一种用于温室大棚昼夜能量平衡和储热的相变热管群

1.本发明涉及温室大棚技术领域，尤其涉及一种用于温室大棚昼夜能量平衡和储热的相变热管群。


背景技术：

2.农业温室大棚内的能量平衡问题有待解决，目前温室采取的应对措施分别是：白天通过自然通风或强制通风散热降温，夜间人工供暖升温，冬季用地埋管采用电或化石能源加热，需要投入较大的控制设备和财力来实现对温度的调控。
3.现有的用于温室大棚昼夜的能量平衡是利用机械操作和大量设备以及能耗的投入，为了降低成本，在极端天气的情况下，大多数农业温室处于停滞状态，影响农业温室的发展。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决现有的用于温室大棚昼夜的能量平衡是利用机械操作和大量设备以及能耗的投入，为了降低成本，在极端天气的情况下，大多数农业温室处于停滞状态，影响农业温室的发展的缺点，而提出的一种用于温室大棚昼夜能量平衡和储热的相变热管群。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.一种用于温室大棚昼夜能量平衡和储热的相变热管群，包括：
7.土壤，所述土壤的内部分布有不锈钢网状管道，且不锈钢网状管道的顶部连接有相变热管，所述相变热管的内部上方开设有第一腔体，且第一腔体的内部填充有相变材料，所述第一腔体的内侧设置有第二腔体，且第二腔体的内部注入有水，所述相变热管的上端密封有端盖，且相变热管的上方覆盖有大棚薄膜。
8.优选的，所述相变热管的外部上方安装有翅片，且翅片的外部喷涂有黑色吸热材料。
9.优选的，所述相变热管的总长度为250cm，且相变热管深入地面的长度为100cm。
10.优选的，所述相变热管的材质为不锈钢，且相变热管与相邻相变热管之间间隔50cm均匀分布。
11.优选的，所述相变材料的成分为na2so4·
10h2o和na2co3·
10h2o，并且质量比为4:6。
12.优选的，所述翅片与相变热管之间为电焊连接，且翅片的底部到相变热管的底部之间的距离为100cm。
13.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
14.1、本发明中，在白天温度较高时，相变材料能够从固体相变为液体吸热并通过水将热量传向不锈钢网状管道，给土壤加热，当温度降低至设计温度时，相变停止，在不通风的情况下实现对温度精准降温，在夜间温度较低时，相变材料能够从液体相变固体散热，地
面上方的水开始降温，地下土壤热量传至相变热管中继续放热，当温度升温至设计温度时，相变停止，在不供暖的情况下实现对精准升温，成本较低，可以保证农业温室在极端天气下的正常使用。
15.2、本发明中，相变材料的成分为na2so4·
10h2o和na2co3·
10h2o，并且质量比为4:6，第一阶段相变材料8在22.19℃至39.67℃处于溶解，总得吸收的潜热值为61.06kj/kg，第二阶段相变材料8在6.39℃-19.86℃凝固放热，总得放出的潜热值为40.28kj/kg，其中9.22kj/kg能量通过地下土壤6换热传至地下土壤6储存。
附图说明
16.图1为本发明中相变热管剖面结构示意图；
17.图2为本发明中相变热管在温室大棚的截面排列分布结构示意图；
18.图3为本发明中相变热管立体分布结构示意图；
19.图4为本发明中相变热管外部连接结构示意图；
20.图5为本发明中黑色吸热材料分布结构示意图。
21.图例说明：
22.1、相变热管；2、第一腔体；3、端盖；4、第二腔体；5、大棚薄膜；6、土壤；7、不锈钢网状管道；8、相变材料；9、水；10、翅片；11、黑色吸热材料。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
24.参照图1-5，一种用于温室大棚昼夜能量平衡和储热的相变热管群，包括土壤6，土壤6的内部分布有不锈钢网状管道7，且不锈钢网状管道7的顶部连接有相变热管1，相变热管1的总长度为250cm，且相变热管1深入地面的长度为100cm，确保设计的相变热管1在地面的长度为150cm，在此高度的农业蔬菜植物占比大，因此适用于大多数温室，能够很好的控制该层温度便达到设计目的，相变热管1的外径为dn22，总长250cm，不锈钢网状管道7的直径为dn32，相变热管1深入地面的长度为100cm，不锈钢网状管道7中的水9存储的热量，传递给地下土壤，实现土壤储热，有跨季节储热趋势，不易散失，相变热管1的材质为不锈钢，且相变热管1与相邻相变热管1之间间隔50cm均匀分布，不锈钢的耐腐蚀性较好，地面相变热管1均匀排布，能够使温度控制更加均匀，相变热管1的内部上方开设有第一腔体2，且第一腔体2的内部填充有相变材料8，相变材料8的成分为na2so4·
10h2o和na2co3·
10h2o，并且质量比为4:6，第一阶段相变材料8在22.19℃至39.67℃处于溶解，总得吸收的潜热值为61.06kj/kg，第二阶段相变材料8在6.39℃-19.86℃凝固放热，总得放出的潜热值为40.28kj/kg，其中9.22kj/kg能量通过地下土壤6换热传至地下土壤6储存，第一腔体2的内侧设置有第二腔体4，且第二腔体4的内部注入有水9，相变热管1的上端密封有端盖3，且相变热管1的上方覆盖有大棚薄膜5。
25.相变热管1的外部上方安装有翅片10，且翅片10的外部喷涂有黑色吸热材料11，翅
片10与相变热管1之间为电焊连接，且翅片10的底部到相变热管1的底部之间的距离为100cm，通过电焊连接在相变热管1的外部的翅片10能够增大换热面积，并且通过黑色吸热材料11提高相变热管1的吸热能力，翅片10的底部到相变热管1的底部之间的距离为100cm，确保相变热管1安装时，翅片10能够完全处于相变热管1的地面上方，并且翅片10还能够为安装起到定位作用，确保相变热管1的安装深度准确无误。
26.工作原理：相变热管1的外径为dn22，总长250cm，不锈钢网状管道7的直径为dn32，相变热管1是利用相变材料8在一定温度下发生相变吸热和放热的特点，在白天温度较高的环境下，达到相变材料8的相变温度，相变材料8能够快从固体速相变为液体吸热并通过水9将热量传向不锈钢网状管道7，给土壤6加热，当温度降低至设计温度时，相变材料8相变停止，在不通风的情况下实现对温度精准降温；在夜间温度较低的情况下，达到相变材料8相变温度，首先相变材料8能够快速从液体相变固体散热，当相变材料8逐渐固化时，地面以上的管道内的水9开始降温，不锈钢网状管道7的水9的温度将高于地面的水9，由于地面以及地下水9的温度的密度差，地下土壤6的热量通过对管道中的水9向上流动传至相变热管1中，相变热管1继续相变放热，当温度升温至设计温度时，相变热管1停止传热，在不供暖的情况下实现对精准升温，通过相变热管1给土壤6的日平均蓄热量高于日散热量，相变热管1一定程度上增加了土壤6的蓄热能力，为阴雨天气提供了一定的热量保障。
27.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。