[發明專利]主動式太陽能溫室及高效節能運行控制方法

在審

• 申請號: 202210476332.1
• 申請日: 2022-04-29
• 公開（公告）號: CN114711065A
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 張義;徐微微;馬承偉;程瑞鋒
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院農業環境與可持續發展研究所
• 主分類號: A01G9/14
• 分類號: A01G9/14;A01G9/24;A01G9/26;F24S10/50;G01K1/143;G01K13/00;G05D23/20
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 胡程瀟

本發明提供一種主動式太陽能溫室及高效節能運行控制方法，主動式太陽能溫室包括復合式水墻、水屋架、蓄水池、第一潛水泵和第二潛水泵，復合式水墻包括水墻和保溫墻板，水屋架搭接在北坡與保溫墻板的連接處，水墻的下端適于通過第一供水管道與設置于蓄水池內的第一潛水泵相連通，水墻的上端適于通過第一回水管道與蓄水池相連通，水屋架內置換熱通道，換熱通道的下端適于通過第二供水管道與設置于蓄水池內的第二潛水泵相連通，換熱通道的上端適于通過第二回水管道與蓄水池相連通。具有較高的夜間溫度水平，同時還能夠改善日間高溫情況，為喜溫作物在寒冷冬季的生長提供優良的熱環境。

技術領域

本發明涉及溫室環境工程領域，尤其涉及一種主動式太陽能溫室及高效節能運行控制方法。

背景技術

日光溫室是我國北方地區優良的園藝設施，相比于塑料大棚和玻璃溫室，具有顯著的節能性，能夠在不加溫或少加溫的條件下，進行嚴寒地區果蔬的越冬生產。日光溫室的蓄放熱功能是其主要的節能機制之一。傳統日光溫室的蓄放熱主要是北墻在日間吸收并蓄積室內太陽能熱量，并在夜間進行釋放，以維持室內夜間溫度。但是，受限于墻體材料(磚或夯實土)傳熱緩慢，北墻難以將日間富余的太陽能熱量有效地收集和存儲，其蓄熱能力還不足以維持理想的夜間溫度。另外，這種被動蓄熱系統的放熱過程不可控，會出現無效加溫、熱量浪費。目前，室內夜間溫度仍普遍偏低，遇到連陰天氣時，還可能發生凍害，因此，傳統日光溫室所具有的熱性能還無法可靠地保證喜溫作物的越冬生產。此外，其還存在日間氣溫過高的情況，不利于作物的生長發育。

發明內容

本發明的目的在于提供一種主動式太陽能溫室，其帶有主動式太陽能熱量收集和釋放功能的水墻結構和水屋架結構，并提出一種高效節能運行控制方法以充分發揮這種新型溫室系統的熱量管理能力。在該溫室內，日間富余的太陽能熱量能夠被高效收集，并在夜間根據加溫需求被合理使用，以此實現室內太陽能的高效利用。與傳統日光溫室相比，該溫室將具有更高的夜間溫度水平，同時還能改善傳統溫室內存在的日間高溫情況，從而為喜溫作物在寒冷冬季的生長提供更好的熱環境。

本發明提供一種主動式太陽能溫室，包括復合式水墻、水屋架、蓄水池、第一潛水泵和第二潛水泵，所述復合式水墻包括水墻和保溫墻板，所述水屋架搭接在北坡與所述保溫墻板的連接處，所述水墻的下端適于通過第一供水管道與設置于所述蓄水池內的所述第一潛水泵相連通，所述水墻的上端適于通過第一回水管道與所述蓄水池相連通，所述水屋架內置換熱通道，所述換熱通道的下端適于通過第二供水管道與設置于所述蓄水池內的所述第二潛水泵相連通，所述換熱通道的上端適于通過第二回水管道與所述蓄水池相連通。

根據本發明提供的一種主動式太陽能溫室，所述水墻包括若干中空板太陽能集熱器，若干所述中空板太陽能集熱器的內部均具有多個并列的水流通道，所述水流通道內采用下供上回的組織方案，且若干所述中空板太陽能集熱器之間采用并聯的連接方式。

根據本發明提供的一種主動式太陽能溫室，所述水屋架包括溫室內的所有屋架管組，所述屋架管組包括上弦管和下弦管，所述上弦管和下弦管內部的通道形成所述換熱通道，所述換熱通道內采用下供上回的水流組織方案，所述上弦管和下弦管的下端相連通且均與所述第二供水管道相連通，所述上弦管和下弦管的上端相連通且均與所述第二回水管道相連通，所述屋架管組之間采用并聯的連接方式。

根據本發明提供的一種主動式太陽能溫室，還包括自動化控制設備、水溫傳感器、水墻模面裝置、水墻模面溫度傳感器、水屋架模面裝置和水屋架模面溫度傳感器，所述水溫傳感器用于監測所述蓄水池內的水溫，所述水墻模面裝置安裝于所述保溫墻板上，所述水墻模面裝置與所述中空板太陽能集熱器采用同種材料制成，所述水墻模面溫度傳感器用于監測所述水墻模面裝置的表面綜合溫度，所述溫室在與所述水屋架相適配的位置設置水屋架模面裝置，所述水屋架模面裝置與所述水屋架采用同種材料制成，所述水屋架模面溫度傳感器用于監測所述水屋架模面裝置的表面綜合溫度，所述自動化控制設備分別與水溫傳感器、水墻模面溫度傳感器、水屋架模面溫度傳感器、第一潛水泵和第二潛水泵電連接。