CN208754809U - 寒地多层覆盖节能太阳能日光温室 - Google Patents

Abstract

寒地多层覆盖节能太阳能日光温室，它属于农业温室领域，它包括围护墙体、支撑棚架和保温被；支撑棚架安装在围护墙体上，支撑棚架上覆盖有棚膜，棚膜上设置能被覆盖的保温被，保温被由卷帘机驱动实现展开和卷曲；所述寒地多层覆盖节能太阳能日光温室还包括太阳能集热器、蓄热***、地热***和散热***；支撑棚架上方设置有太阳能集热器，太阳能集热器通过管道与蓄热***连接，蓄热***与地热***连接，散热***布置在室内围护墙体上并与蓄热***热交换，围护墙体为保温墙体。本实用新型具有运行可靠，性价比好，产热效率高，保温效果好和节能的优点，尤其适用于寒地地区使用。

Description

寒地多层覆盖节能太阳能日光温室

技术领域

本实用新型属于农业温室领域，它涉及寒地多层覆盖节能太阳能日光温室。

背景技术

蔬菜是我国增加农民收入、解决城乡就业、平衡国际贸易和提高群众生活质量的重要产业。多年来，我国蔬菜产业获得了长足的发展，大生产、大市场、大流通的格局已经形成，产业规模稳步增长，市场供应更加丰富，产品质量不断提高，满足了城乡居民日益增长的消费需求，在农业农村经济发展中也发挥着日趋重要的作用。随着科技的进步原有农业种植方式已经不能满足社会发展的需要，必须对传统的农业进行技术更新和改造。

早些年，在各种温室大棚中塑料大棚占了大多数，其结构形式在北方以东、西、北三面为土或砖墙保温建筑形式，一般没有取暖设施，靠太阳光给温室加热，这种温室称为日光温室，主要是春秋两季种值，主要为市场提供反季的蔬菜，之后有了炉火采暖，随着各种蔬菜、瓜果、花卉、作物的育苗栽培以及作业的劳动程度和对温、湿、光、水、肥、气等环境因子所提出来的越来越高的要求温室大棚经历了由低档到高档，由传统单体日光温室到现代的连栋温室不断更新与发展。

北方高寒地区建设温室在保温措施非常好的前提下，每年11月份到来年2月份左右如果没有外补能源进行加温的话，温室内夜间温度在3-5℃左右，这个温度是不利于宽叶型蔬菜生长的要求，所以必须对日光连栋温室实施补充能源进行加热。以前可以用燃煤锅炉进行补充，随着环境保护意识的提高，城市拆除燃煤小锅炉的步伐也在加速，如果用户使用其它方式进行能源补充的话，成本较高，不能满足实际需要。

实用新型内容

本实用新型为克服现有技术不足，提供一种运行可靠、保温效果好及产热效率高的寒地多层覆盖节能太阳能日光温室。

本实用新型的技术方案是：

寒地多层覆盖节能太阳能日光温室，它包括围护墙体、支撑棚架和保温被；支撑棚架安装在围护墙体上，支撑棚架上覆盖有棚膜，棚膜上设置能被覆盖的保温被，保温被由卷帘机驱动实现展开和卷曲；

所述寒地多层覆盖节能太阳能日光温室还包括太阳能集热器、蓄热***、地热***和散热***；支撑棚架上方设置有太阳能集热器，太阳能集热器通过管道与蓄热***连接，蓄热***与地热***连接，散热***布置在室内围护墙体上并与蓄热***热交换，围护墙体为保温墙体。太阳能集热器可以蓄热，地下有蓄热罐，能保证在没有阳光天气持续放热7-10天，保证温室冬季最低温度10℃以上。

进一步地，支撑棚架为双层弓弦架，每层弓弦架上均铺设有棚膜和保温被。保温效果好，不易散失热量。

进一步地，蓄热***包括冷水箱、热水箱和循环泵；冷水箱通过循环泵及管道与太阳能集热器连接，太阳能集热器通过管道与热水箱连接。采用热式真空管集热器，使冷水和热水在集热器与水箱之间进行强迫循环，将集热器采集到的太阳光的热量不断地传递给水箱，从而使储水箱的水逐渐升温。

