CN113243230A - 一种内含独立封闭区域的组合日光温室 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种内含独立封闭区域的组合日光温室。包括后墙，还包括设置在后墙内侧的独立封闭区域、卷帘器和卷帘器支撑架、隔热层、保温被和支撑固定管，在封闭区域内设置热源材料，在封闭区域外侧覆有薄膜和保温材料，通过卷膜器带动的薄膜和卷帘机带动的保温被，实现薄膜和保温被收放功能的转换，可以保证热源材料白天光照时在独立的封闭区域内升温储热而不受温室温度的影响，晚上收起薄膜及保温被释放热量使温室持续升温。本发明的实施使太阳能增温方式比现有技术太阳能温室增温效果提高一倍以上，使相变材料增温技术的温室的最低温度可以提高7℃左右，并且升温时间可以维持3~4天。

Description

一种内含独立封闭区域的组合日光温室

技术领域

本发明涉及用于农产品培育种植的日光温室，特别涉及一种内含独立封闭区域的组合日光温室。

背景技术

目前国内公开报导的温室太阳能后墙增温技术和相变处理后墙增温的技术很多，但是实际成功的案例却很少，主要原因如下：第一、组合温室设计存在缺陷，卷帘机设置在拱坡上，阳光没有最大限度照射到后墙；第二、三体砖墙温室设置太阳能或相变技术的增温设施成本太高，从经济角度不合算。因此，尽管此类论文或专利很多，但是太阳能增温技术和相变增温技术都没有在实际日光温室中得到很好的实施，即使出现过个别实际效果好的案例，由于多种原因也没能得到更好的推广。

由于日光温室的温度要以植物生长为基础，最高温度只能保持在30℃左右，相变技术在日光温室的实验中也因此都选择熔点低于30℃的储热材料，这样就限制了高储热材料在日光温室中的实验及应用，而事实上很多相变材料的相变熔点在50~60℃（如芒硝、石蜡和石墨混合物），即如果白天相变材料的温度能够19在60℃以上长时间维持，就可以融化吸收较大量的热能，晚上大气温度下降时在相变材料慢慢凝固的过程中释放热量，达到温室持续升温的目的；太阳能温室技术是在温室中设置水袋，白天水吸收阳光升温储存热量，夜晚温室密封后温水释放热量使温室持续升温，但是日光温室通常的高温只有30℃左右，而且温室升温后还要通风降温，因此高温维持时间很短，水袋中储存的热量很快就散发殆尽，水袋温度很快就和温室同温度。

目前推广的日光温室由于卷帘机均设置在拱坡上，直接影响了后墙的光照升温，限制了相变材料的使用量，导致相变材料的储热量及储热时间只能满足温室当天的增温需求。很大程度限制了太阳能升温技术和相变材料在日光温室中的应用，即使目前国内最成功的利用相变材料增温的日光温室，在一亩地大的日光温室中仅仅能够使用1000千克的芒硝，相变温度32~35℃，比普通的日光温室的低温提高了5℃左右，正常情况下基本满足了植物生长的需求，但是所储存的热能只能满足当天使用，如果遇到连续雨雪天，根本就没有储存足够的、可以使用的热能，只能靠大量的电力来救急，浪费能源。本发明人在2021年5月的专利申请《一种高效采光的组装式日光温室》中，提出了卷帘机设置在后墙立柱北侧的技术方案，提前了日光温室后墙得到光照的时间，对后墙的升温有很大改进，给太阳能升温技术和相变材料在日光温室中的应用在空间上创造了有利条件，但是由于整个温室空间是一个整体，温度要适合植物的生长，温室的温度不可能达到60℃以上来满足高储热相变材料的需求，后墙的太阳能水袋也很难达到35℃以上，因此可以说，无论是太阳能增温技术还是相变材料增温技术对现有技术的日光温室而言，在白天的增温过程中发挥了很好的作用，但都没有条件储存足够的热能使温室在晚上大气温度最低时保持持续升温。

