[实用新型]一种新型热管式太阳能高效利用植物工厂

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能高效利用技术领域，具体来说，涉及一种新型热管式太阳能高效利用植物工厂。

背景技术

近些年，生态危机日益严重，能源问题日渐突出，太阳能作为清洁的可再生能源，它的高效利用对于缓解能源危机具有十分重要的意义。作为利用太阳能进行发电的可再生能源技术，光伏发电是利用太阳能电池的光伏效应将光能直接转变为电能的一种技术，光伏发电技术发展较为成熟，应用已十分广泛，但光伏发电技术中太阳能电池在生产过程中对环境的损耗较大，是高能耗、高污染的生产过程，太阳能电池在生命周期所能节约的能源与生产太阳能电池本身所要消耗的资源相比，并不经济。相比之下光热发电是清洁生产过程， 基本采用物理手段进行光电能量转换，对环境危害极小，太阳能光热发电站全生命周期的CO₂排放仅为13~19g/kWh。但光热发电依然处于技术不断的创新与改进的阶段，它储热成本低，年发电量小时数长，与其他发电形式可有效契合，是最有条件取代火电、担当基础电力负荷的新能源。

公开号为CN106472178A的中国专利申请，一种带有光子晶体膜的太阳能高效利用温室装置，提出通过采用光子晶体膜分光作用实现种植与集热于一体，既满足植物生长，又能够将大部分太阳能以热能的形式进行存贮利用，但该专利的热管为单层结构，存在一定的散热损失，且集热温度和光热转换效率还有待提高。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

针对相关技术中的上述技术问题，本实用新型提出一种新型热管式太阳能高效利用植物工厂，能够实现高效集热，将太阳能高效转变为热能，提高太阳能利用率，节约资源，降低能耗，既满足植物生长，又能够实现高效地把太阳能转化为热能的形式进行存贮利用。

为实现上述技术目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种新型热管式太阳能高效利用植物工厂，包括棚体、绿色植物、储水系统、分光聚光系统和集热系统，所述绿色植物种植于所述棚体内部，所述棚体具有一个斜面，所述分光聚光系统设置于所述斜面上，所述集热系统设置于所述分光聚光系统上方，所述集热系统与所述储水系统连接，所述集热系统包括若干新型热管，所述新型热管包括从内至外依次设置的内层热管、中间管和外层管，所述中间管与所述内层热管之间充满集热介质，所述外层管为真空管。

进一步地，所述内层热管的冷端和热端设有翅片。

进一步地，所述分光聚光系统包括若干弧形板，所述弧形板的凸面上贴有光子晶体膜，每个所述弧形板的凹面上方均对应设置有一个所述新型热管。

进一步地，所述斜面上设有与所述弧形板的上下两端相配合的弧形板插口，所述形板插口上设有支撑杆，所述新型热管通过所述支撑杆设置于弧形板的凹面上方。

进一步地，所述斜面上设有清洁系统，所述清洁系统包括水泵，设置与所述弧形板顶端的上水管和设置与所述弧形板底端的水槽，所述上水管上开设有若干小孔。

进一步地，所述储水系统包括集热储罐，所述集热储罐内部装有集热介质，所述集热储罐下端装有进水管，所述集热储罐上端装有出气管，所述中间管与所述集热储罐连通。

进一步地，所述集热介质与所述集热储罐内部装有的集热介质为同一种介质。

进一步地，所述集热介质为以下物质中的一种：油、醇、纳米流体。

进一步地，所述中间管和外层管采用耐腐蚀，耐高温，透光性好的有机玻璃或高分子材料制成。

进一步地，所述棚体是由两个直角梯形垂直面，一个方形垂直面，一个斜面和一个方形水平面围成的梯形台结构，所述储水系统设置于所述方形水平面上。

本实用新型的有益效果：（1）采用三层嵌套式新型热管提高集热效率。新型热管通过三层嵌套式结构保证集热温度，第一层为带翅片的内层热管，内层热管内有挥发性液体，翅片通过增加传热面积来提高传热效率，第二层为中间管装有集热介质，第三层为外层管抽真空，真空减少热量散失，提高集热温度。新型热管比普通热管的传热表面积更大，集热温度更高，集热效果更好，且装置简单成本低，如果外层真空管不慎损坏，只是降低了该装置的集热效率，但装置仍可以继续使用，适合大规模生产。

（2）太阳能高效利用。通过光子晶体膜的结构实现对太阳光的分光处理，透过红蓝光用于绿色植物的生长，阻隔非红蓝光被集热管吸收，热管将太阳能转化为热能，集热储罐将热能储存起来，本装置可以与其他装置配套使用，再对热能进一步利用，适用面广泛，又能提高太阳能的利用效率，节约资源。

附图说明