进一步地，所述散热***包括采暖给水管、采暖回水管、风机盘管和热水增压泵一；热水箱与风机盘管的采暖给水口连接，采暖给水管上安装有热水增压泵一，冷水箱与风机盘管的采暖回水口连接，风机盘管布置在温室内围护墙体上。保持温室内农作物生长的适宜性。

本实用新型相比现有技术的有益效果是：

利用太阳能光热补充能量是光能直接转换热能，热能储存到水里使水温上升然后把高温水储存到保温水箱里面，在温室需要升温度的时候通过热水循环***来增加温度。利用高温高效太阳能集热器直接转换热能的效率高达97％以上，且成本很低，这种方式给太阳能温室加温能使温室夜间保证15℃以上，符合蔬菜、水果生长的需求温度。零能耗太阳能采暖***与温室的完美结合是北方地区温室发展的必然趋势。在高寒地域晴天，可以生产出95℃以上的高温热水，出热水率比同类产品提高了40％以上。

太阳能是无限的能源，广泛存在，是取之不尽，用之不竭的。只要有阳光，集热器即可进行光热转换，一年四季均可无偿使用，无需其它能源补助即能满足用户生活用热水。太阳能作为一种洁净的可再生能源，具有其他能源无可比拟的优点：无环境污染，无CO₂排放，无安全隐患，有利于环境保护，减少雾霾。支撑棚架采用双弓弦结构，双保温被，双层塑料棚膜，保温效果好，不易散失热量。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为支撑棚架结构示意图；

图3为布置在支撑棚架上的棚膜、保温被和卷帘机布置关系示意图；

图4为图3的局部示意图；

图5为支撑棚架为双层弓弦架的结构示意图；

图6为双层弓弦架、卷帘机和太阳能集热器连接和布置关系示意图；

图7为通风***布置示意图；

图8为地热***布置示意图；

图9为基于太阳能集热器的水循环***的流程图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

参见图1-图4所示，寒地多层覆盖节能太阳能日光温室，它包括围护墙体1、支撑棚架2和保温被3；支撑棚架2安装在围护墙体上，支撑棚架2上覆盖有棚膜4，棚膜4上设置能被覆盖的保温被3，保温被3由卷帘机6驱动实现展开和卷曲；

所述寒地多层覆盖节能太阳能日光温室还包括太阳能集热器7、蓄热***8、地热***9和散热***10；支撑棚架2上方设置有太阳能集热器7，太阳能集热器7通过管道与蓄热***8连接，蓄热***8与地热***9连接，散热***10布置在室内围护墙体1上并与蓄热***热8交换，围护墙体1为保温墙体。

太阳能集热器应用于寒地温室大棚，太阳能是无限的能源，广泛存在，是取之不尽，用之不竭的。只要有阳光，太阳能集热器即可进行光热转换，一年四季均可无偿使用，无需其它能源补助即能满足用户生活用热水。太阳能作为一种洁净的可再生能源，具有其他能源无可比拟的优点：无环境污染，无二氧化碳排放，无安全隐患，有利于环境保护，减少雾霾。太阳能补充的方法有光电和光热两种。光电是利用光伏电池把光能转换电能、电能再转换热能，使用效率不到15％，而且光伏电池造价昂贵，成本非常高，用户无法接受。利用太阳能光热补充能量是光能直接转换热能，热能储存到水里使水温上升然后把高温水储存到保温水箱里面，在温室需要升温度的时候通过热水循环***来增加温度。

