太陽能相變蓄熱器耦合氣流循環(huán)裝置的溫室大棚的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種太陽能相變蓄熱器耦合氣流循環(huán)裝置的溫室大棚，包括溫室大棚組件、太陽能相變蓄熱組件、氣流循環(huán)組件以及預(yù)熱室；太陽能相變蓄熱組件包括太陽能集熱水箱和與太陽能集熱水箱連通的真空集熱管，在集熱水箱內(nèi)設(shè)有相變蓄熱器和冷熱交換器；氣流循環(huán)組件包括進(jìn)氣扇、第一氣管道、三通換向閥、第二氣管道、出氣扇、第三氣管道以及換氣扇；在預(yù)熱室內(nèi)設(shè)有金屬傳熱管，在金屬傳熱管的外壁設(shè)置有管式陶瓷發(fā)熱器；進(jìn)氣扇和出氣扇均安裝在室溫大棚內(nèi)。本發(fā)明具備供暖效果好，結(jié)構(gòu)簡單，耗電量小和無污染等優(yōu)點(diǎn)，尤其在極端和陰雨天氣能保持大棚內(nèi)恒溫，在保證系統(tǒng)的供暖功能外，還具備大棚內(nèi)換氣的功能。
【專利說明】太陽能相變蓄熱器耦合氣流循環(huán)裝置的溫室大棚

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種陽光溫室大棚，尤其是涉及一種太陽能相變蓄熱器耦合氣流循環(huán) 裝置的恒溫大棚。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著可持續(xù)發(fā)展觀的提出，節(jié)能減排也開始引起了人們廣泛的關(guān)注，而節(jié)能減排 在農(nóng)業(yè)中的一大體現(xiàn)即為溫室大棚。近年來溫室產(chǎn)業(yè)在我國發(fā)展迅速，已成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生 產(chǎn)發(fā)展的生長點(diǎn)和助推器，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的代表模式和發(fā)展方向。日光溫室產(chǎn)業(yè)作為我國實(shí) 施農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)中的主體，已開始成為農(nóng)業(yè)種植業(yè)中利益最高的產(chǎn)業(yè)。它為解決長期困擾我國 北方地區(qū)冬季的蔬菜淡季供應(yīng)，增加農(nóng)民收入，節(jié)約能源，安置就業(yè)，避免溫室加溫造成的 環(huán)境污染，穩(wěn)定社會(huì)等均做出了歷史貢獻(xiàn)。如何建造新型的日光溫室大棚，營造良好的自然 環(huán)境顯得尤為重要。但是現(xiàn)有溫室大棚普遍存在儲(chǔ)熱裝置不夠完善，沒有恒溫裝置和大棚 內(nèi)的換氣裝置，所以不完全符合植物自然生長和有效發(fā)揮光合作用和呼吸作用。
[0003] 綜合所述：現(xiàn)有陽光溫室大棚存在儲(chǔ)熱效果不夠理想，夜間棚內(nèi)氧氣的含量少，沒 有換氣功能，缺乏智能控制系統(tǒng)等不足。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種通過太陽能熱水器 系統(tǒng)提供陽光大棚儲(chǔ)熱和換氣功能的溫室大棚，解決了陽光大棚夜間或陰雨天存在儲(chǔ)熱效 果不夠理想，夜間棚內(nèi)氧氣的含量少，沒有換氣功能等不足。
[0005] 技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下： 一種太陽能相變蓄熱器耦合氣流循環(huán)裝置的溫室大棚，其特征在于：包括溫室大棚組 件、太陽能相變蓄熱組件、氣流循環(huán)組件以及預(yù)熱室；所述太陽能相變蓄熱組件包括太陽能 集熱水箱和與太陽能集熱水箱連通的真空集熱管，在所述集熱水箱上設(shè)有電子進(jìn)水閥、集 熱水箱進(jìn)水管以及水位控制器，在所述集熱水箱內(nèi)設(shè)有相變蓄熱器和冷熱交換器，所述相 變蓄熱器內(nèi)設(shè)置相變儲(chǔ)存罐，所述相變儲(chǔ)存罐為封密式筒體，在所述相變儲(chǔ)存罐內(nèi)裝有固 體或液體的相變材料石蠟；所述氣流循環(huán)組件包括進(jìn)氣扇、第一氣管道、三通換向閥、第二 氣管道、出氣扇、第三氣管道以及換氣扇，所述三通換向閥的三個(gè)端口分別與所述第一氣管 