專利名稱：屋架太陽(yáng)能集熱式日光溫室的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種屋架太陽(yáng)能集熱式日光溫室，屬于設(shè)施農(nóng)業(yè)工程技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種利用屋架白晝收集多余的太陽(yáng)熱能用于夜間加溫或其他用途的日光溫室。
背景技術(shù)：
目前，在我國(guó)許多地區(qū)都采用溫室來(lái)生產(chǎn)各種果蔬、花卉，特別是在北方寒冷地區(qū)，日光溫室被廣泛使用。一般情況下，在日光溫室內(nèi)沒(méi)有輔助加溫設(shè)備，若遇到連陰天或者雨雪天，很多日光溫室夜間室內(nèi)溫度達(dá)不到維持植物正常生長(zhǎng)的需求，導(dǎo)致植物生長(zhǎng)緩慢，影響其產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)，生產(chǎn)效益難以提高，嚴(yán)重者發(fā)生凍害，使園藝生產(chǎn)者遭受巨大經(jīng)濟(jì)損失。為了在冬季使溫室內(nèi)提高溫度，人們嘗試了不同方法，但在實(shí)際生產(chǎn)中，若采用傳 統(tǒng)的加溫方式不僅增加了生產(chǎn)成本，浪費(fèi)了大量能源，又污染了環(huán)境；而目前的一些利用太陽(yáng)熱能等可再生能源的新型的加溫系統(tǒng)，或是投資費(fèi)用、運(yùn)行費(fèi)用很高，或是安裝復(fù)雜，基本上也沒(méi)有投入實(shí)際應(yīng)用，止步于研究階段。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是要提供一種屋架太陽(yáng)能集熱式日光溫室，在該日光溫室中，利用屋架組成太陽(yáng)能集熱、貯熱和放熱加溫的管網(wǎng)系統(tǒng)，收集白晝多余的太陽(yáng)熱能，用于日光溫室夜間加溫。它具有節(jié)能、環(huán)保無(wú)污染，可兼用于加熱灌溉用水和提供生活用熱水等多種用途，且制造成本低，使用壽命長(zhǎng)，運(yùn)行控制簡(jiǎn)單，運(yùn)行成本低等特點(diǎn)。為了達(dá)到本實(shí)用新型的目的，所采取的技術(shù)方案主要包括，具有蓄熱保溫作用的日光溫室圍護(hù)構(gòu)造，特別設(shè)計(jì)的含有可循環(huán)流通水流的多榀屋架和保溫水池的管網(wǎng)系統(tǒng)，以及監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)。上述的屋架太陽(yáng)能集熱式日光溫室中，所述的每榀屋架包括用管材制成的一組上弦I和下弦2，所述上弦I和下弦2在屋脊最高處由短管3連接成相通的管路。上述的屋架太陽(yáng)能集熱式日光溫室中，所述所有屋架的上弦I的下端與鋪設(shè)在溫室下部的供水干管5相連，所述所有屋架的下弦2的下端與回水干管7相連；所述保溫水池中設(shè)潛水泵11，所述供水干管5與該潛水泵11相連，所述回水干管7通入保溫水池，形成水循環(huán)流通的管網(wǎng)。上述的屋架太陽(yáng)能集熱式日光溫室中，在所述的供水干管5與潛水泵11通過(guò)供水總管9相連通，所述回水干管7通過(guò)回水總管8接入保溫水池中。上述的屋架太陽(yáng)能集熱式日光溫室中，所述所有屋架的上弦I的下端與鋪設(shè)在溫室下部的供水干管5通過(guò)彎管4相連，所述所有屋架的下弦2的下端與回水干管7通過(guò)彎管6相連。上述的屋架太陽(yáng)能集熱式日光溫室中，所述的每一組的上弦I和下弦2之間設(shè)有加強(qiáng)件，所述的加強(qiáng)件為將該組上弦I和下弦2固接在一起的鋼筋，組成整體的骨架。[0011]上述的屋架太陽(yáng)能集熱式日光溫室中，所述的上弦I和下弦2形狀相似，為鍍鋅鋼管，每組上弦I和下弦2的中心線在一個(gè)垂直平面內(nèi)。