一種相變蓄熱溫室育苗裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于設施農業工程技術領域，具體涉及一種相變蓄熱溫室育苗裝置。
【背景技術】
[0002]目前，節能型日光溫室是我國北方日光溫室的主要類型，能在-10?20°C的寒冷條件下不加溫生產喜溫蔬菜，從而可實現日光溫室中蔬菜的周年生產與供應。但我國日光溫室普遍存在冬季夜間室內氣溫、地溫偏低，夏季室內氣溫、地溫過高的現象。冬季日光溫室通過利用太陽能實現室內增溫，晴天條件下，白天室內氣溫可較快達到作物生長需求，陰雨雪天氣則無法保證；地溫的上升較氣溫相對滯后，因此室內地溫始終低于氣溫，若遇陰雨雪天氣則易導致溫室內晝夜地溫過低，甚至發生冷害。冬季日光溫室內小氣候雖可基本保證蔬菜的生長需求，但溫度低于蔬菜生長的最適溫度。夏季高溫則會導致日光溫室內氣溫和地溫長期高于蔬菜作物生長發育的最高界限溫度，影響作物光合作用，同時高強度的呼吸作用進一步削弱有機物質積累，導致植株生長發育緩慢，并可能會引發不可逆轉的生理性病害，從而導致熱害發生。低溫、冷害及熱害都嚴重影響了蔬菜的產量和品質。
[0003]根系是植株吸收、運輸水分和生長所需營養物質的主要器官，保證根系正常的生命活動和生理功能對于保證蔬菜產量和品質具有重要意義。根區熱環境是影響根系活動的重要因子之一，對植物干物質的積累和分配模式有明顯的影響，進而影響到植物的生長和形態特征，并影響作物的產量。為保證蔬菜的產量與品質，需為日光溫室配備冬季加溫與夏季降溫設備或系統。目前設施農業生產中常見的人為加溫方式所消耗的能源仍以化石燃料等非可再生資源為主，在造成溫室氣體排放的同時還具有一定的火災隱患。常見用于夏季降溫的濕簾風機系統在高濕環境下的降溫效果有限，且遮陽網等遮光覆蓋材料會一定程度影響作物的光合作用。因此，開發環保無污染、節能高效、低成本的日光溫室根區熱環境調控系統與模式，在保證溫室作物品質和產量的同時提高能源利用效率、降低能耗，具有重要的現實意義。
[0004]潛熱型功能熱流體(LatentFunct1nally Thermal Fluid, LFTF)是由相變材料微粒(一般為μm量級)混入單相傳熱流體形成固液兩相功能流體以達到強化對流換熱和儲能的目的。這類多相混合流體有較大的表觀比熱，具有儲熱密度高、熱傳遞效率大等特點，是一種集蓄熱與強化傳熱功能于一體的新型材料，在建筑采暖、空調系統及換熱器等領域應用前景廣闊。將潛熱型功能熱流體應用于溫室，白天通過相變蓄熱儲存太陽能防止溫室內溫度過高，夜晚溫度降低時釋放能量用于溫室升溫，可減小溫室內的溫度波動，使室內溫度保持相對恒定，從而滿足作物生長的溫度需求，改善溫室熱環境。
[0005]目前，相變材料在溫室中的應用方式主要有以直接混合、浸漬、填充等形式與建筑材料結合構建相變儲能墻體，或與集熱器等結合開發相變儲能裝置或系統等。相變蓄熱墻體可接受并吸收的太陽輻射能有限，蓄熱效率較低；已有的相變儲能裝置或系統則多會占用日光溫室內的操作空間，或影響溫室內的采光。至今尚未見到以潛熱型功能熱流體作為蓄熱介質利用前屋面骨架高效集熱實現日光溫室熱環境調控的相關專利。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于提供一種相變蓄熱溫室育苗裝置，其以潛熱型功能熱流體為蓄放熱介質，可進行日光溫室內的冬季高效蓄熱與夏季有效降溫，減小日光溫室內的空氣和土壤的晝夜溫差，實現日光溫室內太陽輻射能的“削峰填谷”，有利于日光溫室內作物在冬季低溫條件和夏季高溫環境下的生長發育，有助于提高作物在冬夏季節的生長發育速度與生長指標、改善作物產量與品質、實現作物在日光溫室內的周年高效生產；不占用溫室內部操作空間，日光溫室空間利用效率高，能在不影響日光溫室內有效生產空間和采光的前提下，最大限度蓄積太陽能；實現日光溫室中的空氣和基質熱環境的智能高效調控；實現日光溫室熱環境的整體調控，有效提高系統工作效率及能效比。
[0007]本發明的目的是通過以下技術方案實現的:
[0008]一種相變蓄熱溫室育苗裝置，包括日光溫室主體結構，所述日光溫室主體結構，包括覆蓋材料和骨架結構；其中，骨架結構包括前屋面骨架14和圍護墻體15，
[0009]所述骨架結構還包括底板16 ;
