一种相变蓄热温室育苗装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于设施农业工程技术领域，具体涉及一种相变蓄热温室育苗装置。
【背景技术】
[0002]目前，节能型日光温室是我国北方日光温室的主要类型，能在-10?20°C的寒冷条件下不加温生产喜温蔬菜，从而可实现日光温室中蔬菜的周年生产与供应。但我国日光温室普遍存在冬季夜间室内气温、地温偏低，夏季室内气温、地温过高的现象。冬季日光温室通过利用太阳能实现室内增温，晴天条件下，白天室内气温可较快达到作物生长需求，阴雨雪天气则无法保证；地温的上升较气温相对滞后，因此室内地温始终低于气温，若遇阴雨雪天气则易导致温室内昼夜地温过低，甚至发生冷害。冬季日光温室内小气候虽可基本保证蔬菜的生长需求，但温度低于蔬菜生长的最适温度。夏季高温则会导致日光温室内气温和地温长期高于蔬菜作物生长发育的最高界限温度，影响作物光合作用，同时高强度的呼吸作用进一步削弱有机物质积累，导致植株生长发育缓慢，并可能会引发不可逆转的生理性病害，从而导致热害发生。低温、冷害及热害都严重影响了蔬菜的产量和品质。
[0003]根系是植株吸收、运输水分和生长所需营养物质的主要器官，保证根系正常的生命活动和生理功能对于保证蔬菜产量和品质具有重要意义。根区热环境是影响根系活动的重要因子之一，对植物干物质的积累和分配模式有明显的影响，进而影响到植物的生长和形态特征，并影响作物的产量。为保证蔬菜的产量与品质，需为日光温室配备冬季加温与夏季降温设备或系统。目前设施农业生产中常见的人为加温方式所消耗的能源仍以化石燃料等非可再生资源为主，在造成温室气体排放的同时还具有一定的火灾隐患。常见用于夏季降温的湿帘风机系统在高湿环境下的降温效果有限，且遮阳网等遮光覆盖材料会一定程度影响作物的光合作用。因此，开发环保无污染、节能高效、低成本的日光温室根区热环境调控系统与模式，在保证温室作物品质和产量的同时提高能源利用效率、降低能耗，具有重要的现实意义。
[0004]潜热型功能热流体(LatentFunct1nally Thermal Fluid, LFTF)是由相变材料微粒(一般为μm量级)混入单相传热流体形成固液两相功能流体以达到强化对流换热和储能的目的。这类多相混合流体有较大的表观比热，具有储热密度高、热传递效率大等特点，是一种集蓄热与强化传热功能于一体的新型材料，在建筑采暖、空调系统及换热器等领域应用前景广阔。将潜热型功能热流体应用于温室，白天通过相变蓄热储存太阳能防止温室内温度过高，夜晚温度降低时释放能量用于温室升温，可减小温室内的温度波动，使室内温度保持相对恒定，从而满足作物生长的温度需求，改善温室热环境。
[0005]目前，相变材料在温室中的应用方式主要有以直接混合、浸渍、填充等形式与建筑材料结合构建相变储能墙体，或与集热器等结合开发相变储能装置或系统等。相变蓄热墙体可接受并吸收的太阳辐射能有限，蓄热效率较低；已有的相变储能装置或系统则多会占用日光温室内的操作空间，或影响温室内的采光。至今尚未见到以潜热型功能热流体作为蓄热介质利用前屋面骨架高效集热实现日光温室热环境调控的相关专利。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种相变蓄热温室育苗装置，其以潜热型功能热流体为蓄放热介质，可进行日光温室内的冬季高效蓄热与夏季有效降温，减小日光温室内的空气和土壤的昼夜温差，实现日光温室内太阳辐射能的“削峰填谷”，有利于日光温室内作物在冬季低温条件和夏季高温环境下的生长发育，有助于提高作物在冬夏季节的生长发育速度与生长指标、改善作物产量与品质、实现作物在日光温室内的周年高效生产；不占用温室内部操作空间，日光温室空间利用效率高，能在不影响日光温室内有效生产空间和采光的前提下，最大限度蓄积太阳能；实现日光温室中的空气和基质热环境的智能高效调控；实现日光温室热环境的整体调控，有效提高系统工作效率及能效比。
[0007]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
[0008]一种相变蓄热温室育苗装置，包括日光温室主体结构，所述日光温室主体结构，包括覆盖材料和骨架结构；其中，骨架结构包括前屋面骨架14和围护墙体15，
