CN211153002U - 一种日光温室前屋面水循环调温系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型是涉及一种日光温室前屋面水循环调温系统，包括集热装置、蓄热装置、散热装置，所述集热装置包括集热水管，集热水管两端分别连接有集热水管进水管和集热水管排水管；所述蓄热装置包括保温蓄热池，所述保温蓄热池的保温盖穿装有集热水管注水管和回收水管；所述散热装置包括散热器、所述散热器连接有散热器进水管和散热器出水管，所述集热水管进水管、集热水管注水管、散热器进水管通过三通阀门Ⅰ连接；所述集热水管排水管、回收水管、散热器出水管通过三通阀门Ⅱ连接。本实用新型将白天太阳辐射所产生的能量进行储存，当夜晚温室内温度降低，水通过前底角的散热装置向温室内散热以达到温室加温及平衡前底角与温室其他位置温度差异的目的。

Description

一种日光温室前屋面水循环调温系统

技术领域

本实用新型涉及设施农业日光温室建筑设计技术领域，具体涉及一种日光温室前屋面水循环调温系统。

背景技术

目前，我国冬季大部分地区使用日光温室进行作物栽培生产，在作物生产过程中，经常会遇到白天太阳能辐射过强，引起温室内温度过高，需要通过自然通风使温室内的温度下降已达到作物正常生长所需要的适宜温度，但这样就使过多的太阳辐射所产生的能量浪费；夜晚温度下降，不能满足作物正常生长所需温度，往往需要使用煤等能源进行加温，造成能源浪费与成本增加；夜晚温室前底角与外界热交换量较大，温度下降快，较温室内其他部位温度最低，对前底角作物生长不利，导致温室内作物生长不一致；日光温室的前屋面由于白天没有蓄热，所以夜间只有覆盖保温被进行保温，而且该部分散热面积大。因此如何尽可能充分利用太阳能，减少常规能源的使用，增加夜间温室温度，平衡前底角与温室其他部位温度差异，减缓前屋面的散热，是冬季使用日光温室进行越冬作物栽培中应该解决的难题。

发明内容

为解决上述技术难题，本实用新型的目的在于提供一种新型的日光温室水循环蓄热放热式调温系统，充分利用日光温室前屋面下弦处的空间和水的最大比热容，以水为蓄热材料，与下弦固定的水管为蓄热载体，将白天太阳辐射所产生的能量进行储存，当夜晚温室内温度降低，水通过前底角的散热装置向温室内散热以达到温室加温及平衡前底角与温室其他位置温度差异的目的，还通过前屋面下的蓄热水管以达到减缓前屋面的散热的目的，有效延缓温室内温度的下降。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：一种日光温室前屋面水循环调温系统，包括集热装置、蓄热装置、散热装置，所述集热装置包括集热水管，所述集热水管设有横向集热水管和纵向集热水管，所述横向集热水管和纵向集热水管均为贯通；所述下部的横向集热水管两端分别连接有集热水管进水管和集热水管排水管，所述集热水管设有排气阀；所述集热水管固定连接在温室骨架下弦上；

所述蓄热装置包括保温蓄热池，所述保温蓄热池上设有保温盖，所述保温盖穿装有集热水管注水管和回收水管，所述集热水管注水管进水口连接有潜水泵；所述保温蓄热池为下洼式结构，池体由外至内依次为防潮层、保温层和池壁，

所述散热装置包括散热器、所述散热器上端和下端分别连接有散热器进水管和散热器出水管，所述散热器水平置于温室前屋面的土壤上方，铺设位置略高于耕作区地面，所述散热器设有排气阀；

所述集热水管进水管进水口、集热水管注水管出水口、散热器进水管进水口通过三通阀门Ⅰ连接；所述集热水管排水管出水口、回收水管进水口、散热器出水管出水口通过三通阀门Ⅱ连接。

所述日光温室前屋面水循环调温系统的具体操作方法为：保温蓄热池中内蓄有水，白天，关闭三通阀门Ⅱ，调节三通阀门Ⅰ，连通集热水管进水管、集热水管注水管，关闭散热器进水管，打开潜水泵，水通过集热水管注水管泵入集热水管后，关闭三通阀门Ⅰ；太阳光线照射到集热水管表面，通过传热交换将集热水管中的水加热，水管内水温不断上升，调节三通阀门Ⅱ，关闭散热器出水管，连通集热水管排水管和回收水管，使加温后的热水回流至保温蓄水池，集热水管内水排净后，关闭三通阀门Ⅱ，重复上述操作，进而使保温蓄热池中的水升温；

