一种陶瓷太阳能模块化相变蓄热日光温室及其相变溶液制造技术

本发明专利技术公开了一种陶瓷太阳能模块化相变蓄热日光温室及其相变溶液,温室后墙包括保温绝热组件、温室后墙钢结构组件和太阳能陶瓷相变组件；太阳能陶瓷相变组件包括陶瓷太阳能板和陶瓷太阳能板回水管路，保温绝热组件、温室后墙钢结构组件及陶瓷太阳能板形成温室后墙墙体结构，陶瓷太阳能板回水管路与陶瓷太阳能板的内腔连通并设置在温室后墙钢结构组件内，陶瓷太阳能板回水管路内填充相变溶液。该阳光温室可以进行快速的模块化制造和装配，同时既可以自主地利用装配在温室后墙上的风机主动地进行蓄热和放热，也可以利用温室后墙内的液态相变材料由阳光中直接获取热量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于相变材料及其应用领域，具体涉及一种陶瓷太阳能模块化相变蓄热日光温室及其相变溶液。
技术介绍
目前，常规的日光温室后墙多采用砖砌后墙和堆土后墙。其中，砖砌后墙的性能优良，但造价较高，不适合在广大的偏僻地区推广；而相比之下，堆土后墙温室虽然造价低廉、取材方便，但结构却容易坍塌，而且也有使用寿命短、生产条件差的缺陷，而且由于在施工中多采用机械开挖土方，对原有土地的破坏力很强，同时即使建成后土地利用率也较低。除此之外，随着日光温室在我国的大面积推广，在我国广大的戈壁地区，不论是建筑用砖和结构性能良好的土壤都十分稀缺，因此，迫切地需要一种能适应我国西北地区戈壁环境的日光温室新型结构，以充分利用当地材料，从而减少建筑成本，同时也能快速地模块化地进行建造的日光温室。另外，在日光温室的蓄热方面，常规的日光温室大都采用被动蓄热，而且由于蓄热体多为砖石和土壤，因此蓄热密度相对较小，导致温室的蓄热量严重不足。而且在生产实践中，为了扩大温室后墙的蓄热性能，只能不断加厚后墙的厚度，因此造成了温室占地面积的增大和土建费用的攀升。调查发现，为了日光温室的蓄热，其后墙越砌越厚，造价逐步攀升，但同时温室的蓄热性能却没有多少提高。通过科学研究表明，日光温室后墙蓄热的关键问题不仅仅是单纯提高后墙的绝热性能，更重要的是要提高后墙的蓄热能力。
技术实现思路
针对现有的日光温室在快速模块化建造、提高保温性能和蓄热存在的缺陷或不足，本专利技术的目的在于提供一种陶瓷太阳能模块化相变蓄热日光温室及其相变溶液，以充分利用太阳能陶瓷的高效集热和内部相变材料的高密度蓄热，以及结合模块化快速建造技术，快速地进行现场灵活装配。为达到上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种陶瓷太阳能模块化相变蓄热日光温室,包括温室骨架、温室后墙和温室前墙，所述的温室后墙为空腔墙体，温室后墙的内墙壁上嵌设太阳能陶瓷相变组件，太阳能陶瓷相变组件包括陶瓷太阳能板和陶瓷太阳能板回水管路，陶瓷太阳能板贴设在温室后墙内壁上，陶瓷太阳能板回水管路与陶瓷太阳能板的内腔连通并设置在温室后墙内，陶瓷太阳能板回水管路内填充相变溶液，温室内空气能穿过温室后墙的空腔进行循环流动。具体的,所述的温室后墙温室后墙依次设有保温绝热组件、温室后墙钢结构组件及陶瓷太阳能板，陶瓷太阳能板回水管路与陶瓷太阳能板的内腔连通并设置在温室后墙钢结构组件内，温室后墙钢结构组件为带有空腔的钢结构体，温室内空气能穿过温室后墙钢结构组件的空腔进行循环流动。进一步的,还包括温室地下蓄热风道，所述的温室地下蓄热风道与温室后墙的空腔连通，将经太阳能陶瓷相变组件加热的空气通过温室地下蓄热风道传递给温室地面及温室空间。具体的,所述的温室地下蓄热风道沿日光温室的宽度方向朝向温室前墙铺设在温室地面下，且在温室地下蓄热风道靠近温室前墙的端部设置延伸的风道出风口。还有,所述的保温绝热组件为保温绝热板，保温绝热板为EPS板。另外,所述的温室后墙钢结构组件为温室后墙预装配格构柱。优选的,所述的相变溶液中的相变成分包括Na2SO4、Na2HPO4、Al2O3和CMC；具体的,按质量百分比计，Na2SO4为15％，Na2HPO4为80％，Al2O3为4％，CMC为1％。更具体的,所述的相变溶液的配制包括：将上述相变成分加水溶解并加热到70℃成饱和液态溶液，即得相变溶液。