道、第二氣管道和第三氣管道連接，所述進(jìn)氣扇連接在第一氣管道上，所述出氣扇連接在所 述第二氣管道上，所述換氣扇連接在所述第三氣管道上；在所述預(yù)熱室內(nèi)設(shè)有金屬傳熱管， 在金屬傳熱管的外壁設(shè)置有與所述換氣扇同步工作的管式陶瓷發(fā)熱器；所述的金屬傳熱管 和冷熱交換器設(shè)置在所述的第二氣管道上；所述進(jìn)氣扇和出氣扇均安裝在溫室大棚內(nèi)，在 所述溫室大棚的墻壁內(nèi)側(cè)上端還安裝有排氣扇，所述排氣扇的入氣端口朝著大棚內(nèi)，排氣 扇的出氣端口朝著大棚外；所述在溫室大棚內(nèi)還設(shè)有相變暖氣片散熱墻，所述太陽能集熱 水箱上分別連有熱源出水管和熱源回水管，所述熱源出水管通過一電子截止閥與大棚內(nèi)的 相變暖氣片散熱墻一端連接，所述熱源回水管通過一循環(huán)泵與相變暖氣片散熱墻的另一端 連接。
[0006] 所述的預(yù)熱室設(shè)置在所述太陽能集熱水箱的一側(cè)端部，所述換氣扇安裝在太陽能 集熱水箱的一側(cè)端部的預(yù)熱室的下端；在所述溫室大棚的墻壁內(nèi)側(cè)設(shè)有控制箱，在控制箱 內(nèi)設(shè)有溫度傳感器和溫控開關(guān)；所述溫度傳感器的信號(hào)輸出端與溫控開關(guān)的信號(hào)輸入端連 接；所述溫控開關(guān)分別與進(jìn)氣扇和出氣扇以及換氣扇的信號(hào)輸入端連接。
[0007] 所述相變蓄熱器通過蓄熱器支架固定安裝在集熱水箱內(nèi)，所述冷熱交換器通過支 架固定安裝在集熱水箱內(nèi)，所述集熱水箱內(nèi)還設(shè)置有電輔助加熱器、加熱器溫度傳感器、力口 熱器溫控開關(guān)以及日常用水出水管。
[0008] 在所述控制箱內(nèi)還設(shè)有控制三通換向閥工作狀態(tài)的定時(shí)器，所述定時(shí)器的信號(hào)輸 出端與三通換向閥的信號(hào)輸入端連接。
[0009] 所述溫室大棚組件還包括卷簾機(jī)以及保溫簾片，所述的室溫大棚由大棚鋼架立 柱、棚膜骨架和棚頂組成，所述的保溫簾片設(shè)置在所述頂棚上。
[0010] 氣流循環(huán)系統(tǒng)是整個(gè)制熱過程中的重要部分，在供暖過程中該系統(tǒng)通過進(jìn)氣扇從 大棚內(nèi)抽取空氣，通入第一氣管道，進(jìn)入集熱水箱中的冷熱交換器，經(jīng)過換熱后的氣體再通 入第二氣管道，最后將制熱過的氣體由出氣扇輸出至溫室大棚內(nèi)，在換氣過程中，系統(tǒng)通過 換氣扇從大棚外抽入空氣通入第三氣管道，流入預(yù)熱室的傳熱管經(jīng)過管式陶瓷發(fā)熱器加熱 后，進(jìn)入集熱水箱的潛水式冷熱交換器，進(jìn)行二次換熱，換熱后的氣體通入第二氣管道，將 制熱過的氣體由出氣扇輸出至溫室大棚內(nèi)。
[0011] 控制箱內(nèi)還設(shè)有定時(shí)器；定時(shí)器的信號(hào)輸出端與三通換向閥的信號(hào)輸入端連接， 定時(shí)器控制三通換向閥的工作狀態(tài)；三通換向閥的正路端端口的信號(hào)輸出端與進(jìn)氣扇的信 號(hào)輸入端連接；三通換向閥的旁路端端口的信號(hào)輸出端與換氣扇的信號(hào)輸入端連接；系統(tǒng) 在正常工況下，智能三通換向閥的正路端兩側(cè)端口是長開著，智能三通換向閥的旁路端端 口是閉合的，系統(tǒng)工作時(shí)，定時(shí)器按設(shè)定值每兩小時(shí)傳遞信號(hào)給三通換向閥，這時(shí)進(jìn)氣扇和 三通換向閥的正路端進(jìn)氣端口自動(dòng)關(guān)閉，旁路端端口和換氣扇自動(dòng)打開，實(shí)現(xiàn)智能化切換， 系統(tǒng)進(jìn)入換氣程序。按定時(shí)器設(shè)定的讀數(shù)，換氣扇運(yùn)行一小時(shí)自動(dòng)關(guān)閉，同時(shí)三通換向閥 的旁路端端口關(guān)閉，三通換向閥的正路端進(jìn)氣端口打開，同時(shí)打開進(jìn)氣扇，繼續(xù)恢復(fù)循環(huán)供 暖，這樣系統(tǒng)完成了一次供暖和換氣的循環(huán)周期，能夠使大棚的溫度趨于恒溫；選擇使用太 陽能集熱水箱的相變蓄熱和大棚換氣裝置完成大棚內(nèi)的換氣，主要是防止在溫室大棚換氣 過程中將大棚外的冷氣流帶入大棚內(nèi)，從而影響大棚的供暖和恒溫效果。
