一種可提供陽光大棚儲熱和換氣功能的太陽能熱水器系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種可提供陽光大棚儲熱和換氣功能的太陽能熱水器系統(tǒng)，包括太陽能集熱水箱、相變儲熱墻和保溫箱，所述太陽能集熱水箱出水端與相變儲熱墻連通，所述相變儲熱墻與保溫箱連通，所述保溫箱與太陽能集熱水箱連通，形成熱源循環(huán)回路；所述相變保溫箱分別與進氣管道和出氣管道連接，所述進氣管道與陽光大棚內(nèi)側(cè)的進氣扇連接，所述出氣管道與陽光大棚內(nèi)側(cè)的出氣扇連接。本實用新型具備性能優(yōu)良，安全可靠，儲熱和集熱溫度穩(wěn)定，智能化程度高，造價低，耗電量小和無污染等優(yōu)點，更能有效地合理利用和回收熱能。
【專利說明】一種可提供陽光大棚儲熱和換氣功能的太陽能熱水器系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種陽光溫室大棚，尤其是涉及一種可提供陽光大棚的儲熱和換氣功能的太陽能熱水器系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著可持續(xù)發(fā)展觀的提出，節(jié)能減排也開始引起了人們廣泛的關(guān)注，而節(jié)能減排在農(nóng)業(yè)中的一大體現(xiàn)即為溫室大棚。近年來溫室產(chǎn)業(yè)在我國發(fā)展迅速，已成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的生長點和助推器，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的代表模式和發(fā)展方向。日光溫室產(chǎn)業(yè)作為我國實施農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)中的主體，已開始成為農(nóng)業(yè)種植業(yè)中利益最高的產(chǎn)業(yè)。它為解決長期困擾我國北方地區(qū)冬季的蔬菜淡季供應(yīng)，增加農(nóng)民收入，節(jié)約能源，安置就業(yè)，避免溫室加溫造成的環(huán)境污染，穩(wěn)定社會等均做出了歷史貢獻。如何建造新型的日光溫室大棚，營造良好的自然環(huán)境顯得尤為重要。但是現(xiàn)有溫室大棚普遍存在儲熱裝置不夠完善，沒有恒溫裝置和大棚內(nèi)的換氣裝置，所以不完全符合植物自然生長和有效發(fā)揮光合作用和呼吸作用。
[0003]綜合所述:現(xiàn)有陽光溫室大棚存在儲熱效果不夠理想，夜間棚內(nèi)氧氣的含量少，沒有換氣功能，缺乏智能控制系統(tǒng)等不足。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實用新型提供一種可提供陽光大棚儲熱和換氣功能的太陽能熱水器系統(tǒng)，解決了陽光大棚夜間或陰雨天存在儲熱效果不夠理想，夜間棚內(nèi)氧氣的含量少，沒有換氣功能，缺乏智能控制系統(tǒng)等不足點。
[0005]技術(shù)方案:為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案如下:
