專(zhuān)利名稱(chēng)：日光溫室內(nèi)太陽(yáng)能主動(dòng)集熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型所屬的技術(shù)領(lǐng)域是日光溫室的太陽(yáng)能采暖和日光溫室內(nèi)的環(huán)境參數(shù)的自動(dòng)調(diào)節(jié)。
背景技術(shù)日光溫室是一種種植業(yè)的太陽(yáng)能被動(dòng)式集熱建筑，日光溫室的南側(cè)為透光斜屋面，以使陽(yáng)光通過(guò)屋面進(jìn)入室內(nèi)；北側(cè)為垂直墻體，因?yàn)楸眽w只能被動(dòng)地收集和使用太陽(yáng)能，收集到的太陽(yáng)能熱散失量很大，無(wú)法控制存儲(chǔ)和使用太陽(yáng)能的過(guò)程。在氣候較寒冷的地區(qū)，冬季在日光溫室內(nèi)種植大多數(shù)農(nóng)作物仍需要人工采暖。目前，太陽(yáng)能集熱器一般安裝在室外，散熱量較大；所采用的材料要經(jīng)得起風(fēng)力、雨雪、冰雹等襲擊，需要相應(yīng)的抗候保護(hù)措施，因此造成太陽(yáng)能集熱器的制造成本較高；對(duì)溫室應(yīng)用來(lái)說(shuō)一般太陽(yáng)能儲(chǔ)熱器的單位熱量存儲(chǔ)成本也太高，因此存儲(chǔ)的熱量有限；在大面積日光溫室種植區(qū)域，室外還缺乏收集太陽(yáng)能輻射的地面和/或屋頂面積。因此，太陽(yáng)能主動(dòng)集熱技術(shù)很難進(jìn)入溫室領(lǐng)域。本專(zhuān)利技術(shù)的特點(diǎn)之一是在日光溫室內(nèi)收集太陽(yáng)能，利用日光溫室本身的太陽(yáng)能集熱特性大幅度降低了太陽(yáng)能集熱器的散熱損失，因此也可以使用價(jià)格低廉的材料制作太陽(yáng)能集熱器。本專(zhuān)利技術(shù)的特點(diǎn)之二是用日光溫室北墻體及附著在其表面上的集熱體作為太陽(yáng)能集熱器，充分利用日光溫室屋面的耐候保護(hù)作用，因此可使用價(jià)格遠(yuǎn)比室外太陽(yáng)能集熱器透光覆蓋材料便宜的透光薄膜或透光板材覆蓋在太陽(yáng)能輻射集熱面，大大減少所收集熱量的散失，控制熱量的存儲(chǔ)。本專(zhuān)利技術(shù)的特點(diǎn)之三是同時(shí)使用北墻體及附著在其表面上的集熱體和日光溫室內(nèi)和其周邊的大地作為儲(chǔ)熱體，儲(chǔ)存所收集到的太陽(yáng)能輻射熱量；使用空氣和水作為熱量傳輸介質(zhì)。本專(zhuān)利技術(shù)的特點(diǎn)之四是在日光溫室內(nèi)的空氣濕度過(guò)高時(shí)，使用室外的干冷空氣經(jīng)大地或北墻體及附著在其表面上的集熱儲(chǔ)熱體加熱后與日光溫室內(nèi)的空氣中混合，既降低了室內(nèi)空氣的濕度，又避免了降低室內(nèi)空氣的溫度。本專(zhuān)利技術(shù)的特點(diǎn)之五是使用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)自動(dòng)控制熱量傳輸過(guò)程，可自動(dòng)控制所收集的太陽(yáng)能熱量的存儲(chǔ)和使用
實(shí)用新型內(nèi)容
為解決太陽(yáng)能被動(dòng)集熱熱量散失大以及太陽(yáng)能集熱器熱量存儲(chǔ)成本高、存儲(chǔ)熱量有限的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種日光溫室內(nèi)太陽(yáng)能主動(dòng)集熱系統(tǒng)，該太陽(yáng)能主動(dòng)集熱系統(tǒng)能夠大大降低日光溫室的米暖成本。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種日光溫室內(nèi)太陽(yáng)能主動(dòng)集熱系統(tǒng)，包括日光溫室、日光溫室內(nèi)北墻體，其特征是所述日光溫室內(nèi)北墻體上設(shè)有集熱儲(chǔ)熱體，所述集熱儲(chǔ)熱體表面覆蓋有透光薄膜或透光板材。