一种大棚用采暖发电综合利用系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种大棚用采暖发电综合利用系统。现有的大棚通常采用燃煤锅炉来保持温度，这种采暖方式对环境污染严重。本实用新型提供一种大棚用采暖发电综合利用系统，包括大棚、集热装置、储热装置、换热器和流量控制器，集热装置设置在大棚上，集热装置与储热装置连接，储热装置与换热器连接，储热装置与换热器之间设有流量控制器和一号电动阀；其特征在于：还包括膨胀机、发电机和二号电动阀，膨胀机与储热装置连接，发电机与膨胀机连接，膨胀机与储热装置之间设有二号电动阀；上述连接均通过管路循环连接，管路上设有循环泵，管路中设有传热介质。本实用新型结构简单，设计合理，结构简单，设计合理，安全环保，能源利用率高。
【专利说明】一种大棚用采暖发电综合利用系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种大棚用采暖发电综合利用系统。
【背景技术】
[0002]随着高分子聚合物一聚氯乙烯、聚乙烯的产生，大棚被广泛应用于农业生产，并有着向林业、养殖业发展的趋势，可以说大棚在人类生活中扮演着一个越来越重要的角色。大棚可以调节内部温度、湿度、光照度、空气成分以及土壤湿度和盐分，形成内部独立的小气候，为动、植物生长提供适宜的条件。在严寒的冬季，人们普遍采用燃煤锅炉来保持温室温度，这种采暖方式对环境污染严重，且易产生大量的一氧化碳、二氧化硫，对动、植物生长产生不利影响。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，节能环保，使用安全的大棚用采暖发电综合利用系统。
[0004]本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是:该大棚用采暖发电综合利用系统包括大棚、集热装置、储热装置、换热器和流量控制器，所述集热装置设置在大棚上，所述集热装置与储热装置连接，所述储热装置与换热器连接，所述储热装置与换热器之间设有流量控制器和一号电动阀；其特征在于:还包括膨胀机、发电机和二号电动阀，所述膨胀机与储热装置连接，所述发电机与膨胀机连接，所述膨胀机与储热装置之间设有二号电动阀；上述连接均通过管路循环连接，所述管路上设有循环泵，所述管路中设有传热介质。集热装置吸收太阳能从而转换成热能，循环泵将热能循环到储热装置，并由储热装置储存，在大棚需要采暖的时候，一号电动阀打开，储热装置内的高温状态的传热介质进入换热器，换热器对大棚内部供热，温度可通过流量控制器进行控制，此时二号电动阀处于关闭状态；在大棚无采暖需求的时候，一号电动阀关闭，二号电动阀开启，储热装置内的高温状态的传热介质进入膨胀机，热能使膨胀机产生动力，从而使得发电机发电，经发电机利用后的传热介质重新进入集热装置吸收太阳能，如此循环。
[0005]本实用新型还包括内部换热器、冷凝器和储液罐，所述内部换热器与膨胀机连接，所述冷凝器与内部换热器连接，所述储液罐与冷凝器连接。传热介质经发电机利用后，先进入内部换热器，内部换热器对冷凝后的传热介质进行预加热，传热介质再重新进入集热装置吸收太阳能，因此能源利用率更高。
[0006]本实用新型所述集热装置包括宽幅单距聚焦光栅片、联箱、主流道、热管、传热翅片、真空管和边框，所述主流道设置在联箱内，所述真空管固定在联箱上，所述热管一端插入到真空管中，热管的冷凝段插入到主流道内，所述传热翅片固定在真空管内，所述边框与联箱固定，所述宽幅单距聚焦光栅片固定在边框上且位于真空管的上方，所述宽幅单距聚焦光栅片包括片状的透镜本体，所述透镜本体上设有入射面和出射面，所述出射面上设有若干阵列排布的用于将光线聚集到一侧的聚焦结构，所述聚焦结构包括若干用于聚焦光线的聚焦面和若干连接面，所述聚焦面与连接面间隔分布。宽幅单距聚焦光栅片的聚焦结构用于为真空管聚集光线，提高光线利用率，聚焦结构的聚焦面可将光线沿真空管方向折射，从而提高光线利用率，由于聚焦结构将光线聚集到一侧，因而设置真空管时，可节约空间；真空管吸收太阳能并转化为热能，热能由传热翅片传递到热管上，热管再将热能传递到主流道中，最终由传热介质传递到用户终端；采用了宽幅单距聚焦光栅片后，该真空管相比普通的真空管，可吸收更多的光线，从而使加热的温度更高。