[0006]一種可提供陽光大棚儲熱和換氣功能的太陽能熱水器系統(tǒng)，包括太陽能集熱水箱、相變儲熱墻和保溫箱，所述太陽能集熱水箱出水端與相變儲熱墻連通，所述相變儲熱墻與保溫箱連通，所述保溫箱與太陽能集熱水箱連通，形成熱源循環(huán)回路；所述保溫箱分別與進氣管道和出氣管道連接，所述進氣管道與陽光大棚內(nèi)側(cè)的進氣扇連接，所述出氣管道與陽光大棚內(nèi)側(cè)的出氣扇連接。通過太陽能集熱水箱中的熱源、相變儲熱墻以及保溫箱解決夜間和陰雨天陽光大棚內(nèi)的儲熱效果不理想缺點。
[0007]進一步的，所述保溫箱設(shè)置在地表以下，所述保溫箱內(nèi)設(shè)置有潛水式冷熱交換器，所述潛水式冷熱交換器的兩端分別與進氣管道和出氣管道連接。保溫箱的設(shè)置為系統(tǒng)提供了除了相變儲熱墻以外的第二次儲熱，這樣可以充分有效地回收熱能。更重要的是太陽能集熱水箱、相變儲熱墻、保溫箱有機結(jié)合，使集熱、儲熱和放熱結(jié)合為一體。
[0008]進一步的，所述保溫箱內(nèi)的潛水式冷熱交換器的一端與三向換向閥的一正路端連接，所述三向換向閥的另一正路端與進氣扇連接，所述潛水式冷熱交換器的另一端與出氣管道連接，出氣管道的另一端與出氣扇連接。所述三向換向閥的旁路端還連接有設(shè)置在陽光大棚上的換氣扇。通過三通換向閥連接的進氣扇不僅實現(xiàn)陽光大棚內(nèi)部的供暖，還可以通過換氣扇保證夜間陽光大棚內(nèi)的充足的氧氣含量。
[0009]進一步的,還包括定時器,所述定時器的信號輸出端與換氣扇連接,所述換氣扇連通陽光大棚內(nèi)外換氣。通過定時器實現(xiàn)陽光大棚在夜間的內(nèi)外換氣，智能化給陽光大棚內(nèi)的種植物提供充足的氧氣。
[0010]進一步的，所述相變儲熱墻包括若干根相互串通的儲熱管和相變蓄熱器，所述每根儲熱管相互平行與地面垂直設(shè)置，所述每根儲熱管內(nèi)均設(shè)置有相變蓄熱器，所述相變蓄熱器為圓筒體結(jié)構(gòu)，在相變蓄熱器內(nèi)裝有相變蓄熱材料石蠟。相變儲熱墻在夜間或陰雨天可以將儲存的熱量釋放出來，以確保陽光大棚內(nèi)夜間或陰雨天氣的最低溫度，這樣也充分發(fā)揮了儲熱管與保溫箱儲熱的功能。
[0011]進一步的，在所述相變儲熱墻一側(cè)的儲熱管內(nèi)設(shè)置有陶瓷加熱棒，所述在相變儲熱墻另一側(cè)的儲熱管內(nèi)設(shè)置有儲熱管溫度傳感器連有儲熱管溫控開關(guān)，所述儲熱管溫度傳感器控制陶瓷加熱棒的工作狀態(tài)，根據(jù)儲熱管溫度傳感器的設(shè)定值，當儲熱管溫度傳感器測得儲熱管內(nèi)的水溫高于或低于某一設(shè)定值時關(guān)閉或啟動陶瓷加熱棒。所述儲熱管溫度傳感器的信號輸出端與儲熱管溫控開關(guān)的信號輸入端連接，所述儲熱管溫控開關(guān)的信號輸出端與陶瓷加熱棒的信號輸入端連接。
[0012]進一步的，所述太陽能集熱水箱與相變儲熱墻之間的連通管道設(shè)置有第一電子截止閥，所述相變儲熱墻與保溫箱之間的連通管道設(shè)置有第二電子截止閥，所述保溫箱與太陽能集熱水箱之間的連通管道設(shè)置有循環(huán)泵；還設(shè)置有時間繼電器，所述時間繼電器的信號輸出端分別與第一電子截止閥、第二電子截止閥和循環(huán)泵連接。通過時間繼電器智能化實現(xiàn)陽光大棚內(nèi)的供暖。
