一種溫室骨架太陽能集放熱系統(tǒng)技術(shù)方案

本實用新型專利技術(shù)公開了一種溫室骨架太陽能集放熱系統(tǒng)，包括集熱模塊、蓄熱水池、放熱模塊和控制系統(tǒng)，集熱模塊利用雙拱雙膜大跨度溫室南屋面的鋼骨架作為熱量收集裝置，通過白天收集熱量來實現(xiàn)骨架內(nèi)水的加熱，加熱后的水進入到蓄熱水池進行儲存，用于夜間溫室的加溫；夜間將蓄熱水池在白天收集的熱水輸送到放管道中，來實現(xiàn)溫室的加熱。本實用新型專利技術(shù)充分利用了溫室內(nèi)的余熱，將白天多余的熱量存儲起來，用于夜間溫室的加熱，在提高熱量利用率的同時節(jié)約電能投入。

A solar energy collecting and releasing system for greenhouse framework

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種溫室骨架太陽能集放熱系統(tǒng)
本技術(shù)屬于農(nóng)業(yè)工程
，涉及溫室太陽能利用技術(shù)，具體涉及一種溫室骨架太陽能集放熱系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
隨著太陽能利用技術(shù)的不斷成熟，溫室中太陽能的利用也開始得到普遍發(fā)展，尤其是近幾年，太陽能利用技術(shù)在溫室中的應用得到了較好的推廣，但是現(xiàn)有的溫室太陽能利用技術(shù)存在著占用溫室種植面積、影響溫室內(nèi)的采光、利用效果差等問題，因此發(fā)展新的太陽能利用技術(shù)蓄勢待發(fā)。雙拱雙膜大跨度溫室具有土地利用率高、內(nèi)部作業(yè)空間大的優(yōu)勢，但是在晴天天氣下，溫室內(nèi)氣溫過高，存在著富余的太陽能沒有得到充分的利用。如果能將白天富余的太陽能進行收集并存儲，用于夜間溫室的加溫，可以提高溫室夜間室內(nèi)溫度的同時減少溫室夜間電加熱的投入。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本技術(shù)提出一種溫室骨架太陽能集放熱系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有集熱裝置占用土地面積以及裝置投入大的技術(shù)問題。為此，本技術(shù)采用的技術(shù)手段如下：一種溫室骨架太陽能集放熱系統(tǒng)，包括蓄熱水池、集熱管路以及放熱管路；所述集熱管路連通溫室骨架和蓄熱水池形成閉合循環(huán)水路用于白天收集熱量；所述放熱管路與蓄熱水池連通用于夜晚溫室放熱。使用本系統(tǒng)時，所述蓄熱水池設置在地面下，放熱管路水平設置溫室的基質(zhì)內(nèi)，放熱管路高于蓄熱水池。具體的，蓄熱水池中設置有潛水泵；集熱管路包括集熱進水管和集熱出水管，所述潛水泵通過集熱進水管與溫室骨架頂部連通，所述集熱出水管將溫室骨架底部和蓄熱水池連通；放熱管路包括放熱管道進水管、放熱管道和放熱管道回水管，所述放熱管道進水管連通潛水泵與放熱管道，所述放熱管道回水管連通放熱管道與蓄熱水池；放熱管路平鋪于溫室基質(zhì)下，與蓄熱水池形成閉合循環(huán)水路。放熱管路還包括電磁感應加熱裝置，用于溫室內(nèi)夜間應急加熱，與放熱管道相連。優(yōu)選的，所述放熱管道包括多個平行的支流管路，所有支流管路的回水全部集中到一個放熱管道回水管中流回蓄熱水池。優(yōu)選的，還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括處理器、與處理器相連的水溫傳感器、骨架溫度傳感器以及基質(zhì)溫度傳感器，處理器通過水溫傳感器、骨架溫度傳感器以及基質(zhì)溫度傳感器傳遞的水溫信號、骨架溫度信號、基質(zhì)溫度信號控制集熱管路、放熱管路的啟閉。更優(yōu)選的，集熱進水管的進水口處設有壓力補償器。優(yōu)選的，溫室骨架外設置有一層選擇性吸收層。優(yōu)選的，蓄熱水池四周以及底部設有30mm厚的保溫層。本技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：本技術(shù)的系統(tǒng)，在增加溫室內(nèi)太陽能利用的同時減少了專有太陽能集熱裝置的資金投入，增加了溫室內(nèi)能量的輸入和存儲，有效的提高了夜間溫室室內(nèi)溫度的同時也減少了冬季用于溫室夜間加熱所需的電能投入。同時，與現(xiàn)有的屋架太陽能集熱式日光溫室相比較，減少了溫室屋架的荷載，從而減少了溫室建造的成本投入，因為現(xiàn)有的屋架太陽能集熱式日光溫室是選擇將水從溫室屋架的底部從下往上流，而本系統(tǒng)是選擇將水從上往下流，然而水在屋架的長時間停留增加了溫室的荷載，并且為雙屋架集熱，相對現(xiàn)有的屋架太陽能集熱式日光溫室來說，集熱面積大幅提升。