一种太阳能大棚土壤供热增温装置的制作方法

专利2022-06-29  80


本实用新型涉及太阳能利用技术领域,具体涉及一种太阳能大棚土壤供热增温装置。



背景技术:

农村农业经济近几年的到了的高速发展,新建立了大量的大棚。“大棚菜”产业已经成为一个农村农业新的经济增长点,成为调整农村产业结构的新方向。大棚菜因为挣的是季节差价,收入高,每亩大棚的净利润在15000元左右,甚至可超过60000元。一亩无公害大棚菜的收入相当于7至10亩露天品种蔬菜。而制约大棚种植发展和农户收入最重要的因素就是夜间棚内温度骤然下降,影响种植作物的生长周期或者是使作物受到严重的冻害,从而降低农民收入甚至绝收。由此可见,大力发展大棚蔬菜种植可以给农民尤其是北方地区的农民带来较大的经济收益。但是,发展大棚蔬菜种植的前提是确保棚内夜间温度能够控制在10℃以上,方可有效增加农民收入和调动农民种植大棚蔬菜或发展观光农业的积极性。为解决冬季气温低与植物生长慢的矛盾,大棚散煤供暖应运而生。大棚燃煤供暖虽然促进植物生长,但散煤燃烧后不经过处理就直接排放,会给空气带来污染。一个大棚散煤就是一个污染源,而且数量比较多,使环境监管难度增大。利用清洁能源供暖,例如电、天然气初期设备投资大,后期运行成本高是农村用清洁能源供热难以实现的主要原因,同时也限制了大气治理的推进,在使用太阳能集热器为大棚进行供暖的过程中方式有多种多样,但是由于大棚内的空间有限、大棚棚顶不能承受过大的重力,所以在大棚内设置的太阳能集热器一般情况下只能为大棚提供一定的热量并不能保证大棚在整晚温度都能满足大棚内作物生长所需的温度,所以如何设计一种太阳能集热装置与加热方法能更多的在白天为大棚存储更多的热量是目前急需解决的难题。



技术实现要素:

本实用新型解决了现有技术存在的在大棚种植发展的过程中,当冬季使用大棚进行种植时,夜间棚内的温度骤然下降,会影响种植作物的生长周期或者是使作物受到严重的冻害,为解决冬季气温低与植物生长慢的矛盾,就需要给大棚进行供暖,然而在给大棚进行供暖的过程中,选择何种可实现的供暖方式与利用何种能源来实现给大棚供暖是目前存在的问题,提供一种太阳能大棚土壤供热增温装置,其应用时通过连通储热器上的太阳能集热器吸收太阳能,再将吸收的热量存储在太阳能集热器与散热体内,其中散热体埋在大棚内的土壤中,通过罐内的热介质将太阳能集热器吸收的热量传输到土壤中,白天将大量的热量存储在了土壤中,夜晚其中土壤中的热量散发至大棚内为大棚提供热量,另外散热体内的热量也可直接散发到大棚内的空气中,从而为大棚提供热量保证大棚内植物的生长所需温度。

本实用新型通过以下技术方案实现:

一种太阳能大棚土壤供热增温装置,包括大棚、太阳能集热器、连接管、散热体,其特征在于,所述太阳能集热器与散热体由连接管连接在一起组成一个密封的连通储热器,所述太阳能集热器与散热体内部充满储热介质,所述散热体的顶部设置有介质进出口,所述太阳能集热器和连通储热器铺设在大棚内非种植区域的土地,四周墙体和大棚周围的空地上,并将该连通储热器上散热体埋入大棚内非种植区域的土壤中,其中的太阳能大棚供热增温装置如下所述:

(1)在白天有太阳光的时候,通过太阳能集热器吸收太阳能热量,加热该连通储热器内部的储热介质,白天连通储热器缓慢向土壤持续散热,当夜间大棚内温度降低后,连通储热器内储热介质与土壤温差变大,储热介质散热速度增加,以起到夜间对大棚内增温的功能;