[0013]有益效果:本實用新型具備性能優(yōu)良，安全可靠，儲熱和集熱溫度穩(wěn)定，智能化程度高，造價低，耗電量小和無污染等優(yōu)點，更能有效地合理利用和回收熱能。當陽光大棚內(nèi)的儲熱效果不好或在夜間和陰雨天時，可以及時通過系統(tǒng)智能化實現(xiàn)陽光大棚內(nèi)的充足供暖，夜間陽光大棚內(nèi)需要充足氧氣時，也可以智能化通過換氣扇實現(xiàn)陽光大棚內(nèi)外的空氣流通，給種植物提供充分的氧氣供給。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]附圖1為本實用新型系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]附圖2為本實用新型陽光大棚的內(nèi)布局構(gòu)造圖。

【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本實用新型作更進一步的說明。
[0017]如附圖1、2所示，一種可提供陽光大棚儲熱和換氣功能的太陽能熱水器系統(tǒng)，包括太陽能集熱水箱1、相變儲熱墻13和保溫箱22 ;所述太陽能集熱水箱I上部設(shè)有進水管3，下部設(shè)有日常用水出水管8，提供日常的太陽能集熱水箱I的日常進出水供應(yīng)。所述太陽能集熱水箱I出水端通過熱源出水管10與相變儲熱墻13連通，所述相變儲熱墻13與保溫箱22連通，所述保溫箱22通過熱源回水管11與太陽能集熱水箱I連通，形成熱源循環(huán)回路，其中所述相變儲熱墻13設(shè)置在陽光大棚的內(nèi)部，在陽光大棚的頂部設(shè)置太陽能集熱水箱1，所述保溫箱22設(shè)置在地表以下。所述保溫箱22分別與進氣管道24和出氣管道28連接，所述進氣管道24與陽光大棚內(nèi)側(cè)的進氣扇27連接，所述出氣管道28與陽光大棚內(nèi)側(cè)的出氣扇29連接。所述陽光大棚由鋼架立柱、棚膜骨架、棚頂、卷簾機和保溫簾組成。
[0018]所述保溫箱22的內(nèi)桶體材料均為不銹鋼，可以防止保溫箱22和各配件長期與集熱水接觸而生銹，所述內(nèi)桶體外層覆蓋有高效保溫材料，防止與外界有冷熱交換，所有外管道或入墻管道選擇為PVC管，管體外層覆蓋有高效保溫材料。所述保溫箱22內(nèi)設(shè)置有潛水式冷熱交換器23，所述潛水式冷熱交換器23的兩端分別與進氣管道24和出氣管道28連接。所述潛水式冷熱交換器23的一端穿過保溫箱22的一側(cè)端板與三通換向閥25的一正路端連接，所述三通換向閥25的另一正路端與進氣管道24 —端連接，進氣管道24另一端與進氣扇27連接，所述潛水式冷熱交換器23的另一端穿過保溫箱22的另一側(cè)端板與出氣扇管道28連接，所述三通換向閥25的旁路端還連接有設(shè)置在陽光大棚上的換氣扇31。還包括定時器20,所述定時器的信號輸出端與換氣扇31連接,所述換氣扇31連通陽光大棚內(nèi)外換氣。夜間，陽光大棚內(nèi)的種植物的生長需要大量氧氣，系統(tǒng)換氣時通過定時器調(diào)整三通換向閥的工作狀態(tài)，關(guān)閉三通換向閥25的一側(cè)正路端的進氣端口，同時打開三通換向閥的旁路端端口，所述換氣扇管道30通過換氣扇31從溫室大棚外抽取戶外空氣輸送到溫室陽光大棚內(nèi)，同時將陽光大棚內(nèi)的氣體排到戶外。需要供暖時，關(guān)閉三通換向閥25的旁路端端口，打開三通換向閥25的一側(cè)正路端的進氣端口。本實用新型設(shè)定系統(tǒng)工作時定時器按設(shè)定值每兩個小時傳遞信號給智能三通換向閥25，這時進氣扇27和三通換向閥25的正路端的進氣端口自動關(guān)閉，芳路端端口和換氣扇31自動打開，智能化切換到換氣程序，系統(tǒng)進入換氣程序半小時后再自動關(guān)閉三通換向閥25的旁路端端口，打開正路端的進氣端口，進入供暖程序。
