專利名稱：一種新型太陽(yáng)能雙效日光溫室及其建造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種溫室及其制造方法，具體涉及一種新型太陽(yáng)能雙效日光溫室及其建造方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著人們生活水平和物質(zhì)需求的不斷提高，人們對(duì)食物安全意識(shí)及對(duì)食物結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大變化，市場(chǎng)對(duì)蔬菜類的需求量與日俱增。設(shè)施農(nóng)業(yè)已經(jīng)成為繁榮當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)和增加農(nóng)民收入的一大支柱產(chǎn)業(yè)。而作為蔬菜反季節(jié)種植地日光溫室，也得到長(zhǎng)足的發(fā)展和提高，日光溫室是蔬菜種植的小環(huán)境，日光溫室只有做到科學(xué)合理建造，才能滿足蔬菜生長(zhǎng)對(duì)環(huán)境條件的需求，提高勞動(dòng)效率，避免凍冷災(zāi)害事故發(fā)生，達(dá)到蔬菜合理的生長(zhǎng)條 件。長(zhǎng)期以來(lái)，日光溫室的墻體建造主要以各種干打壘的土墻和磚墻結(jié)構(gòu)為主，主要依靠前屋面透明覆蓋材料進(jìn)行采光和通風(fēng)，通過(guò)覆蓋草簾及保溫被等進(jìn)行晚間保溫，墻體、地面及空氣蓄熱保持溫室晚間溫度。這種日光溫室在正常年份尚能滿足作物生長(zhǎng)的低限要求，但是在最寒冷季節(jié)和極端天氣情況下，自我調(diào)節(jié)控制能力很低，若沒(méi)有額外熱量補(bǔ)充，往往發(fā)生凍害。近年來(lái)由于冬季氣候變化異常，北方各地的日光溫室普遍有冷凍災(zāi)害的發(fā)生。而且一般日光溫室為了提高溫室的保溫性能，在溫室的后墻上要建造后屋面，增加溫室的保溫性能，這種結(jié)構(gòu)對(duì)溫室保溫非常有利，但是后屋面帶來(lái)的不利因素是大幅降低了溫室后部的光照強(qiáng)度，對(duì)日光溫室作物的生長(zhǎng)非常不利。尤其在越過(guò)冬季后，光照條件的不足作物的生長(zhǎng)很不利。如果能充分利用北方太陽(yáng)光照充足的光照資源，白天對(duì)日光溫室進(jìn)行采光的同時(shí)，啟動(dòng)日光溫室內(nèi)的太陽(yáng)能集熱設(shè)備，將溫室內(nèi)多余的熱量收集起來(lái)，而晚間溫度較低的時(shí)間將收集的熱量釋放出，對(duì)溫室進(jìn)行加溫補(bǔ)熱，創(chuàng)造一種可控化程度高，加熱效果好，有利于作物生長(zhǎng)的溫室環(huán)境，對(duì)日光溫室內(nèi)作物的生長(zhǎng)將非常有利，也是防止目前日光溫室凍害頻發(fā)，克服日光溫室冬季環(huán)境調(diào)控能力差的有效途徑。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種新型太陽(yáng)能雙效日光溫室及其建造方法，該溫室采光能力好、保溫效果強(qiáng)，即具有普通日光溫室被動(dòng)式蓄熱能力，又具有主動(dòng)蓄熱能力，在冬季即具有很好的保溫能力，春、夏、秋三季又具有良好的采光性能的新型太陽(yáng)能雙效節(jié)能日光溫室。本發(fā)明主要通過(guò)以下方式來(lái)實(shí)現(xiàn)主要包括東、西、北三面的可透明日光溫室墻體，即兩側(cè)山墻、后墻和后屋面。