一种应用于塑料大棚的相变百叶窗温控装置及其调控方法

1.本发明属于塑料大棚技术领域，具体涉及一种应用于塑料大棚的相变百叶窗温控装置及其调控方法。


背景技术：

2.目前中国设施农业仍以造价较低、抗风险能力较弱的塑料大棚为主，其面积为126.24万hm2，占设施总面积的67%。对塑料大棚进行温度调控，是有效节约能源、实现大棚绿色生产的必要手段。塑料大棚多用于南方越冬果蔬的种植，但由于冬季夜晚温度过低，会造成蔬菜植物的生长温度不适宜，影响产量，造成农民巨大的财产损失。
3.相较于传统的电加热等高耗能供暖方式，使用被动式蓄放热装置通过充分吸收太阳能来调节塑料大棚室内热环境，从而实现太阳能的转移利用，提高能源利用效率是现代农业大棚绿色发展的趋势。
4.相变材料是一种通过自身的状态改变来储存能量的材料。相对于传统的显热储能，具有单位储热密度大、温度恒定、易于控制等特点。在其物态变化过程中，伴有大量热能的吸收和释放，可以很好的改善室内环境温度，并且维持室内温度的稳定。而塑料大棚是一种完全用塑料薄膜作为覆盖材料的大型拱棚，设置相变材料的同时还需考虑植物光照不被遮挡。因此，如何将相变材料应用于塑料大棚并有效进行温度控制成为了一个关键问题。


