一种日光温室水循环蓄热装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201811348099.9 (22)申请日 2018.11.13 (71)申请人 沈阳农业大学 地址 110161 辽宁省沈阳市东陵路120号 133栋1-3-2 申请人 辽宁虹圆现代农业装备技术开发有 限公司 (72)发明人 孙周平 黄文永 李天来 庞若松 佟雪姣 徐继彤 富宏丹 (74)专利代理机构 北京圣达博通知识产权代理 事务所(普通合伙) 11675 代理人 马皓 (51)Int.Cl. A01G 9/14(2006.01) A01G 9/24(2006.01) A0。

2、1G 18/60(2018.01) A01G 18/69(2018.01) A01K 1/00(2006.01) A01K 31/00(2006.01) (54)发明名称 一种日光温室水循环蓄热装置 (57)摘要 本发明涉及一种日光温室水循环蓄热装置， 包括蓄热层(2)， 该蓄热层(2)设置在日光温室北 部内侧或设置在日光温室前屋面内侧， 所述蓄热 层(2)包括透明外层(6)和透明内层(7)， 透明外 层(6)和透明内层(7)之间设置无数个大小不同、 形状各异的空气泡， 这些无数个大小不同、 形状 各异的空气泡使蓄热层(2)内部形成迷宫型水流 通道(8)。 当蓄热层设置在日光温室北部内侧时， 。

3、能够通过低碳环保的生态形式， 提高日光温室的 光照和温度性能， 解决冬季日光温室蓄热不足、 光照不均的问题； 当蓄热层设置在日光温室前屋 面内侧时， 具有蓄热和遮光双重作用， 解决了食 用菌和养殖业等对光照要求不高作物生产和动 物养殖， 既要遮光， 又要蓄热的问题。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 109156221 A 2019.01.08 CN 109156221 A 1.一种日光温室水循环蓄热装置， 包括蓄热层(2)， 该蓄热层(2)设置在日光温室北部 内侧或设置在日光温室前屋面内侧， 其特征是： 所述蓄热层(2)包括透明外层(6)和透明内 层(7)， 透明外层(6)和透明内。

4、层(7)之间设置无数个大小不同、 形状各异的空气泡， 无数个 大小不同、 形状各异的空气泡使蓄热层(2)内部形成迷宫型水流通道(8)。 2.如权利要求1所述的一种日光温室水循环蓄热装置， 其特征是： 所述空气泡包括圆球 形空气泡(9)、 椭圆形空气泡(10)及柱形空气泡(11)， 圆球形空气泡(9)、 椭圆形空气泡(10) 及柱形空气泡(11)错落地布置在蓄热层(2)内。 3.如权利要求2所述的一种日光温室水循环蓄热装置， 其特征是： 所述空气泡与透明外 层(6)和透明内层(7)一体成型。 4.如权利要求3所述的一种日光温室水循环蓄热装置， 其特征是： 所述蓄热层(2)的两 端分别设置进水管(。

5、1)和回水管(5)， 进水管(1)和回水管(5)均与迷宫型水流通道(8)相连 通。 5.如权利要求1-4任一项所述的一种日光温室水循环蓄热装置， 其特征是： 当蓄热层 (2)设置在日光温室北部内侧时， 还增设反光增温层(3)和隔热层(4)， 隔热层(4)设置在蓄 热层(2)与日光温室内壁之间， 反光增温层(3)设置在蓄热层(2)与隔热层(4)之间。 6.如权利要求5所述的一种日光温室水循环蓄热装置， 其特征是： 所述反光增温层(3) 包括密闭空腔(12)和设置在密闭空腔(12)内的反光层(13)。 7.如权利要求6所述的一种日光温室水循环蓄热装置， 其特征是： 所述反光层(13)由反 光材料组。