[0012] 在太陽能集熱水箱內(nèi)部設(shè)有相變蓄熱器。相變蓄熱器內(nèi)，設(shè)置有相變儲(chǔ)存罐，相 變儲(chǔ)存罐內(nèi)裝有裝有相變蓄熱材料，相變儲(chǔ)存罐通過不銹鋼定位條有序固定在相變蓄熱器 內(nèi)；所述相變蓄熱器系圓桶體結(jié)構(gòu)，圓桶體兩側(cè)端板為蜂窩板，且在兩端板上均勻分布若干 相通透小孔。在電子進(jìn)水閥給集熱水箱進(jìn)水或添加水時(shí)水源可通過小孔竄通經(jīng)過相變儲(chǔ)存 罐的外壁自然加溫。
[0013] 在電子進(jìn)水閥給集熱水箱進(jìn)水時(shí)，通過相變蓄熱器內(nèi)的相變儲(chǔ)存罐釋放熱量；所 述相變儲(chǔ)存罐在集熱水箱盛有熱水時(shí)蓄熱，在集熱水箱添加冷水時(shí)釋放熱，這樣在進(jìn)水過 程中當(dāng)冷水源通過相變儲(chǔ)存罐外圍時(shí)，經(jīng)過相變儲(chǔ)存罐的放熱作用，在整個(gè)水箱換水時(shí)保 持水溫夏天在38-40度，冬天在25度左右，這樣能提高太陽能集熱水箱的工作效率。
[0014] 系統(tǒng)在太陽能集熱水箱的一側(cè)設(shè)有預(yù)熱室，在預(yù)熱室內(nèi)設(shè)置有金屬傳熱管，在金 屬傳熱管的外壁設(shè)有管式陶瓷發(fā)熱器，且金屬傳熱管與管式陶瓷發(fā)熱器成橫向平行走勢(shì)； 管式陶瓷發(fā)熱器在金屬傳熱管的外圍加熱；正常工況下，根據(jù)智能控制系統(tǒng)的設(shè)定，陶瓷發(fā) 熱器的信號(hào)輸入端與換氣扇的信號(hào)輸入端是同步；陶瓷發(fā)熱器的工作狀態(tài)以及臨界加熱溫 度的設(shè)定可以通過溫室大棚的溫度傳感器完成。
[0015] 在溫室大棚的墻壁內(nèi)側(cè)設(shè)有控制箱，在控制箱內(nèi)設(shè)有溫度傳感器、溫控開關(guān)；溫度 傳感器的信號(hào)輸出端與溫控開關(guān)的信號(hào)輸入端連接；溫控開關(guān)分別與進(jìn)氣扇和出氣扇以及 換氣扇的信號(hào)輸入端連接；溫控開關(guān)控制進(jìn)氣扇和出氣扇的工作狀態(tài)，當(dāng)溫度傳感器測(cè)量 出溫室大棚內(nèi)的溫度低于某一設(shè)定值時(shí)，智能化打開進(jìn)氣扇和出氣扇，高于某一設(shè)定值智 能化關(guān)閉進(jìn)氣扇和出氣扇；所述溫控開關(guān)還可以根據(jù)溫室大棚內(nèi)的溫度及時(shí)調(diào)整進(jìn)氣扇和 出氣扇的轉(zhuǎn)速。
[0016] 所述相變暖氣片散熱墻系長方體框架結(jié)構(gòu)，框架由保溫板制作；所述相變暖氣片 散熱墻內(nèi)由若干相變暖氣片方管排列組成，所述相變暖氣片為空心結(jié)構(gòu)，所述空心暖氣片 內(nèi)腔注有相變材料超導(dǎo)液，且該空心結(jié)構(gòu)處于密封真空狀態(tài)，當(dāng)熱水通過復(fù)合傳熱管時(shí)，空 心暖氣片內(nèi)部的相變材料被激活并氣化蒸發(fā)產(chǎn)生高溫氣體，通過空心暖氣片表面向大棚內(nèi) 輻射散熱，從而達(dá)到了供暖的目的。所述在相變暖氣片的下端還設(shè)有一根復(fù)合傳熱管，所述 復(fù)合傳熱管的一端與相變暖氣片散熱墻一端的流量控制閥連接，所述復(fù)合傳熱管的另一端 穿過若干相變暖氣片的內(nèi)腔與相變暖氣片散熱墻另一端的循環(huán)泵連接，循環(huán)泵連接熱源回 水管的一端，熱源回水管的另一端連接太陽能集熱水箱。
[0017] 系統(tǒng)在大棚內(nèi)設(shè)置進(jìn)氣扇和出氣扇主要是完成氣流循環(huán)供暖，當(dāng)夜間相變暖氣片 散熱墻向大棚內(nèi)輻射散熱時(shí)，為了防止棚內(nèi)的氣流形成冷區(qū)和熱區(qū)，系統(tǒng)還可根據(jù)陽光大 棚內(nèi)的溫度傳感器啟動(dòng)大棚內(nèi)的氣流循環(huán)系統(tǒng)中的進(jìn)氣扇和出氣扇。
[0018] 本發(fā)明基于太陽能相變蓄熱器耦合超導(dǎo)液暖氣片散熱墻，用水量大大減少，通過 水循環(huán)使得太陽能集熱水箱既可以提供大棚散熱墻使用，又可以滿足大棚內(nèi)氣流循環(huán)供暖 和換氣。
