一種適用于日光溫室的主動蓄放熱墻體的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于溫室加溫【技術領域】，具體提供一種適用于日光溫室的主動蓄放熱墻體，由承重墻、隔熱層、主動蓄放熱裝置、蓄液池、機泵、閥門、管道、及流體介質構成。本實用新型的適用于日光溫室的主動蓄放熱墻體，能以太陽能為能源，以流體介質為蓄放熱媒介，以雙層黑膜作為集熱裝置材料，通過流體介質的不斷循環(huán)將白天集熱裝置收集的太陽能高效的轉移并儲存起來用于溫室夜間增溫。
【專利說明】 —種適用于日光溫室的主動蓄放熱墻體
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于溫室加溫【技術領域】，具體涉及一種適用于日光溫室的主動蓄放熱墻體。
【背景技術】
[0002]冬季晴天，日光溫室墻內(nèi)表面處的太陽輻射強度較大，同時溫室內(nèi)的氣溫很高，中午可以達到40°C以上，墻內(nèi)表面熱量逐漸向墻體內(nèi)部運輸，實現(xiàn)熱量蓄積；當夜間無太陽輻射時，墻體蓄熱層熱量逐漸向室內(nèi)流動以提高環(huán)境溫度。墻體內(nèi)部熱量的運輸與墻體材料熱阻和傳熱方式有關，一般墻體材料為磚墻或土墻，熱阻較大，熱量的傳遞是一種被動的模式，所以墻體內(nèi)部熱量傳輸較慢，靠近墻內(nèi)表面?zhèn)葴囟容^高，但墻另一側溫度較低，墻體蓄熱量有限。有研究表明太陽照射到后墻后，大部分的熱量通過熱傳導、熱對流等方式損失，而被墻體吸收利用的只有很少一部分。如能找到一種方法能將照射到后墻的太陽輻射有效吸收，則會大大增加溫室的蓄熱量。
實用新型內(nèi)容
[0003]針對現(xiàn)有日光溫室墻體被動蓄放熱的模式對太陽輻射有效吸收量較小的問題，本實用新型的目的是提出一種適用于日光溫室的主動蓄放熱墻體。
[0004]一種適用于日光溫室的主動蓄放熱墻體，由承重墻、隔熱層、主動蓄放熱裝置、蓄液池、機泵、閥門、管道、及流體介質構成；
[0005]承重墻為作為日光溫室北墻的主體，隔熱層鋪設在承重墻室外一側，主動蓄放熱裝置安裝在承重墻室內(nèi)一側，通過裝有機泵和閥門的管道將蓄液池內(nèi)的流體介質導向主動蓄放熱裝置，并通過管道將流體介質從主動蓄放熱裝置導回蓄液池。
[0006]其中，承重墻主要起承重作用，較一般日光溫室需要同時起蓄熱和承重的北墻而言，厚度可以大幅度減少，只要能滿足承重的需求即可。一般厚度為10?15cm即可。
[0007]其中，所述隔熱層選用熱阻較大的材料(例如:聚苯板)，用于阻止溫室中的熱量向室外傳遞。
[0008]其中，所述主動蓄放熱裝置由若干主動蓄放熱單元構成，各單元之間通過管道并聯(lián)連接；每個主動蓄放熱單元由單元管道系統(tǒng)、集熱層、保溫層、固定架構成；集熱層面向陽面平展地固定于固定架上，保溫層緊貼在集熱層的背陰面，單元管道系統(tǒng)將流體介質導入集熱層使流體介質升溫后導出。
[0009]其中，所述集熱層為緊密貼合的雙層黑膜，貼合程度以流體介質能在雙層黑膜間流動為準。采用黑膜是由于其太陽輻射吸收系數(shù)高。
[0010]其中，所述單元管道系統(tǒng)由供液管、分液管、集液管、回液管構成，供液管將流體介質導入集熱層上部雙層黑膜之間的分液管，將流體介質分流為小股液流，使其沿雙層黑膜均勻向下流到集熱層下部，設在集熱層下部的集液管收集并導入回液管，流體介質由回液管導出集熱層。[0011]其中，所述雙層黑膜優(yōu)選由一塊黑膜繞過分液管后貼合形成。
[0012]其中，所述固定架的材質為能起固定作用的任何材質，優(yōu)選不銹鋼。
[0013]其中，蓄液池能隔熱且內(nèi)表面防水，為:1)由磚和混凝土砌成，或2)單獨的或外包隔熱材料的水箱。所述隔熱材料優(yōu)選聚苯板。
[0014]其中，蓄液池優(yōu)選埋入地下，在利用了土壤的隔熱作用的同時，避免侵占溫室種植空間。
[0015]其中，所述管道優(yōu)選為PVC管，各部分管道根據(jù)流量需要選用不同口徑。管道優(yōu)選外包保溫套。
[0016]其中，所述流體介質為比熱較大的液體，優(yōu)選為水(方便、低成本、無污染)。
[0017]適用于日光溫室的主動蓄放熱墻體的使用方法，具體步驟如下:
[0018]I)白天，打開閥門，運行機泵，形成“蓄液池-主動蓄放熱裝置-蓄液池”回路:機泵使流體介質從蓄液池經(jīng)管道導入主動蓄放熱裝置，吸收太陽輻射所提供的熱能升溫后，流體介質順管道導出主動蓄放熱裝置并流回蓄液池，實現(xiàn)流體介質在蓄液池、主動蓄放熱裝置之間循環(huán)流動，持續(xù)吸熱，直到傍晚關閉機泵和閥門；
[0019]2)晚上，打開閥門，運行機泵，形成“蓄液池-主動蓄放熱裝置-蓄液池”回路:機泵使流體介質從蓄液池經(jīng)管道導入主動蓄放熱裝置，放出流體介質蘊藏的熱能后溫度降低，流體介質順管道導出主動蓄放熱裝置并流回蓄液池，實現(xiàn)流體介質在蓄液池、主動蓄放熱裝置之間循環(huán)流動，持續(xù)放熱，直到黎明關閉機泵和閥門。
[0020]本實用新型的有益效果在于:
[0021]1、本實用新型將傳統(tǒng)溫室北墻墻體的功能進行分離，即蓄放熱功能、保溫隔熱功能和承重功能，根據(jù)功能的不同選擇不同的墻體材料，以主動蓄放熱裝置完成蓄放熱功能，以隔熱層完成保溫隔熱功能，以承重墻完成承重功能。
[0022]2、本實用新型為增加墻體蓄放熱能力，采用主動蓄放熱裝置并選擇一種熱容較大的流體為介質，通過主動式的蓄放熱模式，白天盡可能多的蓄積熱量，夜間充分放熱。
[0023]3、本實用新型為阻止熱量的損失，在墻體外側鋪設隔熱層，選擇熱阻較大的材料，盡可能較少熱量傳遞到室外。
[0024]4、本實用新型為減少熱量損失，蓄液池做保溫處理，白天盡可能多地儲蓄熱能。
[0025]5、本實用新型的使用方法中，可以根據(jù)溫室內(nèi)溫度和作物需求控制熱能釋放，熱能利用效率顯著提高，增強了溫室抵御極端天氣及連陰天的能力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為本實用新型實施例1所述適用于日光溫室的主動蓄放熱墻體的正面結構示意圖。
[0027]圖2為本實用新型實施例1所述適用于日光溫室的主動蓄放熱墻體的側面結構示意圖(不顯示蓄液池)。
[0028]圖中，I為管道，2為閥門，3為分液管，4為陽面黑膜，5為流體介質，6為背面黑膜，7為保溫層，8為集液管，9為回液管，10為蓄液池，11為機泵，12為承重墻，13為隔熱層，14為固定架?！揪唧w實施方式】
[0029]以下實施例用于說明本實用新型，但不用于限制本實用新型的范圍。
[0030]實施例中，如無特殊說明，所使用的方法和設備均為本領域常規(guī)的方法和設備。
[0031]實施例1:適用于日光溫室的主動蓄放熱墻體
[0032]本實施例進行的溫室環(huán)境為:長49m，跨度Sm，脊高3.2m的日光溫室，位置在北京。
[0033]適用于日光溫室的主動蓄放熱墻體，其結構如圖1、圖2所示，由承重墻、隔熱層、主動蓄放熱裝置、蓄液池10、機泵11、閥門2、管道1、及流體介質5構成。
[0034]本實施例所用流體介質為水。
[0035]承重墻12為作為日光溫室北墻的主體，隔熱層13鋪設在承重墻12室外一側，主動蓄放熱裝置安裝在承重墻12室內(nèi)一側距地面0.4m高處，通過裝有機泵11 (本實施例所用為上海人民水泵廠WQ-10-10-0.75水泵，額定流量為10m3/h，揚程IOm)和閥門2的管道I將蓄液池10(實際蓄水量5.63m3)內(nèi)的流體介質5導向主動蓄放熱裝置，并通過管道I將流體介質5從主動蓄放熱裝置導回蓄液池10。
[0036]所述承重墻為磚墻,高2.5m,厚0.5m。所述隔熱層為聚苯板。
[0037]所述主動蓄放熱裝置由29個主動蓄放熱單元構成，單元高2m，寬1.35m,單元間距
0.15m。各單元之間通過管道并聯(lián)連接；每個主動蓄放熱單元由單元管道系統(tǒng)、集熱層、保溫層7、固定架14構成；集熱層面向陽面平展地固定于固定架14上，保溫層7緊貼在集熱層的背陰面，單元管道系統(tǒng)將流體介質5導入集熱層使流體介質5升溫后導出。
[0038]所述集熱層為緊密貼合的雙層黑色PE膜，雙層黑色PE膜由一塊黑色PE膜繞過分液管后分別成為陽面黑膜4和背面黑膜6，陽面黑膜4和背面黑膜6貼合形成雙層黑膜。貼合程度以流體介質5能在雙層黑膜間流動為準。采用黑膜是由于其太陽輻射吸收系數(shù)高。
[0039]所述單元管道系統(tǒng)由供液管、分液管3、集液管8、回液管9構成,供液管將流體介質5導入集熱層上部雙層黑膜之間的分液管3，將流體介質分流為小股液流，使其沿雙層黑膜均勻向下流到集熱層下部，設在集熱層下部的集液管8將流體介質5收集并流入回液管9，流體介質由回液管9導出。
