CN212324910U - 日光温室蓄放热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及农业设施领域，公开了一种日光温室蓄放热系统，包括在土壤上建造的日光温室、热泵机组及管道，热泵机组设置在日光温室内，土壤的耕作层下方铺设有用于容置水的管道，热泵机组与管道相连，以使管道中的水升温用于加温土壤的耕作层。通过本实用新型，将热泵机组放置在日光温室内，在温室内部白天温度高时，能够利用在晴好天气时日光温室内多余的热能对土壤加温，将热能积蓄在土壤中，当夜晚降温时，积蓄在土壤中的热能自然释放以维持日光温室内的空气温度；通过提高土壤的蓄放热能力，加之后墙体、后坡及山墙原有的保温能力，共同实现提高日光温室内夜间地温和空气温度的效果，使种植的作物能够正常生长。

Description

日光温室蓄放热系统

技术领域

本实用新型涉及农业设施领域，具体地涉及一种日光温室蓄放热系统。

背景技术

日光温室是我国北方地区独有的一种温室类型，是一种以太阳能为主要能源的温室。日光温室在白天积蓄太阳光的热量，在夜间通过温室的严密保温措施来维持温室内植物生长发育所需要的温度。目前，日光温室主要由在地面土壤上建造的后墙体、后坡及后墙体两侧的山墙等组成。白天太阳光照射入日光温室内，温室通过土壤、后墙体、后坡及山墙对太阳能进行吸收实现蓄热，以在夜晚维持温室内一定的温度水平，满足植物、蔬菜等作物正常生长的需要。

但我国目前的日光温室还存在些许不足之处，例如，当地面土壤中种植的作物长大封行后，既随着种植的作物生长的越来越大，越来越高，相邻作物之间的行间空间就会变得越来越小，导致多行作物的枝叶相互交叉，行间几乎看不到空间。封行会导致太阳光很难再照射到日光温室的地面土壤上，因此土壤的蓄热升温作用会变得越来越有限，只能主要依靠后墙体、后坡及山墙实现日光温室内的蓄热及保温。虽然采用厚的土墙体其蓄热的作用能够更为明显，但是建造土墙体不但会破坏土壤，维护成本亦比较高昂。为了解决日光温室的蓄热能力问题，随着我国社会和科技的不断发展，人们曾经尝试将一些新的材料应用到日光温室的建设上，但是这些新材料均没有达到人们预期的蓄热效果，尽管日光温室通常均还有严密的保温措施，但是当外界温度持续下降时，尤其是在连阴雨雪天气或太阳光照不充足时，日光温室的室内温度往往很低，这样的温度条件无法满足作物的正常生长需要。

而采用传统的用煤加热的方式因环保问题已经被逐步禁止，而采用天然气加温的方式在我国很多地方仍没有相应条件，采用燃油加热和电加温的方式成本很高又难以被人们承受。为了解决上述问题，人们又进一步尝试在日光温室外增加辅助加热装置，通过辅助加热装置在夜间直接送热风或通过风机盘管对日光温室内的空气进行加温，但这样的方式对日光温室内土壤的加温效果有限，整夜进行加温的使用成本也很高。同时，大多数日光温室应用于我国的北方地区，北方地区冬季白天阳光依然充足，在白天太阳光照射的光线通过日光温室顶部的棚膜等透明覆盖膜进入温室内后，通过温室效应，光能转化为热能，以提升温室内的温度，但当温度超过一定上限时，大多数是指超过25℃时又要保证日光温室内的通风降温，以减少高温对作物的影响，这样就导致冬季宝贵的热能又被白白排放而无法加以有效利用。造成日光温室白天有多余的热能但又被排放间接造成浪费，夜晚又需要额外补充热能。

现有的日光温室均存在以上的不足。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种日光温室蓄放热系统。

本实用新型的日光温室蓄放热系统，包括在土壤上建造的日光温室、热泵机组及管道，所述热泵机组设置在所述日光温室内，所述土壤的耕作层下方铺设有用于容置水的所述管道，所述热泵机组与所述管道相连，以使所述管道中的水升温用于加温所述土壤的所述耕作层。