[0019] 有益效果 1、本發(fā)明具備供暖效果好，結(jié)構(gòu)簡單，耗電量小和無污染等優(yōu)點(diǎn)，尤其在極端和陰雨天 氣能保持大棚內(nèi)恒溫，并且設(shè)計(jì)的供暖循環(huán)和換氣循環(huán)這兩條空氣循環(huán)路徑，在保證系統(tǒng) 的供暖功能外，還具備大棚內(nèi)換氣的功能。
[0020] 2、本發(fā)明的換氣系統(tǒng)設(shè)有預(yù)熱裝置，在換氣扇端口內(nèi)側(cè)設(shè)有金屬傳熱管，在金屬 傳熱管的外壁設(shè)置有管式陶瓷發(fā)熱器，管式陶瓷發(fā)熱器在金屬傳熱管的外圍加熱，在換氣 過程中，當(dāng)戶外冷空氣被吸入換氣扇端口，通入金屬傳熱管初次換熱后，再通入集熱水箱的 冷熱交換器二次換熱，再經(jīng)第二氣管道由出氣扇將熱氣流輸送到大棚內(nèi)。這樣系統(tǒng)在換氣 過程中就不會(huì)將戶外的冷空氣帶入大棚內(nèi)而影響大棚的供暖效果。
[0021] 3、本發(fā)明通過相變蓄熱器耦合氣流循環(huán)裝置形成供暖系統(tǒng)，在正常工況下也無需 要消耗額外的能源。系統(tǒng)通過太陽能集熱水箱的相變蓄熱、集熱和釋熱功能，采用換氣裝置 實(shí)施光照強(qiáng)時(shí)的蓄熱和光照弱時(shí)室內(nèi)調(diào)溫，本發(fā)明的蓄熱換氣裝置和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有 設(shè)計(jì)合理，制作成本低，使用維護(hù)方便，能夠有效減少晝夜溫差變化和極端天氣大棚內(nèi)的恒 溫等優(yōu)點(diǎn)，因而具有很好的推廣使用價(jià)值。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明的太陽能集熱水箱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖； 圖3為本發(fā)明的太陽能集熱水箱的側(cè)面視圖； 圖4為本發(fā)明的系統(tǒng)相變蓄熱器的主視圖； 圖5為本發(fā)明的系統(tǒng)相變蓄熱器的縱向剖視圖； 圖6為本發(fā)明的系統(tǒng)陶瓷發(fā)熱器與金屬傳熱管的橫向剖視圖； 圖7為本發(fā)明的系統(tǒng)陶瓷發(fā)熱器與金屬傳熱管的縱向剖視圖。
[0023] 圖中：太陽能集熱水箱1、集熱水箱電子進(jìn)水閥2、集熱水箱進(jìn)水管3、電輔助加熱 器4、加熱器溫度傳感器5、加熱器溫控開關(guān)6、真空集熱管7、日常用水出水管8、水位控制器 9、相變蓄熱器10、相變儲(chǔ)存罐11、相變蓄熱器支架12、進(jìn)氣扇13、冷熱交換器14、第一氣管 道15、排氣扇16、第二氣管道17、出氣扇18、第三氣管道19、換氣扇20、金屬傳熱管21、陶 瓷發(fā)熱器22、智能三通換向閥23、智能控制箱24、大棚溫度傳感器25、大棚溫控開關(guān)26、定 時(shí)器27、冷熱交換器支架28、集熱水箱支架29、預(yù)熱室30、大棚鋼立柱31、棚膜骨架32、鵬 頂33、卷簾機(jī)34、保溫簾片35、熱源出水管36、電子截止閥37、流量控制閥38、相變暖氣片 散熱墻39、復(fù)合傳熱管40、循環(huán)泵41、相變暖氣片42、熱源回水管43。

【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明： 如圖1、2和3所示，一種太陽能相變蓄熱器耦合氣流循環(huán)裝置的恒溫大棚，包括溫室大 棚組件、太陽能相變蓄熱組件、氣流循環(huán)組件；所述溫室大棚組件包括大棚鋼架立柱31、棚 膜骨架32、棚頂33、卷簾機(jī)34、保溫簾片35 ;太陽能相變蓄熱組件包括太陽能集熱水箱1和 真空集熱管7,集熱水箱1與真空集熱管7連通；集熱水箱上部設(shè)有進(jìn)水管3,進(jìn)水管3上連 有電子進(jìn)水閥2 ;集熱水箱1下部設(shè)有日常用水出水管8 ;盛滿水待加熱的集熱水箱固定安 裝在水箱支架29上；在太陽能集熱水箱1內(nèi)設(shè)有水位控制器9,水位控制器9的信號(hào)輸出 端與電子進(jìn)水閥2的信號(hào)輸入端連接；在太陽能集熱水箱1內(nèi)設(shè)有相變蓄熱器10,在相變 蓄熱器10內(nèi)放置有相變儲(chǔ)存罐11，相變儲(chǔ)蓄熱器10通過支架12固定安裝在集熱水箱內(nèi)； 在集熱水箱內(nèi)還設(shè)置有加熱器溫度傳感器5、加熱器溫控開關(guān)6和電輔助加熱器4 ;加熱器 溫度傳感器5的信號(hào)輸出端與加熱器溫控開關(guān)6的信號(hào)輸入端連接；加熱器溫控開關(guān)6與 電輔助加熱器4的信號(hào)輸入端連接；加熱器溫度傳感器5控制電輔助加熱器4的工作狀態(tài)。
