CN209323486U - 一种适用于光热资源丰富地区的u型加热水渠 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种适用于光热资源丰富地区的U型加热水渠，包括U型混凝土水渠、银色反光膜、无色透光板、黑色吸热塑料膜组成，利用长距离U型曲面反光膜反射聚光为动态水流逐渐加热，利用黑色塑料膜吸收太阳热能且减少对已加热水的热量散失。本实用新型比传统太阳能热水器有很多在农业灌溉水温上的优势，原理和结构更加简单、材料易得、器材便宜、维修成本低而效率高、更易于广大农民百姓接受、便于推广。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能加热技术领域，具体涉及一种适用于光热资源丰富地区的U型加热水渠。
背景技术
乡村振兴战略提出以来，农业发展再次引起各界关注。农业研究逐渐由治碱杀虫扩展到土壤水热对作物生长的影响等方向，因此适温灌溉成为农业灌溉的一个重要工作。然而像新疆等北方地区的雪水和地下水温度远低于作物生长的适宜温度，这样的温度并不适宜作物生长，面对这种情况，很多研究者提出，使用太阳能热水器对低温冷水进行加热并使用加热后的温水进行灌溉，但是利用太阳能热水器对灌溉水进行加热不经济、不易控制适宜水温，甚至造成资源的浪费，只能在小田块作业，无法在大田作业中推广，同时受到光面积不够大，对光热的利用不高等因素的影响。因此，申请人提出了一种对灌溉水进行加热的U型加热水渠，本实用新型具有结构简单，能反复利用，使用成本低等特点。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种利用光能来加热灌溉用水的装置，即适用于光热资源丰富地区的U型加热水渠。
本实用新型公开了一种适用于光热资源丰富地区的U型加热水渠，其特征在于：
包含渠体(7)，所述渠体(7)截面分为上下两部分，上部呈喇叭状，下部呈半圆型，渠体(7)构成能够输水的水渠，渠体(7)内壁设有银色反光膜(8)，所述银色反光膜(8)贴合后与渠体(7)截面相同，所述渠体(7)的喇叭状开口处设有无色透光板(9)，所述无色透光板(9)盖合在渠体(7)的喇叭状开口处，并形成一个密封的腔室，所述无色透光板(9)两侧设有黑色的黑塑料膜(10)，且黑塑料膜(10)的长度与渠体(7)构成的水渠长度相同。
所述渠体(7)由混凝土或钢材料制成，或由砖块、石头砌成
所述无色透光板(9)是无色的透明玻璃制成，是有机玻璃或钢化玻璃的一种。
利用长距离U型曲面银色反光膜反射聚光为动态水流逐渐加热，利用黑色塑料膜吸收太阳热能且减少对已加热水的热量散失，实现温水灌溉。
实际使用时：已经大量修建了U型水渠，U型水渠得到了大力推广，U型水渠的修建也得到了可喜的状况，因此可以充分利用现有修好的U型水渠，清理好渠面上的杂物，将银色反光膜(8)粘在上面形成U型面镜(凹面镜)，从而将垂直渠线照射而来的太阳光汇聚起来加热渠中的冷水，其不仅聚光加热水，而且还有水渠防渗作用。当U型曲面聚光加热冷水后，水的蒸发就会加强，为了防止水蒸发和加热后水的温度散失，所以又在渠上加盖了无色透光板(9)，可以有效防止渠内的水蒸发。
在一些建筑工地，会有一些不用的玻璃，可以将这些玻璃用来盖在渠体的开口处，不仅能够变废为宝，而且可以节约资源，节省成本。
本实用新型的U型加热水渠是通过U型渠面汇聚太阳光能把渠内的低温水温度升高的装置，在光热资源丰富的平原或盆地区(如新疆两大盆地)加热低温水来灌溉作物。U型加热水渠为对大流量水流的逐渐加热。
