[发明专利]一种相变蓄热温室育苗装置

说明书

技术领域

本发明属于设施农业工程技术领域，具体涉及一种相变蓄热温室育苗装置。

背景技术

目前，节能型日光温室是我国北方日光温室的主要类型，能在-10～20℃的寒冷条件下不加温生产喜温蔬菜，从而可实现日光温室中蔬菜的周年生产与供应。但我国日光温室普遍存在冬季夜间室内气温、地温偏低，夏季室内气温、地温过高的现象。冬季日光温室通过利用太阳能实现室内增温，晴天条件下，白天室内气温可较快达到作物生长需求，阴雨雪天气则无法保证；地温的上升较气温相对滞后，因此室内地温始终低于气温，若遇阴雨雪天气则易导致温室内昼夜地温过低，甚至发生冷害。冬季日光温室内小气候虽可基本保证蔬菜的生长需求，但温度低于蔬菜生长的最适温度。夏季高温则会导致日光温室内气温和地温长期高于蔬菜作物生长发育的最高界限温度，影响作物光合作用，同时高强度的呼吸作用进一步削弱有机物质积累，导致植株生长发育缓慢，并可能会引发不可逆转的生理性病害，从而导致热害发生。低温、冷害及热害都严重影响了蔬菜的产量和品质。

根系是植株吸收、运输水分和生长所需营养物质的主要器官，保证根系正常的生命活动和生理功能对于保证蔬菜产量和品质具有重要意义。根区热环境是影响根系活动的重要因子之一，对植物干物质的积累和分配模式有明显的影响，进而影响到植物的生长和形态特征，并影响作物的产量。为保证蔬菜的产量与品质，需为日光温室配备冬季加温与夏季降温设备或系统。目前设施农业生产中常见的人为加温方式所消耗的能源仍以化石燃料等非可再生资源为主，在造成温室气体排放的同时还具有一定的火灾隐患。常见用于夏季降温的湿帘风机系统在高湿环境下的降温效果有限，且遮阳网等遮光覆盖材料会一定程度影响作物的光合作用。因此，开发环保无污染、节能高效、低成本的日光温室根区热环境调控系统与模式，在保证温室作物品质和产量的同时提高能源利用效率、降低能耗，具有重要的现实意义。

潜热型功能热流体(Latent Functionally Thermal Fluid,LFTF)是由相变材料微粒(一般为μm量级)混入单相传热流体形成固液两相功能流体以达到强化对流换热和储能的目的。这类多相混合流体有较大的表观比热，具有储热密度高、热传递效率大等特点，是一种集蓄热与强化传热功能于一体的新型材料，在建筑采暖、空调系统及换热器等领域应用前景广阔。将潜热型功能热流体应用于温室，白天通过相变蓄热储存太阳能防止温室内温度过高，夜晚温度降低时释放能量用于温室升温，可减小温室内的温度波动，使室内温度保持相对恒定，从而满足作物生长的温度需求，改善温室热环境。

目前，相变材料在温室中的应用方式主要有以直接混合、浸渍、填充等形式与建筑材料结合构建相变储能墙体，或与集热器等结合开发相变储能装置或系统等。相变蓄热墙体可接受并吸收的太阳辐射能有限，蓄热效率较低；已有的相变储能装置或系统则多会占用日光温室内的操作空间，或影响温室内的采光。至今尚未见到以潜热型功能热流体作为蓄热介质利用前屋面骨架高效集热实现日光温室热环境调控的相关专利。

发明内容

本发明的目的在于提供一种相变蓄热温室育苗装置，其以潜热型功能热流体为蓄放热介质，可进行日光温室内的冬季高效蓄热与夏季有效降温，减小日光温室内的空气和土壤的昼夜温差，实现日光温室内太阳辐射能的“削峰填谷”，有利于日光温室内作物在冬季低温条件和夏季高温环境下的生长发育，有助于提高作物在冬夏季节的生长发育速度与生长指标、改善作物产量与品质、实现作物在日光温室内的周年高效生产；不占用温室内部操作空间，日光温室空间利用效率高，能在不影响日光温室内有效生产空间和采光的前提下，最大限度蓄积太阳能；实现日光温室中的空气和基质热环境的智能高效调控；实现日光温室热环境的整体调控，有效提高系统工作效率及能效比。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种相变蓄热温室育苗装置，包括日光温室主体结构，所述日光温室主体结构，包括覆盖材料和骨架结构；其中，骨架结构包括前屋面骨架14和围护墙体15，

所述骨架结构还包括底板16；

所述相变蓄热温室育苗装置还包括太阳能相变蓄热热环境调控系统，其包括相变集热单元1、潜热储存与交换单元2、根温调节单元3、循环泵组4和循环管路5；其中，

相变集热单元1包括依次连接的多段管道，管道沿前屋面骨架14铺设，所述管道在上下两端与前屋面骨架14固定在一起；