上述，蓄热***8储存太阳能集热器转换的热能，为温室中各个需热设备提供能量。

上述，散热***10将温室内空气或室外混合空气进行冷却或加热后送入室内，使室内气温降低或升高，以满足温室内作物舒适性要求。

上述，地热***9能增加地温，以满足不同作物种植和生长的需要。

上述，棚膜和保温被保证寒地在阳光不足或阴天时温室内具有一定的温度。通常，保温被选用四层带夹层棉毡。

通常，温室还设置通风***，主要作用是除湿、降温，调节室内二氧化碳浓度，排除室内有害气体。常采取的通风方式是“窗户对流式”通风。不放风时，窗户关闭，这种通风方法可以根据室内外温湿度状况，调节开窗口的大小和放风时间，在严寒时既保温，又达到通风的目的，是一种较好的通风方法。

较佳地，参见图5和图6所示，支撑棚架2为双层弓弦架，每层弓弦架上均铺设有棚膜4和保温被3。每层弓弦架上的保温被3对应设有卷帘机6。

采用双弓弦架，双保温被，双层棚膜，保温效果好，不易散失热量。通常，棚膜采用塑料棚膜，优选，PE膜。

较佳地，太阳能集热器7为热管式真空管太阳能集热器。此种太阳能集热器能在严寒地区使用，在-50℃的严寒条件下也不会冻裂，水不直接流经真空管内，避免了因结水垢而引起的水道堵塞问题；热管具有单向传热的特点，使热水在夜间不会沿热管向下散热到周围环境，安装操作简便。

较佳地，热管式真空管太阳能集热器的真空管为玻璃吸热体真空管，此种玻璃吸热体真空管的玻璃管内不盛水，连接成集热器后可随自来水和循环泵的压力，因而在大中型热水***应用中独具优势。

较佳地，参见图8和图9所示，所述蓄热***8包括冷水箱83、热水箱81和循环泵82；冷水箱83通过循环泵82及管道与太阳能集热器7连接，太阳能集热器7通过管道与热水箱81连接。分开设计冷水箱和热水箱，从而使太阳能***里面的冷、热水不混合来装，所以热水箱里面的水温能保持在90℃以上。自来水经过水处理以后进入到冷水箱83，经过水处理以后的自来水里面是没有钙、镁离子的，即使把水加热到99℃也不会产生水垢的。早上在太阳没出来以前经过循环泵82把冷水箱83里的凉水打入到太阳能集热器7里，通过一天的加热以后回到热水箱81里，这样，太阳能热水***即完成一天的加热工作。

较佳地，参见图7和图9所示，所述散热***10包括采暖给水管101、采暖回水管102、风机盘管103和热水增压泵一104；热水箱81与风机盘管103的采暖给水口连接，采暖给水管101上安装有热水增压泵一104，冷水箱与风机盘管103的采暖回水口连接，风机盘管103布置在温室内围护墙体1上。风机盘管103优先采用壁挂式结构，安装于室内围护墙体1上，风机盘管103在与热水箱81和冷水箱83热循环的作用下，风机将温室内空气或温室外混合空气通过表冷器进行冷却或加热后送入温室内，使温室内气温降低或升高，以满足温室内农作物种植和生长的适宜性要求。

较佳地，参见图1、图8和图9所示，所述地热***9包括热水增压泵二91和埋伏于地下的地热管92，热水箱81与热水增压泵二91连接，热水增压泵二91与地热管92连接，地热管92与热水箱81连接，热水箱81、热水增压泵二91及地热管92三者形成循环。

在设置地热管的同时，设置防寒沟是防止土壤热量横向流失，提高地温的有效措施，防寒沟设在室内，防寒沟要封顶。地面以下120cm左右设置保温板，新型保温板的厚度3-5cm双层，在地热管92的下方铺设双层保温板，在保温板上面盘地热管，这样增加地温效果极好。

较佳地，热水箱81为带有保温层的蓄热水箱。蓄热水箱整体采用双层保温材料进行二次保温，因此保温性能好。热水箱同时装有爬梯和检修上人孔，方便日后维护。热水箱81内胆采用SUS304食品级不锈钢板材焊接而成，使水质纯净，有的优良耐腐蚀性,可永久性防锈，外皮采用0.5mm彩钢板焊接，采用氩弧焊接，焊接质量优良，使用寿命更长久，重量轻。

