主動式太陽能溫室集熱儲熱系統的製作方法
2023-05-08 11:01:46 1
專利名稱：主動式太陽能溫室集熱儲熱系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種利用太陽能的農業溫室，特別是一種集主動式太陽能空氣集熱與土壤蓄 熱為一體的溫室加熱系統。
背景技術：
日光溫室的推廣應用，是現代農業的重要標誌，它擺脫了傳統農業受自然氣候條件的制約， 使單位面積產量大幅度增長，同時也保證了蔬菜瓜果的全年均衡供應。但是，在我國大部分 地區的冬季以及秋冬和冬春之交，氣候寒冷且晝夜溫差大。為了滿足作物生長的要求，日光 溫室除了白天依靠太陽輻射外，夜間還必須進行人工加溫，如煙道加溫、熱風爐加溫等。這 些傳統的加熱方式消耗了大量的傳統能源，加大了溫室成本，並且對環境造成汙染。
利用常規能源加熱溫室時，由於空氣受熱後密度減小，發生浮力對流，熱量迅速傳遞至 溫室上方，故作物所在的地表面升溫慢。有時為了提高地溫而過度加熱，使室內氣溫過高， 至使浪費燃料，增加成本，也滿足不了喜溫蔬菜對地溫的要求。因此，現有的日光溫室普遍 依賴傳統能源，並存在費用高、熱效率低等問題。
太陽能是一種清潔的可再生能源，具有分布廣泛，轉換技術成熟等特點。土壤具有較大 的熱容量，可以作為儲存熱量的介質。在溫室增溫中結合太陽能集熱和土壤蓄熱有很大的優 勢。已有的一些結合太陽能集熱和土壤蓄熱的溫室增溫技術，主要有兩種方法 一是利用太 陽能熱水器集熱，然後將熱水通過地下埋管引入地下，加熱土壤，利用土壤的熱容量將熱量 保持到夜間甚至幾天以後。但由於需要大量的水反覆循環流動，既耗費了水泵的電能，也存 在腐蝕、洩漏等問題。另一種是直接利用白天溫室內較高的氣溫，通過風機將溫室內的熱空 氣導入地下，再利用土壤蓄熱.，供夜間增溫使用。但白天溫室內的熱空氣熱量有限，不足以 提供足夠的熱量來加熱土壤溫度，供夜間使用。
發明內容
本發明的目的是提供一種主動式太陽能溫室集熱儲熱系統，它以空氣為載熱介質，土壤為 蓄熱介質，白天利用太陽能空氣集熱器加熱空氣，利用風機把熱空氣經管道送入地下，通過 地下管道與土壤的熱交換，將熱量交給土壤儲存。熱量在夜間緩慢上升至地表，從而使土壤 保持恆溫。當夜間溫室氣溫過低時，開動風機，把地下貯存的熱量，通過氣流帶到地上。由 於土壤巨大的熱容量，不僅可以將熱量保持至夜間，甚至可以保持多天，供陰雨天加溫，從 而達到節約能源，使作物高產的目的。本發明為實現發明目的所採用的技術方案為
一種主動式太陽能溫室集熱儲熱系統，它是由太陽能空氣集熱器、風機、地下埋管和土 壤構成，太陽能空氣集熱器固定在溫室外，與地下埋管相連通；地下埋管設置在溫室下方的 土壤中，地下埋管上有兩個伸出地面的埠，其中一端連接風機，另一端為自由開閉端。
上述系統中所說的地下埋管可以是由多條管道相連通構成的管網系統，本發明的一個優 選方案的地下埋管是由若干橫向管道和兩條縱向管道相互連通構成，縱向管道兩對角端均彎 上地面， 一端連接風機，另一端為自由開閉端。
上述所說的地下埋管還可根據需要在地下設置多層，例如本發明的地下埋管蓄熱系統 可在溫室地下埋設深、淺兩層管道，分別實現土壤長期或短期蓄熱。夏秋季節，把太陽能空 氣集熱器產生的熱空氣通入到地下深層管中，利用土壤深層熱量散發緩慢的特點，保持熱量
在地下土壤中較長時間，達到跨季節蓄熱的目的。冬春季節，把太陽能空氣集熱器產生的熱 空氣通入到淺層管中，通過管道與淺層土壤的熱傳導，提高淺層地溫，滿足作物根系對地溫 的要求，並起到夜間對土壤的增溫效果。
本發明的主動式太陽能溫室集熱儲熱系統與現有技術相比，具有環保節能，熱效率高等 優點。
圖1為主動式太陽能溫室集熱一蓄熱系統原理示意圖，
圖2為系統管道排布圖。 .
