專利名稱：新能源相變儲能抗菌智能調控溫室大棚的制作方法
技術領域：
本發明是涉及一種農業種植大棚，具體是一種以太陽能光電、光熱、風能為能源的 新能源相變儲能抗菌智能調控溫室大棚。
背景技術：
我國是世界上最早開發利用溫室的國家，也是使用溫室大棚最多的國家。就目前 來講，我國有科研型溫室(組培溫室、育種溫室、脫毒溫室)、種植型溫室(花卉溫室、育苗溫 室、生產溫室)、養殖型溫室(水產養殖溫室、特色養殖溫室、畜禽養殖溫室、牛羊飼舍)、市 場型溫室(花卉市場、陽光會所、陽光展廳)、功能型溫室(生態餐廳、陽光餐廳、生態園、游 泳館、人造沙灘溫室、垂釣溫室)、庭院式溫室(陽光花房、生態綠屋、休閑溫室、家庭溫室)寸。塑料大棚栽培是一種投資少見效快，適宜廣大農村地區的栽培方式。大棚栽培在 一定程度上提高了棚內溫度，基本滿足了蔬菜對溫度的要求，使蔬菜收獲期提前，從而獲得 較高的經濟效益。竹木大棚造價比較便宜，一般每畝可建2-3個大棚，每個1000-1500元， 且建造和拆卸方便，因此南方地區多以竹木塑料大棚為主。其建造要點主要有以下幾點目前普遍采用塑料大棚以及先進的單體大棚、連棟溫室、PC板溫室和玻璃溫室等 多種現代化溫室設施產品，但是農村大部分采用的還是塑料大棚。塑料大棚造價低廉，適 宜廣大農村地區的使用。由于單體大棚、連棟溫室、PC板溫室和玻璃溫室等多種現代化溫 室造價高，適宜花卉等。大棚栽培在一定程度上提高了棚內溫度，基本滿足了蔬菜對溫度 的要求，使蔬菜收獲期提前，從而獲得較高的經濟效益。一般每畝可建2-3個大棚，每個 1000-1500元，南方地區多以竹木塑料大棚為主，北方地區以鋼管塑料大棚為主。塑料大棚 使用的塑料膜主要有三個種類，第一種是聚氯乙稀(pvc)，主要包括(1)聚氯乙烯普通膜， 有效使用期4-6個月，厚度0. 08-0. 12毫米，幅寬有1. 0,2. 0,3. 0米，是使用最普遍的農用 薄膜；(2)聚氯乙烯防老化膜。有效期可以延長到8-10個月；(3)聚氯乙烯無滴膜，可以防 止膜的表面生產霧滴，防霧滴持效期4-6個月；(4)聚氯乙烯防塵無滴膜，可以長時間內保 持良好的透光性。第二種是聚乙烯(pe)復合多功能膜，主要包括(1)聚乙烯(pe)普通膜， 有效期使用4-6個月；(2)聚乙烯(pe)防老化膜；(3)聚乙烯(pe)防老化無滴膜，防霧滴持 效期2-4個月，有效期使用期12-18個月。(4)聚乙烯(pe)復合多功能膜。在聚乙烯(pe) 膜中加入特種功能助劑，使產品具有長壽、保溫、無滴、增加散射光等多種功能，近年來已經 在南方大棚上廣泛推廣。第三種是乙烯-醋酸乙烯共聚薄膜(eva)，這種材料的價格比聚乙 烯略高，但其耐低溫性能和透明度非常好，耐老化性能和機械強度更好。然而現在溫室系統沒有很好的充分利用可再生能源，特別是在當前能源緊張、污 染嚴重以及市場需求不斷擴大的情況下，還沒有一個理想的科技含量高、節能環保的溫室 大棚。塑料大棚的能耗是非常大的，一般都是采用燃煤、燃柴、電能供暖，而且污染很嚴重， 因而增加了農民的負擔，提高了農產品的價格。特別是北方地區的塑料大棚或溫室，如果不 能按時供暖，植物將會停止生長或凍死；由于塑料大棚或溫室溫度比較高，濕度大很容易孳生害蟲和細菌，造成減產。