发明内容

为了解决现有技术存在不足，本发明提供一种内含独立封闭区域的组合日光温室，在日光温室后墙内侧平行设置一个独立的封闭区域，在封闭区域内设置热源材料，在封闭区域外侧覆有薄膜和保温材料，通过卷膜器带动的薄膜和卷帘机带动的保温被，实现薄膜和保温被收放功能的转换，可以保证热源材料白天光照时在独立的封闭区域内升温储热而不受温室温度的影响，晚上收起薄膜及保温被释放热量使温室持续升温。

本发明的技术方案是：一种内含独立封闭区域的组合日光温室,包括后墙，其特征在于：还包括设置在后墙内侧的独立封闭区域、卷帘器和卷帘器支撑架、隔热层、保温被和支撑固定管，所述独立封闭区域包括：上端框架、底端框架、两排间隔设置并且与后墙平行的固定立柱、一排间隔设置并且与后墙平行的框架立柱、横向固定管、内装热源材料的容器、上薄膜卡槽、下薄膜卡槽、卷膜器和薄膜。所述上端框架包括三根横向支撑管Ⅰ和间隔设置在横向支撑管Ⅰ之间的纵向支撑管Ⅰ，上端框架通过支撑固定管设置在后墙的中部，所述下端框架包括三根横向支撑管Ⅱ和间隔设置在横向支撑管Ⅱ之间的纵向支撑管Ⅱ，下端框架通过支撑固定管设置在后墙的底部，不与地面接触；两排固定立柱和一排框架立柱的上端分别设置在上端框架的三根横向支撑管Ⅰ上，下端分别设置在下端框架的三根横向支撑管Ⅱ上，框架立柱设置在最外侧；在外侧一排的固定立柱上横向间隔设置所述横向固定管；所述上薄膜卡槽设置在框架立柱的上部，所述下薄膜卡槽设置在框架立柱的下部；所述卷膜器设置在上薄膜卡槽的下方；所述薄膜包括两部分，第一部分是固定部分，即：从框架立柱下部的下薄膜卡槽的上方开始向下伸展，卡在下薄膜卡槽内，继续向下伸展，依次绕过独立封闭区域的底端框架、后侧面、上端框架和框架立柱上方，卡在上薄膜卡槽内，薄膜的终止位置低于卷膜器的高度；将宽度方向两端富余的薄膜折叠覆盖在独立封闭区域的东西两个侧面；第二部分是活动部分，通过卷膜器设置，卷膜器将薄膜放下时，薄膜终止位置低于固定部分薄膜的起端，此时完成独立封闭区域；所述卷帘器支撑架呈斜坡状设置在后墙和框架立柱顶端之间，所述卷帘器设置在卷帘器支撑架的最上端；在每四根固定立柱组成的空间内设置所述容器，所述热源材料装在容器内；在后墙和独立封闭区域后侧面的薄膜之间填充隔热层材料，在地面与封闭区域的底端框架之间填充隔热层材料；

独立封闭区域白天接收日光升温时，卷膜器将活动部分的薄膜放下，保温被卷在卷帘器上停留在温室的最北侧；当日光不能再给独立封闭区域升温需要保温时，保温被在卷帘器的带动下伸展到框架立柱的底端；当晚上温室内温度下降需要用独立封闭区域的热能保持温室升温时，卷膜器将活动部分的薄膜收起，保温被卷在卷帘器上停留在温室的最北侧，独立封闭区域的热能释放出来用于温室升温。