其中1、太陽能空氣集熱器；2、溫室大棚；3、深層並聯埋管；4、淺層並聯埋管；5、 深層縱向埋管；6、淺層縱向埋管；7、三通閥；8、風機；9、自由開閉端；
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明的主動式太陽能溫室集熱一蓄熱系統作進一步說明。 參見圖1和圖2，太陽能空氣集熱器1面向正南，並排置於溫室2的一側(東側或西側)； 地下並聯埋管分為深、淺兩排(3和4)，在溫室下方並聯橫穿溫室土壤；並聯埋管3和4的 兩端分別與兩根同深度的縱向埋管5和6相通；並聯埋管的起始端在溫室外部地下，通過三
通管兩兩與對應的太陽能空氣集熱器1的出口相連，縱向管道5和6的末端通過三通閥7與 地面風機8相連。與地面風機8斜對角的縱向管道彎上地面，為可自由開閉端9;白天時， 自由開閉端9關閉，風機8將熱空氣從太陽能空氣集熱器1抽入地下管道，經換熱後傳給土 壤，換熱後帶有餘熱的空氣從風機8排入溫室。夜間時，自由開閉端9打開，風機8將溫室 內冷空氣吸入地下，經與土壤換熱後，地下熱量由空氣帶出地面，從風機8出口排入溫室， 從而獲得夜間加熱。夏秋季節，調節三通閥7，連接風機8與深層縱向埋管5的通道，斷開風機8與淺層縱 向埋管6的通道，把太陽能空氣集熱器1白天產生的熱空氣通過風機8導入到深層埋管3中， 與地下土壤進行熱交換，夜間關閉風機8。由於土壤的熱容量大，傳熱係數較小，放熱緩慢 持久，從而達到跨季節蓄熱的目的。冬春季節，調節三通閥7，連接風機8與淺層埋管6的 通道，斷開風機8與深層埋管5的通道，將白天太陽能空氣集熱器l產生的熱空氣，通過風 機8導入淺層埋管4中，將熱量釋放給土壤，提高溫室內淺層地溫，實現白天集熱夜晚放熱 的目的，以滿足作物根系24小時內對地溫的要求。
發明不限於這些公開的實施方案，本發明將覆蓋在專利書中所描述的範圍，以及權利要 求範圍的各種變型和等效變化。
權利要求
1. 一種主動式太陽能溫室集熱儲熱系統，其特徵在於它是由太陽能空氣集熱器、風機、地下埋管和土壤構成，太陽能空氣集熱器固定在溫室外，與地下埋管相連通；地下埋管設置在溫室下方的土壤中，地下埋管有兩個伸出地面的埠，其中一端連接風機，另一端為自由開閉端。
2、 根據權利要求l所述的主動式太陽能溫室集熱儲熱系統，其特徵在於所說的地下埋 管是由若干條橫向管道和兩條縱向管道相互連通構成，縱向管道兩對角端均彎上地面， 一端 連接風機，另一端為自由開閉端。
3、 根據權利要求l所述的主動式太陽能溫室集熱儲熱系統，其特徵在於所說的地下埋 管為深、淺兩層，兩層管道相互連通，在兩層管道與風機相連的通道處設置有一個三通閥來 控制兩層管道與風機之間的切換。
全文摘要
本發明涉及一種利用太陽能的農業溫室，特別是一種集主動式太陽能空氣集熱與土壤蓄熱為一體的溫室加熱系統。該系統是由太陽能空氣集熱器、風機、地下埋管和土壤構成，太陽能空氣集熱器固定在溫室外，與地下埋管相連通；地下埋管設置在溫室下方的土壤中，地下埋管有兩個伸出地面的埠，其中一端連接風機，另一端為自由開閉端。本發明的主動式太陽能溫室集熱儲熱系統與現有技術相比，具有環保節能，熱效率高等優點。
文檔編號F24D5/02GK101411293SQ200810236220
公開日2009年4月22日 申請日期2008年11月18日 優先權日2008年11月18日
發明者然 左, 張志強, 戴巧利, 平 李, 蘇文佳 申請人:江蘇大學