技术实现要素：

5.针对上述问题，本发明提供一种应用于塑料大棚的相变百叶窗温控装置及其调控方法，通过在塑料大棚骨架上安装相变百叶窗装置，利用相变百叶板白天吸收太阳辐射储存热量，夜晚释放白天储存的热量用于提高温室温度，达到调控塑料大棚温度的目的。
6.本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种应用于塑料大棚的相变百叶窗温控装置及其调控方法，该装置包括升降装置、旋转装置、相变百叶板。
7.所述升降装置通过提绳与相变百叶板连接，旋转装置通过两侧拉绳与相变百叶板进行连接；所述旋转装置由卷绳器、固定支座、旋转轴、蜗轮、蜗杆及两侧梯绳构成，调节百叶板的角度；升降装置由提绳和绳锁组成，控制百叶板的升降；所述相变百叶板自下而上依次由聚氯乙烯(pvc)板层，聚苯乙烯(eps)保温层和相变材料层三层结构构成。
8.进一步地，所述升降装置由提绳和绳锁组成，提绳有三根，其一端分别从相变百叶板中心穿过，固定于最后一块相变百叶板板底，另一端分别从三个固定支座下方的孔洞穿过，再同时穿过绳锁，合成一根主绳，作为升降时的手柄，控制百叶板的升降，主要为了实现大棚的除湿和通风。
9.进一步地，所述的绳锁由固定滚轴和制动滚轴组成，可以控制提绳的升降，当把绳子向左拉，制动滚轴向上滑动，移动至固定滚轴旁边，卡住绳子，控制相变百叶板的高度，当把绳子向右拉，制动滚轴向下滑动，相变百叶板恢复原状；实现对相变百叶板高度以及相变百叶板与板之间间距的调节。
10.进一步地，所述旋转装置由卷绳器、固定支座、旋转轴、蜗轮、蜗杆及两侧梯绳构成，所述的两侧梯绳有三根，平行固定于相变百叶板两侧，且分别穿过固定支座；所述旋转轴依次穿过三个卷绳器，其右端与蜗轮、蜗杆相连接，拉动蜗杆带动蜗轮和旋转轴转动，使固定支座上方的卷绳器带动两侧梯绳转动，调节相变百叶板的角度；实现白天旋转到室外吸收太阳热量和晚上旋转到室内放热的自由切换。
11.进一步地，所述相变百叶板自下而上依次由聚氯乙烯(pvc)板层，聚苯乙烯(eps)保温层和相变材料层三层结构构成。设置聚苯乙烯(eps)保温层是为了让相变材料最大限度的吸收和释放太阳辐射热量，尽量减少夜间向室外的散热。
12.进一步地，所述的相变百叶窗装置悬挂于塑料大棚的支撑骨架上，设置在南向外侧，保证相变材料吸收的太阳辐射最大。
13.进一步地，所述相变百叶窗温控装置的调控方法，该方法包括以下步骤：（1）白天，太阳升起后，用卷帘机卷帘以后，通过拉动蜗杆，带动蜗轮和旋转轴转动，使固定支座上方的卷绳器带动两侧梯绳转动可调节相变百叶板的角度，将相变百叶窗带有相变材料的一面旋转至塑料大棚外侧，通过吸收太阳能进行蓄热，并将热量储存在相变材料层中；（2）夜晚，太阳落山后，棚内温度降低，通过拉动蜗杆，带动蜗轮和旋转轴转动，使固定支座上方的卷绳器带动两侧梯绳转动将聚氯乙烯(pvc)板底面旋转至棚外侧，利用白天储存在相变材料中的热量对棚内进行供热；然后拉动提绳至收紧聚氯乙烯(pvc)板，使聚氯乙烯(pvc)板之间无空隙，减少向室外散热，最后放下卷帘。
14.本发明的优点：（1）本发明的相变百叶板体积小，倾斜角度可以调节，不会对农作物的光照有遮挡；（2）本发明的相变百叶板之间存在间隙，不会影响大棚进行通风换热；轻质百叶窗装置可直接悬挂于塑料大棚骨架上，不会占用棚内的实际利用面积；（3）本发明的相变百叶窗温控装置相较于将相变材料放进大棚骨架内的改善方式，能更加有效的控制棚内温度变化，相较于对相变材料进行封装搬进搬出的方式，操作更加便捷；（4）本发明的相变百叶板相变材料无污染，利用太阳能满足植物生长需求，能有效节约能源，实现南方塑料大棚的绿色生产。
附图说明
15.图1 为本发明的相变百叶窗温控装置结构示意图；图2 为本发明的相变百叶窗温控装置在塑料大棚内的布置示意图；图3 为相变百叶板的结构示意图；图4为相变百叶板白天的布置示意图；图5为相变百叶板夜间的布置示意图；图中：1-相变百叶窗装置，2-卷绳器，3-固定支座，4-旋转轴，5-蜗轮，6-蜗杆，7-梯绳，8-相变百叶板，9-绳锁，10-固定滚轴，11-制动滚轴，12-提绳，13-相变材料层，14-聚苯乙烯(eps)保温层，15-聚氯乙烯(pvc)板。
具体实施方式
16.下面结合附图，对本发明做进一步地说明。
17.如图1-图2所示，一种应用于塑料大棚的相变百叶窗温控装置及其调控方法，该装置包括旋转装置、升降装置、相变百叶板；所述旋转装置由卷绳器2、固定支座3、旋转轴4、蜗轮5、蜗杆6及两侧梯绳7构成，调节相变百叶板8的角度；升降装置由提绳12和绳锁9组成，控制相变百叶板8的升降；相变百叶板自下而上依次由聚氯乙烯(pvc)板层15，聚苯乙烯(eps)保温层14和相变材料层13三层结构构成。
18.如图3所示，相变百叶窗装置悬挂于塑料大棚的支撑骨架上，隔1米设置一组，均匀布置；塑料大棚长24米，宽9米，高4米，可以布置五组，每组长3米，设置在受太阳光照最充分的一侧。
19.如图4所示，白天，太阳升起后，用卷帘机卷帘之后，拉动蜗杆6带动蜗轮5和旋转轴4转动，通过旋转轴5旋转带动两侧梯绳7可调节相变百叶板8的角度，将相变百叶窗带有相变材料的一面旋转至塑料大棚外，通过吸收太阳能进行蓄热，并将热量储存在相变材料层13中。
20.如图5所示，夜晚，太阳落山后，棚内温度降低，拉动蜗杆6带动蜗轮5和旋转轴4转动，通过旋转轴4旋转带动两侧拉绳7可调节相变百叶板8的角度，将聚氯乙烯(pvc)板15底面旋转至棚外，再通过升降装置，拉动提绳12至收紧聚氯乙烯(pvc)板15，使聚氯乙烯(pvc)板15之间无空隙，向左移动提绳12，利用制动滚轴11和固定滚轴10卡住提绳12，再放下卷帘，利用白天储存在相变材料中的热量对棚内进行供热。
21.上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。