[0010]所述相變蓄熱溫室育苗裝置還包括太陽能相變蓄熱熱環境調控系統，其包括相變集熱單元1、潛熱儲存與交換單元2、根溫調節單元3、循環泵組4和循環管路5 ;其中，
[0011]相變集熱單元I包括依次連接的多段管道，管道沿前屋面骨架14鋪設，所述管道在上下兩端與前屋面骨架14固定在一起；
[0012]潛熱儲存與交換單元2具有包括殼體外壁22和殼體內膽23的雙層殼體；內圈螺旋盤管進出水口 20和外圈螺旋盤管進出水口 21均自殼體內膽23延伸至殼體外壁22外，且內圈螺旋盤管進出水口 20通過循環管路5與根溫調節單元3的管道相連，外圈螺旋盤管進出水口 21通過循環管路5與相變集熱單元I的管道相連，內膽換熱介質進出水口 24自殼體內膽23上表面延伸至殼體外壁22上表面外；
[0013]根溫調節單元3包括根溫調節盤管28、混水中心6和排氣閥11，其中，根溫調劑盤管28水平鋪設在日光溫室的底板16上；混水中心6懸掛固定在圍護墻體15的一側壁內表面，混水中心6的熱水端出水口連接根溫調節盤管28的進水端，冷水端進水口連接根溫調節盤管28的回水端，排氣閥11安裝在根溫調節盤管28的最高點；在根溫調節盤管28之上放置一個栽培槽26，栽培槽26內填滿栽培基質27 ；
[0014]循環泵組4包括三個并聯的循環水泵，三個并聯的循環水泵均連接一球閥7 ;兩個循環泵組4均安裝在日光溫室主體結構外，通過循環管路5分別連接至相變集熱單元I和根溫調節單元3的進水端；
[0015]相變集熱單元I的管道內、潛熱儲存與交換單元2的殼體內膽23空腔內及內圈螺旋盤管和外圈螺旋盤管的管腔內、根溫調節盤管28的管腔內及循環管道5內均填充潛熱型功能熱流體作為蓄放熱介質。
[0016]所述覆蓋材料包括透光覆蓋材料12和S12氣凝膠保溫氈13，透光覆蓋材料12覆蓋在前屋面骨架14的外表面，上下兩端及左右兩側邊通過圍護墻體15上的卡槽卡簧18密封固定，S12氣凝膠保溫氈13覆蓋在透光覆蓋材料12上，或由下向上卷起。
[0017]緊貼底板16內表面設置保溫隔熱墊層25，保溫隔熱墊層25內設等間距的盤管槽，根溫調節盤管28嵌在保溫隔熱墊層25的盤管槽中。
[0018]在兩個循環泵組4連接的循環管路5上均安裝有壓力表29和流量計30。
[0019]在相變集熱單元I和根溫調節單元3所連接的循環管路5的最低點均連接有放水龍頭8。
[0020]兩個氣壓支撐桿31 —端固定在圍護墻體15的左、右兩側壁內表面，另一端固定在前屋面骨架14左右兩側處弧形圓管上。
[0021]潛熱儲存與交換單元2放置于圍護墻體15的后墻外。
[0022]所述潛熱型功能熱流體是相變材料乳狀液或相變微納膠囊懸浮液。
[0023]在相變蓄熱溫室育苗裝置各處布置用于采集不同的環境因子數據的傳感器。
[0024]內圈螺旋盤管進出水口 20、外圈螺旋盤管進出水口 21的進水口處均連接排水排氣豎管10，出水口處均連接補水豎管9。
[0025]本發明的有益效果在于:
[0026]1.以潛熱型功能熱流體為蓄放熱介質，利用集熱管道的高熱導率和潛熱型功能熱流體的相變蓄熱與強化對流傳熱在日光溫室前屋面處盡可能收集白天多余的太陽輻射熱，可進行日光溫室內的冬季高效蓄熱與夏季有效降溫，減小日光溫室內的空氣和土壤的晝夜溫差，實現日光溫室內太陽輻射能的“削峰填谷”，有利于日光溫室內作物在冬季低溫條件和夏季高溫環境下的生長發育，有助于提高作物在冬夏季節的生長發育速度與生長指標、改善作物產量與品質、實現作物在日光溫室內的周年高效生產。
[0027]2.依據本發明的相變蓄熱溫室育苗裝置為理論原形設計建造日光溫室，整個太陽能相變蓄熱熱環境調控系統不占用溫室內部操作空間，日光溫室空間利用效率高，能在不影響日光溫室內有效生產空間和采光的前提下，最大限度蓄積太陽能，實現對日光溫室內空氣和根區熱環境的智能調控，有效降低溫室能耗，提高太陽輻射能利用率。
[0028]3.本發明相變蓄熱溫室育苗裝置的太陽能相變蓄熱熱環境調控系統可實現雙路循環和單路循環兩種循環方式，并可在兩種循環方式間自由切換。通過切換開啟循環泵組的不同循環泵，控制循環管路流量變化，可分別實現系統相變集熱單元和根溫調節單元不同的蓄放熱速度。因此，本發明裝置中的太陽能相變蓄熱熱環境調控系統可針對不同氣候條件選用不同的循環方式及工