在溫室內(nèi)安裝有兩個(gè)水箱，即高溫水箱和低溫水箱，主要用于太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)收集熱量的貯存，這種溫室除了通過(guò)溫室地面和空氣被動(dòng)進(jìn)行熱量積蓄外，還安裝多套主動(dòng)太陽(yáng)能蓄熱系統(tǒng)，主動(dòng)進(jìn)行太陽(yáng)能的收集。其技術(shù)方案如下一種新型太陽(yáng)能雙效日光溫室，包括透明墻體、透明采光面、水幕太陽(yáng)能板式集熱系統(tǒng)、高、低溫水箱、悶曬式水袋、地暖盤管、中央控制系統(tǒng)、氣源熱泵熱量交換系統(tǒng)和太陽(yáng)能集熱管蓄熱系統(tǒng)，透明墻體內(nèi)設(shè)有可填充抽取的聚苯乙烯泡沫顆粒。所述透明采光面的材料為聚乙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜編織薄膜、PC透明板。一種新型太陽(yáng)能雙效日光溫室的建造方法，包括以下步驟I)建造日光溫室的骨架和透明墻體，骨架及透明墻體建造完成后，墻體透明墻體內(nèi)填充聚苯乙烯泡沫顆粒，安裝棚膜和保溫被，采用自動(dòng)卷簾和卷膜的方式進(jìn)行保溫和通風(fēng)；2)在日光溫室中部挖坑，用于安放高、低溫水箱，高、低溫水箱埋深I(lǐng)米，利于在地下保溫；3)在溫室里地面每隔40厘米挖溝埋地?zé)岜P管，埋深0. 4米；4)在溫室后墻內(nèi)側(cè)安裝水幕太陽(yáng)能板式蓄熱系統(tǒng)，其長(zhǎng)度為溫室長(zhǎng)度的2/3，高 度I. 8米，主要通過(guò)水流過(guò)板式集熱面進(jìn)行太陽(yáng)能的積蓄；5)在后墻內(nèi)側(cè)還要安裝太陽(yáng)能集熱管、氣源熱泵熱量交換系統(tǒng)及中央控制系統(tǒng)；6)在溫室前部安裝太陽(yáng)能集熱管蓄熱系統(tǒng)，所有的太陽(yáng)能蓄放熱系統(tǒng)都通過(guò)管道及水泵和高、低溫水箱連接，白天啟動(dòng)太陽(yáng)能蓄熱裝置加熱高、低溫水箱，晚上再通過(guò)氣源熱泵、地?zé)岜P管、板式太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)將高、低溫水箱內(nèi)白天積蓄的熱量散發(fā)到溫室內(nèi)，給種植的作物良好的生長(zhǎng)環(huán)境。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明所述溫室設(shè)有太陽(yáng)能集熱管蓄熱系統(tǒng)能有效提高日光溫室晚間的環(huán)境溫度，積蓄的熱量能長(zhǎng)時(shí)間有效釋放，對(duì)保證日光溫室的冬季安全生產(chǎn)，提高日光溫室環(huán)境可調(diào)控能力非常明顯。本發(fā)明可根據(jù)需要抽充透明墻體內(nèi)的聚苯乙烯泡沫顆粒，提高日光溫室后部的光照強(qiáng)度，提高采光量，對(duì)作物的產(chǎn)量提高非常有利。


圖I為本發(fā)明新型太陽(yáng)能雙效日光溫室的結(jié)構(gòu)剖面圖；圖2為本發(fā)明新型太陽(yáng)能雙效日光溫室的結(jié)構(gòu)正立面圖；圖3是溫室環(huán)境溫度和高、低溫水箱溫度變化曲線圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明的方法作進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明。 如圖I、圖2所示，本發(fā)明新型太陽(yáng)能雙效日光溫室，其主體結(jié)構(gòu)由日光溫室可透明墻體I、透明采光面10、水幕太陽(yáng)能板式集熱系統(tǒng)2、高溫水箱3、低溫水箱4、悶曬式水袋5、地暖盤管6、中央控制系統(tǒng)7、氣源熱泵熱量交換系統(tǒng)8和太陽(yáng)能集熱管蓄熱系統(tǒng)9等部分組成。