上述的屋架太陽(yáng)能集熱式日光溫室中，所述的保溫水池采用水體作為太陽(yáng)熱能的蓄積介質(zhì)，其四周池壁外側(cè)和底部設(shè)置有聚苯泡沫板或泡沫塑料板或巖棉板的保溫層。上述的屋架太陽(yáng)能集熱式日光溫室中，所述的監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)包括用于測(cè)定溫室內(nèi)氣溫的室內(nèi)氣溫傳感器20，測(cè)定保溫水池中水溫的水池溫度計(jì)23，測(cè)定水流從屋架中流過(guò)后的溫度的回水溫度計(jì)24，根據(jù)溫度監(jiān)測(cè)情況控制潛水泵11的開(kāi)、停的自動(dòng)監(jiān)測(cè)與控制箱19。上述的屋架太陽(yáng)能集熱式日光溫室中，在所述的回水總管8上接出有熱水支管13以及回水閥12和熱水閥14，在供水總管9上接出有排污管16以及供水閥15和排污閥17。上述的屋架太陽(yáng)能集熱式日光溫室中，所述保溫水池上部安裝有補(bǔ)水浮球閥18，該補(bǔ)水浮球閥18與溫室供水系統(tǒng)管道相連接。 上述的屋架太陽(yáng)能集熱式日光溫室中，在供水總管9上安裝有流量計(jì)21，水壓力表22和水池溫度計(jì)23，回水溫度計(jì)24安裝在回水總管8上。上述的屋架太陽(yáng)能集熱式日光溫室中，所述上弦I和下弦2以及短管3為鋼管，所述供水干管5、供水總管9、回水干管7、回水總管8為PVC或PE塑料材料管件。保溫水池四周池壁外側(cè)和底部設(shè)置有保溫層29，保溫層29可以是聚苯泡沫板或泡沫塑料板或巖棉板等，本實(shí)施例中，保溫層29的厚度為100mm。上述的屋架太陽(yáng)能集熱式日光溫室中，所有的上弦I與供水干管5垂直相連，所有的下弦2與回水干管7垂直相連，供水干管5與回水干管7相平行，回水干管7與回水總管8的一端相連，回水總管8的另一端伸入保溫水池。本實(shí)用新型是利用日光溫室屋架作為太陽(yáng)能集熱和放熱加溫的部件，并添加適當(dāng)?shù)墓艿肋B接構(gòu)成水循環(huán)系統(tǒng)，以保溫水池中的水作為蓄熱介質(zhì)，利用溫室自身在白晝的集熱效應(yīng)，屋架管壁在較高的室內(nèi)氣溫和太陽(yáng)直接照射下，吸熱后溫度升高，這時(shí)啟動(dòng)潛水泵使水在管路與保溫水池間循環(huán)流動(dòng)，水流吸收管壁傳給的熱量后流入保溫水池，使保溫水池中的水溫度升高；夜間室內(nèi)氣溫較低的時(shí)刻，啟動(dòng)潛水泵，使保溫水池中的水流過(guò)屋架的管道，水流將熱量傳給屋架管路，通過(guò)管壁將熱量傳給室內(nèi)空氣，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室內(nèi)的空氣加溫。本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)I.獨(dú)特的管狀上、下弦及連接管道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使主要部分的集熱與放熱部件利用了溫室結(jié)構(gòu)自身具有的屋架，蓄熱介質(zhì)使用水，使用材料少，設(shè)備安裝簡(jiǎn)單，材料和制造成本低，使用壽命長(zhǎng)。2.利用白晝溫室內(nèi)多余的太陽(yáng)熱能，節(jié)能、環(huán)保無(wú)污染。3.采用水作為蓄熱介質(zhì)，蓄熱容量大，水池保溫性好，蓄熱加溫作用穩(wěn)定，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。4.顯著提高日光溫室夜間的室內(nèi)溫度，使日光溫室抗御寒潮、連陰天等不利自然條件的能力大大增強(qiáng)。5.可兼用于加熱灌溉用水和提供生活用熱水等多種用途，利用價(jià)值高。6.運(yùn)行控制和維護(hù)簡(jiǎn)單，一次投入，長(zhǎng)期使用，運(yùn)行成本低。