發明內容
本發明的目的就是提供一種新能源相變儲能抗菌智能調控溫室大棚，它適合科研 型溫室(組培溫室、育種溫室、脫毒溫室)、種植型溫室(花卉溫室、育苗溫室、生產溫室)、 養殖型溫室(水產養殖溫室、特色養殖溫室、畜禽養殖溫室、牛羊飼舍)、市場型溫室(花卉 市場、陽光會所、陽光展廳)、功能型溫室(生態餐廳、陽光餐廳、生態園、游泳館、人造沙灘 溫室、垂釣溫室)、庭院式溫室(陽光花房、生態綠屋、休閑溫室、家庭溫室)等的使用，能夠 很好的解決現有溫室大棚技術存在的能耗大，污染嚴重；生產費用高，生產的農產品的價格 高；嚴寒地區供暖不足會導致植物停止生長或凍死；以及容易孳生害蟲和細菌，造成減產 的問題。本發明的技術方案是包括山墻、后墻、地磚和棚頂，其特征在于在所述的山墻 和后墻的墻體的外側設有保溫層，在該墻體的內側和地磚設有相變儲能層；在所述的棚頂 裝有太陽能集熱器、太陽能電池板和風力發電機，在大棚內裝有散熱器、地熱管和電熱器， 所述的太陽能集熱器通過熱媒管道與該散熱器、地熱管連接，所述的太陽能電池板和風力 發電機的電力輸出端通過蓄電池與所述的電熱器連接，該蓄電池的充電和放電通過微電腦 控制器和溫度傳感器進行控制。在所述的墻體內設有隔熱夾層，在所述的相變儲能層的表面附有抗菌涂料層。所述的抗菌涂料層包括銀離子層、光觸媒層和納米氧化鋅晶層其中的任何一層或 一層以上的復合。所述的相變儲能層為粘貼在所述的墻體室內一側的相變材料磚，或抹附在所述的 墻體室內一側的相變材料灰漿層，該相變材料磚鋪設在溫室大棚非種植區。所述的相變材料磚與所述的墻體相互咬合在一起。所述的保溫層的材料采用聚苯保溫板、鋁箔聚苯板、聚乙烯發泡板、相變鋁板、相 變玻璃、相變石材或相變塑料。所述的散熱器采用普通散熱器安裝在大棚內的空間；或采用墻熱管和地熱管分別 埋在墻體內和土壤內，或按需要排列在大棚的空間內；所述的墻熱管和地熱管的管材采用 塑料管、鋁塑復合管、鐵管、不銹鋼管或銅管。所述的電熱器采用現有的取暖用電熱器或電熱電纜設置在大棚空間或/和土壤 內，或采用電熱絲敷設在墻體內側或埋在墻體內。所述的相變儲能層由無機相變材料和有機相變材料混合構成，其相變點可以控制 在適合植物生長的15°C 37°C范圍內；所述的無機相變材料包括氯化鈣含水鹽CaC12 6H20，其熔點為29°C，熔解熱為 180kJ/kg ；硫酸鈉水合鹽Na2S04 10H20，熔點32. 4°C，溶解熱250. 8kJ/kg ；磷酸氫二鈉水 合鹽(Na2HP04 12H20)熔點 35°C，溶解熱 205kJ/kg ；所述的有機相變材料包括十六烷C16H34、十八烷C18H38、二十烷C20H42，它們的 熔點分別是16. 7°C、28. 0°C、36. 7°C。本發明的優點是以太陽能光電、光熱、風能為能源，并利用相變儲能材料的儲能 功能，在微電腦的智能控制下，可以通過相互的補充，確保大棚室內溫度的恒定，保證了植
4物的生長；充分地應用了天然能源，節約了生產成本，降低了產品價格，避免了高能耗帶來 的環境污染；墻體內側的抗菌涂料層可以防止害蟲和細菌孳生，保證植物健康地成長。
