一種與溫室建筑一體化的供熱系統技術方案

本發明專利技術公開了一種與溫室建筑一體化的供熱系統，該系統包括：主動集熱裝置、保溫蓄熱水箱、輔助加熱裝置、遮陽裝置、熱水輸送管路、散熱裝置以及溫度傳感控制裝置；主動集熱裝置由菲涅爾透鏡陣列、透鏡陣列骨架和吸收器組成；主動集熱裝置安裝在溫室緩沖間屋頂，和溫室建筑形成一體；保溫蓄熱水箱放置在溫室緩沖間內，采用不銹鋼內膽，中間聚氨酯噴涂保溫，外面附加彩鋼板；輔助加熱裝置位于保溫蓄熱水箱中。本發明專利技術供熱系統能夠充分地收集和利用太陽輻射熱，替代傳統燃煤鍋爐的供暖系統，供暖過程不產生任何污染；本發明專利技術供熱系統的蓄熱水箱可以在夜晚放熱，使水保持較高的溫度；本發明專利技術供熱系統造價低廉。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及農業工程
，更具體涉及一種與溫室建筑一體化的供熱系統。
技術介紹
適宜的溫度是保證植物生長的必要因素，溫室內部的溫度易受外界影響，冬季經常出現不能滿足植物生長要求的低溫現象。在一些特殊設計的溫室中，更容易出現這種情況。比如，近些年來新興發展的陰陽溫室，由于其陰棚處于北向背陰面，不能直接得到太陽熱輻射，因此冬季陰棚內的溫度比普通的日光溫室更低。在我國北方的冬季，如何在寒冷的室外氣象條件下，保證溫室保持適于植物生長的溫度條件，是溫室設計、建造和使用中最重要的問題。傳統的溫室供暖方式通常采用燃煤鍋爐加熱，來提高室內溫度，這種加熱方式不僅投資和運行費用高、效率低，而且還會產生大量的有害氣體，對環境造成污染。有關資料顯示，我國是太陽能資源十分豐富的國家，三分之二的國土面積年日照量在2200小時以上，年輻射總量大約在每年3340～8360MJ/平方米，相當于110～250kg標準煤/平方米。從全國太陽年輻射總量的分布來看，西藏、青海、新疆、內蒙古南部、山西、陜西北部、河北、山東、遼寧、吉林西部等廣大地區的太陽輻射總量很大。如果能利用好太陽能這種取之不盡、用之不竭的清潔可再生能源，為溫室生產提供加熱，將會大大減少對燃煤的依賴，實現溫室的節能高效生產。另外，經過一體化設計的供熱系統和溫室建筑相結合，可以有效的利用溫室建筑的屋頂空間，在外觀上可以與建筑和諧統一，有利于r>形成有個性的溫室建筑藝術形象。
技術實現思路
(一)要解決的技術問題本專利技術要解決的技術問題就是如何充分地收集和利用太陽輻射熱，替代傳統燃煤鍋爐的供暖系統，供暖過程不產生任何污染；如何充分吸收太陽輻射熱，能有效節省能源，實現溫室的低碳節能高效生產；如何使一體化設計的供熱系統和溫室建筑相結合，有效的利用溫室建筑的屋頂空間，在外觀上與建筑和諧統一，有利于形成有個性的溫室建筑藝術形象；如何采用自動化控制，有利于精確控制溫室內的小環境；如何保溫蓄熱使夜晚放熱，繼續加熱水箱中的水，使水保持較高的溫度，節省能源；而且方便更換構件，降低成本；從而提供一種與溫室建筑一體化的供熱系統。