[0007]本实用新型所述聚焦面为平面，所述连接面为平面。
[0008]本实用新型所述聚焦面包括第一聚焦面、第二聚焦面、第三聚焦面和第四聚焦面，其中第一聚焦面、第二聚焦面、第三聚焦面和第四聚焦面为圆弧直径不同的弧形面。光线经第一聚焦面、第二聚焦面、第三聚焦面或第四聚焦面折射后的方向均指向真空管。
[0009]本实用新型所述透镜本体与聚焦结构为一体式结构。透镜本体与聚焦结构为一次性挤出或采用雕蚀工艺制作加工而成，加工方便，适合批量生产。
[0010]本实用新型所述透镜本体为玻璃或聚烯烃材质。
[0011]本实用新型所述联箱包括联箱外壳，所述联箱外壳内设有保温层。保温层可保持主流道内的温度。
[0012]本实用新型所述边框上固定有防尘挡板，所述防尘挡板位于真空管的下方。可防止灰尘进入，影响阳光的透过率。
[0013]本实用新型所述集热器包括水箱、支架和真空管，水箱通过支架固定，水箱内设有内胆，水箱和内胆之间设有保温层，内胆中装有储热材料，真空管与水箱固定，其特征在于:还包括热管、盘管蒸发器和反光板，所述热管一端插入真空管内且其另一端位于水箱的内胆中，所述真空管的管口密封并在真空管内形成真空层，所述盘管蒸发器设置在水箱内胆中，所述盘管蒸发器上设有固定在水箱上的进水管和出水管，所述反光板设置在真空管的下方。真空管内的热管集热后，将热量储存到内胆中的储热材料中，冷水从盘管蒸发器的进水口进入时，吸收储热材料的热量而变为热水，并从出水管排出，由于其无需上水，省去了传统热水器进行上水控制的控制器和众多传感器，系统承压运行，运行稳定可靠；采用反光板聚光，其热损更小，效率更高，同时在相同的采光面积下，使用真空管等材料更少，成本更低，体积更小，质量更轻。
[0014]本实用新型还包括可自行调节反光板角度的阳光跟踪装置，所述阳光跟踪装置与反光板连接。阳光跟踪装置可进一步增加热管的集热效率。
[0015]本实用新型所述热管位于内胆中的一端设有传热部，传热部的直径大于热管的直径。传热部可增大热管与储热材料的接触面积，增加传热效率。
[0016]本实用新型所述真空管管口通过隔热密封盖进行密封。隔热密封盖可防止内胆中储热材料的热能进入真空管中。
[0017]本实用新型还包括用于固定热管的支撑件，所述支撑件配合在真空管内并将热管固定。支撑件的设置使得热管不易偏心，产品的使用寿命更长。
[0018]本实用新型所述水箱上设有排气管。用于对内胆卸压，防止内胆压力太大。
[0019]本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果:结构简单，设计合理，集热装置吸收太阳能从而转换成热能，循环泵将热能循环到储热装置，并由储热装置储存，在大棚需要采暖的时候，一号电动阀打开，储热装置内的高温状态的传热介质进入换热器，换热器对大棚内部供热，温度可通过流量控制器进行控制，此时二号电动阀处于关闭状态；在大棚无采暖需求的时候，一号电动阀关闭，二号电动阀开启，储热装置内的高温状态的传热介质进入膨胀机，热能使膨胀机产生动力，从而使得发电机发电，经发电机利用后的传热介质重新进入集热装置吸收太阳能，如此循环。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是本实用新型实施例中大棚用采暖发电综合利用系统的结构示意图。
[0021]图2是实施例1中集热装置的结构示意图。
[0022]图3是图2中A处的放大示意图。
[0023]图4是图2的剖视结构示意图。
[0024]图5是实施例1中真空管的剖视结构示意图。
[0025]图6是实施例1中宽幅单距聚焦光栅片的结构示意图。
[0026]图7是图6中B处的放大示意图。
[0027]图8是宽幅单距聚焦光栅片的聚光原理图。