所述集熱體由儲(chǔ)熱材料及其容器組成。將在日光溫室的北墻體及附著在其表面上的集熱體收集到的部分熱量通過(guò)空氣和/或水作為介質(zhì)傳至日光溫室內(nèi)或周邊的大地中存儲(chǔ)，需要熱量時(shí)可通過(guò)空氣和/或水作為介質(zhì)將熱量從日光溫室的北墻體及附著在其表面上的集熱體和大地中取出傳至日光溫室內(nèi)的空氣中。將室外的干冷空氣經(jīng)大地和/或后墻加熱后通過(guò)日光溫室通風(fēng)口再進(jìn)入日光溫室內(nèi)的空間與室內(nèi)的空氣混合，以降低室內(nèi)空氣的濕度，并避免了室外干冷空氣進(jìn)入室內(nèi)降濕時(shí)降低室內(nèi)的氣溫。全部操作可通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)控制。該系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)終端控制下，在陽(yáng)光輻射強(qiáng)度較高的白天利用日 光溫室內(nèi)的集熱系統(tǒng)加熱空氣，經(jīng)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)送入日光溫室內(nèi)的北墻體，通過(guò)換熱與集熱儲(chǔ)熱體和土壤的進(jìn)行熱交換，將熱量傳給集熱儲(chǔ)熱體儲(chǔ)存并加熱土壤。日光溫室內(nèi)白天的熱量，一部分通過(guò)土壤逐漸傳導(dǎo)到地表。其余部分則在夜間日光溫室內(nèi)的氣溫過(guò)低時(shí)，由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制將集熱儲(chǔ)熱系統(tǒng)的熱量取出以加熱日光溫室內(nèi)的空氣。在北墻及附著在其表面的集熱儲(chǔ)熱體上覆蓋透光薄膜或透光板材，使太陽(yáng)輻射光線(xiàn)透過(guò)透光薄膜或透光板材，照射在北墻體和/或集熱儲(chǔ)熱體上，加熱北墻體和/或集熱儲(chǔ)熱體；而透光薄膜或透光板材則起到隔熱作用，使得北墻體和/或集熱儲(chǔ)熱體收集到的熱量散失速率大幅度降低，因此起到儲(chǔ)熱的作用。集熱儲(chǔ)熱體由儲(chǔ)熱材料及其容器組成。使用空氣和儲(chǔ)熱材料作為傳輸介質(zhì)，將北墻體和/或集熱儲(chǔ)熱體收集到的部分熱量傳輸至日光溫室內(nèi)和周邊的地下儲(chǔ)存并提高地溫。儲(chǔ)熱材料和空氣可很容易與集熱儲(chǔ)熱體交換熱量。在日光溫室內(nèi)的氣溫降低需要升溫時(shí)，使用空氣作為傳輸介質(zhì)，將北墻體和/或集熱儲(chǔ)熱體中以及日光溫室內(nèi)和周邊地下存儲(chǔ)的熱量傳至日光溫室的空氣中；可使用儲(chǔ)熱材料作為傳輸介質(zhì)將日光溫室內(nèi)地下儲(chǔ)存的熱量傳輸至附著在北墻體表面的集熱儲(chǔ)熱體內(nèi)。在日光溫室內(nèi)的濕度過(guò)高時(shí)，將室外的干冷空氣引入室內(nèi)以降低室內(nèi)空氣的濕度，為了避免室外干冷空氣進(jìn)入室內(nèi)降低室內(nèi)的氣溫，將室外的干空氣經(jīng)大地和/或后墻加熱后再進(jìn)入日光溫室內(nèi)的空間與室內(nèi)的空氣混合?？諝夂退膫鬏斶^(guò)程通過(guò)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)自動(dòng)控制，控制指令通過(guò)對(duì)室內(nèi)的溫度、濕度和二氧化碳含量，室外的溫度和濕度，北墻體和/或集熱儲(chǔ)熱體中的溫度，日光溫室內(nèi)的地下的淺層土壤溫度以及日光溫室內(nèi)地下存儲(chǔ)的熱能量，日光溫室內(nèi)作物生長(zhǎng)對(duì)空氣溫濕度、二氧化碳含量和地溫的要求，未來(lái)氣象預(yù)報(bào)等信息進(jìn)行綜合分析后計(jì)算得出。本實(shí)用新型的有益效果是通過(guò)這個(gè)安裝在日光溫室內(nèi)的太陽(yáng)能集熱儲(chǔ)熱系統(tǒng)，可替代目前普遍采用的燃燒化石燃料的采暖系統(tǒng)，不僅大大降低了日光溫室的人工采暖成本，而且大幅度降低了使用化石燃料采暖產(chǎn)生的二氧化碳排放；或者替代熱泵采暖系統(tǒng)，大大降低設(shè)備采購(gòu)?fù)顿Y成本和電力消耗成本。