墻體包括兩側(cè)山墻和后墻體，結(jié)構(gòu)由日光溫室可透明墻體組成，可根據(jù)需要抽充墻體內(nèi)的聚苯乙烯泡沫顆粒，提高日光溫室后部的光照強(qiáng)度，提高采光量，對(duì)作物的產(chǎn)量提高非常有利。日光溫室內(nèi)安裝有水幕太陽(yáng)能板式集熱系統(tǒng)2及高溫水箱3、低溫水箱4，白天通過(guò)高溫水箱3內(nèi)的水打入水幕太陽(yáng)能板式集熱系統(tǒng)2，利用太陽(yáng)光進(jìn)行加熱高溫水箱3內(nèi)的水，進(jìn)行太陽(yáng)能蓄熱，晚上又從高溫水箱3將白天加溫過(guò)的水內(nèi)抽取到水幕太陽(yáng)能板式集熱系統(tǒng)2內(nèi)循環(huán)放熱。
日光溫室內(nèi)安裝有悶曬式水袋5，白天將來(lái)自于低溫水箱4的冷水通過(guò)悶曬式水袋5進(jìn)行太陽(yáng)能加溫，熱水流入低溫水箱4。當(dāng)溫室內(nèi)氣溫低于設(shè)計(jì)低限溫度可通過(guò)三向閥門從低溫水箱4取熱水，由循環(huán)泵驅(qū)動(dòng)悶曬水袋5的熱水進(jìn)行放熱，放熱可通過(guò)地暖盤管6及氣源熱泵熱量交換系統(tǒng)8進(jìn)行。日光溫室內(nèi)安裝有氣源熱泵熱量交換系統(tǒng)8，溫室內(nèi)安裝的氣源熱泵熱量交換系統(tǒng)8，白天將溫室內(nèi)空氣中多余的熱量提取出來(lái)通過(guò)循環(huán)加熱高溫水箱3內(nèi)的水，晚間又通過(guò)氣源熱泵熱量交換系統(tǒng)8將高溫水箱3內(nèi)的熱量提取出來(lái)加溫室內(nèi)的空氣。日光溫室內(nèi)安裝有太陽(yáng)能集熱管蓄熱系統(tǒng)9:在溫室內(nèi)白天將高溫水箱3內(nèi)的水抽入太陽(yáng)能集熱管蓄熱系統(tǒng)9進(jìn)行循環(huán)加溫，加熱高溫水箱3內(nèi)的水，晚間可通過(guò)氣源熱泵熱量交換系統(tǒng)8、地暖盤管6將高溫水箱3內(nèi)的熱量提取出來(lái)加溫室內(nèi)的空氣。以上太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)都通過(guò)中央自控系統(tǒng)7進(jìn)行控制，低于設(shè)定溫度時(shí)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，高于設(shè)定溫度時(shí)自動(dòng)關(guān)閉。 接下來(lái)，對(duì)本發(fā)明包含的主動(dòng)太陽(yáng)能蓄放熱系統(tǒng)作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。水.太陽(yáng)能板式集熱系統(tǒng)在溫室內(nèi)后墻內(nèi)側(cè)安裝有水.太陽(yáng)能板式集熱系統(tǒng)，白天將高溫水箱內(nèi)的水打入水幕太陽(yáng)能板式集熱系統(tǒng)，利用太陽(yáng)光加熱水幕太陽(yáng)能板式集熱系統(tǒng)內(nèi)的水，加熱后的水流回高溫水箱內(nèi)，白天加溫蓄熱，晚上又從高溫水箱將白天加溫過(guò)的水內(nèi)抽取到水幕太陽(yáng)能板式集熱系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)放熱。氣源熱泵熱量交換系統(tǒng)溫室內(nèi)安裝有氣源熱泵，白天將溫室內(nèi)空氣中多余的熱量提取出來(lái)通過(guò)循環(huán)加熱高溫水箱內(nèi)的水，積蓄熱量，晚間又通過(guò)氣源熱泵將高溫水箱內(nèi)的熱量提取出來(lái)加溫室內(nèi)的空氣。氣源熱泵熱量交換系統(tǒng)工作方法①空氣源供熱加熱高溫水箱當(dāng)日光溫室的室溫高于15°C時(shí)熱泵的空氣源蒸發(fā)器系統(tǒng)啟動(dòng)吸收室內(nèi)熱量，水源冷凝器加熱高溫水箱的水。