夜晚，关闭三通阀门Ⅰ的集热水管进水管，连通集热水管注水管和散热器进水管，关闭集热水管排水管，连通散热器出水管和回收水管，打开潜水泵，保温蓄热池中的热水通过集热水管注水管、散热器进水管进入散热器，形成水循环散热。

进一步的，所述集热水管为外表面为黑色的PVC管。

进一步的，所述保温蓄热池防潮层为TPO防水卷材，所述保温层为聚苯乙烯泡沫板，所述池壁为砖砌水泥池壁；所述保温盖为聚氨酯硬泡彩钢夹芯板。

进一步的，所述保温蓄热池可设置于温室前底角，所述保温蓄水池容积为集热水管和散热器最大容水量的三至五倍。

进一步的，所述散热器由不锈钢散热管或散热挤塑管组成。

进一步的，所述日光温室前屋面水循环调温系统设有控制箱，所述集热水管内部设置有水温感应器Ⅰ，集热水管排水管内设置有水流量计；所述散热器内设有水温感应器Ⅱ； 所述三通阀门Ⅰ和三通阀门Ⅱ均为电磁阀阀门；所述控制箱内设有无线通信模块，控制箱连接水温感应器Ⅰ、水流量计、水温感应器Ⅱ、三通阀门Ⅰ、三通阀门Ⅱ、潜水泵，所述水温感应器Ⅰ、水温感应器Ⅱ采集温度信号反馈至控制箱中的无线通信模块中，水流量计采集水流量信号反馈至控制箱中的无线通信模块，无线通信模块控制三通阀门Ⅰ、三通阀门Ⅱ、潜水泵开闭。

所述日光温室前屋面水循环调温系统的操作方法为：保温蓄热池中内蓄有水，关闭三通阀门Ⅱ，调节三通阀门Ⅰ，连通集热水管进水管、集热水管注水管，关闭散热器进水管，通过无线通信模块发出信号接通潜水泵电源，通过集热水管注水管向集热水管注水；白天，太阳光线照射到集热水管表面，通过传热交换将集热水管中的水加热，水管内水温不断上升，当温度达到36℃，水温感应器Ⅰ将信息传递到控制箱中的无线通信模块，控制箱接收到信号后，通过无线通信模块发出信号开启三通阀门Ⅱ，关闭散热器出水管，连通集热水管排水管和回收水管，使加温后的热水回流至保温蓄水池，当集热水管内水回流完毕后，当水流量计到达0.3kg/s-0.7kg/s时，将水流量计采集的信息再传递给控制箱中的无线通信模块，控制箱接收到信号后，通过无线通信模块发出信号关闭三通阀门Ⅱ，调节三通阀门Ⅰ，连通集热水管进水管、集热水管注水管，关闭散热器进水管，打开潜水泵，水通过集热水管注水管泵入集热水管，当水温再次达到36℃时，系统自动循环工作，加温后的热水回流至保温蓄水池的同时集热水管内注水，数次重复上述操作，进而使保温蓄热池中的水升温；

夜晚，当散热器内水温低于16℃时，水温感应器Ⅱ将信息传递到控制箱25中的无线通信模块，控制箱收到信号后，控制三通阀门Ⅰ，连通集热水管注水管和散热器进水管，关闭集热水管进水管，关闭三通阀门Ⅱ，打开潜水泵，保温蓄热池中的热水通过集热水管注水管、散热器进水管，进入散热器，当散热器内水温高于28℃时，水温感应器Ⅱ将采集的信息传递给控制箱中的无线通信模块，控制箱关闭三通阀门Ⅰ，并切断潜水泵电源；当水温再次低于16℃时，控制箱控制三通阀门Ⅱ，关闭集热水管排水管，连通散热器出水管和回收水管，使散热器内的水流回保温蓄热池，同时开启连通集热水管注水管和散热器进水管，并启动潜水泵电源，系统自动循环工作，即散热器内的水流回保温蓄热池的同时，热水经过进水管进入散热器，形成水循环散热。

本实用新型的有益效果是：

（1）充分利用了日光温室前屋面下弦处的空间，以水为蓄热材料，利用了水的最大比热容和依靠黑色水管为蓄热载体，将太阳辐射所产生的能量蓄积，减缓夜晚前屋面的散热，有效延缓温室内温度的下降。

