(14)内上方的冷风管(3)和分别设置在所述温室(14)前后两侧的第一热风管(4)和第二热风管(5);所述冷风管(3)一端密封,另一端与温室出风管(6)连接,所述温室出风管(6)与所述地下出风管(7)连接,所述地下出风管(7)一端与所述出口连接,另一端与所述温室出风管(6)连接;
所述地下热风管包括第一地下热风支管(9)、第二地下热风支管(10)和地下热风母管(11),所述第一地下热风支管(9)一端与所述第一热风管(4)连接,另一端与所述地下热风母管(11)连接;所述第二地下热风支管(10)一端与所述第二热风管(5)连接,另一端与所述地下热风母管(11)连接;所述地下热风母管(11)与所述进口连接;所述地下热风母管(11)上设置有高压风机(8);
所述冷风管(3)上设置有若干孔洞(12),所述第一热风管(4)与所述第二热风管(5)顶部均设置有出风口(13)。
2.根据权利要求1所述的利用低温蓄冷改善温室夏季高温的降温系统,其特征在于,所述蓄冰池(1)设置在所述温室(14)一侧下方。
3.根据权利要求1所述的利用低温蓄冷改善温室夏季高温的降温系统,其特征在于,所述蓄冰池(1)与所述温室(14)的体积比不小于1:50。
4.根据权利要求1所述的利用低温蓄冷改善温室夏季高温的降温系统,其特征在于,所述温室(14)为滑盖温室。
5.根据权利要求4所述的利用低温蓄冷改善温室夏季高温的降温系统,其特征在于,所述换热元件(2)包括第一母管管道(15)、第二母管管道(16)和若干支管管道(17);
所述第一母管管道(15)底部设置有若干第一通孔,所述第二母管管道(16)底部设置有若干第二通孔;所述第一通孔、所述第二通孔、所述支管管道(17) 的数量相同;所述支管管道(17)一端与所述第一通孔连接,另一端与所述第二通孔连接;
所述第一母管管道(15)一端为封闭端,另一端与所述进口连接,所述第二母管管道(16)一端为封闭端,另一端与所述出口连接;
所述支管管道(17)为蛇形管;若干所述支管管道(17)相互平行。
6.根据权利要求5所述的利用低温蓄冷改善温室夏季高温的降温系统,其特征在于,所述第一热风管(4)、所述第二热风管(5)、所述温室出风管(6)道相互平行;
所述第一母管管道(15)、第二母管管道(16)均与所述冷风管(3)垂直。
7.根据权利要求1所述的利用低温蓄冷改善温室夏季高温的降温系统,其特征在于,所述蓄冰池(1)包括顶部开口的围护结构及设置在所述围护顶部的上盖;所述围护结构由外向里依次包括第一聚苯板(18)和防水混凝土砖墙(19),所述上盖由外向里依次包括聚苯彩钢板和第二聚苯板;所述第二聚苯板的下表面覆有棚膜。
8.根据权利要求1所述的利用低温蓄冷改善温室夏季高温的降温系统,其特征在于,所述冷风管(3)为PB管,所述PB管的外层设有气泡聚氨酯。
9.根据权利要求1所述的利用低温蓄冷改善温室夏季高温的降温系统,其特征在于,所述冷风管(3)上的所述孔洞(12)数量与所述冷风管(3)的长度比不小于10:3,所述孔洞(12)与所述冷风管(3)孔径比小于1:6。
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GR01 | Patent grant | ||
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CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20190108 Termination date: 20200528 |
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