圖1是本發明的總體構成框圖；圖2是發明的總體結構剖視示意圖；圖3是圖2的右視圖(局部)；圖4 圖7是發明的山墻和后墻墻體的四種不同的斷面結構示意圖。
具體實施例方式參見圖1 圖3，本發明的大棚10的外形結構與常規大棚相同，兩端山墻和后墻的 墻體9的頂端用支架12支撐棚頂的透明塑料薄膜11，棚頂向太陽光的方向傾斜(拱形)。 在所述的棚頂裝有太陽能集熱器1、太陽能電池板2和風力發電機3，在大棚10內裝有散熱 器4和電熱器7，所述的太陽能集熱器1通過熱媒管道與該散熱器4連接，所述的太陽能電 池板2和風力發電機3的電力輸出端通過蓄電池5與所述的電熱器7以及其他用電器(如 照明燈13)連接，該蓄電池5的充電和放電通過微電腦控制器6和溫度傳感器8進行控制。 墻體9要防止水分的滲透，水分滲透會降低保溫性能。所述的散熱器4采用墻熱管和地熱管分別埋在墻體9內和地面的土壤內(未圖 示)，或將散熱管體(也可采用普通散熱器)按需要排列或安裝在大棚的空間內(未圖示)。 所述的墻熱管和地熱管的管材采用塑料管、鋁塑復合管、鐵管、不銹鋼管或銅管。所述的電熱器7采用現有的取暖用電熱器或電熱電纜設置在大棚的空間內，或采 用電熱絲敷設在墻體內側或埋在墻體內(未圖示)。參見圖4，所述的山墻和后墻的墻體9的第一實施例結構包括主墻體91、保溫層92 和相變儲能層93，保溫層92和相變儲能層93分別附在主墻體91的室外一側和室內一側。 還可在相變儲能層93的室內一側涂敷抗菌涂料層94。所述的主墻體91可采用普通磚砌成，所述的相變儲能層93為粘貼在所述的主墻 體91內側的相變儲能板塊(厚度3 5cm)，或抹附在所述的主墻體91內側的相變儲能灰 漿層(厚度2 3cm)，或由相變磚與主墻體91的普通磚相互咬合砌在一起的相變磚砌層構 成。所述的保溫層92的材料可采用聚苯保溫板、鋁箔聚苯板或聚乙烯發泡板。參見圖5，該實施例在上一實施例的主墻體91中間增設一隔熱夾層95 (可采用爐 渣、珍珠巖或巖棉等各種保溫材料)，其他結構和材料與上述實施例相同。上述的主墻體91外貼的保溫層92采用聚苯保溫板，具有較好的經濟性能和熱力 性能，若采用鋁箔聚苯板節能更為明顯。鋁箔結構的質量僅為磚墻結構質量的萬分之一，泡 沫塑料結構質量的8%，防潮性能好，能有效阻止水或汽通過。而其鋁箔結構的材料費僅為 磚墻結構材料費的29%。參見圖6，該實施例的墻體9的結構是在主墻體91與相變儲能層93之間增加由相 變材料磚砌成的相變磚砌層96，相變磚砌層96由相變磚與主墻體91的普通磚相互咬合砌 在一起。相變儲能層93和抗菌涂料層94與上述實施例相同。該實施例為普通型結構。
參見圖7，該實施例的墻體9的結構與圖6所示結構的不同之處是其保溫層92的 材料采用相變鋁板、相變玻璃、相變石材或相變塑料，這些相變材料靚麗多彩，保溫效果好， 使用壽命長。在主墻體91室內一側同樣砌有相變磚砌層96，相變磚砌層96與主墻體91的 普通磚相互咬合砌在一起。在相變磚砌層96的室內一側附有的相變儲能層93和抗菌涂料 層94與上述實施例相同。該實施例為豪華型結構。所述的墻熱管和地熱管形式的散熱器4可以埋設在主墻體91、相變磚砌層96或相 變儲能層93內。所述的抗菌涂料層94包括銀離子層、光觸媒層和納米氧化鋅晶層其中的任何一 層或一層以上的復合。