主动蓄热调温式温室大棚的制作方法

本实用新型属于温室大棚设备技术领域，具体涉及一种主动蓄热调温式温室大棚。

背景技术：

温室又称暖房。能透光、保温（或加温），用来栽培植物的设施。在不适宜植物生长的季节，能提供温室生育期和增加产量，多用于低温季节喜温蔬菜、花卉、林木等植物栽培或育苗等。在北方地区，由于冬季气温较低，在日光温室内种植喜好高温的植物，就需要为种植的植物提供适宜生长的温度环境，才能有助于植物的生长，而且北方地区寒流较多，在日光温室内种植喜好高温的植物必须要做好防冻措施，以免寒流冻伤日光温室内种植的植物。

现有技术中，如专利号为201921438659.x的中国实用新型专利公开了一种组装式框架全相变材料日光温室，并具体公开了利用导热管、导热板和填充于后墙中的相变材料与温室大棚内环境进行热交换，实现对热量的存储于释放。导热板与温室大棚内环境换热为被动换热过程，热交换效率低，导热管通过导热介质换热，虽为主动换热，但接触面积受管径限制，换热效果较差。再如专利号为201510153164.2的中国发明专利公开了一种主动蓄热式温室大棚，并具体公开了利用风机将温室大棚内的热空气引入传热管中，进而与蓄热墙体进行热量交换，提高蓄热效果。但是，热量被蓄热墙体吸收续存，当大棚内温度降低，蓄热墙体与温室大棚内环境被动换热，热量释放缓慢，对大棚内温度调节效果有限。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供一种主动蓄热调温式温室大棚，以解决现有技术中存在的温室大棚热量储存、温度调节效率低，一次温度调节时间较短的技术问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种主动蓄热调温式温室大棚，包括墙体和支撑骨架，还包括：

被动蓄热组件，所述被动蓄热组件包括热通量管排、相变介质储槽、换热管排及相变介质输送泵组，所述热通量管排设置于所述墙体内，且靠近所述墙体的内侧；所述相变介质储槽靠近所述支撑骨架远离所述墙体的一侧设置，所述换热管排一端连通所述相变介质储槽，另一端连通所述热通量管排，所述相变介质输送泵组设置于所述换热管排上，所述相变介质输送泵组能够将相变介质由所述相变介质储槽泵送至所述热通量管排中，且能够将所述热通量管排中的相变介质泵送至所述相变介质储槽中；

被动蓄热墙层，所述被动蓄热墙层设置于所述墙体内，且靠近所述热通量管排的外侧设置，以及

主动蓄热组件，所述主动蓄热组件包括主动蓄热墙层及若干主动蓄热调温风机，所述主动蓄热墙层设置于所述墙体内，且靠近所述被动蓄热墙层的外侧设置；所述主动蓄热墙层内间隔设置有若干第一换热腔，所述主动蓄热调温风机的入口设置于所述主动蓄热调温式温室大棚内，且出口连通所述第一换热腔。

优选地，所述主动蓄热墙层由空心保温砖砌筑形成，所述空心保温砖内填充有保温蓄热沙。

优选地，所述被动蓄热墙层内填充有蓄热块，所述蓄热块为蓄热材经模压成型的球形块体，所述蓄热块的体积为4cm³～200cm³。

优选地，所述热通量管排架设于所述墙体内，所述墙体在所述热通量管排的外侧形成第二换热腔，所述第二换热腔连通所述第一换热腔。

优选地，所述主动蓄热墙层的厚度与所述被动蓄热墙层的厚度比为1:(0.5～2)。

优选地，所述墙体的内侧设置有导热层，外侧设置有保温层。

优选地，所述支撑骨架包括主龙骨架及垂直搭设于所述主龙骨架上的横梁，所述横梁上设置有支撑架，所述换热管排搭设于所述横梁上，且通过所述支撑架固定。

优选地，所述支撑架包括上管箍、下管箍及固定支架，所述上管箍与所述下管箍相对设置，且围绕形成安装通孔，所述换热管排安装于所述安装通孔内；所述固定支架的一端连接所述上管箍或所述下管箍，另一端固定连接于所述横梁。