(2)当太阳能集热器铺设在大棚周围的空地上的时候,在大棚与大棚外界交界处直接用土壤将连通储热器上散热体埋入大棚内以达到大棚密封的要求;

(3)太阳能集热器铺设在不影响植物采光的土壤上;

(4)太阳能集热器铺设在不影响农务人员种植的区域;

(5)连接管的一端与太阳能集热器连通,另一端为两个接口分别与散热体的两个端头连通;

(6)将散热体一部分高于或平行于太阳能集热器,从而使得散热体内储热介质可自循环。

目前,在使用太阳能集热器为大棚进行供暖的过程中方式有多种多样,但是由于大棚内的空间有限、大棚棚顶不能承受过大的重力,所以在大棚内设置的太阳能集热器一般情况下只能为大棚提供一定的热量并不能保证大棚在整晚温度都能满足大棚内作物生长所需的温度,所以如何设计一种太阳能集热装置与加热方法能更多的在白天为大棚存储更多的热量是目前需要解决的问题,所以本申请提供了一种太阳能大棚土壤供热增温装置,包括大棚、太阳能集热器、连接管、散热体,太阳能集热器与散热体由连接管连接在一起组成一个密封的连通储热器,太阳能集热器与散热体内部充满储热介质,散热体的顶部设置有介质进出口,连通储热器铺设在大棚内非种植区域的土地和大棚周围的空地上,并将该连通储热器上散热体埋入大棚内非种植区域的土壤中,白天太阳能集热器吸收热量,并将热量传输到太阳能集热器与散热体内的储热介质中,储热介质将热量传输到大棚内的土壤中将土壤加热,并将热量储存在土壤中,该过程可在每年的八、九月份开始,将大量的热量提前储存在大棚所在地的地下,在冬季气温下降后白天阳光充足的时候还可继续向大棚的地下储热,夜晚大棚大部土壤中的热量在向上散发到大棚内,保证大棚内的温度需求,如此操作可延长夜晚大棚内保温的时间,以供大棚内作物的生长需求,其中散热体的上部设置有介质进出口,可在散热体安装前期将储热介质由介质进出口装入散热体内,而且该介质进出口还以在太阳能集热器吸收热量后内部储热介质体积膨胀时作为排压口对散热体内压力进行泄压。其中,所述大棚可以为普通大棚、温室大棚、智能大棚等太阳光光线可照射进内部的封闭或半封闭空间,所述连通储热器的连接管和散热体加保温材料后至少耐温60摄氏度。

进一步的,一种太阳能大棚土壤供热增温装置,所述散热体也可为硅胶管、橡胶管、pvc管、钢丝编管、各种塑料管、铜管、铝管、钢管、铁管,混凝土管、石墨管、石墨片;铝片、铝丝等。

进一步的,一种太阳能大棚土壤供热增温装置,所述太阳能集热器包含管式集热器和板式集热器。

进一步的,一种太阳能大棚土壤供热增温装置,所述连通太阳能集热器与散热体的连接管可为硅胶管、橡胶管、pvc管、丝编软管、各种塑料管等。

进一步的,一种太阳能大棚土壤供热增温装置,所述太阳能集热器还可以安装在大棚周围的空地上、大棚内墙体、大棚内地面、大棚内的非种植区域。

进一步的,一种太阳能大棚土壤供热增温装置,所述太阳能集热器铺设时仅将散热体埋入土壤中,将太阳能集热器放置于有阳光照射的区域。

进一步的,一种太阳能大棚土壤供热增温装置,所述连通储热器组装简单、太阳能集热器与散热体的尺寸可根据实际需求进行调整,散热体的结构形状和埋设方法、埋设深度、长度能根据种植要求随意变化,所以随时都可拆卸来满足大棚内多品种柔性种植的要求。