[0025] 太陽能集熱水箱1上分別連有熱源出水管36和回水管43,熱源出水管36通過電 子截止閥37與大棚內(nèi)的相變暖氣片散熱墻39 -端連接，熱源回水管43通過循環(huán)泵41與 相變暖氣片散熱墻39的另一端連接。
[0026] 氣流循環(huán)組件包括設(shè)置在集熱水箱1內(nèi)部的潛水式冷熱交換器14、所述潛水式冷 熱交換器通過支架28固定安裝在集熱水箱內(nèi)，潛水式冷熱交換器14設(shè)有兩個(gè)端口；在集熱 水箱1的一側(cè)外端設(shè)有預(yù)熱室30,預(yù)熱室30內(nèi)設(shè)置有金屬傳熱管21，在金屬傳熱管21的 外壁裝有管式陶瓷發(fā)熱器22 ;在預(yù)熱室30的外端設(shè)有三通換向閥23,三通換向閥23的一 側(cè)正路端口與預(yù)熱室30內(nèi)的金屬傳熱管21的一端連接，金屬傳熱管21的另一端與潛水式 冷熱交換器14的一端連接，冷熱交換器14的另一端連接第二氣管道17的一端，第二氣管 道17另一端連接出氣扇18 ;三通換向閥的另一側(cè)正路端端口連接第一氣管道15的一端， 第一氣管道15的另一端連接進(jìn)氣扇13 ;三通換向閥的旁路端端口與第三氣管道19的一端 連接，第三氣管道19的另一端連接換氣扇20。
[0027] 氣流循環(huán)系統(tǒng)是整個(gè)制熱過程中的重要部分，在供暖過程中該系統(tǒng)通過進(jìn)氣扇13 從大棚內(nèi)抽取空氣，通入第一氣管道15,進(jìn)入集熱水箱1中的冷熱交換器14,經(jīng)過換熱后的 氣體再通入第二氣管道17,最后將制熱過的氣體由出氣扇18輸出至溫室大棚內(nèi)，在換氣過 程中，系統(tǒng)通過換氣扇20從大棚外抽入空氣通入第三氣管道19,流入預(yù)熱室30的傳熱管， 經(jīng)過管式陶瓷發(fā)熱器22加熱后，進(jìn)入集熱水箱內(nèi)的潛水式冷熱交換器14,進(jìn)行二次換熱， 換熱后的氣體通入第二氣管道17,將制熱過的氣體由出氣扇18輸出至溫室大棚內(nèi)。
[0028] 在集熱水箱內(nèi)設(shè)置有加熱器溫度傳感器5、加熱器溫控開關(guān)6和電輔助加熱器4 ; 加熱器溫度傳感器5的信號(hào)輸出端與加熱器溫控開關(guān)6的信號(hào)輸入端連接；加熱器溫控開 關(guān)6的信號(hào)輸出端與電輔助加熱器4的信號(hào)輸入端連接。當(dāng)遇到極端或陰雨天氣，太陽能 無法提供足量的熱量供熱時(shí)，可以通過電輔助加熱器4智能化供熱。
[0029] 進(jìn)水管通過自動(dòng)給水電子閥連接在集熱水箱上，在集熱水箱內(nèi)壁上端安裝有水位 控制器9,水位控制器9的信號(hào)輸出端與自動(dòng)給水電子閥的信號(hào)輸入端連接。當(dāng)集熱水箱中 的水量低于或高于某一設(shè)定值時(shí)，可以自動(dòng)給水或停止供水。
[0030] 如圖1所示，在智能控制箱24內(nèi)還設(shè)有定時(shí)器27,定時(shí)器27的信號(hào)輸出端與三通 換向閥23的信號(hào)輸入端連接，定時(shí)器27控制三通換向閥23的工作狀態(tài)；三通換向閥23的 正路端端口的信號(hào)輸出端與進(jìn)氣扇13的信號(hào)輸入端連接；三通換向閥的旁路端端口的信 號(hào)輸出端與換氣扇20的信號(hào)輸入端連接；系統(tǒng)在正常工況下，智能三通換向閥23的正路端 兩側(cè)端口是長開著，智能三通換向閥23的旁路端端口是閉合的，系統(tǒng)工作時(shí)，定時(shí)器27按 設(shè)定值每兩小時(shí)傳遞信號(hào)給三通換向閥23,這時(shí)進(jìn)氣扇13和三通換向閥23的正路端進(jìn)氣 端口自動(dòng)關(guān)閉，旁路端端口和換氣扇20自動(dòng)打開，實(shí)現(xiàn)智能化切換，系統(tǒng)進(jìn)入換氣程序。按 定時(shí)器27設(shè)定的讀數(shù)，換氣扇20運(yùn)行一小時(shí)自動(dòng)關(guān)閉，同時(shí)三通換向閥23的旁路端端口 關(guān)閉，智能三通換向閥23的正路端進(jìn)氣端口打開，同時(shí)打開進(jìn)氣扇13,繼續(xù)恢復(fù)循環(huán)供暖， 這樣系統(tǒng)完成了一次供暖和換氣的循環(huán)周期，能夠使大棚的溫度趨于恒溫；選擇使用太陽 能集熱水箱的相變蓄熱和大棚換氣裝置完成大棚內(nèi)的換氣，主要是防止在溫室大棚換氣過 程中將大棚外的冷氣流帶入大棚內(nèi)，從而影響大棚的供暖和恒溫效果。
