一种日光温室用组合式外挂型相变储能系统

本发明属于相变储能，具体涉及一种日光温室用组合式外挂型相变储能系统。

背景技术：

1、东北地区属于严寒地区，冬季气温较低，且夜间寒冷漫长，大部分日光温室的夜间温度不能满足植物生长需要，因此必须向温室内额外提供热量。传统加热方式是通过燃烧化石燃料的方法实现，会产生大量的co、so2、co2、nox等有害气体，严重污染环境，并存在安全隐患。而太阳能是一种取之不尽用之不竭的可再生能源，在我国东北地区，太阳的年日照时数为2200~2800小时，属于太阳能资源利用价值较高的地区。因此若充分利用东北地区丰富的太阳能资源，既能提高经济效益，也能减少能源消耗和环境污染。

2、但是传统日光温室围护结构比较简单，保温性能并不好，蓄热性能较差，而日光温室的保温性能一个重要的影响因素是其北墙的蓄放热性能，白天，温室北墙可以吸收并储存直接照射在墙面的太阳辐射热能，夜间，当室内空气温度低于墙体温度时，墙体释放热量，提高室内温度。因此改善温室北墙的蓄放热性能可以有效提高冬季日光温室室内温度。为了使北墙获得较好的储能效果，不仅需要蓄热性能良好的材料，还需要墙体有着足够的厚度，故若对现有的日光温室北墙进行改造升级，建设成本较大，同时温室的占地面积也会增大。另一方面，东北地区的日光温室白天太阳辐射强，温室内温度较高，需要通风降温、透气，而到了夜晚，随着温度降低温室内温度会急剧下降，需要各种方式供暖，这种情况让日光温室无法有效利用丰富的太阳能资源。针对当前日光温室生产过程中的问题，将相变储能材料的蓄热技术，应用于温室中，是一个节能环保的可行方案。白天温室大棚吸收的多余热量可以通过相变材料储存起来，夜间气温降低，相变材料将储存的热量释放出来，可以延缓温室气温降低。相变材料储热技术可以对太阳能起到“时间转移”和“削峰填谷”的作用。

3、当前，将相变储能材料的蓄热技术应用于温室中有以下几个常用方案：1、将相变材料涂抹在温室北墙制成相变蓄热墙板。2、使相变材料浸没或掺混在建筑材料内，配制成相变储热砂浆。3、直接用相变材料制作砌块，或者密封相变材料，再置于空心砌块内，制作相变蓄热砌块。4、使用铝箔袋和塑料袋、封装相变材料，如塑料瓶，吊挂或置于温室中。但相变板材、砂浆和砌块中的相变材料存在于墙体深处，难以发生相变、容易泄漏，并且还会减弱温室后墙的承载能力等问题。其他已有的封装方式中，多数都存在施工工艺复杂，成本高的问题。

4、针对以上问题，本发明提供一种日光温室用组合式外挂型相变储能系统，该相变储能系统不仅充分发挥了相变材料相变温度较为恒定、相变潜热大、削峰填谷等优点，同时缓解了现有严寒和寒冷地区日光温室夜间温度低、相变材料封装困难、容易产生泄漏、加设相变材料后减弱墙体强度和相变过程容积膨胀等问题。适应于多种天气条件下使用，更好的发挥了相变材料的蓄放热作用。采用无机相变材料，价格低廉、来源广泛，节约投资。采用外挂型方式，有利于通过采用控制相变材料数量简单方法以适应不同气候条件下日光温室内植物的生长。采用低温相变材料在下，高温相变材料在上的布置方式，符合日光温室的传热特征，提高了相变日光温室的蓄放热性能。施工工序相对简单且成本较低，更加适用于现有日光温室的改造工程。

技术实现思路

1、针对以上问题，本发明提供一种日光温室用组合式外挂型相变储能系统。

2、一种日光温室用组合式外挂型相变储能系统，包括两个相变储能管，所述两个相变储能管通过连接卡槽上下组合固定，并竖直间隔均匀安装于温室北墙上。

3、所述上下两个相变储能管分别装有不同相变温度的相变材料。

4、所述相变材料为相变温度15~30℃的固-液相变材料，相变温度区间不重合。

5、所述相变材料为六水合氯化钙、十水合硫酸钠、十二水合硫酸氢二钠等无机水合盐类相变材料的一种或多种。

6、所述相变储能管上端管帽处带有通气孔，上方相变储能管的下部外侧与下方相变储能管的上部外侧均带有螺纹，通过连接卡槽连接固定。

7、所述相变储能管内侧与所述管帽外侧均带有螺纹，可相互啮合，且两者中间有橡胶垫片。

8、一种日光温室用组合式外挂型相变储能系统，所述实施方法具体为：

9、使用漏斗将两种不同相变温度的相变材料灌装于两个相变储能管内，灌装完成后两个相变储能管均留有部分高度空间，使用相变储能管专用胶将管帽粘贴于管道两端并将管帽旋紧，相变储能管上设置有可开启的通气口，运输时关闭。将两个相变储能管两端对齐，其中装有高温相变材料的位于上方，使用连接卡槽将两个相变储能管组合并连接卡槽旋紧，将组合式相变储能管垂直于地面摆放，倚靠墙体并用固定支架固定。