[0040]其中，所述固定架的材質為不銹鋼。
[0041]其中，蓄液池的主體材料為厚12cm的砌磚墻,夕卜表面緊貼IOcm厚聚苯板，內(nèi)表面涂抹0.3cm厚防滲水泥砂衆(zhòng)。
[0042]其中，本實施例的蓄液池埋入地下，在利用了土壤的隔熱作用的同時，避免侵占溫室種植空間。
[0043]其中，所述管道為PVC管，各部分管道根據(jù)需要選用不同口徑。管道外包保溫套。
[0044]實施例2:適用于日光溫室的主動蓄放熱墻體的使用方法
[0045]實施例1適用于日光溫室的主動蓄放熱墻體，使用流程如下:
[0046]I)白天，打開閥門，運行機泵，形成“蓄液池-主動蓄放熱裝置-蓄液池”回路:機泵使流體介質從蓄液池經(jīng)管道導入主動蓄放熱裝置，吸收太陽輻射所提供的熱能升溫后，流體介質順管道導出主動蓄放熱裝置并流回蓄液池，實現(xiàn)流體介質在蓄液池、主動蓄放熱裝置之間循環(huán)流動，持續(xù)吸熱，直到傍晚關閉機泵和閥門；
[0047]2)晚上，打開閥門，運行機泵，形成“蓄液池-主動蓄放熱裝置-蓄液池”回路:機泵使流體介質從蓄液池經(jīng)管道導入主動蓄放熱裝置，放出流體介質蘊藏的熱能后溫度降低，流體介質順管道導出主動蓄放熱裝置并流回蓄液池，實現(xiàn)流體介質在蓄液池、主動蓄放熱裝置之間循環(huán)流動，持續(xù)放熱，直到黎明關閉機泵和閥門。
[0048]本實例中，裝有適用于日光溫室的主動蓄放熱墻體的日光溫室比普通日光溫室夜間氣溫高出3?5°C，集熱效率達到了 50%以上，加溫和節(jié)能效果顯著。
[0049]以上的實施例僅僅是對本實用新型的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本實用新型的范圍進行限定，在不脫離本實用新型設計精神的前提下，本領域普通工程技術人員對本實用新型的技術方案作出的各種變型和改進，均應落入本實用新型的權利要求書確定的保護范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種適用于日光溫室的主動蓄放熱墻體，其特征在于，由承重墻、隔熱層、主動蓄放熱裝置、蓄液池、機泵、閥門、管道、及流體介質構成； 承重墻為作為日光溫室北墻的主體，隔熱層鋪設在承重墻室外一側，主動蓄放熱裝置安裝在承重墻室內(nèi)一側，通過裝有機泵和閥門的管道將蓄液池內(nèi)的流體介質導向主動蓄放熱裝置，并通過管道將流體介質從主動蓄放熱裝置導回蓄液池。
2.如權利要求1所述的墻體，其特征在于，所述隔熱層的材料為熱阻較大的材料。
3.如權利要求1所述的墻體，其特征在于，所述主動蓄放熱裝置由若干主動蓄放熱單元構成，各單元之間通過管道并聯(lián)連接；每個主動蓄放熱單元由單元管道系統(tǒng)、集熱層、保溫層、固定架構成；集熱層面向陽面平展地固定于固定架上，保溫層緊貼在集熱層的背陰面，單元管道系統(tǒng)將流體介質導入集熱層使流體介質升溫后導出。
4.如權利要求3所述的墻體，其特征在于，所述集熱層為緊密貼合的雙層黑膜。
5.如權利要求3所述的墻體，其特征在于，所述單元管道系統(tǒng)由供液管、分液管、集液管、回液管構成，供液管將流體介質導入集熱層上部雙層黑膜之間的分液管，將流體介質分流為小股液流，使其沿雙層黑膜均勻向下流到集熱層下部，設在集熱層下部的集液管收集并導入回液管，流體介質由回液管導出集熱層。
6.如權利要求1所述的墻體，其特征在于，蓄液池為:1)由磚和混凝土砌成，或2)單獨的或外包隔熱材料的水箱。
7.如權利要求1所述的墻體，其特征在于，蓄液池埋入地下。
8.如權利要求1所述的墻體，其特征在于，所述管道為PVC管；管道外包保溫套。
9.如權利要求1所述的墻體，其特征在于，所述流體介質為水。
【文檔編號】A01G9/14GK203675750SQ201320859422
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年12月24日 優(yōu)先權日:2013年12月24日
【發(fā)明者】方慧, 張義, 楊其長, 程瑞鋒, 劉文科, 李琨, 仝雨欣, 肖平 申請人:中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所