（2）本实用新型减少了冬季温室越冬栽培作物温室加热所需的常规能源的使用，节约温室的运行成本，结构简单，有效利用率高。

附图说明

图1为本实用新型的截面图；

图2为本实用新型的局部示意图；

图3为蓄热装置的结构示意图；

图4为集热装置与散热装置连接结构示意图；

图5为散热装置结构示意图；

图6为控制器连接图。

图1-图6中各结构的名称为：集热装置1、蓄热装置2、散热装置3，集热水管4，横向集热水管4-1，纵向集热水管4-2，集热水管进水管4-3，集热水管排水管4-4，进水口Ⅰ5，出水口Ⅰ6，固定环7，温室骨架下弦8，保温蓄热池9，防潮层9-1、保温层9-2，池壁9-3，保温盖10，集热水管注水管11，出水口Ⅱ12，进水口Ⅱ13，进水口Ⅲ14，出水口Ⅲ15，散热器16，散热器进水管17，散热器出水管18，进水口Ⅳ19，出水口Ⅳ20，三通阀门Ⅰ21，三通阀门Ⅱ22，潜水泵23，回收水管24，控制箱25，水温感应器Ⅰ26、水流量计27、水温感应器Ⅱ28，无线通信模块29，排气阀30。

具体实施方式

实施例1

见图1-图5，本实施例的具体结构为：一种日光温室前屋面水循环调温系统，包括集热装置1、蓄热装置2、散热装置3，所述集热装置1包括集热水管4，所述集热水管4设有上、下平行的横向集热水管4-1，两条平行的横向集热水管4-1之间设有多条平行的纵向集热水管4-2，所述横向集热水管4-1和纵向集热水管4-2均为贯通；所述下部的横向集热水管4-1两端分别连接有集热水管进水管4-3和集热水管排水管4-4，集热水管进水管4-3设有进水口Ⅰ5，集热水管排水管4-4设有出水口Ⅰ6；所述集热水管4设有排气阀30；所述集热水管4通过固定环7固定连接在温室骨架下弦8上，集热水管4为外表面为黑色的PVC管；

所述蓄热装置2包括保温蓄热池9，所述保温蓄热池9上设有保温盖10，所述保温盖10穿装有集热水管注水管11和回收水管24，所述集热水管注水管11设有出水口Ⅱ12和进水口Ⅱ13，所述进水口Ⅱ13连接有潜水泵23；所述保温蓄热池9为下洼式结构，池体由外至内依次为防潮层9-1、保温层9-2和池壁9-3，所述防潮层9-1为TPO防水卷材，所述保温层9-2为聚苯乙烯泡沫板，所述池壁9-3为砖砌水泥池壁；所述保温盖10为聚氨酯硬泡彩钢夹芯板；所述回收水管24设有进水口Ⅲ14和出水口Ⅲ15，保温蓄热池5可设置于温室前底角，所述保温蓄水池9容积为集热水管4和散热器16最大容水量的3-5倍。

所述散热装置3包括散热器16、所述散热器16上端和下端分别连接有散热器进水管17和散热器出水管18，所述散热器进水管17设有进水口Ⅳ19，所述散热器出水管18设有出水口Ⅳ20；所述散热器16水平置于温室前屋面的土壤上方，铺设位置略高于耕作区地面，所述散热器16由不锈钢散热管或散热挤塑管组成，所述散热器16设有排气阀30；

所述进水口Ⅰ5、出水口Ⅱ12、进水口Ⅳ19通过三通阀门Ⅰ21连接；所述出水口Ⅰ6、进水口Ⅲ14、出水口Ⅳ20通过三通阀门Ⅱ22连接。

本实施例的具体操作方法为：保温蓄热池9中内蓄有水，白天，关闭三通阀门Ⅱ22，调节三通阀门Ⅰ21，连通进水口Ⅰ5、出水口Ⅱ12，关闭进水口Ⅳ19，打开潜水泵23，水通过集热水管注水管11泵入集热水管4后，关闭三通阀门Ⅰ21；太阳光线照射到集热水管4表面，通过传热交换将集热水管中的水加热，水管内水温不断上升，调节三通阀门Ⅱ22，关闭出水口Ⅳ20，连通出水口Ⅰ6和进水口Ⅲ14，使加温后的热水回流至保温蓄水池，集热水管4内水排净后，关闭三通阀门Ⅱ22，重复上述操作，进而使保温蓄热池9中的水升温；