优选地，所述固定支架包括左支架及右支架，所述左支架向左侧倾斜，所述右支架向右侧倾斜。

优选地，所述横梁上还架设有喷淋降温管件。

由上述技术方案可知，本实用新型提供了一种主动蓄热调温式温室大棚，其有益效果是：分别设置所述被动蓄热组件、被动蓄热墙层及主动蓄热组件，实现对温室大棚内热量的充分利用，对温室大棚内的温度进行有效调整，防止大棚内气温过低导致作物受冻。其中，被动蓄热组件包括热通量管排、相变介质储槽、换热管排及相变介质输送泵组，温室大棚内的温度较高时，由所述相变介质输送泵组将所述相变介质储槽内存储的相变介质通过所述换热管排送入所述热通量管排中，所述热通量管排中的相变介质与温室大棚内的高温气相换热，并蓄热。当温室大棚内的温度较低时，一方面，在所述热通量管排处，相变介质与温室大棚内气相静态换热，为温室大棚内补充热量，另一方面，通过所述相变介质输送泵组将所述热通量管排中的相变介质通过所述换热管排泵入所述相变介质储槽内，过程中，所述换热管排中的相变介质与温室大棚内的气相动态换热，为温室大棚内补充热量。同时，所述主动蓄热组件包括主动蓄热墙层及若干主动蓄热调温风机，所述主动蓄热调温风机持续工作，一方面保证大棚内的空气流通，另一方面，温室大棚内温度较高时，将温室大棚内的热空气抽吸进入所述主动蓄热墙层的第一换热腔，与所述主动蓄热墙层换热，并蓄热。当温室大棚内的温度较低时，温室大棚内的冷空气被抽入所述第一换热腔，并与主动蓄热墙层换热，从而为温室大棚补充热量。当温室大棚内空气处于持续高温状态时，通过主动换热后，多余的热量通过热传导、热辐射等多种方式，被所述被动蓄热墙层吸收，并蓄热。

所述被动蓄热组件、被动蓄热墙层及主动蓄热组件在于温室大棚内空气进行热交换的过程中，所述主动蓄热组件持续主动换热，由于其热通量大，换热面积大，致使所述主动蓄热墙层的温度较高。同时，所述被动蓄热墙层及所述被动蓄热组件被动蓄热，受热传导因素影响，所述热通量管排与所述被动蓄热墙层的温度相近或被动蓄热墙层的温度稍高，因此，形成由外向内的温度梯度，从而有利于在温室大棚内温度较低时，较长时间地提供热量补充。与此同时，所述主动蓄热组件主动与热空气换热，进行蓄热，温室大棚内温度较低时，所述主动蓄热组件与所述被动蓄热组件主动与温室大棚内的冷空气进行主动换热，从而有效地提高了蓄热、换热效率，提高对温室大棚内温度调节的灵敏性。实践证明，相比传统温室大棚，高温时，棚内温度能够得到有效控制，低温时，棚内温度平均提高4℃～6℃，室外温度稳定时，棚内温度平均下降速率控制在1.0℃/h内。

附图说明

图1是主动蓄热调温式温室大棚的结构示意图。

图2是主动蓄热调温式温室大棚的侧视图。

图3是图2所示的a-a向剖面示意图。

图4是相变介质输送泵组的管路连接示意图。

图5是图3所示的b部的局部放大图。

图6是图1所示的a部的局部放大图。

图7是支撑架的结构示意图。

图中：主动蓄热调温式温室大棚10、墙体100、第二换热腔101、支撑骨架200、主龙骨架210、横梁220、支撑架230、上管箍231、下管箍232、固定支架233、左支架2331、右支架2332、被动蓄热组件300、热通量管排310、相变介质储槽320、换热管排330、相变介质输送泵组340、蓄热泵341、调温泵342、被动蓄热墙层400、主动蓄热组件500、主动蓄热墙层510、第一换热腔511、主动蓄热调温风机520、导热层600、保温层700、喷淋降温管件800。

具体实施方式

以下结合本实用新型的附图，对本实用新型的技术方案以及技术效果做进一步的详细阐述。

请参看图1至图3，一具体实施方式中，一种主动蓄热调温式温室大棚10，包括墙体100、支撑骨架200、被动蓄热组件300、被动蓄热墙层400及主动蓄热组件500。所述墙体100与所述支撑骨架200围绕构成所述主动蓄热调温式温室大棚10的框架。

所述被动蓄热组件300包括热通量管排310、相变介质储槽320、换热管排330及相变介质输送泵组340，所述热通量管排310设置于所述墙体100内，且靠近所述墙体100的内侧。所述相变介质储槽320靠近所述支撑骨架200远离所述墙体100的一侧设置。所述换热管排330一端连通所述相变介质储槽320，另一端连通所述热通量管排310，所述相变介质输送泵组340设置于所述换热管排330上，所述相变介质输送泵组340能够将相变介质由所述相变介质储槽320泵送至所述热通量管排310中，且能够将所述热通量管排310中的相变介质泵送至所述相变介质储槽320中。

例如，所述相变介质储槽320中存储有相变介质，相变介质可以是水和盐相变材料，也可以是蜡制相变材料，也可是是水等液相相变材料。

请一并参看图4，例如，所述相变介质输送泵组340包括蓄热泵341及调温泵342，所述蓄热泵341的用于将所述相变介质储槽320中存储的相变介质泵入所述热通量管排310。所述调温泵342用于将所述热通量管排310中的相变介质泵入所述相变介质储槽320中。