圖I為本屋架太陽(yáng)能集熱式日光溫室的橫截面圖；圖2為本屋架太陽(yáng)能集熱式日光溫室水循環(huán)管網(wǎng)的平面分布示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。圖中各組成部分為I——上弦2——下弦3-短管4-彎管5——供水干管6——彎管7-回水干管8-回水總管9——供水總管10——保溫水池11-潛水泵12-回水閥13——熱水支管14——熱水閥15-供水閥16-排污管17-排污閥18-浮球閥19——自動(dòng)監(jiān)測(cè)與控制箱20——室內(nèi)氣溫傳感器21-流量計(jì)22-7jC壓力表23——水池溫度計(jì)24——回水溫度計(jì)25-前屋面26-墻體27-后屋面28-前屋面保溫覆蓋物29——保溫層本實(shí)用新型的技術(shù)方案主要包括具有蓄熱保溫作用的日光溫室圍護(hù)構(gòu)造，特別設(shè)計(jì)的含有可循環(huán)流通水流的多榀屋架和保溫水池的管網(wǎng)系統(tǒng)，以及監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)。上述的溫室圍護(hù)構(gòu)造包括在屋架上覆蓋透明塑料薄膜組成的前屋面25、墻體26、后屋面27以及夜間可展開(kāi)覆蓋在前屋面的前屋面保溫覆蓋物28。主要的組成如圖I所示，管網(wǎng)的平面分布情況如圖2所示。如圖所示，日光溫室屋架沿溫室東西長(zhǎng)度方向以I米間距均勻分布，通常一棟日光溫室具有數(shù)十榀屋架，每榀屋架包括一組形狀相似的上弦I和下弦2，每組上弦I和下弦2的中心線在一個(gè)垂直平面內(nèi)。本實(shí)施例的屋架采用鍍鋅鋼管材料作為屋架的上弦I和下弦2，中間用鋼筋將兩者焊接，組成整體的骨架，上弦I和下弦2在最高處由短管3連接成相通的管路。所有屋架的上弦I的下端與鋪設(shè)在溫室下部的供水干管5通過(guò)彎管4相連，供水干管5再通過(guò)供水總管9與安裝在保溫水池10中的潛水泵11相連；所有屋架的下弦2的下端與回水干管7通過(guò)彎管6相連，回水干管7通過(guò)回水總管8接入保溫水池10中。這樣就構(gòu)成了連接屋架上弦I、下弦2與供水干管5、供水總管9以及回水干管7、回水總管8和保溫水池10、潛水泵11等的水循環(huán)流通回路。當(dāng)潛水泵運(yùn)行時(shí)，水流將沿保溫水池10 —潛水泵11 —供水總管9 —供水干管5 —彎管4 —上弦I —短管3 —下弦2 —彎管6 —回水干管7 —回水總管8 —保溫水池10的閉合路徑循環(huán)流動(dòng)。[0051]屋架太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)白晝的工作過(guò)程為當(dāng)晴好天氣的白晝，太陽(yáng)輻射熱量進(jìn)入溫室后，由于日光溫室封閉構(gòu)造的集熱作用，室內(nèi)氣溫開(kāi)始升高，同時(shí)，屋架的上弦I與下弦2表面也受到太陽(yáng)的直接照射，管壁溫度升高。當(dāng)自動(dòng)監(jiān)測(cè)與控制箱19監(jiān)測(cè)到來(lái)自室內(nèi)氣溫傳感器20傳來(lái)的室內(nèi)氣溫升高到設(shè)定溫度的信號(hào)時(shí)，控制潛水泵11啟動(dòng)運(yùn)行，使保溫水池10中的水不斷流過(guò)屋架的上弦I與下弦2，并吸收管壁傳給的熱量后，再返回保溫水池10。如此循環(huán)往復(fù)，使保溫水池中的水溫不斷升高，保溫水池10由于四周壁面具有良好絕熱的保溫層29，可將熱量較好地貯蓄起來(lái)。當(dāng)室內(nèi)氣溫下降到設(shè)定值，或保溫水池10中水的溫度已較高時(shí)，自動(dòng)監(jiān)測(cè)與控制箱19自動(dòng)關(guān)停潛水泵11，以節(jié)省電力消耗。