6、成， 其反光材料为锡箔纸、 反光膜或铝箔。 8.如权利要求7所述的一种日光温室水循环蓄热装置， 其特征是： 所述隔热层(4)由导 热率小于0.05W/mk的隔热材料组成。 9.如权利要求1-4任一项所述的一种日光温室水循环蓄热装置， 其特征是： 当蓄热层 (2)设置在日光温室前屋面内侧时， 其宽度为相邻温室骨架(15)之间跨度， 其长度小于温室 骨架(15)长度。 10.如权利要求9所述的一种日光温室水循环蓄热装置， 其特征是： 所述蓄热层(2)设置 在日光温室顶部放风口(16)和底部放风口(17)之间。 权 利 要 求 书 1/1 页 2 CN 109156221 A 2 一种日光温室水循环。

7、蓄热装置 技术领域 0001 本发明属于农业设施技术领域， 具体涉及一种日光温室水循环蓄热装置。 背景技术 0002 日光温室是目前我国北方地区重要的园艺设施类型。 传统日光温室具有三面墙一 面坡的结构特点， 这种结构不仅具有很好的采光性能， 而且由于地面和三面墙体是主要的 蓄热体， 因此， 与大型连栋温室比较， 可节约能源消耗85以上， 具有高效节能的优异特性， 促进了我国日光温室产业的快速发展， 到2016年我国日光温室面积达到1400多万亩， 年产 蔬菜1亿多吨， 产值3000亿多元， 不但解决了我国北方地区冬半年蔬菜供应难题， 而且还成 了解决三农的支柱产业， 产生了巨大的经济、 社会。

8、和生态效益。 但是在北方严寒冬季， 日光 温室的三面墙体和地面均为被动的接受太阳能， 蓄热不足、 光照不均匀， 其蓄热效果也不能 完全达到喜温型蔬菜作物生长环境要求， 尤其在冬季低温弱光条件下， 常常会出现冷害或 冻害现象， 同时， 日光温室内的光照由南向北逐渐减弱， 即温室的北侧部分光照最弱， 由此， 作物易徒长， 长势不佳， 导致作物的产量与品质下降。 在实际生产中农户常常在后墙悬挂反 光膜来解决温室北侧光照弱的问题， 如果悬挂反光膜必然影响水循环的蓄热效率。 另外， 还 有一些菌类等作物， 对光照要求不高， 农户为了减少光照， 一般都会在温室顶部设置外遮阳 网， 这样， 减少了温室中的蓄。

9、热， 不能保证日光温室的温度， 所以现有日光温室还出现了蓄 热与遮光的矛盾。 发明内容 0003 根据现有日光温室存在的问题， 本发明提供一种日光温室水循环蓄热装置， 当蓄 热层设置在日光温室北部内侧时， 能够通过低碳环保的生态形式， 提高日光温室的光照和 温度性能， 解决冬季日光温室蓄热不足、 光照不均的问题； 当蓄热层设置在日光温室前屋面 内侧时， 具有蓄热和遮光双重作用， 解决了食用菌和养殖业等对光照要求不高动植物生产 的遮光与蓄热问题。 0004 为达到以上目的， 本发明采用的技术方案是： 提供一种日光温室水循环蓄热装置， 包括蓄热层， 该蓄热层设置在日光温室北部内侧或设置在日光温室前。

10、屋面内侧， 所述蓄热 层包括透明外层和透明内层， 透明外层和透明内层之间设置无数个大小不同、 形状各异的 空气泡， 无数个大小不同、 形状各异的空气泡使蓄热层内部形成迷宫型水流通道。 0005 进一步， 如上述权利要求所述的一种日光温室水循环蓄热装置， 所述空气泡包括 圆球形空气泡、 椭圆形空气泡及柱形空气泡， 圆球形空气泡、 椭圆形空气泡及柱形空气泡错 落地布置在蓄热层内。 0006 进一步， 如上述权利要求所述的一种日光温室水循环蓄热装置， 所述空气泡与透 明外层和透明内层一体成型。 0007 进一步， 如上述权利要求所述的一种日光温室水循环蓄热装置， 所述蓄热层的两 端分别设有进水管和回。