附圖說明圖1為溫室鋼骨架太陽能集放熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為放熱系統(tǒng)的放熱管道示意圖。附圖標記：1-外骨架；2-內(nèi)骨架；3-進水口；4-出水口；5-集熱進水管；6-集熱出水管；7-壓力補償器；8-骨架溫度傳感器；9-保溫層；10-潛水泵；11-水溫傳感器；12-電磁感應加熱裝置，13-蓄熱水池；14-放熱管道進水管；15-放熱管道；16-放熱管道回水管；17-基質(zhì)溫度傳感器；18-處理器；19-供水閥1；20-供水閥2；21-回水閥2；22-回水閥1；23-蓄熱水池進水管。具體實施方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本技術(shù)進行詳細說明。本技術(shù)的系統(tǒng)，即可用于單骨架大棚，也可用于雙拱雙膜大跨度溫室大棚，雙拱雙膜大跨度溫室大棚一般包括中空的外骨架(1)和內(nèi)骨架(2)。本技術(shù)的控制系統(tǒng)包括處理器和與處理器相連的水溫傳感器、基質(zhì)溫度傳感器、潛水泵，控制系統(tǒng)通過這些傳感器反饋的信號作用于潛水泵和電磁感應加熱裝置，以此來實現(xiàn)對整個發(fā)熱模塊的放熱控制，電磁感應加熱裝置用于溫室內(nèi)夜間的應急加熱，將交流電轉(zhuǎn)化為特定頻率電流，產(chǎn)生特定頻率磁場，再通過產(chǎn)生的磁場與金屬管壁之間相作用，迅速產(chǎn)生大量熱，以此放熱管道內(nèi)的水。下面的實施例以雙拱雙膜大跨度溫室南屋面的外骨架(1)和內(nèi)骨架(2)舉例說明：實施例1：本實施例提供一種溫室鋼骨架太陽能集放熱系統(tǒng)，如圖1和圖2所示，包括有集熱模塊、蓄熱水池13、放熱模塊和控制系統(tǒng)18，所述集熱模塊利用雙拱雙膜大跨度溫室南屋面的鋼骨架作為集熱裝置，所述蓄熱水池13通過集熱進水管5和集熱出水管6與集熱模塊連接成為一個閉合回路，所述放熱模塊設置在溫室內(nèi)基質(zhì)袋的下方，其中，放熱模塊由加熱管道進水管14、放熱管道15和放熱管道回水管16以及蓄熱水池13組成一個循環(huán)通路，所述控制系統(tǒng)包括處理器18和與處理器18相連的水溫傳感器11、基質(zhì)溫度傳感器17和骨架溫度傳感器8，以及潛水泵10，處理器18以接收到的水溫傳感器11、基質(zhì)溫度傳感器17、骨架溫度傳感器8的信號通過潛水泵10對集熱模塊和地下放熱模塊實施控制。所述集熱模塊包括潛水泵10、集熱進水管5、雙拱雙膜大跨度溫室南屋面鋼骨架、集熱出水管6和處理器18，其中它們之間相互連接形成一個閉合水循環(huán)系統(tǒng)。所述的潛水泵10通過集熱進水管5與雙拱雙膜大跨度溫室南屋面鋼骨架相連，所述的雙拱雙膜大跨度溫室南屋面鋼骨架與集熱出水管6相連。雙拱雙膜大跨度溫室南屋面鋼骨架的進水口3處設置有壓力補償器7，以此來保證鋼骨架集熱效率在最高的情況下水的一個最佳流速，同時還起著穩(wěn)壓的作用。所述的雙拱雙膜大跨度溫室南屋面鋼骨架表面涂有一層黑色的選擇性吸收涂層。所述的蓄熱水池四周及底部設置有30mm厚的保溫層9，其中保溫層中裝填有發(fā)泡聚苯板和玻璃纖維棉，以此來增加其保溫效果。所述放熱模塊的放熱管道15的管徑要小于放熱系統(tǒng)進水管14和回水管16的管徑，以此來保證放熱管道15內(nèi)水的壓力足夠使管道內(nèi)的水回流到蓄熱水池13中，使水在放熱管道中能夠循環(huán)流通。所述放熱模塊的加熱管道15設置在基質(zhì)袋下方，放熱系統(tǒng)進水管14和回水管16管道設置在地面以下，與放熱管道15保持在同一水平面。所述的集熱模塊的進水管3、出水管4統(tǒng)一采用UPVC管，放熱模塊的地埋管統(tǒng)一采用PPR管。本系統(tǒng)還另設蓄熱水池進水管23，用于人工向蓄熱水池13補充水量。實施例2本實施例基于實施例1，提供一種該系統(tǒng)的控制方法，利用水溫與基質(zhì)溫度、鋼骨架溫度差值控制潛水泵和電磁感應加熱裝置的運行，使集放熱系統(tǒng)在合適的時間運行，具體運行按照如下步驟進行：1.白天蓄熱過程若晴天天氣情況下，在白天，控制系統(tǒng)控制供水閥1和回水閥1開啟，供水閥2和回水本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
1.一種溫室骨架太陽能集放熱系統(tǒng)，其特征在于，本系統(tǒng)將溫室骨架作為集熱裝置，包括蓄熱水池(13)、集熱管路以及放熱管路；/n所述集熱管路連通溫室骨架和蓄熱水池(13)形成閉合循環(huán)水路用于白天收集熱量；/n所述放熱管路與蓄熱水池(13)連通用于夜晚溫室放熱。/n