(二)技術方案為了解決上述技術問題，本專利技術提供了一種與溫室建筑一體化的供熱系統，所述系統包括：主動集熱裝置、保溫蓄熱水箱、輔助加熱裝置、遮陽裝置、熱水輸送管路、散熱裝置以及溫度傳感控制裝置；主動集熱裝置由菲涅爾透鏡陣列、透鏡陣列骨架和吸收器組成；主動集熱裝置安裝在溫室緩沖間(管理房)屋頂，和溫室建筑形成一體，用于收集、聚集和吸收太陽輻射熱；保溫蓄熱水箱放置在溫室緩沖間(管理房)內，采用不銹鋼內膽，中間聚氨酯保溫墊層，外面附加彩鋼板，用于儲存主動集熱裝置加熱的熱水；輔助加熱裝置位于保溫蓄熱水箱中，用于保證全天候的熱水供應；遮陽裝置由半圓形輕鋼骨架、遮陽幕布以及驅動機組成，主要用于夏季溫度過高或者維修時來遮擋陽光；熱水輸送管路用于向溫室內輸送熱水；散熱裝置用于提升溫室內的土壤地溫及溫室內空氣溫度；溫度傳感控制裝置由溫度傳感器、電磁閥、溫度控制器和循環水泵組成，電磁閥與溫度控制器以及循環水泵相連接，在達到一定的溫度要求時，控制電磁閥以及循環水泵的開啟或關閉，從而實現溫室供熱的自動化控制。優選地，所述的透鏡陣列骨架是由半圓球形的輕鋼骨架相互交錯形成固定的網格，陣列骨架直接與溫室緩沖間屋頂上預埋的鐵件相連接。優選地，所述的菲涅爾透鏡陣列是在半圓球形的輕鋼骨架網格中，鑲嵌多個菲涅爾透鏡，透鏡焦點位于吸收器表面，焦距為菲涅爾透鏡到吸收器表面切線的距離。優選地，所述的吸收器是采用鋼板制作成半球形內空容器，外面涂太陽能選擇性涂層；吸收器外接冷水進水管與熱水出水管。優選地，所述的溫室緩沖間，其位置設在溫室一側，屋面采用平屋頂，屋面板采用鋼筋混凝土板，主動集熱裝置安裝在屋面板上，主動集熱裝置與屋面板之間設置聚氨酯保溫墊層。優選地，所述的保溫蓄熱水箱的內膽外面再附加一層鋼板，兩層鋼板之間采用蓄熱材料填充。優選地，所述的輔助加熱裝置位于保溫蓄熱水箱中，采用電加熱方式；當保溫蓄熱水箱內的水溫低于某限值時，可以自動開啟，用于保證全天候的熱水供應；當保溫蓄熱水箱內的水溫高于某限值時，可以自動關閉以節省能源；所述的輔助加熱裝置采用手動開啟和自動開啟兩種方式。優選地，所述的遮陽裝置安裝在主動集熱裝置外側，半圓形輕鋼骨架根數為三根，遮陽幕布和輕鋼骨架通過卡槽和卡簧相連接，以主動集熱裝置的直徑為轉動軸進行轉動，轉動的方式采用手動或者齒輪驅動機驅動。優選地，所述的主動集熱裝置出水口以及保溫蓄熱水箱中設置溫度傳感器，當集熱裝置內熱水溫度達到設定的溫度時，溫度控制器命令電磁閥啟動，將熱水排入保溫蓄熱水箱中，提升保溫蓄熱水箱內的水溫；當集熱裝置內水溫低于設定的溫度時，溫度控制器命令電磁閥啟動，將水排入保溫蓄熱水箱中，實現排空防凍。優選地，所述的保溫蓄熱水箱中的水位達到設定的上限位置時，電磁閥關閉；當主動集熱裝置內熱水溫度與保溫蓄熱水箱中的水的溫差達到設定的上限時，循環水泵啟動，提升保溫蓄熱水箱內的水溫；當主動集熱裝置內熱水溫度與保溫蓄熱水箱中的水的溫差達到設定的下限時，循環水泵停止工作。(三)有益效果本專利技術供熱系統能夠充分地收集和利用太陽輻射熱，替代傳統燃煤鍋爐的供暖系統，供暖過程不產生任何污染；本專利技術供熱系統能夠充分吸收太陽輻射熱，能有效節省能源，實現溫室的低碳節能高效生產；經過一體化設計的供熱系統和溫室建筑相結合，可以有效的利用溫室建筑的屋頂空間，在外觀上可以與建筑和諧統一，有利于形成有個性的溫室建筑藝術形象；采用自動化控制，有利于精確控制溫室內的小環境；易于更換構件，造價相對比較低廉；保溫蓄熱水箱可以在夜晚放熱，繼續加熱水箱中的水，使水保持較高的溫度，節省能源。