所述被动蓄热墙层400设置于所述墙体100内，且靠近所述热通量管排310的外侧设置。例如，所述被动蓄热墙层400为由导热板围绕形成的腔体，腔体内填充有蓄热块。一实施例中，所述蓄热块为蓄热材经模压成型的球形块体，所述蓄热块的体积为4cm³～200cm³。蓄热材包括但不限于工业矿渣、固体相变材料、硅酸盐水泥、河沙中的一种或几种。例如，按重量份计，所述蓄热材包括工业矿渣60份～85份、硅酸盐水泥5份～15份、河沙5份～15份以及固体相变材料3份～8份。将所述蓄热块作为蓄热材料，无规则填充于被动蓄热墙层400中，相邻的蓄热块之间难以完全贴合，形成大量的不规则分布的孔道，大幅度提高了热量交换的面积，当温室大棚内的温度升高时，蓄热块快速地吸收温室大棚内的热量，并利用相变材料的蓄热原理，将热量储存于蓄热块中，而当温室大棚内温度降低时，储存于蓄热块中的热量被释放，实现温度调节。由于热交换面积大，所以无需较大的传热温差作为驱动力，从而能够实现快速的储热、取热。

所述主动蓄热组件500包括主动蓄热墙层510及若干主动蓄热调温风机520，所述主动蓄热墙层510设置于所述墙体100内，且靠近所述被动蓄热墙层400的外侧设置。所述主动蓄热墙层510内间隔设置有若干第一换热腔511，所述主动蓄热调温风机520的入口设置于所述主动蓄热调温式温室大棚10内，且出口连通所述第一换热腔511。一实施例中，所述主动蓄热墙层510由空心保温砖砌筑形成，所述空心保温砖内填充有保温蓄热沙，例如，所述保温蓄热沙为粒度为60目～80目的细砂，以提高蓄热效率。

具体地，分别设置所述被动蓄热组件300、被动蓄热墙层400及主动蓄热组件500，实现对温室大棚内热量的充分利用，对温室大棚内的温度进行有效调整，防止大棚内气温过低导致作物受冻。其中，被动蓄热组件300包括热通量管排310、相变介质储槽320、换热管排330及相变介质输送泵组340，温室大棚内的温度较高时，由所述相变介质输送泵组340将所述相变介质储槽320内存储的相变介质通过所述换热管排330送入所述热通量管排310中，所述热通量管排310中的相变介质与温室大棚内的高温气相换热，并蓄热。当温室大棚内的温度较低时，一方面，在所述热通量管排310处，相变介质与温室大棚内气相静态换热，为温室大棚内补充热量，另一方面，通过所述相变介质输送泵组340将所述热通量管排310中的相变介质通过所述换热管排330泵入所述相变介质储槽320内，过程中，所述换热管排330中的相变介质与温室大棚内的气相动态换热，为温室大棚内补充热量。

同时，所述主动蓄热组件500包括主动蓄热墙层510及若干主动蓄热调温风机520，所述主动蓄热调温风机520持续工作，一方面保证大棚内的空气流通，另一方面，温室大棚内温度较高时，将温室大棚内的热空气抽吸进入所述主动蓄热墙层510的第一换热腔511，与所述主动蓄热墙层510换热，并蓄热。当温室大棚内的温度较低时，温室大棚内的冷空气被抽入所述第一换热腔511，并与所述主动蓄热墙层510换热，从而为温室大棚补充热量。当温室大棚内空气处于持续高温状态时，通过主动换热后，多余的热量通过热传导、热辐射等多种方式，被所述被动蓄热墙层400吸收，并蓄热。

所述被动蓄热组件300、被动蓄热墙层400及主动蓄热组件500在于温室大棚内空气进行热交换的过程中，所述主动蓄热组件500持续主动换热，由于其热通量大，换热面积大，致使所述主动蓄热墙层510的温度较高。同时，所述被动蓄热墙层400及所述被动蓄热组件300被动蓄热，受热传导因素影响，所述热通量管排310与所述被动蓄热墙层400的温度相近或被动蓄热墙层400的温度稍高，因此，形成由外向内的温度梯度，从而有利于在温室大棚内温度较低时，热量由外向内逐渐传导，缓慢释放，较长时间地提供热量补充，提高对温室大棚内温度调节的时效性。与此同时，所述主动蓄热组件500主动与热空气换热，进行蓄热，温室大棚内温度较低时，所述主动蓄热组件500与所述被动蓄热组件300主动与温室大棚内的冷空气进行主动换热，从而有效地提高了蓄热、换热效率，提高对温室大棚内温度调节的灵敏性。实践证明，相比传统温室大棚，高温时，棚内温度能够得到有效控制，低温时，棚内温度平均提高4℃～6℃，室外温度稳定时，棚内温度平均下降速率控制在1.0℃/h内。