[0031] 如圖4和圖5所示，在太陽能集熱水箱1內(nèi)部設(shè)有相變蓄熱器10，相變蓄熱器內(nèi)設(shè) 置有相變儲(chǔ)存罐11，相變儲(chǔ)存罐11內(nèi)裝有相變蓄熱材料；相變儲(chǔ)存罐11通過不銹鋼定位 條有序固定在相變蓄熱器10內(nèi)；相變蓄熱器系圓桶體結(jié)構(gòu)，圓桶體兩側(cè)端板為蜂窩板，且 在兩端板上均勻分布若干相通透小孔。在電子進(jìn)水閥給集熱水箱進(jìn)水或添加水時(shí)水源可通 過小孔竄通經(jīng)過相變儲(chǔ)存罐的外壁加溫。
[0032] 相變蓄熱器10內(nèi)設(shè)置若干相變儲(chǔ)存罐11，相變儲(chǔ)存罐為封密式筒體；相變儲(chǔ)存罐 11內(nèi)裝有固體或液體的相變材料石蠟，相變蓄熱器10和相變儲(chǔ)存罐11均采用304不銹鋼 薄板制作而成。在電子進(jìn)水閥2給集熱水箱進(jìn)水時(shí)，通過相變蓄熱器內(nèi)的相變儲(chǔ)存罐釋放 熱量；相變儲(chǔ)存罐在集熱水箱盛有熱水時(shí)蓄熱，在集熱水箱添加冷水時(shí)釋放熱，這樣在進(jìn)水 過程中當(dāng)冷水源通過相變儲(chǔ)存罐外圍時(shí)，經(jīng)過相變儲(chǔ)存罐的放熱作用，在整個(gè)水箱換水時(shí) 保持水溫夏天在38-40度，冬天在25度左右，這樣能提高太陽能集熱水箱的工作效率。 溫室大棚內(nèi)還設(shè)置有排氣扇16,排氣扇16安裝在大棚墻壁上部，排氣扇16設(shè)有內(nèi)外兩 個(gè)端口，內(nèi)端口是朝著大棚內(nèi)，起吸氣作用。外端口朝著大棚外，起排氣作用。在系統(tǒng)正常 工況下排氣扇16的開啟與關(guān)閉和換氣扇20是同步的。
[0033] 根據(jù)實(shí)驗(yàn)表明陽光溫室大棚在白天，進(jìn)入溫室的太陽能輻射熱量往往超過溫室通 過各種形式向外界散失的熱量，這時(shí)溫室處于升溫狀態(tài)，有時(shí)因溫度太高，還要人為的放走 一部分熱量以適應(yīng)植物生長的需要。太陽能溫室大棚在夜間，沒有太陽能輻射時(shí)溫室仍然 會(huì)向外界散發(fā)熱量，這時(shí)溫室處于降溫狀態(tài)，為了減少散熱，故夜間要在溫室外部加蓋保溫 層35。
[0034] 如圖1、2和3所示，在集熱水箱的內(nèi)部設(shè)置有冷熱交換器14 ;在集熱水箱1 一側(cè)端 部設(shè)有預(yù)熱室30 ;預(yù)熱室30內(nèi)設(shè)有金屬傳熱管21，在金屬傳熱管21的外壁安裝有管式陶 瓷發(fā)熱器22 ;在預(yù)熱室30的外端設(shè)有三通換向閥23 ;冷熱交換器設(shè)有兩個(gè)端口；冷熱交換 器的一端穿過集熱水箱一側(cè)端板與預(yù)熱室的金屬傳熱管的一端連接，金屬傳熱管21的另 一端穿過預(yù)熱室30的一側(cè)端板與三通換向閥23的正路端一側(cè)端口連接；三通換向閥的正 路端另一側(cè)端口連接第一氣管道15的一端，第一氣管道15的另一端連接進(jìn)氣扇13端口； 冷熱交換器14的另一端穿過集熱水箱1的另一側(cè)端板與第二氣管道17的一端連接，第二 氣管道17的另一端連接出氣扇18 ;智能三通換向閥23的旁路端端口連接第三氣管道19 的一端，第三氣管道19的另一端連接換氣扇20 ;進(jìn)氣扇13和出氣扇18均安裝在溫室大棚 內(nèi)，換氣扇20端口設(shè)置在太陽能集熱水箱的一側(cè)端部。
[0035] 如附圖6、圖7所示，在系統(tǒng)在太陽能集熱水箱的一側(cè)設(shè)置有預(yù)熱室30,在預(yù)熱室 30內(nèi)設(shè)置有金屬傳熱管21，在金屬傳熱管21的外壁設(shè)有管式陶瓷發(fā)熱器22,且金屬傳熱管 21與管式陶瓷發(fā)熱器22成橫向平行走勢(shì)；管式陶瓷發(fā)熱器在金屬傳熱管的外圍加熱；正常 工況下，根據(jù)智能控制系統(tǒng)的設(shè)定，陶瓷發(fā)熱器22的信號(hào)輸入端與換氣扇20的信號(hào)輸入端 是同步；陶瓷發(fā)熱器的工作狀態(tài)以及臨界加熱溫度的設(shè)定可以通過溫室大棚的溫度傳感器 25完成。