[0019]所述相變儲熱墻13為長方體木制框架結(jié)構(gòu)，所述木制框架由實木方條和保溫板制作，木框框架規(guī)格為高2000mm，寬6000mm，厚150mm，所述在木制框架內(nèi)設(shè)有相變儲熱墻13，所述在木制框架上設(shè)有電子保溫門33。所述相變儲熱墻13包括若干根相互串通的儲熱管14和相變蓄熱器15，所述儲熱管14通過保溫定位板組成儲熱管排，所述每根儲熱管14相互平行與地面垂直設(shè)置，所述每根儲熱管14內(nèi)均設(shè)置有相變蓄熱器15，所述相變蓄熱器15為圓筒體結(jié)構(gòu)，在相變蓄熱器15內(nèi)裝有相變蓄熱材料石蠟19，相變蓄熱器15內(nèi)的相變蓄熱材料石蠟19起到蓄熱和放熱功能實現(xiàn)陽光大棚內(nèi)的供暖。
[0020]在所述相變儲熱墻13 —側(cè)的儲熱管14內(nèi)設(shè)置有陶瓷加熱棒18，所述在相變儲熱墻13另一側(cè)的儲熱管14內(nèi)設(shè)置有儲熱管溫度傳感器7連有儲熱管溫控開關(guān)17，所述儲熱管溫度傳感器7的信號輸出端與儲熱管溫控開關(guān)17的信號輸入端連接，所述儲熱管溫控開關(guān)17的信號輸出端與陶瓷加熱棒18的信號輸入端連接。所述儲熱管溫度傳感器7控制陶瓷加熱棒18的工作狀態(tài)，根據(jù)儲熱管溫度傳感器7的設(shè)定讀數(shù)，本實用新型中，當儲熱管14內(nèi)的水溫低于55度時啟動陶瓷加熱棒18，當儲熱管14內(nèi)的水溫高于65度時，智能化關(guān)閉陶瓷加熱棒18，這樣就能保證進入保溫箱22的熱源仍然滿足供暖要求，所述陶瓷加熱棒18設(shè)置有缺水自停裝置，確保了系統(tǒng)的安全性。
[0021]太陽能集熱水箱I中的熱水經(jīng)過相變儲熱墻13和保溫箱22時，可以將熱水的熱量分別儲存在相變儲熱墻13和保溫箱22中；在夜間或陰雨天氣時，太陽能集熱水箱I中的熱水達不到一定溫度，此時太陽能集熱水箱I內(nèi)的熱水經(jīng)過相變儲熱墻13時由陶瓷加熱棒18輔助加熱，這樣就能保證流入保溫箱22內(nèi)的水溫滿足供暖要求，夜間相變儲熱墻13內(nèi)的儲熱管14向大棚內(nèi)散熱時，為了防止棚內(nèi)的氣流形成冷區(qū)和熱區(qū)，系統(tǒng)還可根據(jù)陽光大棚內(nèi)的溫度傳感器啟動大棚內(nèi)的氣流循環(huán)系統(tǒng)中的進氣扇27和出氣扇29。
[0022]所述太陽能集熱水箱I與相變儲熱墻13之間的連通管道設(shè)置有第一電子截止閥12，所述相變儲熱墻13與保溫箱22之間的連通管道設(shè)置有第二電子截止閥16，所述保溫箱22與太陽能集熱水箱I之間的連通管道設(shè)置有循環(huán)泵32 ;還設(shè)置有時間繼電器26，所述時間繼電器26的信號輸出端分別與第一電子截止閥12、第二電子截止閥16和循環(huán)泵32連接。
[0023]本實用新型中應(yīng)用在陽光大棚夜間供暖時，根據(jù)時間繼電器26的設(shè)定讀數(shù)，上午8時傳遞信號給第一電子截止閥12,智能化打開第一電子截止閥12,將太陽能集熱水箱I的熱水流入到陽光大棚內(nèi)相變儲熱墻13的相變蓄熱管14內(nèi)，此時的第二電子截止閥16處于關(guān)閉狀態(tài)，初次使用時，打開太陽能集熱水箱I中進水管3通過自動給水電子進水閥2自動給水，直至太陽能集熱水箱I中再次水滿。根據(jù)設(shè)定二十分鐘后第一電子截止閥自動關(guān)閉，這時相變儲熱墻13內(nèi)的儲熱管14內(nèi)的水位已達到設(shè)定值。