本发明的有益效果是:由于在温室中设置了独立封闭区域，并且对封闭区域实施了保温措施，可以使温室升温和独立封闭区域的热源材料的升温既同时进行又不相互牵制：在温室接受阳光照射升温时，封闭区域形成一个大型集热器，可以对其中热源材料强力持续升温，而封闭区域温度的大幅度提升对温室温度的影响仅限于通过薄膜传导出的部分热量，加快了温室的增温速度但不会影响植物生长。经过4小时的光照升温，可以使独立封闭区域内的太阳能热水袋温度最高可达65℃，相变材料的温度可以维持在60℃以上，本发明的实施使太阳能增温方式比现有技术太阳能温室增温效果提高一倍以上，使相变材料增温技术的温室的最低温度可以提高7℃左右，特别是对于相变材料增温技术而言，每个容器最多可以装0.2立方米（合270千克）的芒硝、石蜡和石墨混合物，比现有技术最成功的相变增温温室的芒硝两增加了十几倍，由于容器的厚度只有10厘米，很容易晒透，大量芒硝、石蜡和石墨混合物体系的相变材料的温度可以维持在60℃以上，可以完全完成从固态到液态的转换而储存大量的热能，遇到极端寒冷的天气，连续几天没有太阳时，100米长12米宽的温室相变材料的容纳量最高达27000千克，所储存的热能足以满足温室 3--4天的使用；还可以根据地区的气温条件以及作物的种类控制相变材料的用量，更加节约成本。

在封闭区域设置光照感应器，在日光温室中设置温度感应器，可以对温室进行远程控制，节约人力、物力。

将独立封闭区域提高2.5米，可以在独立封闭区域下面正常种植植物，合理的利用了土地资源。

在气温高不需要升温的季节，可以放下保温被，独立封闭区域里的相变材料恒温，保持休眠状态，由于有了保温被的保护，可以延长相变材料使用年限。

附图说明

图1 是本发明内部结构示意图；

图2是本发明独立封闭区域提高2.5米的内部结构示意图；

图3是本图1中Ⅰ部分放大图；

图4是本发明侧面支架结构示意图。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4所示，一种内含独立封闭区域的组合日光温室，包括温室卷帘机Ⅰ19、开封***8、后墙9、拱形梁10、温室保温被Ⅰ12、温室薄膜Ⅰ13、温室横向拉管Ⅰ11，后墙9包括后墙立柱9-2和后墙横管9-1组成，间隔设置的拱形梁10的上端设置在后墙9间隔排列的后墙立柱9-1的上端并延伸出1.1米左右作为卷帘机的支撑杆，另一端设置在地锚上，温室两侧的侧面立柱14将拱形梁10支撑成平滑的拱坡，后墙9与地面垂直；为了固定拱形梁10增加温室的抗风能力，在拱坡上横向间隔设置多根温室横向拉管Ⅰ11，拱坡的跨度12米，高度5米，纵向长度可根据需要设定并延长，在拱坡两侧的侧面支架15上设置横向方钢16以固定温室，在其中一个侧面支架15处设置进出门17；拱坡、后墙9及拱坡的两个侧面支架15均覆盖温室薄膜Ⅰ13，在薄膜Ⅰ13外侧设置温室保温被Ⅰ12；为了方便控制温室的温度，在拱坡的上方设置手动放风***8，拱坡上的温室薄膜Ⅰ13通过手动放风***8的卷膜器设置，可根据温室温度升温的速度随时关闭或打开拱坡上的温室薄膜Ⅰ13；在温室最上方即拱形梁10和后墙立柱9-1的北面设有铁丝网18，铁丝网18设置在温室保温被Ⅰ12和温室薄膜Ⅰ13的下方，使用铁丝网18是为更方便设置温室保温被Ⅰ12和温室薄膜Ⅰ13；温室卷帘机Ⅰ19设置在后墙9的最上端；拱坡温室保温被Ⅰ12通过卷帘机Ⅰ19设置，即温室升温时温室卷帘机Ⅰ19将温室保温被Ⅰ12卷起设置在后墙9的最上端，靠紧后墙9的外侧即北面，温室保温时温室卷帘机Ⅰ19将温室保温被Ⅰ12沿着拱形梁10展开覆盖在拱坡上温室薄膜Ⅰ13的上面。