11、水管， 进水管和回水管均与迷宫型水流通道相连通。 说 明 书 1/4 页 3 CN 109156221 A 3 0008 进一步， 如上述权利要求所述的一种日光温室水循环蓄热装置， 当蓄热层设置在 日光温室北部内侧时， 还增设反光增温层和隔热层， 隔热层设置在蓄热层与日光温室内壁 之间， 反光增温层设置在蓄热层与隔热层之间。 0009 进一步， 如上述权利要求所述的一种日光温室水循环蓄热装置， 反光增温层包括 密闭空腔和设置在密闭空腔内的反光层。 0010 进一步， 如上述权利要求所述的一种日光温室水循环蓄热装置， 所述反光层由反 光材料组成， 其反光材料为锡箔纸、 反光膜或铝箔。 0011 。

12、进一步， 如上述权利要求所述的一种日光温室水循环蓄热装置， 所述隔热层由导 热率小于0.05W/mk的隔热材料组成。 0012 进一步， 如上述权利要求所述的一种日光温室水循环蓄热装置， 当蓄热层设置在 日光温室前屋面内侧时， 其宽度为相邻温室骨架之间跨度， 其长度小于温室骨架长度。 0013 进一步， 如上述权利要求所述的一种日光温室水循环蓄热装置， 所述蓄热层设置 在日光温室顶部放风口和底部放风口之间。 0014 本发明的有益技术效果在于： 0015 1.本发明通过在日光温室北部内侧设置蓄热层， 可减缓通道内水流速度， 延长光 照时间， 提高蓄热效率， 增强日光温室的温度性能； 蓄热层的内。

13、外层均由透明材料制成， 透 明材料具有强烈的反光作用， 可提高日光温室内北侧部分的光照强度， 保证日光温室南北 之间光照比较均匀。 0016 2.本发明通过在日光温室北部内侧设置反光增温层， 该反光增温层由密闭空腔和 反光层组成， 密闭空腔具有温室效应， 反光层具有很强反光作用， 所以致使反光增温层内的 温度升高， 通过热传导， 将该热量传递给蓄热层， 进一步提高蓄热层水流的温度， 增强蓄热 层的蓄热效果。 0017 3.本发明通过在日光温室前屋面内侧设置蓄热层， 即能增加日光温室的主动蓄 热， 提高温度， 又能遮蔽阳光， 降低光照强度， 解决了遮光与蓄热的矛盾， 为食用菌和养殖业 等生产提供。

14、了有利的生存环境。 附图说明 0018 图1是本发明日光温室水循环蓄热装置的结构示意图； 0019 图2是蓄热层、 反光增温层及隔热层的结构图； 0020 图3是蓄热层的侧视图； 0021 图4是本发明蓄热装置与现有阳光板式蓄热装置冬季晴天蓄热量比较图； 0022 图5是本发明蓄热装置与现有阳光板式蓄热装置及冬季晴天时日光温室内的光照 强度发布比较图； 0023 图6是日光温室的结构示意图。 0024 图中： 0025 1-进水管 2-蓄热层 3-反光增温层 4-隔热层 5-回水管 6-透明外层 7-透明内 层 8-迷宫型水流通道 9-圆球形空气泡 10-椭圆形空气泡 11-柱形空气泡 12-。

15、密闭空腔 13-反光层 14-隔热材料 15-温室骨架 16-顶部放风口 17-底部放风口 18-卷帘 说 明 书 2/4 页 4 CN 109156221 A 4 具体实施方式 0026 下面结合附图， 对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。 0027 如图1所示， 是本发明提供的日光温室水循环蓄热装置， 该水循环蓄热装置包括蓄 热层2， 该蓄热层2设置在日光温室北部内侧或设置在日光温室前屋面内侧。 0028 如图2所示， 蓄热层2包括透明外层6和透明内层7， 透明外层6和透明内层7之间分 布无数个大小不同、 形状各异的空气泡， 这些无数个大小不同、 形状各异的空气泡使蓄热层 2内部形成。