[0009]所述骨架结构还包括底板16 ;
[0010]所述相变蓄热温室育苗装置还包括太阳能相变蓄热热环境调控系统，其包括相变集热单元1、潜热储存与交换单元2、根温调节单元3、循环泵组4和循环管路5 ;其中，
[0011]相变集热单元I包括依次连接的多段管道，管道沿前屋面骨架14铺设，所述管道在上下两端与前屋面骨架14固定在一起；
[0012]潜热储存与交换单元2具有包括壳体外壁22和壳体内胆23的双层壳体；内圈螺旋盘管进出水口 20和外圈螺旋盘管进出水口 21均自壳体内胆23延伸至壳体外壁22外，且内圈螺旋盘管进出水口 20通过循环管路5与根温调节单元3的管道相连，外圈螺旋盘管进出水口 21通过循环管路5与相变集热单元I的管道相连，内胆换热介质进出水口 24自壳体内胆23上表面延伸至壳体外壁22上表面外；
[0013]根温调节单元3包括根温调节盘管28、混水中心6和排气阀11，其中，根温调剂盘管28水平铺设在日光温室的底板16上；混水中心6悬挂固定在围护墙体15的一侧壁内表面，混水中心6的热水端出水口连接根温调节盘管28的进水端，冷水端进水口连接根温调节盘管28的回水端，排气阀11安装在根温调节盘管28的最高点；在根温调节盘管28之上放置一个栽培槽26，栽培槽26内填满栽培基质27 ；
[0014]循环泵组4包括三个并联的循环水泵，三个并联的循环水泵均连接一球阀7 ;两个循环泵组4均安装在日光温室主体结构外，通过循环管路5分别连接至相变集热单元I和根温调节单元3的进水端；
[0015]相变集热单元I的管道内、潜热储存与交换单元2的壳体内胆23空腔内及内圈螺旋盘管和外圈螺旋盘管的管腔内、根温调节盘管28的管腔内及循环管道5内均填充潜热型功能热流体作为蓄放热介质。
[0016]所述覆盖材料包括透光覆盖材料12和S12气凝胶保温毡13，透光覆盖材料12覆盖在前屋面骨架14的外表面，上下两端及左右两侧边通过围护墙体15上的卡槽卡簧18密封固定，S12气凝胶保温毡13覆盖在透光覆盖材料12上，或由下向上卷起。
[0017]紧贴底板16内表面设置保温隔热垫层25，保温隔热垫层25内设等间距的盘管槽，根温调节盘管28嵌在保温隔热垫层25的盘管槽中。
[0018]在两个循环泵组4连接的循环管路5上均安装有压力表29和流量计30。
[0019]在相变集热单元I和根温调节单元3所连接的循环管路5的最低点均连接有放水龙头8。
[0020]两个气压支撑杆31 —端固定在围护墙体15的左、右两侧壁内表面，另一端固定在前屋面骨架14左右两侧处弧形圆管上。
[0021]潜热储存与交换单元2放置于围护墙体15的后墙外。
[0022]所述潜热型功能热流体是相变材料乳状液或相变微纳胶囊悬浮液。
[0023]在相变蓄热温室育苗装置各处布置用于采集不同的环境因子数据的传感器。
[0024]内圈螺旋盘管进出水口 20、外圈螺旋盘管进出水口 21的进水口处均连接排水排气竖管10，出水口处均连接补水竖管9。
[0025]本发明的有益效果在于:
[0026]1.以潜热型功能热流体为蓄放热介质，利用集热管道的高热导率和潜热型功能热流体的相变蓄热与强化对流传热在日光温室前屋面处尽可能收集白天多余的太阳辐射热，可进行日光温室内的冬季高效蓄热与夏季有效降温，减小日光温室内的空气和土壤的昼夜温差，实现日光温室内太阳辐射能的“削峰填谷”，有利于日光温室内作物在冬季低温条件和夏季高温环境下的生长发育，有助于提高作物在冬夏季节的生长发育速度与生长指标、改善作物产量与品质、实现作物在日光温室内的周年高效生产。
[0027]2.依据本发明的相变蓄热温室育苗装置为理论原形设计建造日光温室，整个太阳能相变蓄热热环境调控系统不占用温室内部操作空间，日光温室空间利用效率高，能在不影响日光温室内有效生产空间和采光的前提下，最大限度蓄积太阳能，实现对日光温室内空气和根区热环境的智能调控，有效降低温室能耗，提高太阳辐射能利用率。
[0028]3.本发明相变蓄热温室育苗装置的太阳能相变蓄热热环境调控系统可实现双路循环和单路循环两种循环方式，并可在两种循环方式间自由切换。通过切换开启循环泵组的不同循环泵，控制循环管路流量变化，可分别实现系统相变集热单元和根温调节单元不同的蓄放热速度。因此，本发明装置中的太阳能相变蓄热热环境调控系统可针对不同气候条件选用不同的循环方式及工