屋架太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)在夜間的工作過(guò)程為夜間尤其是在連陰或雨雪天氣下，由于溫室的前屋面25等處的散熱，室內(nèi)氣溫逐漸降低，室內(nèi)需要加溫。當(dāng)自動(dòng)監(jiān)測(cè)與控制箱19監(jiān)測(cè)到來(lái)自室內(nèi)氣溫傳感器20傳來(lái)的室內(nèi)氣溫降低到設(shè)定溫度的信號(hào)時(shí)，控制潛水泵11啟動(dòng)運(yùn)行，使保溫水池10中的水不斷流過(guò)屋架上弦I與下弦2。水流將其從保溫水池中攜帶出白晝蓄積的太陽(yáng)熱量傳給管壁，通過(guò)管壁表面與室內(nèi)空氣的對(duì)流換熱作用，將熱量傳給室內(nèi)空氣，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室內(nèi)部加溫的作用。當(dāng)室內(nèi)氣溫由于屋架的放熱加溫，室內(nèi)氣溫升高到設(shè)定值，或保溫水池10中水的溫度已較低時(shí)，自動(dòng)監(jiān)測(cè)與控制箱19自動(dòng)關(guān)停潛水泵 11，以節(jié)省電力消耗。本實(shí)用新型在晴好的天氣收集和蓄積白晝多余的太陽(yáng)熱能，用于日光溫室的夜間以及陰天或雨雪天氣時(shí)的加溫。在白晝，屋架太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)運(yùn)行，使保溫水池10中的水達(dá)到一定溫度時(shí)，也可以將其用作灌溉用水或生活用熱水。這時(shí)可通過(guò)關(guān)閉回水閥12、打開(kāi)熱水閥14，即可通過(guò)熱水支管13取用管網(wǎng)中的熱水。保溫水池10中的水可以通過(guò)浮球閥18從溫室的供水系統(tǒng)中獲得自動(dòng)補(bǔ)充。當(dāng)保溫水池需要清潔，需將其中的水排干和更換時(shí)，關(guān)閉供水閥15，打開(kāi)排污閥17，即可將保溫水池10中的水排走。在屋架太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)運(yùn)行中，可通過(guò)流量計(jì)21與水壓力表22觀測(cè)管網(wǎng)中的流量與壓力，通過(guò)水池溫度計(jì)23觀測(cè)保溫水池10中的水溫，通過(guò)回水溫度計(jì)24觀測(cè)水流從屋架中流過(guò)后的溫度。以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種屋架太陽(yáng)能集熱式日光溫室，其特征是，以水作為蓄熱介質(zhì)，利用原作為溫室結(jié)構(gòu)構(gòu)件的屋架來(lái)組成太陽(yáng)能集熱、貯熱和放熱加溫的管網(wǎng)系統(tǒng)，收集和貯蓄白晝多余的太陽(yáng)熱能，具體結(jié)構(gòu)包括具有蓄熱保溫作用的日光溫室圍護(hù)構(gòu)造，含有可循環(huán)流通水流的多榀屋架和保溫水池的管網(wǎng)系統(tǒng)，以及監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求I所述的屋架太陽(yáng)能集熱式日光溫室，其特征在于，所述的每榀屋架包括用管材制成的一組上弦(I)和下弦(2)，所述上弦(I)和下弦(2)在屋脊最高處由短管(3)連接成相通的管路。
3.如權(quán)利要求2屋架太陽(yáng)能集熱式日光溫室，其特征在于，所述所有屋架的上弦(I)的下端與鋪設(shè)在溫室下部的供水干管(5)相連，所述所有屋架的下弦(2)的下端與回水干管(7)相連；所述保溫水池中設(shè)潛水泵(11)，所述供水干管(5)與該潛水泵(11)相連，所述回水干管(7)通入保溫水池，形成水循環(huán)流通的管網(wǎng)。