在天气晴朗的情况下当天的太阳能热量在经过计算后足以满足用户需要的热水需求，但是在阴雪天气下，太阳能的热效率几乎为零难以满足加热***运作，如果想要达到在阴雪雨天气的前提下来获得高温热水的目的，蓄能是不可分割的重要功能。为了解决阴雨雪以及雾霾的天气里保证用户使用热水的需求，根据国家的电价补贴政策我们采用利用晚间22点到第二天早上7点之间的谷电来给冷水加热。这期间补贴后的电价非常便宜，用户仍然可以获得廉价的热水。为此，热水箱81内设置有用于加热水的加热装置。加热装置采用电加热装置，利用效率高，使用寿命长。

实施例1

本实施例的寒地多层覆盖节能太阳能日光温室，它包括围护墙体1、支撑棚架2和保温被3；支撑棚架2安装在围护墙体上，支撑棚架2上覆盖有棚膜4，棚膜4上设置能被覆盖的保温被3，保温被3由卷帘机6驱动实现展开和卷曲；

所述寒地多层覆盖节能太阳能日光温室还包括太阳能集热器7、蓄热***8、地热***9和散热***10；支撑棚架2上方设置有太阳能集热器7，太阳能集热器7通过管道与蓄热***8连接，蓄热***8与地热***9连接，散热***10布置在室内围护墙体1上并与蓄热***热8交换，围护墙体1为保温墙体。本实施例棚膜4采用PE膜，保温被采用四层带夹层棉毡。日光温室采用25套太阳能集热器(选用HY-DC2-58/1800/32型，)连接而成的大型太阳能热水***，利用多组高温高效太阳能集热器串并联将冷水加热成高温热水，统一输送到高温热水保温容器中。

设计在春夏秋季节的晴天(而且没有雾霾)里，每日生产3吨85℃-90℃的热水且不用任何电辅助(初次上水温度为10℃左右，到下午放水时候的温度为85-90℃以上)冬季晴天没有雾霾的情况下日产85℃-90℃的热水为2吨且不用任何电辅助(初次上水温度25℃左右，到下午放水时候的温度必须是90℃-95℃以上)。管道保温采用橡塑棉里面加伴热带，外面包裹铝箔纸，使管道表面光滑，管道里面的伴热带在热水放出以后是不启动的，夜间太阳能集热器和管道里面都没有水所以是防冻的。防冻的效果自然是比管道排空技术要牢靠、稳当且没有管道冻坏的风险。

实施例2

本实施例与实施例1不同点在于：每套太阳能集热器由1个联箱以及双面共32只真空集热管制作而成，孔距是80mm。联箱内胆用0.5mm的304食品级不锈钢制作而成，外皮用镀铝锌板，耐腐蚀性能好，不怕酸雨及含盐湿空气的腐蚀，抗氧化，永不上锈；密封胶圈采用硅胶圈，无毒无味弹性好、密封可靠、耐高温、耐老化、寿命长；保温材料是60mm的聚氨酯发泡，用45mm×45mm的镀锌角铁现场焊接制成真空集热管支架，不采用螺丝紧固方式以备后患。集热器内胆的焊接，采用电脑控制的全自动氩弧气体保护焊，可使焊缝成形良好，可使焊缝与板材材料性能一致，确保水箱良好的承压性能。水箱球形端头采用进口的液压拉伸机拉伸，拉伸工艺良好。管道在温室外采用镀锌管，连接方式为软连接，管道在温室内采用耐高温的PPR管，连接方式为热熔焊接。管道保温采用橡塑棉里面加伴热带，外面包裹铝箔纸，使管道表面光滑。

实施例3

本实施例与上述实施例1和2的不同点在于：太阳能集热器的真空管为玻璃吸热体真空管，所采用的玻璃为特硬的高硼硅玻璃3.3，该种玻璃的透射率为0.91，抗冰雹能力为直径为25mm冰雹冲击不破损，真空管承压可达0.6MPa，吸收率≥0.94，真空度为5×10-2Pa，反射率≤0.06，使用寿命为15年以上。