为了设置更好的保证温室夜间的升温，温室还包括设置在后墙9内侧的独立封闭区域1、卷帘器2和卷帘器支撑架2-1、隔热层3、保温被4和支撑固定管5，独立封闭区域1包括：上端框架1-1、底端框架1-2、两排间隔设置并且与后墙9平行的固定立柱1-3、一排间隔设置并且与后墙9平行的框架立柱1-4、横向固定管1-5、内装热源材料1-6的容器1-7、上薄膜卡槽1-8-1、下薄膜卡槽1-8-2、卷膜器1-9和薄膜1-10，上端框架1-1包括三根横向支撑管Ⅰ1-1-1和间隔设置在横向支撑管Ⅰ1-1-1之间的纵向支撑管Ⅰ1-1-2，上端框架1-1通过支撑固定管5设置在后墙9中部的后墙横管9-1上，下端框架1-2包括三根横向支撑管Ⅱ1-2-1和间隔设置在横向支撑管Ⅱ1-2-1之间的纵向支撑管Ⅱ1-2-2下端框架1-2，通过支撑固定管5设置在后墙9底部后墙横管9-1上，不与地面接触；两排固定立柱1-3和一排框架立柱1-4的上端分别设置在上端框架1-1的三根横向支撑管Ⅰ1-1-1上，下端分别设置在下端框架1-2的三根横向支撑管Ⅱ1-2-1上，框架立柱1-4设置在最外侧；在外侧一排的固定立柱1-3上横向间隔设置横向固定管1-5用以加固独立封闭区域1及热源材料的容器1-7；上薄膜卡槽1-8-1设置在框架立柱1-4的上部，下薄膜卡槽1-8-2设置在框架立柱1-4的下部；卷膜器1-9设置在上薄膜卡槽1-8-1的下方；薄膜1-10包括两部分，第一部分是固定部分，即：从框架立柱1-4下部的下薄膜卡槽1-8-2的上方开始向下伸展，卡在下薄膜卡槽1-8-2内，继续向下伸展，依次绕过独立封闭区域1的底端框架1-2、后侧面、上端框架1-1和框架立柱1-4上方，卡在上薄膜卡槽1-8-1内，薄膜1-10的终止位置低于卷膜器1-9的高度；将宽度方向两端富余的薄膜折叠覆盖在独立封闭区域1的东西两个侧面，用竖向的薄膜卡槽固定；第二部分是活动部分，通过卷膜器1-9设置，卷膜器1-9将薄膜1-10放下时，薄膜1-10终止位置低于固定部分薄膜1-10的起端，此时完成独立封闭区域1；卷帘器支撑架2-1呈斜坡状设置在后墙9和框架立柱1-4顶端之间，卷帘器2设置在卷帘器支撑架2-1的最上端；在每四根固定立柱1-3组成的空间内设置容器1-7，热源材料1-6装在容器1-7内；在后墙9和独立封闭区域1后侧面的薄膜1-10之间填充隔热层3材料，在地面与独立封闭区域1的底端框架1-2之间填充隔热层3材料；

独立封闭区域1白天接收日光升温时，卷膜器1-9将活动部分的薄膜1-10放下，保温被4卷在卷帘器2上停留在温室的最北侧；当日光不能再给独立封闭区域1升温需要保温时，保温被4在卷帘器2的带动下伸展到框架立柱1-4的底端；当晚上温室内温度下降需要用独立封闭区域1的热能保持温室升温时，卷膜器1-9将活动部分的薄膜1-10收起，保温被4卷在卷帘器2上停留在温室的最北侧，独立封闭区域1的热能释放出来用于温室升温。