[0028]图9是图8的立体结构示意图。
[0029]图10是实施例2中集热装置的结构示意图。
[0030]图11是图10的右视图。
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。
[0032]实施例1。
[0033]参见图1至图9，本实施例中的大棚用采暖发电综合利用系统包括大棚1、集热装置2、储热装置3、换热器4、流量控制器5、膨胀机6、发电机7、二号电动阀8、循环泵9、内部换热器10、冷凝器11、储液罐12和一号电动阀13。
[0034]本实施例中的集热装置2设置在大棚I上，大棚I侧壁为保温墙，集热装置2与储热装置3连接，集热装置2将太阳能转换为热能后，再将热能循环到储热装置3进行储存，储热装置3与换热器4连接，换热器4用于为大棚I内部进行供热，储热装置3与换热器4之间设有流量控制器5和一号电动阀13,—号电动阀13控制储热装置3对换热器输送高温的传热介质，而流量控制器5控制可控制传热介质进入换热器4时的流量，从而控制大棚I内的温度；膨胀机6与储热装置3连接，发电机7与膨胀机6连接，储热装置3将高温的传热介质输入到膨胀机6时,膨胀机6产生动力，从而使发电机7发电,膨胀机6与储热装置3之间设有二号电动阀8，储热装置3对换热器4进行供热时，二号电动阀8关闭，当储热装置3对膨胀机6供热时，二号电动阀8开启，储热装置3对膨胀机6供热时，流量控制器5可控制传热介质进入膨胀机6时的流量；上述连接均通过管路循环连接，管路上设有循环泵9，管路中设有传热介质；在大棚需要采暖的时候，一号电动阀13打开，储热装置3内的高温状态的传热介质进入换热器4，换热器4对大棚I内部供热，温度可通过流量控制器5进行控制，此时二号电动阀8处于关闭状态；在大棚无采暖需求的时候，一号电动阀13关闭，二号电动阀8开启，储热装置4内的高温状态的传热介质进入膨胀机6，热能使膨胀机6产生动力，从而使得发电机7发电，经发电机7利用后的传热介质重新进入集热装置2吸收太阳能，如此循环。
[0035]本实施例中的内部换热器10与膨胀机6连接，冷凝器11与内部换热器10连接，储液罐12与冷凝器11连接，传热介质经发电机7利用后，先进入内部换热器10，内部换热器10对冷凝后的传热介质进行预加热，传热介质再重新进入集热装置2吸收太阳能，因此能源利用率更高。
[0036]本实施例中的集热装置2包括宽幅单距聚焦光栅片21、联箱22、主流道23、热管24、传热翅片25、真空管26、边框27、防尘挡板28、内嵌套管29和护托210。
[0037]本实施例中的主流道23设置在联箱22内，真空管26固定在联箱22上，主流道23内设有内嵌套管29，热管24 —端插入到真空管26中，热管24的冷凝段241插入到主流道23内的内嵌套管29内，热管24的冷凝段241与内嵌套管29之间的空隙中填充导热硅胶，从而使传热效果更好，传热翅片25紧贴固定在真空管26的内壁上，热管24与传热翅片25接触，边框27与联箱22固定，宽幅单距聚焦光栅片21固定在边框27上且位于真空管26的上方，宽幅单距聚焦光栅片21用于为真空管26汇聚光线。
[0038]本实施例中的宽幅单距聚焦光栅片21包括片状的透镜本体211和聚焦结构212，透镜本体211上设有入射面2111和出射面2112，聚焦结构212设置在出射面2112上，聚焦结构212的数量与真空管26的数量相同，聚焦结构212用于将光线汇聚到真空管26上，聚焦结构212呈阵列排布。
[0039]本实施例中的聚焦结构212包括若干用于聚焦光线的聚焦面和若干连接面，聚焦面为平面，连接面2125为平面，聚焦面包括第一聚焦面2121、第二聚焦面2122、第三聚焦面2123和第四聚焦面2124，第一聚焦面2121、第二聚焦面2122、第三聚焦面2123和第四聚焦面2124将光线往一侧汇聚。本实施例中的第一聚焦面2121、第二聚焦面2122、第三聚焦面2123和第四聚焦面2124为弧形面，且其弧形面的直径依次增大，从而使得其折射角依次增大，使得光线折射后能汇聚要一处，如图8所示，第一聚焦面2121、第二聚焦面2122、第三聚焦面2123和第四聚焦面2124将光线往右侧下方方向汇聚，而传统的菲涅尔透镜，其某一阵列单元上光线由两端往中间汇聚，因而在设置真空管26时，真空管的两侧将会留有间隙，从而造成空间上的浪费。