实施例4

本实施例作为上述实施例1、2和3的改进：蓄热***的热水箱81内胆采用SUS304食品级不锈钢板材焊接而成，寿命长，且使水质纯净；外皮采用0.5mm彩钢板焊接；中间保温层为50mm厚聚氨酯保温，热水箱81整体采用橡塑棉和挤朔板来进行二次保温，因此保温性能超群。水箱同时装有爬梯和检修上人孔，方便日后维护。循环泵82和热水增压泵均采用德国威乐水泵，优先选用PH-254E型。水循环管道采用优质镀锌铁管，保温采用PE橡塑材料、外面再用铝箔纸进行包裹，提高使用寿命。

实施例5

本实施例的寒地多层覆盖节能太阳能日光温室，它包括围护墙体1、支撑棚架2和保温被3；支撑棚架2安装在围护墙体上，支撑棚架2上覆盖有棚膜4，棚膜4上设置能被覆盖的保温被3，保温被3由卷帘机6驱动实现展开和卷曲；

所述寒地多层覆盖节能太阳能日光温室还包括太阳能集热器7、蓄热***8、地热***9和散热***10；支撑棚架2上方设置有太阳能集热器7，太阳能集热器7通过管道与蓄热***8连接，蓄热***8与地热***9连接，散热***10布置在室内围护墙体1上并与蓄热***热8交换，围护墙体1为保温墙体。

所述太阳能集热器7为热管式真空管太阳能集热器。所述蓄热***8包括冷水箱83、热水箱81和循环泵82；冷水箱83通过循环泵82及管道与太阳能集热器7连接，太阳能集热器7通过管道与热水箱81连接。所述散热***10包括采暖给水管101、采暖回水管102、风机盘管103和热水增压泵一104；热水箱81与风机盘管103的采暖给水口连接，采暖给水管101上安装有热水增压泵一104，冷水箱与风机盘管103的采暖回水口连接，风机盘管103布置在温室内围护墙体1上。所述地热***9包括热水增压泵二91和埋伏于地下的地热管92，热水箱81与热水增压泵二91连接，热水增压泵二91与地热管92连接，地热管92与热水箱81连接，热水箱81、热水增压泵二91及地热管92三者形成循环。地热管92的下方还铺设有双层保温板。热水箱81为带有保温层的蓄热水箱。热水箱81内设置有用于加热水的加热装置。支撑棚架采用镀锌角铁。

本实施例的围护墙体1采用两侧带有EPS保温板20，能承受中间钢筋混凝土浇筑强度。日光温室采用25套太阳能集热器7(选用HY-DC2-58/1800/32型)连接而成的大型太阳能热水***，真空管为玻璃吸热体真空管，所采用的玻璃为特硬的高硼硅玻璃3.3，保温材料是60mm的聚氨酯发泡，太阳能集热器增加了聚光装置，集热器内胆：采用的SUS 304/2B食品级不锈钢，壁厚0.5mm。在同等集热面积下与传统的太阳能集热器相比效率高出40％以上，在北方冬季晴天水温也能达到95℃以上；管道保温采用橡塑棉里面加伴热带，外面包裹铝箔纸，使管道表面光滑。循环泵82和热水增压泵均采用德国威乐水泵，优先选用PH-254E型。热水箱81内胆采用SUS304食品级不锈钢板材焊接而成，寿命长，且使水质纯净，外皮采用0.5mm彩钢板焊接，中间保温层为50mm聚氨酯保温，热水箱整体再次采用橡塑棉和挤朔板来进行二次保温。根据特殊情况，地面以下120cm左右设计保温板，该保温板的厚度35cm双层，该保温板采用聚氨酯保温材料，在保温板上面盘地热管92，这样增加地温效果极好，地热管92采用蛇形布置。温室带地热，使作物受热均匀，保证作物良好生长。

