專利名稱：光電一體化日光溫室后墻的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)化利用和墻體保溫技木，特別是一種光電一體化并具有保溫蓄熱性能的日光溫室后墻。
背景技術(shù)：
近年來，日光溫室得到了廣泛的應(yīng)用，特別是北方地區(qū)冬季氣溫很低，不能進(jìn)行露地蔬菜及花卉的種植，因此要發(fā)展蔬菜及花卉生產(chǎn)對(duì)日光溫室的應(yīng)用有著極大的需求。日光溫室是利用太陽(yáng)輻射能來提高溫室內(nèi)溫度，以滿足作物生長(zhǎng)對(duì)溫度的要求。但是在北方的冬季，僅依靠太陽(yáng)輻射，不能滿足溫室的環(huán)境溫度要求。我們知道，溫室的后墻、東西山墻和土壤都是溫室吸收、儲(chǔ)存太陽(yáng)能并使溫室升溫的載體，通常后墻具有吸熱、蓄熱、保溫和散熱于一體的墻體，對(duì)溫室內(nèi)環(huán)境溫度起到較大的作用。通常，溫室采集太陽(yáng)能的透光面積是一定的，常規(guī)的技術(shù)方案都是加強(qiáng)后墻的吸熱、蓄熱、保溫和散熱能力，例如在2011年 12月14日，中國(guó)專利文獻(xiàn)公開了“一種有儲(chǔ)熱功能的日光溫室”(公告號(hào)CN202068783U)的實(shí)用新型專利技木，該技術(shù)是依據(jù)北京地區(qū)的地理特點(diǎn)采用了保溫板、儲(chǔ)熱板、前防凍隔板、異型固膜管、立式固膜管、活動(dòng)頂棚六項(xiàng)新材料、新技術(shù)組合成ー種具有保溫、儲(chǔ)熱功能的日光溫室。該項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是后墻采用了儲(chǔ)熱板，有一定的儲(chǔ)熱功能；缺點(diǎn)是由于改變了日光溫室的弓形設(shè)計(jì)，造成采光面積不夠，同時(shí)內(nèi)保溫也遮擋了陽(yáng)光的采集，因此溫室光靠有限的采光面積吸收的陽(yáng)光輻射熱量不足，保溫、儲(chǔ)熱的量也不足。在2007年10.月17日中國(guó)專利文獻(xiàn)還公布了“ー種日光溫室用復(fù)合式保溫墻體”(專利公告號(hào)CN200961303)，該技術(shù)是由內(nèi)、外墻體構(gòu)成，其間夾置保溫隔熱層，所述的內(nèi)、外墻體用加氣混凝土砌塊壘成。所述的內(nèi)墻體厚于外墻體，中間保溫隔熱板為聚苯保溫隔熱板。利用它可制作ー種造價(jià)低、保溫性能好的日光溫室。該項(xiàng)技術(shù)有較大的進(jìn)步，缺點(diǎn)是靠溫室的采光面積吸收的熱量即使是全部?jī)?chǔ)存也是不夠的。上述技術(shù)由于沒有足夠的熱源，因此在北方嚴(yán)寒的季節(jié)，不能保證作物的正常生長(zhǎng)所需的溫度，但如果將太陽(yáng)能電加熱裝置直接安裝在現(xiàn)有墻體內(nèi)或表面，由于不能蓄能，顯然是不合理的，另外，太陽(yáng)能光伏發(fā)電的電壓是不穩(wěn)定的，對(duì)普通電加熱體是不能適用的。另，粘土是ー種含水鋁硅酸鹽產(chǎn)物，是由地殼中含長(zhǎng)石類巖石經(jīng)過長(zhǎng)期風(fēng)化和地質(zhì)的作用而生成的，粘土具有顆粒細(xì)、可塑性強(qiáng)、結(jié)合性好，觸變性過度，收縮適宜，耐火度高等エ藝性能。發(fā)明人意外發(fā)現(xiàn)，夯實(shí)的粘土具有良好的蓄熱性能，并別在一定溫度梯度下可緩慢釋熱。