[0040]本实施例中的透镜本体211与聚焦结构212为一体式结构，透镜本体211与聚焦结构212为一次性挤出或采用雕蚀工艺制作加工而成，加工方便，适合批量生产。
[0041]本实施例中的透镜本体211与聚焦结构212为玻璃或聚烯烃材质。玻璃或聚烯烃材质的透过性较好，且成本相对较低，利于市场竞争。
[0042]本实施例行中的真空管26的尾部装有护托210，对真空管26的尾部起到固定作用。
[0043]本实施例中的联箱2包括联箱外壳221，联箱外壳221内设有保温层222。
[0044]本实施例中的宽幅单距聚焦光栅片21可以横向排布也可以纵向排布，真空管26可以横向排布也可以纵向排布。当宽幅单距聚焦光栅片21采用横向排布时，其聚焦后的焦线213为横向分布，若真空管26采用纵向排布方式，随着太阳能高度角和方位角的变化，焦线213会在真空管26排布平面上平移，集热器无需进行阳光跟踪也能保证其聚焦光斑始终在真空管27上；若真空管26采用横向排布方式，集热器只需对太阳高度角进行跟踪，就能保证焦线213 —直在真空管26上。当宽幅单距聚焦光栅片21采用纵向排布时，其聚焦后的焦线213为纵向分布，若真空管26采用纵向排布方式，集热器需跟踪阳光方位角，才能保证焦线213始终在真空管6上；若真空管采用横向排布方式，集热器无需进行阳光跟踪就能保证焦线213 —直在真空管26上。
[0045]实施例2。
[0046]参见图1、图10和图11，本实施例中的大棚用采暖发电综合利用系统，其基本结构同实施例1，所不同的是集热装置2。
[0047]本实施例中的集热装置2包括水箱201、支架202、真空管203、热管204、盘管蒸发器205、反光板206、阳光跟踪装置207、支撑件208、排气管209和隔热密封盖2010。
[0048]本实施例中的水箱201通过支架202固定，水箱201内设有内胆2011，水箱201和内胆2011之间设有保温层2012，内胆2011中装有储热材料2013，储热材料2013为液态状，储热材料2013能有效的储存热量，真空管203与水箱201固定，热管204 —端插入真空管203内且其另一端位于水箱201的内胆2011中，真空管203内的热管204集热后，将热量储存到内胆2011中的储热材料2013中，真空管203的管口密封并在真空管203内形成真空层2031，此处真空管203管口的密封采用的是隔热密封盖2010，隔热密封盖2010可防止内胆2011中储热材料2013的热能进入真空管203中。本实施例中的盘管蒸发器205设置在水箱201内胆2011中，盘管蒸发器205上设有固定在水箱上的进水管2051和出水管2052，冷水从盘管蒸发器205的进水口 2051进入时，吸收储热材料2013的热量而变为热水，并从出水管2052排出，真空管203的下方设有用于聚集光线的反光板206，采用反光板206聚光，其热损更小，效率更高，同时在相同的采光面积下，使用真空管203等材料更少，成本更低，体积更小，质量更轻。
[0049]本实施例中的反光板206与阳光跟踪装置207连接，阳光跟踪装置207用于自行调节反光板206的角度，使其跟踪阳光的方位角，可进一步增加热管204的集热效率。本实施例中的反光板206为复合抛物曲面反光镜，其聚焦效果更好。此处的阳光跟踪装置207为现有技术，因而此处不再赘述。
[0050]本实施例中的热管204位于内胆2011中的一端设有传热部2041，传热部2041的直径大于热管204的直径，传热部2041可增大热管204与储热材料2013的接触面积，增加传热效率。