为了更好的设置薄膜1-10的固定部分，保证独立封闭区域1的密闭效果，上端框架1-1的纵向支撑管Ⅰ1-1-2的长度小于下端框架1-2的纵向支撑管Ⅱ1-2-2。

进一步，后墙9与内排固定立柱1-3之间的距离3.5厘米，两排固定立柱1-3之间底端的距离是10厘米，同排内每两根固定立柱1-3之间的距离是1米，固定立柱1-3的高度2米，每个容器1-7内最多装0.2立方米的芒硝-石蜡-石墨体系的相变材料，如此既能保证100米长度的日光温室可以容纳27000千克的相变材料，储存足够的热能，又可以根据地区环境及植物种类合理控制相变材料的重量。

进一步，在独立封闭区域1内中间位置设置光照感应器6，在日光温室内距地面15cm的高度位置设置温度感应器7，当光照感应器6感应不到有光照射时，控制***自动关闭独立封闭区域的保温被4，当温度感应器7感应到温室温度下降到20℃以下时，控制***自动打开独立封闭区域1的保温被4和薄膜1-10的活动部分，独立封闭区域1储存的热能自动向温室释放，既实现自动控制，节约人力、物力，又可以实现精细控制。

进一步，将独立封闭区域1设置在距地面2.5米高的位置，即在独立封闭区域1的底端框架1-2距地面2.5米，合理的利用土地资源，增加收益。

使用时，一般温室后墙9及两个侧面15的温室保温被Ⅰ12固定设置，温室的通风降温是通过拱坡上的温室保温被Ⅰ12和温室薄膜Ⅰ13控制。冬天早上约8.30分左右太阳升起时控制***自动摇动卷帘机摇把开起温室卷帘机Ⅰ19，将温室保温被Ⅰ12卷到最上端，最上方设置限位器，以方便卷到最佳效果时自动停下，此时独立封闭区域1的薄膜1-10放下，卷帘机2将保温被4卷起，既封闭又方便接受日光升温；

在10:30左右温室内温度升高，根据温室内的不同植物所需的温度控制温室温度，打开放风***8给温室通风，大约下午3:00左右，当光照感应器6感应不到有光照射，控制***自动关上放风***，同时关闭独立封闭区域的保温被4和温室保温被2，温室和独立封闭区域都进入保温状态；

当夜间温度感应器监测到温室温度下降到20℃以下时，控制***自动打开独立封闭区域1的保温被4和薄膜1-10的活动部分，独立封闭区域1储存的热能自动向温室释放，保持温室的持续升温。

Claims (5)