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型目的根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提出一種光電一體化并具有保溫蓄熱性能的日光溫室后墻單體的結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)方法。本發(fā)明目的由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型主要包括墻體和固定在墻體上的太陽(yáng)能電池板，墻體通過各墻體単元聯(lián)接，墻體單元主要由外至內(nèi)由第一層空心砌塊墻4、第二層聚苯板保溫層5、第三層空心砌塊墻6、第四層粘土層7、第五層帶有凸凹表面的墻10組成，其中，在第四層的粘土層內(nèi)設(shè)置鑄鐵電阻加熱器9，鑄鐵電阻加熱器9通過電路與太陽(yáng)能電池板連接，在電路上設(shè)置溫控器和轉(zhuǎn)換開關(guān)，使得太陽(yáng)能電池板的供電加熱時(shí)間和向電網(wǎng)送電時(shí)間得以控制，在第三層空心砌塊墻6和第五層帶有凸凹表面的墻10的中間各有兩根長(zhǎng)方體混凝土框架柱；所述的第四層粘土層7含水率為10-15%、K20 + N2O ( 2. 5%、體積膨脹率彡3%，使其經(jīng)夯實(shí)后的密度為2000-2700kg/m3，并將鑄鐵電阻加熱器9包裹在內(nèi)；所述的鑄鐵電阻加熱器9通過電路與太陽(yáng)能電池板連接，在電路上設(shè)置溫控器和轉(zhuǎn)換開關(guān)，將每三個(gè)太陽(yáng)能電池板串聯(lián)為一組，之后將各組并聯(lián)，再與轉(zhuǎn)換開關(guān)連接，轉(zhuǎn)換開關(guān)與鑄鐵電阻加熱器9連接，使得作用在鑄鐵電阻加熱器9電壓最高電壓為90V ;所說的第一層空心砌塊墻4和第三層空心砌塊墻6的 高度由10-12皮空心砌塊構(gòu)成，每皮高度為20cm，包括19 cm的砌塊高度和I cm的水泥砂漿高度，墻體單元的長(zhǎng)度為ll-12m ;在第三層空心砌塊墻6和第五層帶有凸凹表面的墻10的中間各有兩根長(zhǎng)方體混凝土框架柱8，其截面為O. 4X0. 4 m2。所述的光電一體化日光溫室后墻的生產(chǎn)方法為Ca)先砌筑第一皮,第一皮將五層結(jié)構(gòu)同時(shí)砌筑,其中第一層空心砌塊墻4與第三層空心砌塊墻6的間距為20-22 cm，在此空間填放聚苯板形成第二層聚苯板保溫層5，第三層空心砌塊墻6與第五層帶有凸凹表面的墻10的間距為70-80 cm，在此空間填放粘土，形成第四層粘土層7，粘土經(jīng)均勻鋪灑后被夯實(shí)；在第三層空心砌塊墻6與第五層帶有凸凹表面的墻10的中間各澆筑兩根混凝土框架柱，兩根框架柱8的間距為4-5米，框架柱的外表面和第三層空心砌塊墻6的外表面對(duì)齊，每根框架柱8內(nèi)設(shè)置有槽鋼，之后在第一層空心砌塊墻4和第三層空心砌塊墻6之間放置一片弓字型的拉結(jié)筋12，再在其上鋪上水泥砂漿，第一皮即砌筑完畢；(b)在第一皮的基礎(chǔ)上安裝鑄鐵電阻加熱器，其兩端用連接件固定于混凝土框架柱上，鑄鐵電阻加熱器的下端距第一皮上表面不低于O. I米，使得最終將鑄鐵電阻加熱器填埋在粘土中；(c)按照步驟(a)的方法依次砌筑到最后一皮，之后，在上面澆筑ー塊鋼筋混凝土蓋板11，把第一層空心砌塊墻4和第五層帶有凸凹表面的墻10澆筑在一起；(d)之后，將電池板支架腿固定在第三層空心砌塊墻6與第五層帶有凸凹表面的墻10中的框架柱8內(nèi)預(yù)先澆筑的槽鋼上，將太陽(yáng)能電池板以35° -38°的傾角安裝在電池板支架上。