优选的，所述日光温室内还设置有中央控制装置，所述热泵机组与所述中央控制装置电连接。

优选的，所述热泵机组采用空气源热泵。

优选的，所述空气源热泵采用户式小型机组。

优选的，还包括补水管，所述补水管与所述管道连接相通。

优选的，所述管道采用地暖盘管。

优选的，所述日光温室内还设置有通风系统。

通过上述技术方案，本实用新型的日光温室蓄放热系统，将热泵机组放置在日光温室内，在温室内部白天温度高时(例如20℃-40℃)，能够利用在晴好天气时日光温室内多余的热能对土壤加温，将热能积蓄在土壤中，当夜晚降温时，积蓄在土壤中的热能自然释放以维持日光温室内的空气温度；通过提高土壤的蓄放热能力，加之后墙体、后坡及山墙原有的保温能力，共同实现提高日光温室内夜间地温和空气温度的效果，使种植的作物能够正常生长，亦大大降低了维护成本。

附图说明

图1是本实用新型的日光温室蓄放热系统的一种实施方式的结构示意图。

附图标记说明

1、日光温室 2、热泵机组

3、管道 4、耕作层。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、内、外”通常是指参考附图所示的上、下、内、外。

本实用新型提供一种日光温室蓄放热系统，包括在土壤上建造的日光温室1、热泵机组2及管道3，所述热泵机组2设置在所述日光温室1内，所述土壤的耕作层4下方铺设有用于容置水的所述管道3，所述热泵机组2 与所述管道3相连，以使所述管道3中的水升温用于加温所述土壤的所述耕作层4。所述耕作层4指由长期耕作形成的土壤表层，通常是指深度在地表下30cm至40cm的土壤层。所述热泵机组2可以采用现有的能够实现热量提升效果的热泵机组。热泵机组的工作原理是以逆循环的方式迫使热量从低温介质流向高温介质的机械装置，实质上是一种热量提升装置，工作时，热泵机组本身需要消耗很少一部分电能却能从环境介质(水、空气、土壤等)中提取约2-7倍于消耗电能的热能，热能的倍数与环境中的温度相关，环境温度越高，提升的倍数越大，这也是将热泵机组放置在日光温室内的原因。在使用本实用新型时，当日光温室内白天的温度适宜时，如在20℃至40℃之间时，优选的，在25℃至30℃之间时，既当日光温室内的温度至少升高到作物适宜生长的温度时，可开启所述热泵机组2，优选的，所述热泵机组2设置有进风口和出风口，所述日光温室1内处于较高室温的空气由所述进风口进入所述热泵机组2，用于将所述管道3中的较低温度的水传热加温为高温水。更进一步的说，还可以另外设置水泵，所述水泵用于将高温水更快地打入到所述管道3中，通过所述热泵机组2换热加温所述管道3 中水的温度和土壤温度时，同时将所述管道3中循环出来的低温水反流回所述热泵机组2内，具体来说，所述管道3中的高温水将热能传递到土壤中积蓄后，所述管道中的水温降低到如40℃以下时，循环反流回到所述热泵机组2，实现热能的反复循环，使得日光温室内的温度始终维持在一个适宜作物生长的温度范围内，同时，由所述进风口进入的较高室温的空气通过所述热泵机组2换热后变成冷风吹出，可以用于降低所述日光温室1内的空气温度。当日光温室内的温度降低到适宜的温度下时，可以关闭所述热泵机组2。利用所述热泵机组2能够将白天所述日光温室1内通过温室效应产生的比较高的多余的热能最终积蓄到土壤里，使得日光温室兼具节能、高效的优点。所述日光温室1内还可以设置有通风系统(图中未示出)，所述通风系统可以采用现有的能够实现温室通风效果的通风系统，如果在开启所述热泵机组2制热降温的过程中，所述日光温室1内的温度仍然持续上升到高温极限时，可以将所述通风系统开启，以对所述日光温室1内进行降温。

通过上述的日光温室蓄放热系统，可以利用晴天日光温室内多余的热能，通过所述热泵机组2将所述管道3中的低温水升温成为高温水，高温水的温度一般是在40℃至55℃之间，同时因为所述管道3设置在土壤的所述耕作层4下方，高温水的热能会释放并积蓄到土壤中，未加温前的土壤温度一般不高于20℃，当不断加温时土壤可加温到28℃及以上，加热后的土壤能够储存巨大的热能，当土壤的温度升高时热能也会逐渐向土壤的下方和土壤的表层继续迁移。当夜晚来临时，高于空气温度的土壤中的这部分热能能够自然释放到日光温室内，以维持适合作物生长的比较高的能够保证作物不受冻害、冷害以上的空气温度。同时，由于对土壤进行了加温，保持土壤温度在一个比较高的温度，这对作物根系的生长也十分有利，即便在连续的阴雨或下雪的天气，也能保持日光温室内比较适宜的温度。