[0036] 在相變暖氣片42的下端還設(shè)有一根復(fù)合傳熱管40,復(fù)合傳熱管40的一端與相變 暖氣片散熱墻39 -端的流量控制閥38連接，復(fù)合傳熱管40的另一端穿過相變暖氣片的內(nèi) 腔與相變暖氣片散熱墻39另一端的循環(huán)泵41連接。
[0037] 在溫室大棚一側(cè)設(shè)置有相變暖氣片散熱墻39,相變暖氣片散熱墻39系長方體框 架結(jié)構(gòu)，框體由鋼架和保溫板制作，相變暖氣片散熱墻39內(nèi)由若干相變暖氣片方管排列組 成，相變暖氣片42為空心結(jié)構(gòu)，空心暖氣片內(nèi)腔注有相變材料超導(dǎo)液，且該空心結(jié)構(gòu)處于 密封真空狀態(tài)，當(dāng)熱水通過復(fù)合傳熱管40時(shí)，空心暖氣片42內(nèi)部的相變材料被激活并氣化 蒸發(fā)產(chǎn)生高溫氣體，通過空心暖氣片42表面向大棚內(nèi)輻射散熱，從而達(dá)到了供暖的目的。
[0038] 系統(tǒng)在大棚內(nèi)設(shè)置進(jìn)氣扇13和出氣扇18主要是完成氣流循環(huán)供暖，當(dāng)夜間相變 暖氣片散熱墻39向大棚內(nèi)散熱時(shí)，為了防止棚內(nèi)的氣流形成冷區(qū)和熱區(qū)，系統(tǒng)還可根據(jù)大 棚溫度傳感器25的設(shè)定值啟動(dòng)大棚內(nèi)的氣流循環(huán)系統(tǒng)中的進(jìn)氣扇和出氣扇。
[0039] 在智能控制箱24內(nèi)設(shè)置有大棚溫度傳感器25連有溫控開關(guān)26,大棚溫控開關(guān)控 制循環(huán)泵41和電子截止閥37的工作狀態(tài)，循環(huán)泵41的輸入信號(hào)和電子截止閥37的輸入 信號(hào)是同一的，另外可根據(jù)大棚內(nèi)的溫度變化開啟或關(guān)閉循環(huán)泵和電子截止閥。大棚溫控 開關(guān)26的信號(hào)輸出端與循環(huán)泵41及電子截止閥37的信號(hào)輸入端連接。
[0040] 在溫室大棚的墻壁內(nèi)側(cè)設(shè)有智能控制箱24,在智能控制箱24內(nèi)設(shè)有溫度傳感器 25和溫控開關(guān)26 ;溫度傳感器25的信號(hào)輸出端與大棚內(nèi)溫控開關(guān)26的信號(hào)輸入端連接； 溫控開關(guān)26分別與進(jìn)氣扇13和出氣扇18以及換氣扇20的信號(hào)輸入端連接；溫控開關(guān)26 控制進(jìn)氣扇13和出氣扇18的工作狀態(tài)，當(dāng)溫度傳感器25測(cè)量出溫室大棚內(nèi)的溫度低于某 一設(shè)定值時(shí)，智能化打開進(jìn)氣扇13和出氣扇18,高于某一設(shè)定值智能化關(guān)閉進(jìn)氣扇和出氣 扇；溫控開關(guān)26還可以根據(jù)溫室大棚內(nèi)的溫度及時(shí)調(diào)整進(jìn)氣扇13和出氣扇18的轉(zhuǎn)速。
[0041] 以上所述僅是本發(fā)明的優(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 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種太陽能相變蓄熱器耦合氣流循環(huán)裝置的溫室大棚，其特征在于：包括溫室大棚 組件、太陽能相變蓄熱組件、氣流循環(huán)組件以及預(yù)熱室；所述太陽能相變蓄熱組件包括太陽 能集熱水箱（1)和與太陽能集熱水箱（1)連通的真空集熱管（7 )，在所述集熱水箱上設(shè)有電 子進(jìn)水閥（2)、集熱水箱進(jìn)水管（3)以及水位控制器（9)，在所述集熱水箱內(nèi)設(shè)有相變蓄熱 器（10)和冷熱交換器（14)，所述相變蓄熱器（10)內(nèi)設(shè)置相變儲(chǔ)存罐（11)，所述相變儲(chǔ)存罐 (11)為封密式筒體，在所述相變儲(chǔ)存罐內(nèi)裝有固體或液體的相變材料石蠟；所述氣流循環(huán) 組件包括進(jìn)氣扇（13)、第一氣管道（15)、三通換向閥（23)、第二氣管道（17)、出氣扇（18)、 第三氣管道（19)以及換氣扇（20)，所述三通換向閥（23)的三個(gè)端口分別與所述第一氣管 