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)粘土被夯實(shí)的粘土密度2000-2700kg/立方米，其導(dǎo)熱系數(shù)為I. 16 ff/m . k，蓄熱系數(shù)為12.99W/m . k，保溫后墻中的粘土層有足夠大的蓄熱能力，可以同時(shí)儲(chǔ)存直接吸收太陽(yáng)光的輻射熱量和通過太陽(yáng)能電池板進(jìn)行光伏發(fā)電，電能轉(zhuǎn)化為熱能儲(chǔ)存在粘土層中，晚上再通過帶有凸凹表面的磚墻對(duì)溫室進(jìn)行散熱使溫室升溫，大大的増加了溫室對(duì)太陽(yáng)能的利用效率，當(dāng)溫室溫度上升到規(guī)定值時(shí)，溫度控制器發(fā)出信號(hào)使轉(zhuǎn)換控制器斷開鑄鐵電阻加熱器的供電，轉(zhuǎn)向井網(wǎng)發(fā)電，在天氣炎熱的季節(jié)溫室不需要加溫時(shí)，光伏發(fā)電可以通過轉(zhuǎn)換控制箱向電網(wǎng)送電。

附圖I為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；[0012]附圖2為附圖I橫截面示意圖；附圖3為附圖I中鑄鐵電阻加熱器6的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖4為本發(fā)明電路圖。
具體實(shí)施方案
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明特征及其它相關(guān)特征作進(jìn)ー步詳述附圖1、2、3、4中的標(biāo)號(hào)I — 14,分別表不I —太陽(yáng)能電池板、2 —電池板支架、3 —槽鋼支架腿、4 一第一層空心砌塊墻、5 —第二層聚苯板保溫層、6 —第三層空心砌塊墻、7 —第四層粘土層、8 —框架柱、9 一鑄鐵電阻加熱器、10 —第五層帶有凸凹表面的墻、11 ー蓋 板、12 —拉結(jié)筋、13 —轉(zhuǎn)換開關(guān)、14 一溫度控制器。實(shí)施例I :如附圖1、2、3、4示意，本實(shí)用新型主要包括墻體和固定在墻體上的太陽(yáng)能電池板，墻體通過各墻體單元聯(lián)接，墻體單元長(zhǎng)12米，在電池板支架2上并排放置3排太陽(yáng)能電池板,每排10塊電池板，共計(jì)30塊電池板，每塊太陽(yáng)能電池板的發(fā)電功率為235W，光伏發(fā)電升溫系統(tǒng)單元的發(fā)電功率為7. 05KW，墻體單元主要由外至內(nèi)由第一層空心砌塊墻4、第二層聚苯板保溫層5、第三層空心砌塊墻6、第四層粘土層7、第五層帶有凸凹表面的墻10組成，其中，在第四層的粘土層內(nèi)設(shè)置鑄鐵電阻加熱器9，鑄鐵電阻加熱器9通過電路與太陽(yáng)能電池板連接，在電路上設(shè)置溫控器14和轉(zhuǎn)換開關(guān)13，使得太陽(yáng)能電池板的加熱時(shí)間及向電網(wǎng)送電得以控制，在第三層空心砌塊墻6和第五層帶有凸凹表面的磚墻10的中間各有兩根長(zhǎng)方體混凝土框架柱；所述的第四層粘土層7含水率為10-15%、K2O + N2O彡2. 5%、體積膨脹率< 3%，使其經(jīng)夯實(shí)后的密度為2000-2700kg/m3，并將鑄鐵電阻加熱器9包裹在內(nèi)；所述的鑄鐵電阻加熱器9通過電路與太陽(yáng)能電池板連接，在電路上設(shè)置溫控器14和轉(zhuǎn)換開關(guān)13，將每三個(gè)太陽(yáng)能電池板串聯(lián)為ー組，之后將各組并聯(lián)，再與轉(zhuǎn)換開關(guān)連接，轉(zhuǎn)換開關(guān)與鑄鐵電阻加熱器9連接，使得作用在鑄鐵電阻加熱器9電壓最高電壓為90V ;所說的第一層空心砌塊墻4和第三層空心砌塊墻6的高度由12皮空心砌塊構(gòu)成，每皮高度為20cm，包括19 cm的砌塊高度和I cm的水泥砂漿高度，在第三層空心砌塊墻6和第五層帶有凸凹表面的磚墻10的中間各有兩根長(zhǎng)方體混凝土框架柱8，其截面為O. 