②高溫水箱供熱加熱中心水箱當(dāng)需要中心水箱供暖時(shí)熱泵的高溫水箱蒸發(fā)器系統(tǒng)啟動(dòng)吸收高溫水箱熱量，水源冷凝器加熱中心水箱的水。③低溫水箱供熱加熱室內(nèi)空間當(dāng)需要室內(nèi)空間供暖時(shí)，熱泵的低溫水箱蒸發(fā)器系統(tǒng)啟動(dòng)吸收低溫水箱的熱量，空氣源冷凝器加熱室內(nèi)空間。④高、低溫水箱供暖當(dāng)高溫水箱、低溫水箱的水溫高于30°C，供暖回水管路上的供暖換向閥接通高溫水箱回路，1#供暖循環(huán)泵循環(huán)高溫水箱的熱水供暖。⑤中心水箱供暖當(dāng)高溫水箱、低溫水箱的水溫低于30°C，供暖回水管路上的供暖換向閥接通中心水箱回路，2#供暖循環(huán)泵循環(huán)中心水箱的熱水供暖。⑥取暖模式取暖模式為地?zé)岜P管、壁掛暖氣片、盤管式風(fēng)機(jī)。太陽(yáng)能集熱管蓄熱系統(tǒng)在溫室內(nèi)安裝有太陽(yáng)能集熱管，白天將高溫水箱內(nèi)的水抽入太陽(yáng)能集熱管進(jìn)行循環(huán)加溫，加熱高溫水箱內(nèi)的水，晚間可通過(guò)氣源熱泵、地暖盤管將高溫水箱內(nèi)的熱量提取出來(lái)加溫室內(nèi)的空氣。太陽(yáng)能供熱工作方法①太陽(yáng)能換熱為定溫與溫差雙模式。太陽(yáng)能水溫達(dá)到15°C以上，換熱泵啟動(dòng)循環(huán)。②當(dāng)太陽(yáng)能水溫達(dá)到30°C，且與高溫水箱的溫差達(dá)到2V，電動(dòng)球閥DDl與DD2開(kāi)通；太陽(yáng)能水溫低于30°C，或與高溫水箱的溫差小于3°C，電動(dòng)球閥DDl與DD2關(guān)閉。
③當(dāng)太陽(yáng)能水溫低于30°C而高于15°C，且與低溫水箱的溫差達(dá)到2°C，電動(dòng)球閥DD3與DD4開(kāi)通，將熱水送到低溫水箱。④太陽(yáng)能水溫低于低溫水箱水溫2°C后停止循環(huán)。太陽(yáng)能悶曬式水袋熱量交換系統(tǒng)該系統(tǒng)包括太陽(yáng)能悶曬式水袋、供排水管道、循環(huán)泵、溫控裝置、地暖盤管與地下蓄熱水箱。白天將來(lái)自于低溫水箱的冷水通過(guò)悶曬式水袋進(jìn)行太陽(yáng)能加溫，熱水流入高溫水箱。當(dāng)溫室內(nèi)氣溫低于設(shè)計(jì)低限溫度可通過(guò)三向閥門從高溫水池取熱水，由循環(huán)泵驅(qū)動(dòng)水袋的熱水進(jìn)行放熱，放熱可通過(guò)地暖盤管及氣源熱泵進(jìn)行。參照?qǐng)D3，本發(fā)明新型太陽(yáng)能雙效日光溫室蓄放熱性能試驗(yàn)，白天高溫水箱內(nèi)的水能達(dá)到33°C以上，在晚間各種蓄熱系統(tǒng)不進(jìn)行放熱時(shí)，溫室內(nèi)清晨5點(diǎn)鐘溫度僅有5°C，而啟動(dòng)水媒放熱系統(tǒng)后，溫室內(nèi)環(huán)境溫度很快達(dá)到10°C，早上8點(diǎn)鐘關(guān)閉放熱水媒系統(tǒng)后，溫室內(nèi)環(huán)境溫度又有所回落，而高溫水箱溫度一直呈現(xiàn)慢緩回落狀態(tài)，并沒(méi)有因?yàn)閱?dòng)放熱 而急劇下降，通過(guò)這個(gè)試驗(yàn)說(shuō)明，這些多套太陽(yáng)能集放熱系統(tǒng)能有效提高日光溫室晚間的環(huán)境溫度，積蓄的熱量能長(zhǎng)時(shí)間有效釋放，對(duì)保證日光溫室的冬季安全生產(chǎn)，提高日光溫室環(huán)境可調(diào)控能力非常明顯。本發(fā)明充分利用太陽(yáng)能源，通過(guò)多種太陽(yáng)能蓄放熱系統(tǒng)對(duì)日光溫室內(nèi)環(huán)境溫度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，較普通日光溫室無(wú)論從安全性、可靠性及自控性上都有較大的提高，有效防止了日光溫室內(nèi)冬季冷害的發(fā)生，是一種推廣應(yīng)用前景廣闊的新型日光溫室。