10、白天，温室北墙表面的组合式相变储能管可以吸收并储存直接照射在管面的太阳辐射热能，并且随着太阳辐射的增强和日光温室内的温度升高，组合式相变储能管下方的低温相变材料优先相变并开始吸收热量储能热量，当温度到达其上方的高温相变材料时，高温相变材料开始吸收并储存热量。

11、夜间，室内温度开始逐步降低，当室内空气温度低于高温相变材料相变温度时，组合式相变储能管上方的高温相变材料开始相变放热，随着温室温度低于低温相变材料，低温相变材料开始逐步放热，进而该组合式相变储能系统能够做到将白天储能的热量分级释放，提高室内温度。

12、本发明的有益效果：

13、该相变储能系统不仅充分发挥了相变材料相变温度较为恒定、相变潜热大、削峰填谷等优点，同时缓解了现有严寒和寒冷地区日光温室夜间温度低、相变材料封装困难、容易产生泄漏、加设相变材料后减弱墙体强度和相变过程容积膨胀等问题。适应于多种天气条件下使用，更好的发挥了相变材料的蓄放热作用。采用无机相变材料，价格低廉、来源广泛，节约投资。采用外挂型方式，有利于通过采用控制相变材料数量简单方法以适应不同气候条件下日光温室内植物的生长。采用低温相变材料在下，高温相变材料在上的布置方式，符合日光温室的传热特征，提高了相变日光温室的蓄放热性能。施工工序相对简单且成本较低，更加适用于现有日光温室的改造工程。

技术特征：

1.一种日光温室用组合式外挂型相变储能系统，其特征在于，包括管帽1、通气口2、两个相变储能管3、高温相变材料4、低温相变材料5、连接卡槽6、固定支架7、温室北墙8、相变储能管上部外侧螺纹9，相变储能管下部外侧螺纹10、橡胶垫片11，所述两个相变储能管3通过连接卡槽6上下组合而成并竖直间隔均匀安装于温室北墙8上，两个相变储能管3通过固定支架7固定在温室北墙8上，上下两个相变储能管3分别装有不同相变温度的相变材料4、5。

2.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述相变材料4、5为相变温度15~30℃的固-液相变材料，相变温度区间不重合。

3.根据权利要求2所述系统，其特征在于，所述相变材料为六水合氯化钙、十水合硫酸钠、十二水合硫酸氢二钠等无机水合盐类相变材料的一种或多种。

4.根据权利要求1所述系统，其特征在于，依据当地冬季室外气候参数以及温室大棚的蓄放热性能和尺寸大小，选定相变材料的相变温度和相变储能管的数量。

5.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述相变储能管3上端管帽1处带有通气口2，上方相变储能管3的下部外侧与下方相变储能管3的上部外侧均带有螺纹9、10，通过连接卡槽6连接固定。

6.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述相变储能管3内侧与所述管帽1外侧均带有螺纹，可相互啮合，且两者中间有橡胶垫片11。

7.采用权利要求1~6一种日光温室用组合式外挂型相变储能系统，其特征在于，实施方法为：

技术总结一种日光温室用组合式外挂型相变储能系统，该相变储能系统不仅充分发挥了相变材料相变温度较为恒定、相变潜热大、削峰填谷等优点，同时缓解了现有日光温室夜间温度低、相变材料封装困难、容易产生泄漏、加设相变材料后减弱墙体强度和相变过程容积膨胀等问题。适应多种天气条件下使用，更好的发挥了相变材料的蓄放热作用。采用无机相变材料，价格低廉、来源广泛。采用外挂型方式，有利于通过采用控制相变材料数量简单方法以适应不同气候条件下日光温室内植物的生长。采用低温相变材料在下，高温相变材料在上的布置方式，符合日光温室的传热特征，提高了相变日光温室的蓄放热性能。施工工序相对简单且成本较低，更加适用于现有日光温室的改造工程。技术研发人员：孟凡康,蔡鹏,姜治鑫,孙世钊,张智慧,武思莹受保护的技术使用者：辽宁工程技术大学技术研发日：技术公布日：2024/9/12