4X0. 4 m2。生產(chǎn)步驟為Ca)先砌筑第一皮,第一皮將五層結(jié)構(gòu)同時(shí)砌筑,其中第一層空心砌塊墻4與第三層空心砌塊墻6的間距為20 cm，在此空間填放聚苯板形成第二層聚苯板保溫層5，第三層空心砌塊墻6與第五層帶有凸凹表面的墻10的間距為80cm，在此空間填放粘土，形成第四層粘土層7，粘土經(jīng)均勻鋪灑后被夯實(shí)；在第三層空心砌塊墻6與第五層帶有凸凹表面的墻10的中間各澆筑兩根混凝土框架柱，兩根框架柱8的間距為4米，框架柱的外表面和第三層空心砌塊墻6的外表面對(duì)齊，每根框架柱8內(nèi)設(shè)置有槽鋼，之后在第一層空心砌塊墻4和第三層空心砌塊墻6之間放置一片弓字型的拉結(jié)筋12，再在其上鋪上水泥砂漿，第一皮即砌筑完畢;(b)在第一皮的基礎(chǔ)上安裝鑄鐵電阻加熱器，鑄鐵電阻加熱器由4塊鑄鐵電阻加熱版組成，每塊鑄鐵電阻加熱板的截面為O. 005X0. 15平方米、長(zhǎng)度為3米，兩端用O. 005米厚、O. 08米寬的鋼板固定，4塊鑄鐵電阻加熱版上下排列，上下間距為O. 3米，鑄鐵電阻加熱器的下端距第一皮上表面不低于O. I米，使得最終將鑄鐵電阻加熱器填埋在粘土中；將四塊鑄鐵電阻加熱版的兩端用連接件固定于混凝土框架柱上，四塊鑄鐵電阻加熱版串聯(lián)后并聯(lián)到轉(zhuǎn)換開關(guān)13上，轉(zhuǎn)換開關(guān)13與溫控器14連接；(c)按照步驟(a)的方法依次砌筑到最后一皮，之后，在上面澆筑ー塊鋼筋混凝土蓋板11，把第一層空心砌塊墻4和第五層帶有凸凹表面的磚墻10澆筑在一起；(d)之后，將電池板支架腿固定在第三層空心砌塊墻6與第五層帶有凸凹表面的磚墻10中的框架柱8內(nèi)預(yù)先澆筑的槽鋼上，將太陽(yáng)能電池板以35°的傾角安裝在電池板支架上。經(jīng)計(jì)算和實(shí)測(cè)，保溫后墻體的傳熱阻為5. 925 IIf .K/W，傳熱系數(shù)為0.169 W/ m2 · K，在平均風(fēng)速2. 7m/s、室內(nèi)計(jì)算溫度8で、室外計(jì)算溫度一 19°C的情況下，該單元墻體構(gòu)成溫室的采暖熱負(fù)荷為7. 045KW,而該日光溫室太陽(yáng)能電池板的發(fā)電功率為7. 05KW,因此，該單元墻體構(gòu)成的溫室可以保證在嚴(yán)寒地區(qū)的寒冷季節(jié)安全過冬。雖然以上已經(jīng)參照附圖按照本實(shí)用新型目的的構(gòu)思和實(shí)施例作了詳盡說明，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以認(rèn)識(shí)到，在沒有脫離權(quán)利要求限定范圍的前提條件下，仍然可以對(duì)本發(fā)明作出各種改進(jìn)和變換，比如改變太陽(yáng)能電池板的鋪設(shè)排數(shù)和每排的數(shù)量、鑄鐵電阻加熱器的排列組合的變化等，而這些改進(jìn)和變換仍然應(yīng)當(dāng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.