所述无色透光板(9)是无色的透明玻璃材质制成，可以为有机玻璃，也可以为钢化玻璃，具有一定的强度，不会轻易损坏。
所述银色反光膜(8)是银白色的非透明塑料制成，且为反光材料。
具体使用如下：
太阳东升西落，为了更大程度的利用光热，因此图1设置一条南北方向的公路(1)，公路两侧各设一条U型水渠。图2中U型水渠先将预制的U型混凝土水渠安放在道路(1)两旁，然后清洗干净、晒干，把银色反光膜(8)粘在上面，形成凹面镜，最后在水渠上面盖上无色透光板(9)，玻璃片两边铺上黑塑料膜(10)，用土埋住膜边防止大风刮走。在田地(3)间布置一个集水池(4)进行集水、一个加肥装置 (5)，一个加气加压装置(6)进行加气灌溉所用。
当渠道过水时，太阳垂直渠轴线照射到U型水渠时，太阳光从空气以θ1角射入无色透光玻璃，发生折射，由n1＝1、n2＝1.5可算出折射角为θ2角。然后又以θ3折射出玻璃，进入渠内空气折射角为θ4，然后以θ5从空气又射入水中，水的折射率约为1.33，折射角为θ6当射入水中的光线到达反光膜时又发生反射，入射角为θ7、反射角θ8多条光线汇聚在渠内，将光能转化为热能从而将低温水加热。玻璃两侧的黑塑料膜可以将太阳照射到上面的热量吸收，而且还可以减少已经加热的水温散失到空气中。本实用新型是给作物提供适宜生长水温，不是把水加热到开水，所以没必要像家用太阳能那样聚光强烈且要求高度集热，本实用新型加热不是一下子把水加热到那个温度，而是利用长距离水渠逐渐加热，当一部分水从水渠一头流到另一头时，不断被U型渠汇聚的光能转化的热量加热。渠道的长度直接影响到加热后的温度，可以根据作物不同生育期所需的水温进行调节玻璃片的数量和银色反光膜(8)的长度。本实用新型只是将低温水加热到作物生长所需水温的大概温度范围，至于具体给作物通最适合生长水温的话就可以结合田间水温自动控制系统进行调节过水。
银色反光膜(8)聚光生热、防渗，无色透光板透光、防水蒸发、调节水温，黑色吸热塑料膜吸热、保温。
本实用新型提供一种U型加热水渠，包括U型混凝土水渠、银色反光膜、无色透光板、黑色吸热塑料膜组成，利用长距离U型曲面反光膜反射聚光为动态水流逐渐加热，利用黑色塑料膜吸收太阳热能且减少对已加热水的热量散失。本发明比传统太阳能热水器有很多在农业灌溉水温上的优势，原理和结构更加简单、材料易得、器材便宜、维修成本低而效率高、更易于广大农民百姓接受、便于推广。
与现有技术相比，本实用新型具有结构简单，加热效果好，使用成本低，能多年反复使用等优点。
附图说明
图1是本实用新型U型加热水渠的使用状态平面布置图。
图2是本实用新型U型加热水渠断面结构图。
图3是本实用新型U型加热水渠的光学原理图。
图4是本实用新型30度光线照射时U型加热水渠的加热原理图。
图5是本实用新型45度光线照射时U型加热水渠的加热原理图。
图6是本实用新型90度光线照射时U型加热水渠的加热原理图。
图中所示：1是南北方向的公路，2是U型水渠，3是田地，4是集水池，5是加肥装置，6是加气加压装置，7是渠体，8是银色反光膜，9是无色透光板，10是黑塑料膜。
具体实施方式
下面详细说明本实用新型的优选实施方式。
为了使本实用新型的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于理解，下面结合图示进一步阐述。
