[发明专利]一种适用于温室的太阳能主被动式相变蓄热通风墙体热泵系统

说明书

本发明属于园艺设施及可再生能源应用领域，具体涉及一种适用于温室的太阳能主被动式相变蓄热通风墙体热泵系统。本发明在现有技术所公开的日光温室太阳能主‑被动蓄热“三重”结构墙体构筑体系的基础上结合热泵以少量电耗来实现低品位热能向高品位热能的转移的技术特点，克服太阳能主被动式相变蓄热通风墙体因相变材料层导热系数大而造成白天室内热空气难以利用、夜间墙体内部剩余热量难以放出的问题，进一步实现温室中太阳能资源的高效利用，进而提高温室白天室内降温除湿、冬季夜间或连阴天温室补温、新风加热的周年室内环境调控效果。

技术领域

本发明涉及一种应用于温室中，由太阳能主被动式相变蓄热通风墙体与热泵技术相结合的新型太阳能主被动式相变蓄热通风墙体热泵系统，属于园艺设施及可再生能源应用领域。

背景技术

严寒地区、寒冷地区及夏热冬冷地区冬季室外寒冷，多数地区越冬种植（养殖）喜温农产品困难，生产能耗过高，温室大棚闲置问题严重。然而这些地区地处太阳资源优势地区或可利用地区，通过提高越冬季节温室太阳能资源利用率，有利于降低温室冬季燃煤、电加热等补温能耗，提高温室越冬生产能力。

研究团队前期发明“日光温室太阳能主-被动蓄热“三重”结构墙体构筑体系（申请号：201310328662.7）”在日光温室中的试验及理论分析结果，太阳能主-被动蓄热“三重”结构墙体内部热量在低温夜间未充分释放至室内环境，白天室内余热难以充分利用。热泵以少量的电耗做功，将空气、水或土壤中的低品位热能转化为高品位热能，从而达到绿色节能目的。其中，空气源热泵安装简单，价格低廉，维护方便，应用更为广泛。但在冬季，由于室外温度较低，空气源热泵因结霜而降低制热效果。

基于上述研究基础，本研究团队所提出的太阳能主被动式相变蓄热通风墙体热泵系统，有助于克服太阳能资源的周期性及间歇性，能够强化太阳能主-被动蓄热“三重”结构墙体夜间放热与白天室内余热蓄热，充分提高日光温室对太阳能资源的高效利用率。

发明内容

本发明结合日光温室室内光热环境变化规律，为充分改善温室室内热环境及其越冬生产能力，进一步提高太阳能主-被动蓄热“三重”结构墙体对太阳能资源的利用能力及其蓄放热效率，提出一种适用于温室的太阳能主被动式相变蓄热通风墙体热泵系统。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：适用于温室的太阳能主被动式相变蓄热通风墙体热泵系统包括太阳能主-被动蓄热“三重”结构墙体（参见文件1：日光温室太阳能主-被动蓄热“三重”结构墙体构筑体系，ZL201310328662.7）及与之配套的热泵系统。

所述的太阳能主-被动蓄热“三重”结构墙体可作为温室南墙，其内表面为相变蓄热墙板，外表面为保温材料层，中间层为空心水泥砌块层。空心水泥砌块层中预留部分通道，其余采用泥沙填实。一部分预留通道作为空气通道，并采用并联的方式与管道风机、阀门、回风管道、太阳能空气集热系统、送风管道等构成闭合环路，能够以太阳能主动利用的方式将太阳能继续在墙体内部，具体构筑方式参见文件1（日光温室太阳能主-被动蓄热“三重”结构墙体构筑体系，ZL201310328662.7）；在另一部分预留通道中装配特制的蒸发器，并采用细沙石填充，形成墙体内部蒸发器。

所述的热泵系统包括压缩机、墙体内部蒸发器、节流装置、室内侧冷凝器（可配套风机盘管系统）、储液罐及换向阀组成。热泵系统闭合串联顺序依次为墙体内部蒸发器、压缩机、室内侧冷凝器、储液罐及换向阀。所述墙体内部蒸发器采用装配在空气通道中特制的蒸发器。根据实际应用情况，所述室内侧冷凝器可直接采用风冷式换热器，也可根据室内气流组织形式，连接风机盘管水循环系统进行室内空气换热或加热白天室外新风。

所述通道中的特制蒸发器为多个带有翅片的不锈钢套管，内管流经制冷剂，内外管之间填充导热油。各个带有翅片的不锈钢套管可采用串联的方式组成墙体内部蒸发器。