夜晚，关闭三通阀门Ⅰ21的进水口Ⅰ5，连通出水口Ⅱ12和进水口Ⅳ19，关闭出水口Ⅰ6，连通出水口Ⅳ20和进水口Ⅲ14，打开潜水泵23，保温蓄热池9中的热水通过集热水管注水管11、出水口Ⅱ12、进水口Ⅳ19进入散热器16，形成水循环散热。

实施例2

见图1-图6，本实施例的具体结构为：一种日光温室前屋面水循环调温系统，包括集热装置1、蓄热装置2、散热装置3，控制箱25；所述集热装置1包括集热水管4，所述集热水管4设有上、下平行的横向集热水管4-1，两条平行的横向集热水管4-1之间设有多条平行的纵向集热水管4-2，所述横向集热水管4-1和纵向集热水管4-2均为贯通；所述下部的横向集热水管4-1两端分别设有进水口Ⅰ5和出水口Ⅰ6；所述集热水管右上端设有排气阀30；所述集热水管4通过固定环7固定连接在温室骨架下弦8上，集热水管4为外表面为黑色的PVC管；集热水管4内部设置有水温感应器Ⅰ26，集热水管排水管4-4内设置有水流量计27；

所述蓄热装置2包括保温蓄热池9，所述保温蓄热池9上设有保温盖10，所述保温盖10穿装有集热水管注水管11和回收水管24，所述集热水管注水管11设有出水口Ⅱ12和进水口Ⅱ13，所述进水口Ⅱ13连接有潜水泵23；所述保温蓄热池9为下洼式结构，池体由外至内依次为防潮层9-1、保温层9-2和池壁9-3，所述防潮层9-1为TPO防水卷材，所述保温层9-2为聚苯乙烯泡沫板，所述池壁9-3为砖砌水泥池壁；所述保温盖10为聚氨酯硬泡彩钢夹芯板；所述回收水管24设有进水口Ⅲ14和出水口Ⅲ15，保温蓄热池5设置于温室前底角；

所述散热装置3包括散热器16、所述散热器16上端和下端分别连接有散热器进水管17和散热器出水管18，所述散热器进水管17设有进水口Ⅳ19，所述散热器出水管18设有出水口Ⅳ20；所述散热器16水平置于温室前屋面的土壤上方，铺设位置略高于耕作区地面，所述散热器16由不锈钢散热管或散热挤塑管组成；所述散热器16内设有水温感应器Ⅱ28；

所述进水口Ⅰ5、出水口Ⅱ12、进水口Ⅳ19通过三通阀门Ⅰ21连接；所述出水口Ⅰ6、进水口Ⅲ14、出水口Ⅳ20通过三通阀门Ⅱ22连接，本实施例中三通阀门Ⅰ21和三通阀门Ⅱ22均为电磁阀阀门；

所述控制箱25内设有无线通信模块29，控制箱7连接水温感应器Ⅰ26、水流量计27、水温感应器Ⅱ28、三通阀门Ⅰ21、三通阀门Ⅱ22、潜水泵23，所述水温感应器Ⅰ26、水温感应器Ⅱ28采集温度信号反馈至控制箱中的无线通信模块29中，水流量计27采集水流量信号反馈至控制箱中的无线通信模块29，无线通信模块29控制三通阀门Ⅰ21、三通阀门Ⅱ22、潜水泵23开闭。

本实施例具体操作为：

保温蓄热池9中内蓄有水，关闭三通阀门Ⅱ22，调节三通阀门Ⅰ21，连通进水口Ⅰ5、出水口Ⅱ12，关闭进水口Ⅳ19，通过无线通信模块29发出信号接通潜水泵23电源，通过集热水管注水管11向集热水管4注水；白天，太阳光线照射到集热水管4表面，通过传热交换将集热水管中的水加热，水管内水温不断上升，当温度达到36℃，水温感应器Ⅰ26将信息传递到控制箱25中的无线通信模块29，控制箱25接收到信号后，通过无线通信模块29发出信号开启三通阀门Ⅱ22，关闭出水口Ⅳ20，连通出水口Ⅰ6和进水口Ⅲ14，使加温后的热水回流至保温蓄水池9，当集热水管4内水回流完毕后，当水流量计到达0.3kg/s-0.7kg/s时，将水流量计27采集的信息再传递给控制箱25中的无线通信模块29，控制箱25接收到信号后，通过无线通信模块29发出信号关闭三通阀门Ⅱ22，调节三通阀门Ⅰ21，连通进水口Ⅰ5、出水口Ⅱ12，关闭进水口Ⅳ19，打开潜水泵23，水通过集热水管注水管11泵入集热水管4，当水温再次达到36℃时，系统自动循环工作，加温后的热水回流至保温蓄水池9的同时集热水管4内注水，数次重复上述操作，进而使保温蓄热池9中的水升温。