【技術(shù)特征摘要】
1.一種溫室骨架太陽能集放熱系統(tǒng)，其特征在于，本系統(tǒng)將溫室骨架作為集熱裝置，包括蓄熱水池(13)、集熱管路以及放熱管路；
所述集熱管路連通溫室骨架和蓄熱水池(13)形成閉合循環(huán)水路用于白天收集熱量；
所述放熱管路與蓄熱水池(13)連通用于夜晚溫室放熱。


2.如權(quán)利要求1所述溫室骨架太陽能集放熱系統(tǒng)，其特征在于，蓄熱水池(13)中設置有潛水泵(10)；
所述集熱管路包括集熱進水管(5)和集熱出水管(6)，所述潛水泵(10)通過集熱進水管(5)與溫室骨架頂部連通，所述集熱出水管(6)將溫室骨架底部和蓄熱水池(13)連通；
所述放熱管路包括放熱管道進水管(14)、放熱管道(15)和放熱管道回水管(16)，放熱管道(15)的管徑小于放熱管道進水管(14)和放熱管道回水管(16)的管徑，所述放熱管道進水管(14)連通潛水泵(10)與放熱管道(15)，所述放熱管道回水管(16)連通放熱管道(15)與蓄熱水池(13)；放熱管道進水管(14)和放熱管道回水管(16)與放熱管道(15)保持水平，放熱管道(15)平鋪于溫室基質(zhì)袋下方，與蓄熱水池(13)形成閉合循環(huán)水路。


3.如權(quán)利要求2所述溫室骨架太陽能集放熱系統(tǒng)，其特征在于，所述放熱管路還包括電磁感應加熱裝置(12)，用于溫室內(nèi)夜間應急加...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：曹晏飛，宋磊，季李一珂，陳宇佳，呂宏義，李建明，
申請(專利權(quán))人：西北農(nóng)林科技大學，
類型：新型
國別省市：陜西;61