溫室專用太陽能水集熱器的制造方法
【專利摘要】本實用新型一種溫室專用太陽能水集熱器，其特點是：它包括集熱管組，所述集熱管組固連在聚光罩上、并通過聚光罩固連在日光溫室內，地熱管埋設于地下，集熱管組與地熱管通過輸送管首尾密封連通構成輸水回路，在一端輸送管上密封連接補水箱、另一端輸送管上密封連接管道泵，控制箱與日光溫室固連，控制箱與管道泵電連接。白天，集熱管通過輻射和傳導兩個途徑以水為介質接受能量，同時，管道泵啟動，使管道內的水循環(huán)流動將日光溫室的多余熱量儲存在土壤中；夜晚或陰天，儲存在土壤中的多余熱量重新釋放到日光溫室內，提高了日光溫室內溫度，保證了設施栽培的蔬菜、水果在寒冷季節(jié)的生產需要。
【專利說明】溫室專用太陽能水集熱器

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及設施栽培設備的輔助裝置，是溫室專用太陽能水集熱器，用于北方寒冷地區(qū)的日光溫室，滿足設施栽培的蔬菜、水果生產需要。

【背景技術】
[0002]設施農業(yè)是能在局部范圍內人為可控的改善環(huán)境因素，為動植物生長發(fā)育提供良好的環(huán)境條件，使光、熱、土地等資源得到最充分的利用，從而進行高效生產的現代農業(yè)，是當今世界最具活力的高新技術產業(yè)之一。設施農業(yè)包括設施栽培和設施養(yǎng)殖，在設施栽培生產中，日光溫室或塑料大棚是設施栽培的最基本設施，其功能是通過溫室效應原理，在冬季進行蔬菜、水果的栽培生產。在設施環(huán)境中，溫度對作物生育影響最顯著，溫室的溫度高低和儲存熱量多少直接影響生產效果，設施內要求保持合適的溫度并分布均勻，而在設施栽培生產中，設施內溫度分布不均勻，太陽輻射使地表溫度升高，地表通過熱傳導和對流加熱空氣，加熱的空氣聚集在溫室的屋頂，上部氣溫比下部高，其溫差可達4一6 °C以上；對于北方寒冷地區(qū)，由于溫差作用白天溫室內空氣對流強烈，周邊和底部冷氣下沉而溫室中央形成上升熱氣流，白天光照充足時即使室外溫度在零下25-30度，溫室內頂部空氣溫度可達零上30度以上，白天空氣溫度過高影響植物生長，只好采取通風手段放掉過多地熱量，把溫室溫度降到作物適宜溫度。而晚間沒有光照條件下，溫室內溫度會驟降，保溫差的溫室會達到零度以下。所以目前，我國大部分地區(qū)尤其是北方寒冷地區(qū)，日光溫室或塑料大棚內的溫度除了依靠自身溫室效應產生的能量外，還要通過給溫室加溫提高設施內溫度，以滿足蔬菜、水果的栽培生產需要?，F有技術的加溫方式有以燃煤為燃燒介質的熱風爐、水暖爐，利用電能的電加熱器，還有利用太陽能的光伏太陽能電池板發(fā)電供熱、太陽能熱水器等。存在的問題是:煤炭作為不可再生資源，隨著煤炭資源的減少，燃煤的價格也會提高，以燃煤為燃燒介質的加溫方式受到生產成本制約越來越突出，而且燃煤在燃燒時還排放大量二氧化碳不利于環(huán)保；利用電能的電加熱器為溫室供暖受地域條件限和成本限制也較難推廣；利用太陽能的光伏太陽能電池板和家用、工業(yè)用太陽能熱水器輔助加溫，也進入了設施栽培生產領域，但是都因為成本投入太大難以廣泛實施。每種植物都有它生長的最低溫度、最適溫度和最高溫度，只有在最適合的空氣溫度和土壤范圍內，植物才能生長發(fā)育良好，所以，提供一種適用于北方寒冷地區(qū)的日光溫室室內設置的太陽能水集熱器，對白天太陽光輻射熱加以收集并直接儲存到土壤中，用于夜晚低溫時間釋放熱量，提高日光溫室溫度的溫度平衡裝置，滿足設施栽培的蔬菜、水果生產需要日益緊迫。