[0051 ] 本实施例中的热管204通过支撑件208固定，支撑件208配合在真空管203内，支撑件208内开有用于固定热管204的孔，热管204穿在支撑件208的孔内时不易偏心，产品的使用寿命更长。支撑件208为卡簧，支撑件208压缩并装入真空管203内后，支撑件208可胀紧在真空管203的内部而不宜松动，支撑件208还具有传热的作用，可将热量传递到热管 204。
[0052]本实施例中的水箱201上设有排气管2014，用于对内胆2013卸压，防止内胆2013压力太大。
[0053]此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构及附图所作的举例说明。凡依据本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属【技术领域】的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种大棚用采暖发电综合利用系统，包括大棚、集热装置、储热装置、换热器和流量控制器，所述集热装置设置在大棚上，所述集热装置与储热装置连接，所述储热装置与换热器连接，所述储热装置与换热器之间设有流量控制器和一号电动阀；其特征在于:还包括膨胀机、发电机和二号电动阀，所述膨胀机与储热装置连接，所述发电机与膨胀机连接，所述膨胀机与储热装置之间设有二号电动阀；上述连接均通过管路循环连接，所述管路上设有循环泵，所述管路中设有传热介质。
2.根据权利要求1所述的大棚用采暖发电综合利用系统，其特征在于:还包括内部换热器、冷凝器和储液罐，所述内部换热器与膨胀机连接，所述冷凝器与内部换热器连接，所述储液罐与冷凝器连接。
3.根据权利要求1所述的大棚用采暖发电综合利用系统，其特征在于:所述集热装置包括宽幅单距聚焦光栅片、联箱、主流道、热管、传热翅片、真空管和边框，所述主流道设置在联箱内，所述真空管固定在联箱上，所述热管一端插入到真空管中，热管的冷凝段插入到主流道内，所述传热翅片固定在真空管内，所述边框与联箱固定，所述宽幅单距聚焦光栅片固定在边框上且位于真空管的上方，所述宽幅单距聚焦光栅片包括片状的透镜本体，所述透镜本体上设有入射面和出射面，所述出射面上设有若干阵列排布的用于将光线聚集到一侧的聚焦结构，所述聚焦结构包括若干用于聚焦光线的聚焦面和若干连接面，所述聚焦面与连接面间隔分布。
4.根据权利要求3所述的大棚用采暖发电综合利用系统，其特征在于:所述聚焦面包括第一聚焦面、第二聚焦面、第三聚焦面和第四聚焦面，其中第一聚焦面、第二聚焦面、第三聚焦面和第四聚焦面为圆弧直径不同的弧形面。
5.根据权利要求3所述的大棚用采暖发电综合利用系统，其特征在于:所述联箱包括联箱外壳，所述联箱外壳内设有保温层。
6.根据权利要求3所述的大棚用采暖发电综合利用系统，其特征在于:所述边框上固定有防尘挡板，所述防尘挡板位于真空管的下方。
7.根据权利要求1所述的大棚用采暖发电综合利用系统，其特征在于:所述集热器包括水箱、支架、真空管、热管、盘管蒸发器和反光板，水箱通过支架固定，水箱内设有内胆，水箱和内胆之间设有保温层，内胆中装有储热材料，真空管与水箱固定，所述热管一端插入真空管内且其另一端位于水箱的内胆中，所述真空管的管口密封并在真空管内形成真空层，所述盘管蒸发器设置在水箱内胆中，所述盘管蒸发器上设有固定在水箱上的进水管和出水管，所述反光板设置在真空管的下方。
8.根据权利要求7所述的大棚用采暖发电综合利用系统，其特征在于:还包括可自行调节反光板角度的阳光跟踪装置，所述阳光跟踪装置与反光板连接。
9.根据权利要求7所述的大棚用采暖发电综合利用系统，其特征在于:所述热管位于内胆中的一端设有传热部，传热部的直径大于热管的直径。
10.根据权利要求7所述的大棚用采暖发电综合利用系统，其特征在于:所述真空管管口通过隔热密封盖进行密封。
【文档编号】A01G9/26GK203788819SQ201420107721
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年3月11日 优先权日:2014年3月11日
【发明者】姚卫国, 叶宏, 周旭阳, 邵敏敏, 李亚茹 申请人:浙江煜腾新能源股份有限公司