进一步的,一种太阳能大棚土壤供热增温装置,所述太阳能集热器内所使用的储热介质可以为液体、气体、固体或其它可用于储热的介质。

进一步的,一种太阳能大棚土壤供热增温装置,所述的散热体结构形状可以为圆形、椭圆形、半圆形、弧形、长方形等。

进一步的,一种太阳能大棚土壤供热增温装置,散热体埋设方法与地面0-180度可以垂直或平行于地面等。

综上所述,本实用新型的以下有益效果:

1、本实用新型一种太阳能大棚土壤供热增温装置,通过连通储热器向大棚所在地的地面土壤中传输热量,可提前将大量的热量储存在大棚地下的土壤中,从而可延长夜晚对大棚内的加热时间,保证大棚内作物的生长所需的气温。

2、本实用新型一种太阳能大棚土壤供热增温装置,该套供热系统通过在大棚的非种植区、大棚周围的空地上、大棚内墙体、大棚内地面上安装数个连通储热器可满足种植大棚的冬季清洁供暖。

3、本实用新型一种太阳能大棚土壤供热增温装置,该套供热系统不但有供热效率高、技术成熟、无污染零排放等诸多优点,而且成套供暖设备价格较低可以被广大用户所接受,产品投入运营后可解决我国北方地区农业设施和城乡结合部使用清洁能源供热成本高、散烧煤供暖环境污染严重等问题

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中:

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型连通储热器结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称:

1-太阳能集热器,2-介质进出口,3-连接管,4-散热体,5-大棚,6-连通储热器。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本实用新型作进一步的详细说明,本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型,并不作为对本实用新型的限定。

实施例

如图1-2所示,一种太阳能大棚土壤供热增温装置,包括大棚5、太阳能集热器1、连接管3、散热体4,其特征在于,所述太阳能集热器1与散热体4由连接管3连接在一起组成一个密封的连通储热器6,所述太阳能集热器1与散热体4内部充满储热介质,所述散热体4的顶部设置有介质进出口2,所述连通储热器6铺设在大棚内非种植区域的土地和大棚周围的空地上,并将该连通储热器6上散热体埋入大棚内非种植区域的土壤中,其中的太阳能大棚供热增温装置如下所述:在白天有太阳光的时候,通过太阳能集热器1吸收太阳能热量,加热该连通储热器6内部的储热介质,白天连通储热器6缓慢向土壤持续散热,当夜间大棚内温度降低后,连通储热器6内储热介质与土壤温差变大,储热介质散热速度增加,以起到夜间对大棚内增温的功能;当太阳能集热器1铺设在大棚周围的空地上的时候,在大棚与大棚外界交界处直接用土壤将连通储热器6上散热体4埋入大棚内以达到大棚密封的要求;太阳能集热器1铺设在不影响植物采光的土壤上;太阳能集热器1铺设在不影响农务人员种植的区域;连接管3的一端与太阳能集热器1连通,另一端为两个接口分别与散热体4的两个端头连通;将散热体4一部分高于或平行于太阳能集热器,从而使得散热体4内储热介质可自循环,所述散热体4也可为硅胶管、橡胶管、pvc管、钢丝编管、各种塑料管、铜管、铝管、钢管、铁管,混凝土管、石墨管、石墨片;铝片、铝丝等。所述太阳能集热器1包含管式集热器和板式集热器,所述连通太阳能集热器与散热体的连接管3可为硅胶管、橡胶管、pvc管、钢丝编软管、pvc管、各种塑料管等,所述太阳能集热器1还可以安装在大棚周围的空地上、大棚内墙体、大棚内地面、大棚内的非种植区域,所述太阳能集热器1铺设时仅将散热体4埋入土壤中,将太阳能集热器放置于有阳光照射的区域,所述连通储热器6组装简单、太阳能集热器与散热体的尺寸可根据实际需求进行调整,散热体4的结构形状和埋设方法,埋设深度、长度能随意变化,所以随时都可拆卸来满足大棚内多品种柔性种植的要求,所述连通储热器6的连接管3和散热体4加保温材料后至少耐温60摄氏度,所述大棚可以为普通大棚、温室大棚、智能大棚等太阳光光线可照射进内部的封闭或半封闭空间,所述太阳能集热器1内所使用的储热介质可以为液体、气体、固体或其它可用于储热的介质,所述的散热体4结构形状可以为圆形、椭圆形、半圆形、弧形、长条形等,所述的散热体4埋设方法与地面0-180度可以垂直或平行于地面等。