【發(fā)明內容】

[0003]本實用新型所要解決的技術問題是:克服現有技術的缺點，提供一種結構簡單、成本低廉、操作方便、效果顯著的溫室專用太陽能水集熱器，用于北方寒冷地區(qū)的日光溫室，將白天多余的熱量通過對水加熱加以收集，用于夜晚低溫時間，提高日光溫室溫度的溫度平衡裝置，滿足設施栽培的蔬菜、水果生產需要。
[0004]本實用新型解決技術問題的方案是:一種溫室專用太陽能水集熱器，其特征是:它包括集熱管組、聚光罩、地熱管、輸送管、補水箱、管道泵，所述集熱管組固連在聚光罩上、并通過聚光罩固連在日光溫室內，地熱管埋設于地下，集熱管組與地熱管通過輸送管首尾密封連通構成輸水回路，在一端輸送管上密封連接補水箱、另一端輸送管上密封連接管道泵，控制箱與日光溫室固連，控制箱與管道泵電連接。
[0005]所述集熱管組為并聯連接的若干根集熱管。
[0006]所述集熱管為黑色抗老化PE塑料管。
[0007]所述聚光罩為表面涂覆鋁箔的瓦楞形塑料板。
[0008]本實用新型溫室專用太陽能水集熱器的工作過程是:白天，溫室效應使太陽光輻射透入日光溫室，大部分被截留在溫室內，日光溫室的溫度高，集熱管直接暴露在日光溫室內，集熱管一方面吸收太陽輻射光和聚光罩反射的太陽輻射光，使光轉換成熱。另一方面由熱傳導直接吸收日光溫室內熱空氣的熱量。集熱管通過輻射和傳導兩個途徑接受能量，集熱速度快，自身熱損低。同時，控制箱控制管道泵啟動，使管道內的水循環(huán)流動，埋設于地下的地熱管與地下的土壤熱傳導為土壤加熱，提高土壤溫度，從而將日光溫室的多余熱量儲存在土壤中；夜晚或陰天，日光溫室的溫度下降，需要補充熱量，提高日光溫室的溫度，此時，高于日光溫室內溫度的土壤通過熱傳導，將儲存在土壤中的多余熱量重新釋放到日光溫室內，提高了日光溫室內溫度，保證了設施栽培的蔬菜、水果在寒冷季節(jié)的生產需要。
[0009]本實用新型溫室專用太陽能水集熱器的有益效果是:本實用新型的集熱器在白天通過輻射和傳導兩個途徑以水為介質將多余的熱量加以收集，經過輸水回路循環(huán)儲存在土壤中，集熱速度快。自身熱損低，即避免了釋放掉多余熱量造成熱量浪費，又防止日光溫室的溫度過高，還能夠在夜晚溫度低時，釋放白天儲存的熱量，提高日光溫室的溫度，起到平衡日光溫室溫度的作用，使日光溫室的溫度保持適于設施栽培的蔬菜、水果的生長溫度，同時儲存在土壤中熱量提高了土壤溫度，在寒冷季節(jié)，更適合植物根系的生長發(fā)育，而且，土壤與日光溫室的熱傳導，在一定程度上調節(jié)了日光溫室溫度的均勻性。具有結構簡單、成本低廉、集熱速度快。自身熱損低、操作方便、效果顯著的的優(yōu)點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型溫室專用太陽能水集熱器的主視示意圖；
[0011]圖2為圖1的俯視示意圖；
[0012]圖3為圖1的左視示意圖；
[0013]圖4為本實用新型溫室專用太陽能水集熱器與日光溫室連接的結構示意圖。
[0014]圖中:1補水箱，2輸送管，3集熱管組，4地熱管，5管道泵，6聚光罩，7日光溫室，8地下。