圖I是本實(shí)用新型的原理圖。圖2是本實(shí)用新型日光溫室北墻體的正視圖。
具體實(shí)施方式
在圖2中，在北墻體4及附著在其表面的集熱儲(chǔ)熱體I上覆蓋透光薄膜或透光板材3，使太陽(yáng)輻射光線(xiàn)透過(guò)透光薄膜或透光板材3，照射在北墻體4和/或集熱儲(chǔ)熱體I上，加熱北墻體4和/或集熱儲(chǔ)熱體I ;而透光薄膜或透光板材3則起到隔熱作用，達(dá)到儲(chǔ)熱的作用。在圖I中，使用空氣和儲(chǔ)熱材料作為傳輸介質(zhì)，將北墻體4和/或集熱儲(chǔ)熱體I收集到的部分熱量傳輸至日光溫室5內(nèi)和周邊的地下儲(chǔ)存并提高地溫。 在日光溫室5內(nèi)的濕度過(guò)高時(shí)，將室外的干冷空氣經(jīng)大地和/或后墻加熱后通過(guò)日光溫室通風(fēng)口 2再進(jìn)入日光溫室內(nèi)的空間與室內(nèi)的空氣混合?？諝夂蛢?chǔ)熱材料的傳輸過(guò)程通過(guò)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)6自動(dòng)控制，控制指令通過(guò)對(duì)日光溫室5環(huán)境指標(biāo)分析做出的。這些指標(biāo)包括室內(nèi)的溫度、濕度和二氧化碳含量；室外的溫度和濕度；北墻體和/或集熱儲(chǔ)熱體的溫度；日光溫室內(nèi)的地下的淺層土壤溫度以及日光溫室內(nèi)地下存儲(chǔ)的熱能量；作物生長(zhǎng)對(duì)空氣溫濕度、二氧化碳含量和地溫的要求；本區(qū)域的氣象預(yù)報(bào)等。
權(quán)利要求1.一種日光溫室內(nèi)太陽(yáng)能主動(dòng)集熱系統(tǒng)，包括日光溫室(5)、日光溫室內(nèi)北墻體(4),其特征是所述日光溫室內(nèi)北墻體上設(shè)有集熱儲(chǔ)熱體(I)，所述集熱儲(chǔ)熱體表面覆蓋有透光薄膜或透光板材(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的日光溫室內(nèi)太陽(yáng)能主動(dòng)集熱系統(tǒng)，其特征是所述集熱體由儲(chǔ)熱材料及其容器組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的日光溫室內(nèi)太陽(yáng)能主動(dòng)集熱系統(tǒng)，其特征是全部操作可通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(6)自動(dòng)控制。
專(zhuān)利摘要一種日光溫室內(nèi)太陽(yáng)能主動(dòng)集熱系統(tǒng)。使用北墻體及附著在其表面上的集熱體作為太陽(yáng)能集熱器，使用廉價(jià)的透光材料作為太陽(yáng)能集熱器的透光保溫層，大大降低了集熱器的材料成本。使用北墻體及附著在其表面上的集熱體和溫室內(nèi)及周邊的大地作為儲(chǔ)熱體，大大降低了儲(chǔ)熱成本。使用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)控制熱量的傳輸過(guò)程和空氣濕度的調(diào)控，實(shí)現(xiàn)了寒冷氣候條件下溫室環(huán)境的自動(dòng)控制。
文檔編號(hào)F24J2/34GK202587970SQ20112045617
公開(kāi)日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2011年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月17日
發(fā)明者陶光遠(yuǎn), 封歡 申請(qǐng)人:陶光遠(yuǎn), 封歡