请一并参看图5至图7，一优选实施例中，为进一步提高蓄热及放热效率，最大程度的回收利用高温时温室大棚内的热量，所述热通量管排310架设于所述墙体100内，所述墙体100在所述热通量管排310的外侧形成第二换热腔101，所述第二换热腔101连通所述第一换热腔511。也就是说，所述墙体100的内侧设置有第二换热腔101，所述热通量管排310架设于所述第二换热腔101中。所述第二换热腔101与所述第一换热腔511通过管道连通。当温室大棚内温度较高时，所述主动蓄热调温风机520抽取温室大棚内的热空气，首先经所述第一换热腔511与所述主动蓄热墙层510换热，并蓄热。换热后的热空气（温度较温室大棚内低）进入所述第二换热腔101中，进而继续与所述热通量管排310进行主动换热。同时，热空气由所述被动蓄热墙层400的两侧与所述被动蓄热墙层400进行热量交换，提高蓄热效率。当温室大棚内温度较低时，所述主动蓄热调温风机520抽取温室大棚内的冷空气，首先经所述第一换热腔511与所述主动蓄热墙层510换热，使冷空气加热。换热后的热空气（温度较温室大棚内高）进入所述第二换热腔101中，进而继续与所述热通量管排310进行主动换热后，与温室大棚内的空气进行换热，提高热量释放效率。同时，所述被动蓄热墙层400不断为所述主动蓄热墙层510及所述热通量管排310补充热量，从而能够有效地延长为温室大棚补充热量的时间，长时间有效地调节温室大棚内温度，防止温度过低，导致作物冻伤。

一具体实施方式中，所述主动蓄热墙层510的厚度与所述被动蓄热墙层400的厚度比为1:(0.5～2)。例如，所述主动蓄热墙层510的厚度与所述被动蓄热墙层400的厚度比为1:1，以能够利用来自所述主动蓄热调温风机520的热风或冷风与所述被动蓄热墙层400充分进行热量交换。当然，如果当地的日照强度较大，为充分蓄积来自温室大棚内的热量，同时延长温度调节的有效时长，所述被动蓄热墙层400可以适当加厚。

一实施例中，所述墙体100的内侧设置有导热层600，以提高所述热通量管排310、所述被动蓄热墙层400及所述主动蓄热墙层510与温室大棚内气相的换热效率。所述墙体100的外侧设置有保温层700，以降低所述主动蓄热墙层510与外环境的热交换，降低热量损失。

一优选实施方式中，为防止所述换热管排330长时间运行过程中，受重力或介质压力影响，向下弯折，导致管线断裂，所述支撑骨架200包括主龙骨架210及垂直搭设于所述主龙骨架210上的横梁220，所述横梁220上设置有支撑架230，所述换热管排330搭设于所述横梁220上，且通过所述支撑架230固定。

作为优选，所述支撑架230包括上管箍231、下管箍232及固定支架233，所述上管箍231与所述下管箍232相对设置，且围绕形成安装通孔，所述换热管排330安装于所述安装通孔内。所述固定支架233的一端连接所述上管箍231或所述下管箍232，另一端固定连接于所述横梁220。温室大棚建设时，或对现有温室大棚进行升级改造时，利用所述支撑架230对所述换热管排330进行固定，首先将所述固定支架233固定安装于所述横梁220上，将所述下管箍232安装于所述固定支架233上，所述下管箍232的开口向上，形成管托状。然后将换热管排330安装于所述下管箍232上，利用所述下管箍232支撑所述换热管排330。然后将所述上管箍231与所述下管箍232对接，并固定，使所述上管箍231与所述下管箍232的内表面与所述换热管排330的管壁贴合，完成对所述换热管排330的固定支撑。一方面，利用所述支撑架230固定支撑所述换热管排330，便于快速安装和建设，另一方面，长期运行过程中，在所述支撑架230的固定及支撑作用下，换热管排330难以发生形变，极大的降低了功能性管道裂管现象发生的概率，降低安全风险，降低运维成本，延长温室大棚的使用寿命。

进一步地，所述固定支架233包括左支架2331及右支架2332，所述左支架2331向左侧倾斜，所述右支架2332向右侧倾斜。也就是说，所述左支架2331与所述右支架2332分别固定连接于所述横梁220上，与所述横梁220形成三角形，所述上管箍231与所述下管箍232位于三角形的定点处，以使的所述固定支架233能够稳定的固定支撑所述换热管排330。

又一实施例中，所述横梁220上还架设有喷淋降温管件800，以能够为温室大棚内的作物提供喷淋降温、施肥喷药等作业。

以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。

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