实施例1：本实用新型实施例1公开了一种适用于光热资源丰富地区的U型加热水渠，其特征在于：包含渠体(7)，所述渠体(7)截面分为上下两部分，上部呈喇叭状，下部呈半圆型，渠体(7)构成能够输水的水渠，渠体(7)内壁设有银色反光膜(8)，所述银色反光膜(8)贴合后与渠体(7)截面相同，所述渠体(7)的喇叭状开口处设有无色透光板(9)，所述无色透光板(9)盖合在渠体(7)的喇叭状开口处，并形成一个密封的腔室，所述无色透光板(9)两侧设有黑色的黑塑料膜(10)，且黑塑料膜(10)的长度与渠体(7)构成的水渠长度相同。
所述渠体(7)由混凝土制成、或钢材料制成、或由砖或石头砌成。
所述无色透光板(9)是无色的透明玻璃制成，是有机玻璃或钢化玻璃的一种。
利用长距离U型曲面银色反光膜反射聚光为动态水流逐渐加热，利用黑色塑料膜吸收太阳热能且减少对已加热水的热量散失，实现温水灌溉。
实际使用时：已经大量修建了U型水渠，U型水渠得到了大力推广，U型水渠的修建也得到了可喜的状况，因此可以充分利用现有修好的U型水渠，清理好渠面上的杂物，将银色反光膜(8)粘在上面形成U型面镜(凹面镜)，从而将垂直渠线照射而来的太阳光汇聚起来加热渠中的冷水，其不仅聚光加热水，而且还有水渠防渗作用。当U型曲面聚光加热冷水后，水的蒸发就会加强，为了防止水蒸发和加热后水的温度散失，所以又在渠上加盖了无色透光板(9)，可以有效防止渠内的水蒸发。
在一些建筑工地，会有一些不用的玻璃，可以将这些玻璃用来盖在渠体的开口处，不仅能够变废为宝，而且可以节约资源，节省成本。
本实用新型的U型加热水渠是通过U型渠面汇聚太阳光能把渠内的低温水温度升高的装置，在光热资源丰富的平原或盆地区(如新疆两大盆地)加热低温水来灌溉作物。U型加热水渠为对大流量水流的逐渐加热。
具体使用如下：
太阳东升西落，为了更大程度的利用光热，因此图1设置一条南北方向的公路(1)，公路两侧各设一条U型水渠。图2中U型水渠先将预制的U型混凝土水渠安放在道路(1)两旁，然后清洗干净、晒干，把银色反光膜(8)粘在上面，形成凹面镜，最后在水渠上面盖上无色透光板(9)，玻璃片两边铺上黑塑料膜(10)，用土埋住膜边防止大风刮走。在田地(3)间布置一个集水池(4)进行集水、一个加肥装置 (5)，一个加气加压装置(6)进行加气灌溉所用。
当渠道过水时，太阳垂直渠轴线照射到U型水渠时，太阳光从空气以θ1角射入无色透光玻璃，发生折射，由n1＝1、n2＝1.5可算出折射角为θ2角。然后又以θ3折射出玻璃，进入渠内空气折射角为θ4，然后以θ5从空气又射入水中，水的折射率约为1.33，折射角为θ6当射入水中的光线到达反光膜时又发生反射，入射角为θ7、反射角θ8多条光线汇聚在渠内，将光能转化为热能从而将低温水加热。玻璃两侧的黑塑料膜可以将太阳照射到上面的热量吸收，而且还可以减少已经加热的水温散失到空气中。本实用新型是给作物提供适宜生长水温，不是把水加热到开水，所以没必要像家用太阳能那样聚光强烈且要求高度集热，本实用新型加热不是一下子把水加热到那个温度，而是利用长距离水渠逐渐加热，当一部分水从水渠一头流到另一头时，不断被U型渠汇聚的光能转化的热量加热。渠道的长度直接影响到加热后的温度，可以根据作物不同生育期所需的水温进行调节玻璃片的数量和银色反光膜 (8)的长度。本实用新型只是将低温水加热到作物生长所需水温的大概温度范围，至于具体给作物通最适合生长水温的话就可以结合田间水温自动控制系统进行调节过水。
银色反光膜(8)聚光生热、防渗，无色透光板透光、防水蒸发、调节水温，黑色吸热塑料膜吸热。