更进一步的说，请参考图1所示，优选的，所述日光温室1内还设置有中央控制装置(图中未示出)，所述热泵机组2与所述中央控制装置电连接。所述中央控制装置可以采用现有的能够实现温度调节效果的中央控制装置，所述中央控制装置可以通过监测所述日光温室1内的环境温度及土壤的耕作层4的温度来判别蓄热或者辅助加温功能是否启动，具体来说，当所述日光温室1内白天的温度高于要求温度时，如25℃时，所述中央控制系统可以自动或者手动操作启动所述热泵机组2以进行热交换来提升土壤的温度，当日光温室内夜间的温度低于要求温度，如13℃时，例如遇到连续的阴雨或下雪天气，所述中央控制系统可以自动或者手动操作启动所述热泵机组2进行辅助加热，以保证日光温室内冬季种植的要求。

优选的，所述热泵机组2可以采用空气源热泵。空气源热泵在我国目前广泛应用于工业、农业及居家生活中。更进一步地说，根据日光温室的面积及使用要求，所述空气源热泵还可以采用容量较小的用户式小型机组，以进一步降低设备的使用成本。

另外，由于所述管道3中的高温水会因蒸发略有减少，所述日光温室蓄放热系统还可以包括补水管(图中未示出)，所述补水管与所述管道连接相通，人们可以依据实际使用情况，通过所述补水管对所述管道3中的水进行补充。

更进一步地说，为了实现更好的土壤蓄热及对土壤进行加温的效果，所述管道3还可以采用地暖盘管，由于地暖盘管通常为环形，因此可以在土壤中埋设更多的地暖盘管，使得土壤的升温速度更快，积蓄的热能也更多。

另外，采用本实用新型的日光温室蓄放热系统，当遇到极端低温情况时，如连续阴雨或暴雪天气，所述日光温室内的气温下降到可能冻害植物时，也可以开启所述热泵机组2，通过所述热泵机组2内的换向阀，从土壤里直接提取积蓄的热能后吹出热风，以对所述日光温室1内的空气进行加温，保证作物不受冻害和冷害。

综上所述，本实用新型的日光温室蓄放热系统，同时具有结构简单、改造成本低、容易维护、方便操作及实用性广泛的优点。可以用于土墙温室、砖墙温室及新型保温材料温室等各种类型的温室中。还可以用于只有保温，没有蓄热性能的新材料日光温室及塑料连栋温室大棚中。使用本实用新型时，晴天时利用温室效应产生的多余热量，既现有使用日光温室时通常通过通风排放出温室室外的巨大热量，对土壤进行加温，使土壤积蓄巨大热量，土壤里可以积蓄比现有日光温室的任何墙体，包括很厚的土墙体更大的热量，代替原有厚的土墙体的保温蓄热功能。夜晚降温时，土壤能够将积蓄的热能持续的自然释放出来，以维持日光温室内合适的空气温度，这又是任何其他种的加温辅助装置都难以替代的；方便控制种植果树及蔬菜等的提早及延后上市。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种日光温室蓄放热系统，其特征在于，所述日光温室蓄放热系统包括在土壤上建造的日光温室(1)、热泵机组(2)及管道(3)，所述热泵机组(2)设置在所述日光温室(1)内，所述土壤的耕作层(4)下方铺设有用于容置水的所述管道(3)，所述热泵机组(2)与所述管道(3)相连，以使所述管道(3)中的水升温用于加温所述土壤的所述耕作层(4)。

2.根据权利要求1所述的日光温室蓄放热系统，其特征在于，所述日光温室(1)内还设置有中央控制装置，所述热泵机组(2)与所述中央控制装置电连接。

3.根据权利要求1所述的日光温室蓄放热系统，其特征在于，所述热泵机组(2)采用空气源热泵。

4.根据权利要求3所述的日光温室蓄放热系统，其特征在于，所述空气源热泵采用户式小型机组。

5.根据权利要求1所述的日光温室蓄放热系统，其特征在于，还包括补水管，所述补水管与所述管道(3)连接相通。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的日光温室蓄放热系统，其特征在于，所述管道(3)采用地暖盘管。

7.根据权利要求1所述的日光温室蓄放热系统，其特征在于，所述日光温室(1)内还设置有通风系统。

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