根據(jù)時間繼電器26的設(shè)定讀數(shù)，晚上6時傳遞信號給第二電子截止閥16，智能化打開第二電子截止閥16，將相變儲熱墻13內(nèi)的熱水排入保溫箱22，二十分鐘后第二電子截止閥16智能化關(guān)閉，從當天晚上6時到第二天上午8時20分保溫箱22內(nèi)盛滿熱水，潛水式冷熱交換器23完全浸置于熱水中，此時根據(jù)陽光大棚內(nèi)部的溫度需要，陽光大棚內(nèi)的溫度傳感器啟動大棚內(nèi)的氣流循環(huán)系統(tǒng)中的進氣扇27和出氣扇29。根據(jù)時間繼電器26的設(shè)定讀數(shù)第二天上午8時再次傳遞信號給第一電子截止閥12，智能化打開第一電子截止閥12，將太陽能集熱水箱I的熱水流入溫室大棚的相變儲熱墻13的儲熱管14內(nèi)，此時的第二電子截止閥仍處于關(guān)閉狀態(tài)，二十分鐘后第一電子截止閥自動關(guān)閉。根據(jù)時間繼電器的設(shè)定讀數(shù)上午8時20分傳遞信號給循環(huán)泵32，智能化啟動循環(huán)泵32，將保溫箱22內(nèi)的溫水輸送到太陽能集熱水箱I內(nèi)，這樣就完成了一個水循環(huán)供暖的周期。在不需要更換本實用新型系統(tǒng)內(nèi)部的熱源水時，自動給水電子進水閥2處于關(guān)閉狀態(tài)。
[0024]本實用新型陽光大棚應(yīng)用在陰雨天氣供暖時，由于相變儲熱墻13具備加熱、儲熱、放熱能力，這樣就能確保進入保溫箱22的熱源仍然滿足供暖溫度要求。
[0025]在所述太陽能集熱水箱I內(nèi)設(shè)置有加熱器溫度傳感器5、加熱器溫控開關(guān)6和電輔助加熱器4 ;所述加熱器溫度傳感器5的信號輸出端與加熱器溫控開關(guān)6的信號輸入端連接，所述加熱器溫控開關(guān)6的信號輸出端與電輔助加熱器4的信號輸入端連接。當遇到陰雨天氣太陽能無法提供足量的熱量供熱時，可以通過電輔助加熱器4智能化供熱。
[0026]在所述集熱水箱內(nèi)壁上端安裝有水位控制器9，所述水位控制器9的信號輸出端與自動給水電子進水閥2的信號輸入端連接。當太陽能集熱水箱中的水量高于某一設(shè)定值時，可以自動停止供水。
[0027]太陽能溫室大棚在夜間，沒有太陽能輻射時溫室仍然會向外界散發(fā)熱量，這時溫室處于降溫狀態(tài)，為了減少散熱，故夜間要在溫室外部加蓋保溫層21。設(shè)置在陽光溫室大棚內(nèi)的相變儲熱墻13夜間可以將白天儲存的熱量釋放出來，以確保溫室夜間的最低溫度，同時可根據(jù)陽光大棚內(nèi)的溫度傳感器啟動大棚內(nèi)的氣流循環(huán)系統(tǒng)中的進氣扇27和出氣扇29。
[0028]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出:對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種可提供陽光大棚儲熱和換氣功能的太陽能熱水器系統(tǒng)，其特征在于:包括太陽能集熱水箱(I)、相變儲熱墻(13)和保溫箱(22)，所述太陽能集熱水箱(I)出水端與相變儲熱墻(13)連通，所述相變儲熱墻(13)與保溫箱(22)連通，所述保溫箱(22)與太陽能集熱水箱(I)連通，形成熱源循環(huán)回路；所述保溫箱(22)分別與進氣管道(24)和出氣管道(28)連接，所述進氣管道(24)與陽光大棚內(nèi)側(cè)的進氣扇(27)連接，所述出氣管道(28)與陽光大棚內(nèi)側(cè)的出氣扇(29)