[发明专利]一种温室集蓄热系统及其运行方法

说明书

技术领域

本发明属于温室太阳能高效利用领域，涉及一种温室集蓄热系统及其运行方法。

背景技术

为保证作物的正常生产，寒冷天气在广大地区进行农业生产时需对温室进行辅助供暖，目前燃煤供热系统(CFHs，coal fired heating system)和天然气供热系统(GFHs，gas fired heating system)是各国温室的主要供暖方式。由于温室设施内空间大、保温性较差等原因导致温室供暖耗能巨大。针对温室冬季夜间气温较低的问题，多年来，国内众多学者围绕如何提高温室对太阳能的利用，提高蓄、放热能力开展了大量研究。总体而言，大部分研究均是从增强土壤或墙体蓄热能力的思路出发。但这种被动的蓄、放热方式，其蓄放热能力的提升比较有限，夜间低温尤其是下半夜低温问题仍没有彻底解决。近年来，将白昼过余的太阳能以各种方式存储下来成为温室系统研究的新方向，例如塑料大棚中采用的地中热交换系统、温室中使用的能将热量存储在水箱和浅层土壤的聚烯烷树脂材料太阳能集热器、小型温室中使用的外置式的太阳能热水系统等，这些系统都能够在夜间温度较低时主动释放能量到温室中，逐渐成为温室领域研究热点。

对于当前的研究，中国专利CN106105905A公开了一种曲面涅尔透镜聚光与设施农业结合的太阳能集热系统。该系统利用整体滑移式聚光器与设施农业温室相结合，能将太阳光高度聚集，实现太阳能和农业种植技术互相补足利用。但该系统过于复杂，无法大面积推广。中国专利CN104838924A公开了一种温室大棚太阳能空气集热储热循环系统。该系统在温室大棚内地下铺一层隔热保温板，四周折起到地面，形成整体槽型，然后在隔热保温板上埋设集热导热管，将太阳能空气集热器的热量通过风机、风机管道、导风管送到地下集热管传给土壤层集热，夜间太阳能空气集热储热循环系统给地上棚内加温，该系统充分利用了太阳能，减少热量损失。

本发明主要针对温室在寒冷季节晴朗天气时，白天室内温度常常高于植物适宜生长的温度，而夜晚的温度又往往偏低的现象，在前人研究的基础上，提出了一种温室集蓄热系统，该系统创造性地将“表冷器”转变为集热器，把白天温室内的高温空气中的热量储存到水中，实现热量在时间、空间上的转移，提高太阳能的利用率，解决了冬季夜间温室温度过低影响作物正常生长的问题。

发明内容

一种温室集蓄热系统，包括以下部分：作为集热器的“表冷器”1、空气循环风机2、水泵3、管路4、储热水池5和控制系统6；

所述储热水池5位于温室的地平面以下，水泵3连接供水管路4的一端，供水管路4的另一端与表冷器1的进水端连接，回水管路4与表冷器1的出水端连接，另一端伸入储热水池5中，空气循环风机2安装在表冷器1的侧面，向表冷器送风。

所述控制系统6主要由气温传感器、水温传感器和控制器等构成。

所述表冷器1安装在温室室内空间的高处位置，因为高处空气的温度较高，不妨碍温室内作物的生长和工作人员的活动。

本发明温室集蓄热系统的运行方法如下：

(1)白天，当控制系统中的传感器检测到温室内的气温和储热水池中水温的差值高于设定值时，水泵和空气循环风机同时开启，此时，温室内的高温空气在循环风机的作用下，将热量传递到“表冷器”的管路表面，使“表冷器”管路的温度升高；同时水泵使低温水流入到“表冷器”管路中，利用“表冷器”巨大的比表面积将热量迅速传递到水中；这样，就通过水的循环将温室内空气冗余的热能储存在了储热水池的水中，实现了热能的空间位置上的转移；

(2)当控制系统中的传感器检测到温室内的气温与水温的差值低于设定值时，关闭循环风机和水泵，集蓄热过程停止。

同目前现有的集蓄热系统相比本发明的有益效果如下：

1.系统结构简单，成本低，安装方便，运行可靠，可以在新建或原有温室内安装。

2.通过使用该系统，在储存太阳能的同时，温室内部因气温的降低而使得相对湿度得到了提高，更有利于植物的生长。

附图说明

图1：一种温室集蓄热系统的正视图。

其中，1-表冷器、2-空气循环风机、3-水泵、4-管路、5-储热水池、6-控制系统。

具体实施方式

本发明提供了一种太阳能高效利用领域的温室集蓄热系统，下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

如图1所示，本发明所述的一种温室集蓄热系统，主要包括：“表冷器”1、空气循环风机2、水泵3、管路4、储热水池5和控制系统6。