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1是溫室南立面示意圖；圖2是溫室側立面示意圖；圖3是溫室屋頂示意圖；圖4是溫室管理房及主動集熱裝置示意圖；圖5是本專利技術供熱系統運行原理圖；附圖標記：1、菲本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種與溫室建筑一體化的供熱系統，其特征在于，該系統包括：主動集熱裝置、保溫蓄熱水箱、輔助加熱裝置、遮陽裝置、熱水輸送管路、散熱裝置以及溫度傳感控制裝置；主動集熱裝置由菲涅爾透鏡陣列、透鏡陣列骨架和吸收器組成；主動集熱裝置安裝在溫室緩沖間屋頂，和溫室建筑形成一體；保溫蓄熱水箱放置在溫室緩沖間內，采用不銹鋼內膽，中間聚氨酯保溫墊層，外面附加彩鋼板；輔助加熱裝置位于保溫蓄熱水箱中；遮陽裝置由半圓形輕鋼骨架、遮陽幕布以及驅動機組成；熱水輸送管路連接保溫蓄熱水箱和散熱裝置，散熱裝置采用溫室內安裝或者土中埋管的方式；溫度傳感控制裝置由溫度傳感器、電磁閥、溫度控制器和循環水泵組成，電磁閥與溫度控制器以及循環水泵相連接。

【技術特征摘要】
1.一種與溫室建筑一體化的供熱系統，其特征在于，該系統包括：
主動集熱裝置、保溫蓄熱水箱、輔助加熱裝置、遮陽裝置、熱水輸送
管路、散熱裝置以及溫度傳感控制裝置；主動集熱裝置由菲涅爾透鏡
陣列、透鏡陣列骨架和吸收器組成；主動集熱裝置安裝在溫室緩沖間
屋頂，和溫室建筑形成一體；保溫蓄熱水箱放置在溫室緩沖間內，采
用不銹鋼內膽，中間聚氨酯保溫墊層，外面附加彩鋼板；輔助加熱裝
置位于保溫蓄熱水箱中；遮陽裝置由半圓形輕鋼骨架、遮陽幕布以及
驅動機組成；熱水輸送管路連接保溫蓄熱水箱和散熱裝置，散熱裝置
采用溫室內安裝或者土中埋管的方式；溫度傳感控制裝置由溫度傳感
器、電磁閥、溫度控制器和循環水泵組成，電磁閥與溫度控制器以及
循環水泵相連接。
2.根據權利要求1所述的與溫室建筑一體化的供熱系統，其特征
在于，所述的透鏡陣列骨架是由半圓球形的輕鋼骨架相互交錯形成固
定的網格，陣列骨架直接與溫室緩沖間屋頂上預埋的鐵件相連接。
3.根據權利要求2所述的與溫室建筑一體化的供熱系統，其特征
在于，所述的菲涅爾透鏡陣列是在半圓球形的輕鋼骨架網格中，鑲嵌
多個菲涅爾透鏡，透鏡焦點位于吸收器表面，焦距為菲涅爾透鏡到吸
收器表面切線的距離。
4.根據權利要求1所述的與溫室建筑一體化的供熱系統，其特征
在于，所述的吸收器是采用鋼板制作成半球形內空容器，外面涂太陽
能選擇性涂層；吸收器外接冷水進水管與熱水出水管。
5.根據權利要求1所述的與溫室建筑一體化的供熱系統，其特征
在于，所述的溫室緩沖間，其位置設在溫室一側，屋面采用平屋頂，
屋面板采用鋼筋混凝土板，主動集熱裝置安裝在屋面板上，主動集熱
裝置與屋面板之間設置聚氨酯保溫墊層。
...

【專利技術屬性】
技術研發人員：傅澤田，馬云飛，李鑫星，張領先，溫皓杰，呂雄杰，郭蕾，劉菲，陳迪，李慧玲，
申請(專利權)人：中國農業大學，
類型：發明
國別省市：北京;11