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可顯而易見(jiàn)地得到的技術(shù)方案的簡(jiǎn)單變化或等效替換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種新型太陽(yáng)能雙效日光溫室，其特征在于，包括透明墻體(I)、透明采光面(10)、水幕太陽(yáng)能板式集熱系統(tǒng)(2)、高溫水箱(3)、低溫水箱(4)、悶曬式水袋(5)、地暖盤管(6)、中央控制系統(tǒng)(7)、氣源熱泵熱量交換系統(tǒng)(8)和太陽(yáng)能集熱管蓄熱系統(tǒng)(9)，透明墻體(I)內(nèi)設(shè)有可填充抽取的聚苯こ烯泡沫顆粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型太陽(yáng)能雙效日光溫室，其特征在于，所述透明墻體(I、)的材料為聚こ烯薄膜、聚氯こ烯薄膜編織薄膜、PC透明板。
3.ー種新型太陽(yáng)能雙效日光溫室的建造方法，其特征在于，包括以下步驟 1)建造日光溫室的骨架和透明墻體，骨架及透明墻體建造完成后，墻體透明墻體內(nèi)填充聚苯こ烯泡沫顆粒，安裝棚膜和保溫被，采用自動(dòng)卷簾和卷膜的方式進(jìn)行保溫和通風(fēng)； 2)在日光溫室中部挖坑，用于安放高溫水箱、低溫水箱，高溫水箱、低溫水箱埋深I(lǐng)米，利于在地下保溫； 3)在溫室里地面每隔40厘米挖溝埋地?zé)岜P管，埋深0.4米； 4)在溫室后墻內(nèi)側(cè)安裝水幕太陽(yáng)能板式蓄熱系統(tǒng)，其長(zhǎng)度為溫室長(zhǎng)度的2/3，高度I.8米，主要通過(guò)水流過(guò)板式集熱面進(jìn)行太陽(yáng)能的積蓄； 5)在后墻內(nèi)側(cè)還要安裝太陽(yáng)能集熱管、氣源熱泵熱量交換系統(tǒng)及中央控制系統(tǒng)； 6)在溫室前部安裝太陽(yáng)能集熱管蓄熱系統(tǒng)，所有的太陽(yáng)能蓄放熱系統(tǒng)都通過(guò)管道及水泵和高溫水箱、低溫水箱連接。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種新型太陽(yáng)能雙效日光溫室及其建造方法，包括透明墻體(1)、透明采光面(10)、水幕太陽(yáng)能板式集熱系統(tǒng)(2)、高溫水箱(3)、低溫水箱(4)、悶曬式水袋(5)、地暖盤管(6)、中央控制系統(tǒng)(7)、氣源熱泵熱量交換系統(tǒng)(8)和太陽(yáng)能集熱管蓄熱系統(tǒng)(9)，透明墻體(1)內(nèi)設(shè)有可填充抽取的聚苯乙烯泡沫顆粒。本發(fā)明充分利用太陽(yáng)能源，通過(guò)多種太陽(yáng)能蓄放熱系統(tǒng)對(duì)日光溫室內(nèi)環(huán)境溫度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，較普通日光溫室無(wú)論從安全性、可靠性及自控性上都有較大的提高，有效防止了日光溫室內(nèi)冬季冷害的發(fā)生，是一種推廣應(yīng)用前景廣闊的新型日光溫室。
文檔編號(hào)A01G9/14GK102754574SQ201210124908
公開(kāi)日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月26日
發(fā)明者宋明軍, 張俊峰, 張旭林, 張玉鑫, 王志偉, 王曉巍, 趙鵬, 邱仲華 申請(qǐng)人:甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所