道（15)、第二氣管道（17)和第三氣管道（19)連接，所述進(jìn)氣扇連接在第一氣管道（15)上， 所述出氣扇（18)連接在所述第二氣管道（17)上，所述換氣扇（20)連接在所述第三氣管道 (19)上；在所述預(yù)熱室（30)內(nèi)設(shè)有金屬傳熱管（21)，在金屬傳熱管（21)的外壁設(shè)置有與 所述換氣扇（20)同步工作的管式陶瓷發(fā)熱器（22);所述的金屬傳熱管（21)和冷熱交換器 (14)設(shè)置在所述的第二氣管道（17)上；所述進(jìn)氣扇（13)和出氣扇（18)均安裝在溫室大棚 內(nèi)，在所述溫室大棚的墻壁內(nèi)側(cè)上端還安裝有排氣扇（16)，所述排氣扇（16)的入氣端口朝 著大棚內(nèi)，排氣扇（16)的出氣端口朝著大棚外，所述在溫室大棚內(nèi)還設(shè)有相變暖氣片散熱 墻，所述太陽能集熱水箱（1)上分別連有熱源出水管（36)和熱源回水管（43)，所述熱源出 水管（36)通過一電子截止閥（37)與大棚內(nèi)的相變暖氣片散熱墻（39) -端連接，所述熱源 回水管（43)通過一循環(huán)泵（41)與相變暖氣片散熱墻（39)的另一端連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種太陽能相變蓄熱器耦合氣流循環(huán)裝置的溫室大棚，其特征 在于：所述的預(yù)熱室設(shè)置在所述陽能集熱水箱（1)的一側(cè)端部，所述換氣扇（20)安裝在太 陽能集熱水箱（1)的一側(cè)端部的預(yù)熱室（30)的下端；在所述溫室大棚的墻壁內(nèi)側(cè)設(shè)有控制 箱（24)，在控制箱（24)內(nèi)設(shè)有溫度傳感器（25)和溫控開關(guān)（26);所述溫度傳感器（25)的 信號(hào)輸出端與溫控開關(guān)（26)的信號(hào)輸入端連接；所述溫控開關(guān)（26)分別與進(jìn)氣扇（13)和 出氣扇（18)以及換氣扇（20)的信號(hào)輸入端連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種太陽能相變蓄熱器耦合氣流循環(huán)裝置的溫室大棚，其特征 在于：所述相變蓄熱器通過蓄熱器支架（12)固定安裝在集熱水箱內(nèi)，所述冷熱交換器通過 支架（28)固定安裝在集熱水箱內(nèi)，所述集熱水箱內(nèi)還設(shè)置有電輔助加熱器（4)、加熱器溫 度傳感器（5)、加熱器溫控開關(guān)（6)以及日常用水出水管（8)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述一種太陽能相變蓄熱器耦合氣流循環(huán)裝置的溫室大棚，其特征 在于：在所述控制箱（24)內(nèi)還設(shè)有控制三通換向閥（23)工作狀態(tài)的定時(shí)器（27)，所述定 時(shí)器（27)的信號(hào)輸出端與三通換向閥（23)的信號(hào)輸入端連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種太陽能相變蓄熱器耦合氣流循環(huán)裝置的溫室大棚，其特征 在于：所述溫室大棚組件還包括卷簾機(jī)以及保溫簾片，所述的室溫大棚由大棚鋼架立柱、棚 膜骨架和棚頂組成，所述的保溫簾片設(shè)置在所述頂棚上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種太陽能相變蓄熱器耦合氣流循環(huán)裝置的溫室大棚，其特征 在于：所述相變暖氣片散熱墻（39)由若干相變暖氣片方管排列組成，所述相變暖氣片（42) 內(nèi)部為空心結(jié)構(gòu)，所述空心暖氣片內(nèi)腔注有相變材料超導(dǎo)液,且該空心結(jié)構(gòu)處于密封真空 狀態(tài)，在相變暖氣片（42)的下端還設(shè)有一根復(fù)合傳熱管（40)，所述復(fù)合傳熱管（40)的一端 與相變暖氣片散熱墻（39) -端的流量控制閥（38)連接，所述復(fù)合傳熱管（40)的另一端穿 過相變暖氣片的內(nèi)腔與相變暖氣片散熱墻（39)的另一端的循環(huán)泵（41)連接。
【文檔編號(hào)】A01G9/24GK104115706SQ201410351378
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月22日
【發(fā)明者】楊斯涵 申請(qǐng)人:東南大學(xué)