1.一种内含独立封闭区域的组合日光温室,包括后墙（9），其特征在于：还包括设置在后墙（9）内侧的独立封闭区域（1）、卷帘器（2）和卷帘器支撑架（2-1）、隔热层（3）、保温被（4）和支撑固定管（5），所述独立封闭区域（1）包括：上端框架（1-1）、底端框架（1-2）、两排间隔设置并且与后墙（9）平行的固定立柱（1-3）、一排间隔设置并且与后墙（9）平行的框架立柱（1-4）、横向固定管（1-5）、内装热源材料（1-6）的容器（1-7）、上薄膜卡槽（1-8-1）、下薄膜卡槽（1-8-2）、卷膜器（1-9）和薄膜（1-10），所述上端框架（1-1）包括三根横向支撑管Ⅰ（1-1-1）和间隔设置在横向支撑管Ⅰ（1-1-1）之间的纵向支撑管Ⅰ（1-1-2），上端框架（1-1）通过支撑固定管（5）设置在后墙（9）的中部，所述下端框架（1-2）包括三根横向支撑管Ⅱ（1-2-1）和间隔设置在横向支撑管Ⅱ（1-2-1）之间的纵向支撑管Ⅱ（1-2-2）下端框架（1-2），通过支撑固定管（5）设置在后墙（9）的底部，不与地面接触；两排固定立柱（1-3）和一排框架立柱（1-4）的上端分别设置在上端框架（1-1）的三根横向支撑管Ⅰ（1-1-1）上，下端分别设置在下端框架（1-2）的三根横向支撑管Ⅱ（1-2-1）上，框架立柱（1-4）设置在最外侧；在外侧一排的固定立柱（1-3）上横向间隔设置所述横向固定管（1-5）；所述上薄膜卡槽（1-8-1）设置在框架立柱（1-4）的上部，所述下薄膜卡槽（1-8-2）设置在框架立柱（1-4）的下部；所述卷膜器（1-9）设置在上薄膜卡槽（1-8-1）的下方；所述薄膜（1-10）包括两部分，第一部分是固定部分，即：从框架立柱（1-4）下部的下薄膜卡槽（1-8-2）的上方开始向下伸展，卡在下薄膜卡槽（1-8-2）内，继续向下伸展，依次绕过独立封闭区域（1）的底端框架（1-2）、后侧面、上端框架（1-1）和框架立柱（1-4）上方，卡在上薄膜卡槽（1-8-1）内，薄膜（1-10）的终止位置低于卷膜器（1-9）的高度；将宽度方向两端富余的薄膜折叠覆盖在独立封闭区域（1）的东西两个侧面；第二部分是活动部分，通过卷膜器（1-9）设置，卷膜器（1-9）将薄膜（1-10）放下时，薄膜（1-10）终止位置低于固定部分薄膜（1-10）的起端，此时完成独立封闭区域（1）；所述卷帘器支撑架（2-1）呈斜坡状设置在后墙（9）和框架立柱（1-4）顶端之间，所述卷帘器（2）设置在卷帘器支撑架（2-1）的最上端；在每四根固定立柱（1-3）组成的空间内设置所述容器（1-7），所述热源材料（1-6）装在容器（1-7）内；在后墙（9）和独立封闭区域（1）后侧面的薄膜（1-10）之间填充隔热层（3）材料，在地面与独立封闭区域（1）的底端框架（1-2）之间填充隔热层（3）材料；

独立封闭区域（1）白天接收日光升温时，卷膜器（1-9）将活动部分的薄膜（1-10）放下，保温被（4）卷在卷帘器（2）上停留在温室的最北侧；当日光不能再给独立封闭区域（1）升温需要保温时，保温被（4）在卷帘器（2）的带动下伸展到框架立柱（1-4）的底端；当晚上温室内温度下降需要用独立封闭区域（1）的热能保持温室升温时，卷膜器（1-9）将活动部分的薄膜（1-10）收起，保温被（4）卷在卷帘器（2）上停留在温室的最北侧，独立封闭区域（1）的热能释放出来用于温室升温。

2.如权利要求1所述的一种内含独立封闭区域的组合日光温室，其特征在于：上端框架（1-1）的纵向支撑管Ⅰ（1-1-2）的长度小于下端框架（1-2）的纵向支撑管Ⅱ（1-2-2）。

3.如权利要求1所述的一种内含独立封闭区域的组合日光温室，其特征在于：后墙（9）与内排固定立柱（1-3）之间的距离是3.5厘米，两排固定立柱（1-3）之间底端的距离是10厘米，同排内每两根固定立柱（1-3）之间的距离是1米，固定立柱（1-3）的高度是2米，每个容器（1-7）内最多装0.2立方米的芒硝-石蜡-石墨体系的相变材料。

4.如权利要求1所述的一种内含独立封闭区域的组合日光温室，其特征在于：在独立封闭区域（1）内中间位置设置光照感应器（6），在日光温室内距地面15cm的高度位置设置温度感应器（7），当光照感应器（6）感应不到有光照射时，控制***自动关闭独立封闭区域的保温被（4），当温度感应器（7）感应到温室温度下降到20℃以下时，控制***控制自动打开独立封闭区域的保温被（4）和薄膜（1-10）的活动部分，独立封闭区域（1）储存的热能自动向温室释放。

5.如权利要求1所述的一种内含独立封闭区域的组合日光温室，其特征在于：所述独立封闭区域（1）设置在距地面2.5米高的位置，即独立封闭区域（1）的底端框架（1-2）距地面2.5米。

Images