4.如權(quán)利要求3屋架太陽(yáng)能集熱式日光溫室，其特征在于，在所述的供水干管(5)與潛水泵(11)通過(guò)供水總管(9)相連通，所述回水干管(7)通過(guò)回水總管(8)接入保溫水池中。
5.如權(quán)利要求3或4所述的屋架太陽(yáng)能集熱式日光溫室，其特征在于，所述所有屋架的上弦(I)的下端與鋪設(shè)在溫室下部的供水干管(5)通過(guò)彎管(4)相連，所述所有屋架的下弦(2)的下端與回水干管(7)通過(guò)彎管(6)相連。
6.如權(quán)利要求2或3或4所述的屋架太陽(yáng)能集熱式日光溫室，其特征在于，所述的每一組的上弦(I)和下弦(2)之間設(shè)有加強(qiáng)件，所述的加強(qiáng)件為將該組上弦(I)和下弦(2)固接在一起的鋼筋，組成整體的骨架。
7.如權(quán)利要求2或3或4所述的屋架太陽(yáng)能集熱式日光溫室，其特征在于，所述的上弦(I)和下弦(2)形狀相似，為鍍鋅鋼管，每組上弦(I)和下弦(2)的中心線在一個(gè)垂直平面內(nèi)。
8.如權(quán)利要求I或2或3或4所述的屋架太陽(yáng)能集熱式日光溫室，其特征在于，所述的保溫水池采用水體作為太陽(yáng)熱能的蓄積介質(zhì)，其四周池壁外側(cè)和底部設(shè)置有保溫層；所述的保溫水池上部安裝有補(bǔ)水浮球閥(18)，該補(bǔ)水浮球閥(18)與溫室供水系統(tǒng)管道相連接。。
9.如權(quán)利要求I或2或3或4所述的屋架太陽(yáng)能集熱式日光溫室，其特征在于，所述的監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)包括用于測(cè)定溫室內(nèi)氣溫的室內(nèi)氣溫傳感器(20)，測(cè)定保溫水池中水溫的水池溫度計(jì)(23)，測(cè)定水流從屋架中流過(guò)后的溫度的回水溫度計(jì)(24)，根據(jù)溫度監(jiān)測(cè)情況控制潛水泵(11)的開(kāi)、停的自動(dòng)監(jiān)測(cè)與控制箱(19 )。
10.如權(quán)利要求4所述的屋架太陽(yáng)能集熱式日光溫室，其特征在于，在所述的回水總管(8 )上接出有熱水支管(13 )以及回水閥(12 )和熱水閥(14 )，在供水總管(9 )上接出有排污管(16)以及供水閥(15)和排污閥(17)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種屋架太陽(yáng)能集熱式日光溫室，屬于設(shè)施農(nóng)業(yè)工程技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種利用屋架白晝收集多余的太陽(yáng)熱能用于夜間加溫或其他用途的日光溫室。技術(shù)方案包括由多榀屋架組成的集熱和放熱管路系統(tǒng)，保溫水池等；每榀屋架包括上弦(1)和下弦(2)，上弦(1)和下弦(2)在最高處由短管(3)連接成閉合回路，所有上弦(1)的下端與供水干管(5)相連，所有下弦(2)的下端與回水干管(7)相連，供水干管(5)與保溫水池(10)中的潛水泵(11)相連；回水干管(7)接入保溫水池(10)中，形成水循環(huán)流通的管網(wǎng)。本實(shí)用新型節(jié)能、環(huán)保無(wú)污染，用料少，成本低，使用壽命長(zhǎng)，運(yùn)行控制和維護(hù)簡(jiǎn)單。本實(shí)用新型還可兼用于加熱灌溉用水和提供生活用熱水等。
文檔編號(hào)E03B11/16GK202697367SQ20122034421
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月16日
發(fā)明者馬承偉, 程杰宇, 張?zhí)熘? 陽(yáng)萍, 陳亮 申請(qǐng)人:北京中農(nóng)富通園藝有限公司