以上所述的具体实施方式,对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已,并不用于限定本实用新型的保护范围,凡在本实用新型的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。


技术特征:

1.一种太阳能大棚土壤供热增温装置,包括大棚(5)太阳能集热器(1)、连接管(3)、散热体(4),其特征在于,所述太阳能集热器(1)与散热体(4)由连接管(3)连接在一起组成一个密封的连通储热器(6),所述太阳能集热器与散热体内部充满储热介质,所述散热体(4)的上部设置有介质进出口(2),所述连通储热器(6)铺设在大棚内非种植区域的土地和大棚周围的空地上,并将该连通储热器(6)上散热体(4)埋入大棚内非种植区域的土壤中。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能大棚土壤供热增温装置,其特征在于,所述散热体(4)也可为硅胶管、橡胶管、pvc管、钢丝编管、塑料管、铜管、铝管、钢管、铁管、混凝土管、石墨管、石墨片、铝片、铝丝。

3.根据权利要求1所述的一种太阳能大棚土壤供热增温装置,其特征在于,所述太阳能集热器(1)包含管式集热器和板式集热器。

4.根据权利要求1所述的一种太阳能大棚土壤供热增温装置,其特征在于,所述连通太阳能集热器(1)与散热体(4)的连接管(3)可为硅胶管、橡胶管、pvc管、丝编软管、塑料管。

5.根据权利要求1所述的一种太阳能大棚土壤供热增温装置,其特征在于,所述太阳能集热器(1)还可以安装在大棚周围的空地上、大棚内墙体、大棚内地面、大棚内的非种植区域。

6.根据权利要求1所述的一种太阳能大棚土壤供热增温装置,其特征在于,所述太阳能集热器(1)铺设时仅将散热体(4)埋入土壤中,将太阳能集热器放置于有阳光照射的区域。

7.根据权利要求1所述的一种太阳能大棚土壤供热增温装置,其特征在于,所述太阳能集热器(1)与散热体(4)的尺寸可根据实际需求进行调整,散热体(4)的结构形状和埋设方法及埋设深度、长度能够根据实际种植要求随意变化,所以随时都可拆卸来满足大棚内多品种柔性种植的要求。

8.根据权利要求1所述的一种太阳能大棚土壤供热增温装置,其特征在于,所述散热体埋设方法与地面0-180度可以垂直或平行于地面。

9.根据权利要求1所述的一种太阳能大棚土壤供热增温装置,其特征在于,所述太阳能集热器(1)内所使用的储热介质可以为液体、气体、固体可用于储热的介质。

10.根据权利要求1所述的一种太阳能大棚土壤供热增温装置,其特征在于,所述散热体的结构形状可以为圆形、椭圆形、半圆形、弧形、长方形。

技术总结
本实用新型公开了一种太阳能大棚土壤供热增温装置,包括大棚太阳能集热器、连接管、散热体,其特征在于,所述太阳能集热器与散热体由连接管连接在一起组成一个密封的连通储热器,所述太阳能集热器与散热体内部充满储热介质,所述散热体的顶部设置有介质进出口,所述连通储热器铺设在大棚内非种植区域的土地和大棚周围的空地上,并将该连通储热器上散热体埋入大棚内非种植区域的土壤中,在实际使用中,通过连通储热器向大棚所在地的地面土壤中传输热量,可提前将大量的热量储存在大棚地下的土壤中,从而可延长夜晚对大棚内的加热时间,保证大棚内作物的生长所需的气温。

技术研发人员:谢平伟;杨海玥;张杰
受保护的技术使用者:乌海昊华高科节能技术有限公司
技术研发日:2019.04.16
技术公布日:2020.06.09

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