[发明专利]一种温室太阳能集热系统及方法

说明书

本发明公开了一种温室太阳能集热系统及方法，涉及太阳能领域，包括玻璃板、管道和套管组件；温室上方设置有一定倾斜角度的双层玻璃板，工质从玻璃板之间流动到管道，所述管道通过三通阀分别与热交换套管组件和温室外接管道连接；所述热交换套管组件设置在土壤内。本发明可节省大量土地面积，具有良好的透光率，在进行太阳能集热的同时不影响作物光合作用；同时，通过设置热交换套管组件可实现工质对土壤的换热，充分利用了太阳能资源，降低温室夏季与冬季的运行成本。

技术领域

本发明属于太阳能利用领域，尤其涉及到一种布置在温室屋顶的太阳能集热系统及方法。

背景技术

近年来，温室利用太阳能的方式逐渐增多，其中，方式一是：布置在温室外的空地上，占用大量的土地面积，增加热源输送距离；方式二是：采用吸热面镀有蓝钛膜的太阳能真空管集热器，布置在后屋面上，容易破坏后墙和后屋面的防水，同时超出温室屋脊高度，影响温室的透光率而造成遮荫，拉大温室之间的间距，降低土地利用率，同时会发生炸管的情况；方式三是：采用带有涂层的平板型太阳能集热器，布置在温室后墙上，需要增加墙体厚度，占用有限的土地面积，且使温室前后温度分布梯度变化大，随太阳高度角变化，温室后墙在白天存在一段时间无光照，并且温室内植株的生长会对温室后墙造成遮荫，影响集热性能；方式四是：在温室放置太阳能平板空气集热器，采用空气作为工质，空气的比热容较小，不易保温，易受室外环境影响，集热性能较差；方式五是：将太阳能光伏电池板布置在温室屋顶，这种方式也可以降低夏季高温，却对温室内造成遮荫，影响作物光合作用。

在温室利用地源热泵技术，需要将整个管道系统埋在土壤内部。温室下方平均需挖30~60厘米深度的土，一旦温室占地面积较大，将会成倍增加温室的施工土方量，增加工程费用。此外，如果后期管道系统出现故障，需要施工将整个管道系统挖出进行维修和更换，重复进行土地施工工程，既费时费力又浪费资金，不利于地源热泵技术在温室的推广。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种在温室屋顶设置双层玻璃板进行集热的系统，可节省大量土地面积，具有良好的透光率，在进行太阳能集热的同时不影响作物光合作用；同时，通过设置套管组件可实现工质对土壤的换热，充分利用了太阳能资源，提高了作物的生长速度。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种温室太阳能集热系统，包括玻璃板、管道和热交换套管组件；温室上方设置有一定倾斜角度的双层玻璃板，工质从玻璃板之间流动到管道，所述管道通过三通阀分别与热交换套管组件和温室外接管道连接；所述热交换套管组件设置在土壤内。

进一步的，所述热交换套管组件包括热交换管顶盖、热交换管外层套管、热交换管内层套管和导流挡板；所述导流挡板上开设有数个圆通孔，导流挡板安装在热交换管外层套管内，所述热交换管顶盖与热交换管外层套管螺纹连接，所述热交换管顶盖与热交换管内层套管一体结构，热交换管内层套管穿过导流挡板延伸到热交换管外层套管底部，所述热交换管顶盖上开设有工质进口和工质出口；工质进口与热交换管内层套管相连通，工质出口与热交换管外层套管相连通。

进一步的，工质进口和工质出口处设置有快速接头；两个所述快速接头的一端分别与工质进口、工质出口连通，另一端分别与导管连通。

进一步的，所述热交换管内层套管卡接在导流挡板上，热交换管内层套管为中空管；所述热交换管外层套管下端为圆形缓变断面。

进一步的，所述热交换管顶盖上还设置有提手和螺栓，所述热交换管顶盖与热交换管外层套管之间通过密封圈密封。

进一步的，数组所述热交换套管组件竖向排列布置或者横向排列布置。

进一步的，所述工质通过水泵泵入到管道并流经玻璃板经管道进入热交换套管组件对土壤进行保温或者进入温室外管道对温室内空气降温；所述管道内安装有数个紫外线灯，去除管路系统中孢子，防止在双层玻璃板中有青苔发生。