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種可提供陽光大棚儲熱和換氣功能的太陽能熱水器系統(tǒng)，其特征在于:所述保溫箱(22)設(shè)置在地表以下，所述保溫箱(22)內(nèi)設(shè)置有潛水式冷熱交換器(23)，所述潛水式冷熱交換器(23)的兩端分別與進氣管道(24)和出氣管道(28)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種可提供陽光大棚儲熱和換氣功能的太陽能熱水器系統(tǒng)，其特征在于:所述保溫箱(22)內(nèi)的潛水式冷熱交換器(23)的一端與三向換向閥(25)的一正路端連接，所述三向換向閥(25)的另一正路端與進氣扇(27)連接，所述潛水式冷熱交換器(23)的另一端與出氣管道(28)連接，出氣管道的另一端與出氣扇(27)連接，所述三向換向閥(25)的旁路端還連接有設(shè)置在陽光大棚上的換氣扇(31)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種可提供陽光大棚儲熱和換氣功能的太陽能熱水器系統(tǒng)，其特征在于:還包括定時器，所述定時器的信號輸出端與換氣扇(31)連接，所述換氣扇(31)連通陽光大棚內(nèi)外換氣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種可提供陽光大棚儲熱和換氣功能的太陽能熱水器系統(tǒng)，其特征在于:所述相變儲熱墻(13)包括若干根相互串通的儲熱管(14)和相變蓄熱器(15)，所述每根儲熱管(14)相互平行與地面垂直設(shè)置，所述每根儲熱管(14)內(nèi)均設(shè)置有相變蓄熱器(15)，所述相變蓄熱器(15)為圓筒體結(jié)構(gòu)，在相變蓄熱器(15)內(nèi)裝有相變蓄熱材料石臘(19)ο
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種可提供陽光大棚儲熱和換氣功能的太陽能熱水器系統(tǒng)，其特征在于:所述太陽能集熱水箱(I)與相變儲熱墻(13)之間的連通管道設(shè)置有第一電子截止閥(12)，所述相變儲熱墻(13)與保溫箱(22)之間的連通管道設(shè)置有第二電子截止閥(16)，所述保溫箱(22)與太陽能集熱水箱(I)之間的連通管道設(shè)置有循環(huán)泵(37);還設(shè)置有時間繼電器(26),所述時間繼電器(26)的信號輸出端分別與第一電子截止閥(12)、第二電子截止閥(16)和循環(huán)泵(32)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種可提供陽光大棚儲熱和換氣功能的太陽能熱水器系統(tǒng)，其特征在于:在所述相變儲熱墻(13) —側(cè)的相變傳熱管(14)內(nèi)設(shè)置有陶瓷加熱棒(18)，所述在相變儲熱墻(13)另一側(cè)的儲熱管(14)內(nèi)設(shè)置有儲熱管溫度傳感器(7)連有儲熱管溫控開關(guān)(17)，所述儲熱管溫度傳感器(7)的信號輸出端與儲熱管溫控開關(guān)(17)的信號輸入端連接，所述儲熱管溫控開關(guān)(17)的信號輸出端與陶瓷加熱棒(18)的信號輸入端連接。
【文檔編號】F24J2/34GK203980676SQ201420392112
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月15日
【發(fā)明者】楊斯涵 申請人:東南大學