夜晚，当散热器16内水温低于16℃时，水温感应器Ⅱ28将信息传递到控制箱25中的无线通信模块29，控制箱25收到信号后，控制三通阀门Ⅰ21，关闭进水口Ⅰ5，连通出水口Ⅱ12和进水口Ⅳ19，关闭三通阀门Ⅱ22，打开潜水泵23，保温蓄热池9中的热水通过集热水管注水管11、出水口Ⅱ12、进水口Ⅳ19、散热器进水管17，进入散热器16，当散热器16内水温高于28℃时，水温感应器Ⅱ28将采集的信息传递给控制箱25中的无线通信模块29，控制箱25关闭三通阀门Ⅰ21，并切断潜水泵23电源；当水温再次低于16℃时，控制箱25控制三通阀门Ⅱ22，关闭出水口Ⅰ6，连通出水口Ⅳ20和进水口Ⅲ14，使散热器16内的水流回保温蓄热池9，同时开启连通出水口Ⅱ12和进水口Ⅳ19，并启动潜水泵23电源，系统自动循环工作，即散热器16内的水流回保温蓄热池9的同时，热水经过进水管17进入散热器16，形成水循环散热。

Claims (6)

1.一种日光温室前屋面水循环调温系统，包括集热装置、蓄热装置、散热装置，其特征是：所述集热装置包括集热水管，所述集热水管设有横向集热水管和纵向集热水管，所述横向集热水管和纵向集热水管均为贯通；所述下部的横向集热水管两端分别连接有集热水管进水管和集热水管排水管，所述集热水管设有排气阀；所述集热水管固定连接在温室骨架下弦上；

所述蓄热装置包括保温蓄热池，所述保温蓄热池上设有保温盖，所述保温盖穿装有集热水管注水管和回收水管，所述集热水管注水管进水口连接有潜水泵；所述保温蓄热池为下洼式结构，池体由外至内依次为防潮层、保温层和池壁，

所述散热装置包括散热器、所述散热器上端和下端分别连接有散热器进水管和散热器出水管，所述散热器水平置于温室前屋面的土壤上方，铺设位置略高于耕作区地面，所述散热器设有排气阀；

所述集热水管进水管进水口、集热水管注水管出水口、散热器进水管进水口通过三通阀门Ⅰ连接；所述集热水管排水管出水口、回收水管进水口、散热器出水管出水口通过三通阀门Ⅱ连接。

2.根据权利要求1所述的一种日光温室前屋面水循环调温系统，其特征是：所述集热水管为外表面为黑色的PVC管。

3.根据权利要求1所述的一种日光温室前屋面水循环调温系统，其特征是：所述保温蓄热池防潮层为TPO防水卷材，所述保温层为聚苯乙烯泡沫板，所述池壁为砖砌水泥池壁；所述保温盖为聚氨酯硬泡彩钢夹芯板。

4.根据权利要求1所述的一种日光温室前屋面水循环调温系统，其特征是：所述保温蓄热池设置于温室前底角，所述保温蓄水池容积为集热水管和散热器最大容水量的三至五倍。

5.根据权利要求1所述的一种日光温室前屋面水循环调温系统，其特征是：所述散热器由不锈钢散热管或散热挤塑管组成。

6.根据权利要求1所述的一种日光温室前屋面水循环调温系统，其特征是：所述日光温室前屋面水循环调温系统设有控制箱，所述集热水管内部设置有水温感应器Ⅰ，集热水管排水管内设置有水流量计；所述散热器内设有水温感应器Ⅱ； 所述三通阀门Ⅰ和三通阀门Ⅱ均为电磁阀阀门；所述控制箱内设有无线通信模块，控制箱连接水温感应器Ⅰ、水流量计、水温感应器Ⅱ、三通阀门Ⅰ、三通阀门Ⅱ、潜水泵，所述水温感应器Ⅰ、水温感应器Ⅱ采集温度信号反馈至控制箱中的无线通信模块中，水流量计采集水流量信号反馈至控制箱中的无线通信模块，无线通信模块控制三通阀门Ⅰ、三通阀门Ⅱ、潜水泵开闭。

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