所述的相變儲能層93和相變磚砌層96的相變材料由無機相變材料和有機相變 材料混合構成，其相變點可以控制在適合植物生長的15°C 37°C范圍內；所述的無機相變 材料為氯化鈣含水鹽(CaC12 6H20)，其熔點為29°C，熔解熱為180kJ/kg ；硫酸鈉水合鹽 (Na2S04 10H20)，熔點 32. 4°C，溶解熱 250. 8kJ/kg ；磷酸氫二鈉水合鹽(Na2HP04 12H20) 熔點35°C，溶解熱205kJ/kg。所述的有機相變材料選擇十六烷(C16H34)、十八烷(C18H38)、 二十烷(C20H42)，它們的熔點分別是:16.7°C、28.0°C、36.7°C。本發明的風力發電機3可采用各種現有的小型(微型)風力發電機，如應用于汽 車上發電的風力發電機，其葉輪可以是固定方向的，也可是帶有風舵能夠跟蹤風向的。本發明應用時，在有陽光的時候，可以利用太陽能集熱器1接收的光熱能源加熱， 光熱加熱主要通過墻熱管、地熱管加熱提高室內溫度。太陽能電池板2產生的電能，一方面 用來照明，另一方面將多余的電能存起來，在沒有陽光的時候，利用電能照明或加熱。微型 風力發電機3隨時都可以發電，所發出的電能都儲存起來，需要的時候為大棚或溫室照明 或加熱，整個溫控過程要通過智能微電腦控制器6來實現。當室內溫度低于植物所需溫度 時，溫度傳感器8感應的溫度信號輸送給微電腦控制器6，后者控制蓄電池5向電熱器7供 電，可以保持室內溫度不變；當室內溫度高于需要溫度時則斷電降溫。我國太陽能充足，風 能時時都存在，更主要的是太陽能、風能的能量巨大，取之不盡，用之不竭，不用花錢，不用 運輸，沒有污染，也沒有廢棄物的產生。本發明另外的一個特點是墻體采用了相變儲能材料，相變材料可以充分利用太陽 能取暖制冷，能讓植物始終生活在一個理想的環境中，能讓植物茁壯成長，提高產量。相變 材料可以有效的確保大棚或溫室始保持一定的溫度，不會有太大的變動。所謂相變是物質從固態轉變為液態，由液態轉變為氣態或由固態直接轉為氣態 (升華)時，將吸收相變熱(熔解熱)；進行逆過程時則將釋放相變熱(凝固潛熱)，這種熱 通稱潛熱，潛熱大小與相變材料和其相變狀態有關。例如，把冰變成水、把水變成水蒸氣需 要能量這種能量稱為物體在熔點和沸點時的相變熱。將lkg0°c的冰轉化為o°c的水，需要 336kJ的熱量(潛熱)，0°C水加熱到100°C需要420kJ的熱量(顯熱)，若將100°C的水，加 熱成100°C蒸汽，還需要2268kJ的熱量(潛熱)，所以將1kg重0°C冰加熱成100°C蒸汽過 程需要總熱量是3024kJ。
權利要求
一種新能源相變儲能抗菌智能調控溫室大棚，包括山墻、后墻、地磚和棚頂，其特征在于在所述的山墻和后墻的墻體的外側設有保溫層，在該墻體的內側和地磚設有相變儲能層；在所述的棚頂裝有太陽能集熱器、太陽能電池板和風力發電機，在大棚內裝有散熱器、地熱管和電熱器，所述的太陽能集熱器通過熱媒管道與該散熱器、地熱管連接，所述的太陽能電池板和風力發電機的電力輸出端通過蓄電池與所述的電熱器連接，該蓄電池的充電和放電通過微電腦控制器和溫度傳感器進行控制。