东北冬季寒冷漫长冻层一般在1.8-2米所以冬季生产蔬菜一般根据当地冻层多深就挖多深防寒沟，防寒沟是防止土壤热量横向流失，提高地温的有效措施，防寒沟设在室内，沟的宽度100-150cm，深度160-180cm，防寒沟要封顶。热水箱81内设置的加热装置采用电加热装置，采用最节能的碳纤维加热***。利用效率达到97％以上，使用寿命可以增加到10万小时。采用本实施可应用于1000平方米太阳能日光温室，在春夏秋季节的晴天(而且没有雾霾)里，每日生产3吨85℃-90℃的热水且不用任何电辅助(初次上水温度为10℃左右，到下午放水时候的温度必须为85-90℃以上)，冬季晴天没有雾霾的情况下日产85℃-90℃的热水为2吨且不用任何电辅助(初次上水温度25℃左右，到下午放水时候的温度必须是90℃-95℃以上)。为了实现智能化，可配备基于PLC的控制***，实现自动运行，利用多组高温高效太阳能集热器串并联将冷水加热成高温热水，统一输送到高温热水保温容器中，通过自动控制循环，实现远离集中供热地区的房屋冬季采暖，夏季用高温热水通过吸附式制冷机组完成制冷。

本实用新型已以较佳实施案例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可以利用上述揭示的结构及技术内容做出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施案例，但是凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施案例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本实用新型技术方案范围。

Claims (7)

1.寒地多层覆盖节能太阳能日光温室，它包括围护墙体(1)、支撑棚架(2)和保温被(3)；支撑棚架(2)安装在围护墙体(1)上，支撑棚架(2)上覆盖有棚膜(4)，棚膜(4)上设置能被覆盖的保温被(3)，保温被(3)由卷帘机(6)驱动实现展开和卷曲；其特征在于：所述寒地多层覆盖节能太阳能日光温室还包括太阳能集热器(7)、蓄热***(8)、地热***(9)和散热***(10)；支撑棚架(2)上方设置有太阳能集热器(7)，太阳能集热器(7)通过管道与蓄热***(8)连接，蓄热***(8)与地热***(9)连接，散热***(10)布置在室内围护墙体(1)上并与蓄热***(8) 热交换，围护墙体(1)为保温墙体；

支撑棚架(2)为双层弓弦架，每层弓弦架上均铺设有棚膜(4)和保温被(3)；

所述蓄热***(8)包括冷水箱(83)、热水箱(81)和循环泵(82)；冷水箱(83)通过循环泵(82)及管道与太阳能集热器(7)连接，太阳能集热器(7)通过管道与热水箱(81)连接；

所述散热***(10)包括采暖给水管(101)、采暖回水管(102)、风机盘管(103)和热水增压泵一(104)；热水箱(81)与风机盘管(103)的采暖给水口连接，采暖给水管(101)上安装有热水增压泵一(104)，冷水箱(83)与风机盘管(103)的采暖回水口连接，风机盘管(103)布置在温室内围护墙体(1)上。

2.根据权利要求1所述的寒地多层覆盖节能太阳能日光温室，其特征在于：所述太阳能集热器(7)为热管式真空管太阳能集热器。

3.根据权利要求2所述的寒地多层覆盖节能太阳能日光温室，其特征在于：所述地热***(9)包括热水增压泵二(91)和埋伏于地下的地热管(92)，热水箱(81)与热水增压泵二(91)连接，热水增压泵二(91)与地热管(92)连接，地热管(92)与热水箱(81)连接，热水箱(81)、热水增压泵二(91)及地热管(92)三者形成循环。

4.根据权利要求3所述的寒地多层覆盖节能太阳能日光温室，其特征在于：热管式真空管太阳能集热器的真空管为玻璃吸热体真空管。

5.根据权利要求4所述的寒地多层覆盖节能太阳能日光温室，其特征在于：地热管(92)的下方还铺设有双层保温板。

6.根据权利要求1、3或5所述的寒地多层覆盖节能太阳能日光温室，其特征在于：热水箱(81)为带有保温层的蓄热水箱。

7.根据权利要求6所述的寒地多层覆盖节能太阳能日光温室，其特征在于：热水箱(81)内设置有用于加热水的加热装置。