本实用新型提供一种U型加热水渠，包括U型混凝土水渠、银色反光膜、无色透光板、黑色吸热塑料膜组成，利用长距离U型曲面反光膜反射聚光为动态水流逐渐加热，利用黑色塑料膜吸收太阳热能且减少对已加热水的热量散失。本发明比传统太阳能热水器有很多在农业灌溉水温上的优势，原理和结构更加简单、材料易得、器材便宜、维修成本低而效率高、更易于广大农民百姓接受、便于推广。
太阳东升西落，为了更大程度的利用光热，因此图1设置一条南北方向的公路(1)，公路两侧各设一条U型水渠(2)。图2中U型水渠先将预制的U型混凝土水渠安放在道路(1)两旁，然后清洗干净、晒干，把银色反光膜(8)粘在上面，形成凹面镜，最后在水渠上面盖上无色透光板(9)，玻璃片两边铺上黑塑料膜(10)，用土埋住膜边防止大风刮走。在田地(3)间布置一个集水池(4)进行集水、一个加肥装置(5)，一个加气加压装置(6)为加气灌溉所用。
当渠道过水时，太阳垂直渠轴线照射到U型水渠时，太阳光从空气以θ1角射入透光玻璃，发生折射，由n1＝1、n2＝1.5可算出折射角为θ2角。然后又以θ3折射出玻璃，进入渠内空气折射角为θ4，然后以θ5从空气又射入水中，水的折射率约为1.33，折射角为θ6当射入水中的光线到达反光膜时又发生反射，入射角为θ7、反射角θ8。多条光线汇聚在渠内，将光能转化为热能从而将低温水加热。玻璃两侧的黑塑料膜可以将太阳照射到上面的热量吸收，而且还可以减少已经加热的水温散失到空气中。本发明是给作物提供适宜生长水温，没必要加热温度太高，所以没必要像家用太阳能那样聚光强烈且要求高度集热，本实用新型加热不是一下子把水加热到那个温度，而是利用长距离水渠逐渐加热，当一部分水从水渠一头流到另一头时，不断被U型渠汇聚的光能转化的热量加热。渠道的长度直接影响到加热后的温度，因此可以根据作物不同生育期所需的水温进行调节玻璃片的数量和银色反光膜(8) 的长度。本发明只是将低温水加热到作物生长所需水温的大概温度范围，至于具体给作物通最适合生长水温的话就可以结合田间水温自动控制系统进行调节过水
以上所述的仅是本实用新型/实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变化和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种适用于光热资源丰富地区的U型加热水渠，其特征在于：包含渠体(7)，所述渠体(7)截面分为上下两部分，上部呈喇叭状，下部呈半圆型，渠体(7)构成能够输水的水渠，渠体(7)内壁设有银色反光膜(8)，所述银色反光膜(8)贴合后与渠体(7)截面相同，所述渠体(7)的喇叭状开口处设有无色透光板(9)，所述无色透光板(9)盖合在渠体(7)的喇叭状开口处，并形成一个密封的腔室，所述渠体(7)两侧的渠体(7)外壁上设有黑色的黑塑料膜(10)，且黑塑料膜(10)的长度与渠体(7)构成的水渠长度相同。
2.如权利要求1所述的适用于光热资源丰富地区的U型加热水渠，其特征在于：所述渠体(7)由混凝土制成、或钢材料制成、或由砖或石头砌成。
3.如权利要求1所述的适用于光热资源丰富地区的U型加热水渠，其特征在于：所述无色透光板(9)是无色的透明玻璃制成，是有机玻璃或钢化玻璃的一种。
4.如权利要求1所述的适用于光热资源丰富地区的U型加热水渠，其特征在于：所述银色反光膜(8)是银白色的非透明塑料制成，且为反光材料。
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