16、迷宫型水流通道8。 空气泡包括圆球形空气泡9、 椭圆形空气泡10及柱形空气泡 11， 不限于上述三种形状空气泡， 还可以采用其它形状的空气泡。 圆球形空气泡9、 椭圆形空 气泡10及柱形空气泡11错落地分布在蓄热层2内， 如图3所示。 空气泡与蓄热层2一体成型， 确保空气泡牢固性。 透明外层6和透明内层7均由透明材料组成， 该透明材料可以是透明棚 膜， 也可以是透明的硬质PE板， 如果在弧形后墙的情况下， 透明外层最好是透明的硬质PE 板， 因透明棚膜为柔性材料， 不具有抗弯强度， 需要附加支撑结构。 0029 蓄热层2上端设置进水管1， 下端设置回水管5， 进水管1和回水管5分别与迷宫型水 。

17、流通道8相连通。 水流从进水管1进入蓄热层2内， 通过光照进行蓄热， 从回水管5流出， 返回 到蓄热水池， 通过不断的水流循环， 实现太阳能热量的主动蓄集， 最终确保寒冷冬季日光温 室日间和夜间的温度， 为作物生长创造适宜环境条件。 0030 实施例1 0031 当蓄热层2设置在日光温室北部内侧时， 还增设反光增温层3和隔热层4。 隔热层4 设置在蓄热层2与日光温室内壁之间， 反光增温层3设置在蓄热层2与隔热层4之间。 反光增 温层3包括密闭空腔12和设置在密闭空腔12内的反光层13。 密闭空腔12由透明材料围合而 成。 反光层13由反光材料组成， 其反光材料为锡箔纸、 反光膜或铝箔， 反光效。

18、果好。 隔热层4 由导热率小于0.05W/mk的隔热材料14组成， 隔热材料14可选择柔性橡塑棉保温材料、 聚 乙烯泡沫塑料或玻璃棉， 其绝热性能好， 保证反光增温层3的热量不向日光温室外流失。 0032 其中， 蓄热层2形状与日光温室北部外形相适应， 蓄热层2的厚度为2-100mm； 蓄热 层2的高度1-10m， 可根据日光温室的北部高度而定， 小于日光温室的北部高度； 蓄热层2的 宽度为0.5-3m， 平行排列在日光温室北部内侧， 根据日光温室的后墙宽度而定， 小于日光温 室的整个宽度。 密闭空腔为2-10cm。 隔热层4的厚度根据实际需要确定。 上述结构和尺寸并 不作为本发明结构和尺寸限。

19、制， 本发明蓄热层2、 反光增温层3及隔热层4的结构和尺寸均可 随日光温室的结构和尺寸做相应变化。 0033 本发明为了更好地保证寒冷冬季晚上日光温室的温度， 在日光温室的顶部外侧设 置了卷帘18， 白天卷帘18卷起， 保证日光温室正常采光， 晚上卷帘18放下， 保证日光温室的 保温。 0034 本发明在北部内侧设置蓄热层2， 蓄热层内设置无数个大小不同、 形状各异的空气 泡， 无数个大小不同、 形状各异的空气泡使蓄热层内形成迷宫型水流通道。 水流沿着不同形 状空气泡外部之间空隙流动， 水流的速度就会降低， 时间就会延长， 从而延长了光照时间， 提高了蓄热效率， 同时空气泡内形成一个温室效应，。