2.根據權利要求1所述的新能源相變儲能抗菌智能調控溫室大棚，其特征在于在所 述的墻體內設有隔熱夾層，在所述的相變儲能層的表面附有抗菌涂料層。
3.根據權利要求2所述的新能源相變儲能抗菌智能調控溫室大棚，其特征在于所述 的抗菌涂料層包括銀離子層、光觸媒層和納米氧化鋅晶層其中的任何一層或一層以上的復合。
4.根據權利要求1所述的新能源相變儲能抗菌智能調控溫室大棚，其特征在于所述 的相變儲能層為粘貼在所述的墻體室內一側的相變材料磚，或抹附在所述的墻體的室內一 側的相變材料灰漿層，該相變材料磚鋪設在溫室大棚非種植區。
5.根據權利要求4所述的新能源相變儲能抗菌智能調控溫室大棚，其特征在于所述 的相變材料磚與所述的墻體相互咬合在一起。
6.根據權利要求1所述的新能源相變儲能抗菌智能調控溫室大棚，其特征在于所述 的保溫層的材料采用聚苯保溫板、鋁箔聚苯板、聚乙烯發泡板、相變鋁板、相變玻璃、相變石 材或相變塑料。
7.根據權利要求1所述的新能源相變儲能抗菌智能調控溫室大棚，其特征在于所述 的散熱器采用普通散熱器安裝在大棚內的空間；或采用墻熱管和地熱管分別埋在墻體內和 土壤內，或按需要排列在大棚的空間內；所述的墻熱管和地熱管的管材采用塑料管、鋁塑復 合管、鐵管、不銹鋼管或銅管。
8.根據權利要求1所述的新能源相變儲能抗菌智能調控溫室大棚，其特征在于所述 的電熱器采用現有的取暖用電熱器或電熱電纜設置在大棚空間或/和土壤內，或采用電熱 絲敷設在墻體內側或埋在墻體內。
9.根據權利要求1所述的新能源相變儲能抗菌智能調控溫室大棚，其特征在于所述 的相變儲能層由無機相變材料和有機相變材料混合構成，其相變點可以控制在適合植物生 長的15°C 37°C范圍內；所述的無機相變材料包括氯化鈣含水鹽CaC12 6H20，其熔點為29°C，熔解熱為 180kJ/kg ；硫酸鈉水合鹽Na2S04 10H20，熔點32. 4°C，溶解熱250. 8kJ/kg ；磷酸氫二鈉水 合鹽(Na2HP04 12H20)熔點 35°C，溶解熱 205kJ/kg ；所述的有機相變材料包括十六烷C16H34、十八烷C18H38、二十烷C20H42，它們的熔點 分別是16. 7°C、28. 0°C、36. 7。C。
全文摘要
一種新能源相變儲能抗菌智能調控溫室大棚，包括山墻、后墻、圍墻、地磚和棚頂，在山墻、后墻和圍墻的主墻體的外側設有保溫層，在該主墻體的內側、地磚設有相變儲能層；在所述的棚頂裝有太陽能集熱器、太陽能電池板和風力發電機，在大棚內裝有散熱器和電熱器，所述的太陽能集熱器通過熱媒管道與該散熱器、地熱管連接，所述的太陽能電池板和風力發電機的電力輸出端通過蓄電池與所述的電熱器、電熱電纜連接。本發明的優點是以太陽能光電、光熱、風能為能源，并利用相變儲能材料的儲能功能，可以通過相互的補充，確保大棚室內溫度的恒定；充分地應用了天然能源，節約了生產成本，降低了產品價格，避免了高能耗帶來的環境污染；墻體內側的抗菌涂料層可以防止害蟲和細菌孳生，保證植物健康地成長。
文檔編號C09D5/14GK101836564SQ200910080220
公開日2010年9月22日 申請日期2009年3月16日 優先權日2009年3月16日
發明者和樹森, 胡鈞 申請人:胡鈞;和樹森