【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0016]參照圖1?圖4，本實施例溫室專用太陽能水集熱器，它包括集熱管組3、聚光罩6、地熱管4、輸送管2、補水箱1、管道泵5，所述集熱管組3固連在聚光罩6上、并通過聚光罩6固連在日光溫室7內，地熱管4以蛇形均勻盤設埋于地下8，集熱管組3與地熱管4通過輸送管2首尾密封連通構成輸水回路，在一端輸送管2上密封連接補水箱1、另一端輸送管2上密封連接管道泵5，在集熱管組3入口和出口分別設置溫度傳感器，控制箱與日光溫室7固連，控制箱分別與管道泵5和溫度傳感器電連接。所述集熱管組3為并聯連接的若干根集熱管。所述集熱管為黑色抗老化PE塑料管并由彎頭密封連接為蛇形管。所述聚光罩6為表面涂覆鋁箔的瓦楞形塑料板。本實用新型采用現有技術制造，所述管道泵5為現有技術的市售產品。
[0017]本實施例的工作過程是:白天，溫室效應使太陽光輻射透入日光溫室7，大部分被截留在溫室內，日光溫室7的溫度高，冬季晴好天氣日光溫室7的溫度可高達30°C，集熱管直接暴露在日光溫室7內，集熱管一方面吸收太陽福射光和聚光罩6反射的太陽福射光,使光轉換成熱。另一方面由傳導熱直接吸收日光溫室7內熱空氣。集熱管通過輻射和傳導兩個途徑接受能量，集熱速度快，自身熱損低。同時，控制箱控制管道泵5啟動，使管道內的水循環(huán)流動，埋設于地下8的地熱管4與地下8的土壤熱傳導為土壤加熱，提高土壤溫度，從而將日光溫室7的多余熱量儲存在土壤中；夜晚或陰天，日光溫室7的溫度下降，需要補充熱量，提高日光溫室7的溫度，此時，高于日光溫室7內溫度的土壤通過熱傳導，將儲存在土壤中的多余熱量重新釋放到日光溫室7內，提高了日光溫室7內溫度，保證了設施栽培的蔬菜、水果在寒冷季節(jié)的生產需要。通過溫度傳感器可知，在北方寒冷地區(qū)冬季的12月-2月陽光照射下，50 m2集熱管內存300 kg，水溫每分鐘可以提高1.2-1.5°C。晴好天氣5個小時可使溫室內25厘米土壤層的地溫提高1.5°C。
[0018]本實用新型不局限于本【具體實施方式】，對于本領域技術人員來說，不經過創(chuàng)造性勞動的簡單復制和改進均屬于本實用新型權利要求所保護的范圍。
【權利要求】
1.一種溫室專用太陽能水集熱器，其特征是:它包括集熱管組、聚光罩、地熱管、輸送管、補水箱、管道泵，所述集熱管組固連在聚光罩上、并通過聚光罩固連在日光溫室內，地熱管埋設于地下，集熱管組與地熱管通過輸送管首尾密封連通構成輸水回路，在一端輸送管上密封連接補水箱、另一端輸送管上密封連接管道泵，控制箱與日光溫室固連，控制箱與管道泵電連接。
2.如權利要求1所述的溫室專用太陽能水集熱器，其特征是:所述集熱管組為并聯連接的若干根集熱管。
3.如權利要求2所述的溫室專用太陽能水集熱器，其特征是:所述集熱管為黑色抗老化PE塑料管。
4.如權利要求1所述的溫室專用太陽能水集熱器，其特征是:所述聚光罩為表面涂覆鋁箔的瓦楞形塑料板。
【文檔編號】A01G9/24GK204232007SQ201420662260
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月9日 優(yōu)先權日:2014年11月9日
【發(fā)明者】崔文勃 申請人:吉林市東北生態(tài)農業(yè)發(fā)展有限責任公司