光電一體化日光溫室后墻，主要包括墻體和固定在墻體上的太陽(yáng)能電池板，墻體通過各墻體單元聯(lián)接，其特征是，墻體單元主要由外至內(nèi)由第一層空心砌塊墻(4)、第二層聚苯板保溫層(5)、第三層空心砌塊墻(6)、第四層粘土層(7)、第五層為帶有凸凹表面的墻(10)組成，其中，在第四層的粘土層內(nèi)設(shè)置鑄鐵電阻加熱器(9)，鑄鐵電阻加熱器(9)通過電路與太陽(yáng)能電池板連接，在電路上設(shè)置溫控器(14)和轉(zhuǎn)換開關(guān)(13)，使得太陽(yáng)能電池板的供電加熱時(shí)間和向電網(wǎng)送電時(shí)間得以控制，在第三層空心砌塊墻(6)和第五層帶有凸凹表面的墻(10)的中間各有兩根長(zhǎng)方體混凝土框架柱。
2..根據(jù)權(quán)利要求I所述的光電一體化日光溫室后墻，其特征在于，所述的第四層粘土層(7)含水率為10-15%、K2O + N2O ( 2. 5%、體積膨脹率彡3%，使其經(jīng)夯實(shí)后的密度為2000-2700kg/m3,并將鑄鐵電阻加熱器(9 )包裹在內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光電一體化日光溫室后墻，其特征在于，所述的鑄鐵電阻加熱器(9)通過電路與太陽(yáng)能電池板連接，在電路上設(shè)置溫控器(14)和轉(zhuǎn)換開關(guān)(13)，是將每三個(gè)太陽(yáng)能電池板串聯(lián)為一組，之后將各組并聯(lián)，再與轉(zhuǎn)換開關(guān)連接，并與鑄鐵電阻加熱器(9)連接，使得作用在鑄鐵電阻加熱器(9)電壓最高電壓為90V。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光電一體化日光溫室后墻，其特征在于，所述的第三層空心砌塊墻(6)和第五層帶有凸凹表面的墻(10)的中間各有兩根長(zhǎng)方體混凝土框架柱(8)，其截面為 O. 4X0. 4 m2 ο
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光電一體化日光溫室后墻，其特征在于，所述的第一層空心砌塊墻4和第三層空心砌塊形成墻的高度由10-12皮空心砌塊構(gòu)成，每皮高度為20cm，包括.19 cm的砌塊高度和I cm的水泥砂漿高度，墻體單元的長(zhǎng)度為ll-12m。
專利摘要本實(shí)用新型為一種光電一體化日光溫室后墻，涉及太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)化利用和墻體保溫技術(shù)。主要包括墻體和固定在墻體上的太陽(yáng)能電池板，墻體通過各墻體單元聯(lián)接，主要由外至內(nèi)由第一層空心砌塊墻(4)、第二層聚苯板保溫層(5)、第三層空心砌塊墻(6)、第四層粘土層(7)、第五層(10)為帶有凸凹表面的墻組成，其中，在第四層的粘土層內(nèi)設(shè)置鑄鐵電阻加熱器(9)通過電路與太陽(yáng)能電池板連接。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是保溫后墻中的粘土層有足夠大的蓄熱能力，當(dāng)溫室溫度上升到規(guī)定值時(shí)，溫度控制器發(fā)出信號(hào)使轉(zhuǎn)換控制器斷開鑄鐵電阻加熱器的供電，轉(zhuǎn)向并網(wǎng)發(fā)電，在天氣炎熱的季節(jié)溫室不需要加溫時(shí)，光伏發(fā)電可以通過轉(zhuǎn)換控制箱向電網(wǎng)送電。
文檔編號(hào)E04B1/74GK202627253SQ20122032483
公開日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月6日
發(fā)明者倪明鏡, 馬承鴻, 田寶利 申請(qǐng)人:內(nèi)蒙古大有光能源有限公司