20、 空气泡中的温度可达到40左右， 进而 通过热传导提高水流的温度， 进一步提升水流的蓄热。 如图4所示， 是本发明水循环蓄热装 置与现有阳光板式蓄热装置冬季晴天蓄热量的比较图， 由图中可知， 新型水循环蓄热装置 比阳光板式蓄热装置蓄热量提高了26.6， 效果非常明显。 说 明 书 3/4 页 5 CN 109156221 A 5 0035 本发明在北部内侧设置反光增温层3， 反光增温层设置密闭空腔和反光层， 密闭空 腔在光照的作用下， 具有温室效应， 反光层在光照的作用下， 具有反光作用， 温室效应加反 光材料的反光， 致使反光增温层中的温度较高， 最高可达45左右。 由此， 反光增温层的高 。

21、温对蓄热层内也的水流起了进一步加温的作用。 0036 另外， 透明外层6和透明内层7及反光层13均由透明材料组成， 对日光温室北侧部 分有强烈的反光作用， 改变日光温室北侧光照弱的弊端， 使日光温室南北之间光照分布比 较均匀， 作物长势整齐， 提高产量和品质。 如图5所示， 是本发明水循环蓄热装置与现有阳光 板式蓄热装置及冬季晴天日光温室内光照强度比较图， 从图中可知， 新型水循环蓄热装置 比现有阳光板式蓄热装置光照强度提高34.5， 不仅增强了植株的光合作用， 而且促进了 作物的生长， 这对冬季低温弱光的日光温室环境来说， 意义重大。 0037 本发明在北部内侧设置隔热层4， 该隔热层4位于。

22、蓄热增光层的外侧， 紧贴日光温 室的后墙安装。 能保证反光增温层3的热量不向北部流失， 而向蓄热层2中进行热传导， 确保 蓄热层的蓄热。 0038 综上， 本发明充分利用太阳能提高水的热量和蓄热的同时， 也增强了日光温室的 光照环境， 实现了蓄热增温和反光增光的有效结合， 显著提高了日光温室光照和温度性能， 为日光温室蔬菜的节能与高效生产奠定了基础， 实现了低碳农业， 适于推广应用。 另外， 采 用该种蓄热方式， 为装配式日光温室建造提供了蓄热手段， 可以替代三面土墙和砖墙等蓄 热体功能， 不仅提高日光温室的环境控制性能， 还降低日光温室的建造成本， 提高日光温室 的标准化建造速度， 减少土墙。

23、和砖墙对土地的破坏， 保护资源环境， 且该种蓄热方式， 远远 超过土壤、 砖块和石块的蓄热效果， 是未来我国理想的日光温室蓄热体。 0039 实施例2 0040 当蓄热层2设置在日光温室前屋面内侧时， 其宽度为相邻温室骨架15之间跨度， 其 长度小于温室骨架15长度。 为了保证日光温室的正常通风， 蓄热层2可设置在日光温室顶部 放风口16和底部放风口17之间， 如图6所示。 0041 对于食用菌栽培， 即使在冬季严寒季节， 如香菇等食用菌仍然需要一定比较弱的 光照， 同时还需要蓄积一定的热量来保证晚上的温度。 因此， 将蓄热层单独安装在日光温室 顶部相邻骨架之间， 既可以实现白天遮光， 又达到。

24、蓄热的目的， 从而保证晚上日光温室的热 量与温度需求， 避免使用遮阳网， 既减少遮光又减少蓄热的弊端。 此外， 在夏季高温季节， 采 用地下水， 通过蓄热层的循环， 还可以显著降低日光温室内的温度。 0042 本发明所说的北部是指阴面、 背光面。 0043 本发明的日光温室水循环蓄热装置并不限于上述具体实施方式， 本领域技术人员 根据本发明的技术方案得出其他的实施方式， 同样属于本发明的技术创新范围。 说 明 书 4/4 页 6 CN 109156221 A 6 图1 图2 图3 说 明 书 附 图 1/2 页 7 CN 109156221 A 7 图4 图5 图6 说 明 书 附 图 2/2 页 8 CN 109156221 A 8 。