一种相变溶液，该相变溶液填充在所述的陶瓷太阳能板回水管路内；该相变溶液中的相变成分包括Na2SO4、Na2HPO4、Al2O3和CMC；按质量百分比计，Na2SO4为15％，Na2HPO4为80％，Al2O3为4％，CMC为1％；所述的相变溶液的配制包括：将上述相变成分加水溶解并加热到70℃成饱和液态溶液，即得相变溶液。本专利技术的优点在于：其一，采用预制钢结构模块化装配后墙，在钢结构的后墙骨架上装配蓄热模块、绝热模块和通风蓄热模块。因此在降低温室土建造价的基础上，提高了日光温室后墙的结构稳定性，而且还大大降低了温室的施工难度。其二，日光温室建造过程中大量使用了干作业生产，因此具有建造速度快，施工限制条件少的特点。加之，大量采用了将蓄热、绝热体、主动蓄热风道系统和钢结构系统分开，因此具有价格低廉、建造方便和生态环保的特点。其三，在温室后墙建造上首次采用了模块化组建装配技术，所利用的相变储能材料为液态相变材料，该材料被封装在装配在后墙内部的太阳能陶瓷集热组建内部，因此在建筑结构上可以结合日光温室的后墙进行一体化建造，因此大大降低温室土建的建筑成本，同时还可以增强日光温室后墙的稳定性。而且，该温室结构由于其特殊的后墙构造，因此，特别适宜在我国非耕地地区进行大面积推广应用。其四，利用太阳能多晶硅电板和设置在后墙的风机，对后墙的陶瓷太阳能相变蓄热组建进行自主蓄放热，运行的费用低，保证率高，大大提高了日光温室的保温性能，在实践生产中容易推广和保持长时间稳定运行。特别适宜于在偏远地区大面积推广。而且在陶瓷太阳能相变组建管路设计中采用了温室后墙与风道内部联通的方式，因此陶瓷集热器内部的液态相变材料可以在阳光的驱动下自主流动，实现高效蓄热。另外，后墙的风道既可以为相变管路加热，也可以利用温室地下蓄热风道向温室地面蓄热，进一步提高了温室的蓄热能力，同时也提高了地温。其五，在控制系统中采用了太阳能驱动和生态智能控制系统，因此在光照条件好的天气状况下，太阳能板发电多，风机运行时间长，风机系统向后墙蓄热就会多。而在光照条件较差的天气，太阳能板发电较少，风机运行时间短，蓄热系统蓄热少。该特点恰好充分满足了温室在高温蓄热，低温放热的蓄放热科学规律，因此该技术极具市场推广价值。附图说明图1是本专利技术的陶瓷太阳能模块化相变蓄热日光温室的结构示意图；图2是本专利技术的陶瓷太阳能模块化相变蓄热日光温室的地下蓄热风道图；图3是本专利技术的陶瓷太阳能模块化相变蓄热日光温室的温室后墙热交换原理图；图4是实施例一中相变溶液的DSC试验曲线；图中的标号分别为：1-温室骨架、11-温室骨架悬挂横梁、2-保温绝热组件、3-温室后墙钢结构组件、4-太阳能陶瓷相变组件、41-陶瓷太阳能板回水管路、5-预埋件、6-温室后墙混凝土圈梁、7-温室地下蓄热风道、71-风道出风口、8-温室前墙、9-风机；下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。具体实施方式本专利技术涉及一种相变蓄热后墙阳光温室，特别涉及一种陶瓷太阳能模块化相变蓄热日光温室，该日光温室可以进行快速的模块化制造和装配，同时既可以自主地利用装配在温室后墙上的风机主动地进行蓄热和放热，也可以利用温室后墙内的液态相变材料由阳光中直接获取热量，由于后墙体大量预装配温室后墙钢结构组件、太阳能陶瓷相变组件和保温绝热组件的模块化装配砌筑技术，因此可以在大幅度降低温室土建造价的基础上，加快建造速度的基础上，从根本上提高日光温室蓄热性能。首先，本专利技术的陶瓷太阳能板内部填充特殊配置的高能量密度相变溶液，该相变工质为质量比为15％的Na2SO4·10H2O+80％的Na2HPO4·12H2O+4％的Al2O3+1％的CMC混合物，将混合物加水溶解并加热到70℃，然后让其变成饱和液态溶液，最后将混合好的无机相变材料的饱和溶液注入陶瓷太阳能板的空腔之中，形成具有高蓄热能量的陶瓷太阳能后墙板。其次，该温室结构建造本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种陶瓷太阳能模块化相变蓄热日光温室,包括温室骨架(1)、温室后墙和温室前墙(8)，其特征在于，所述的温室后墙为空腔墙体，温室后墙的内墙壁上嵌设太阳能陶瓷相变组件，太阳能陶瓷相变组件(4)包括陶瓷太阳能板和陶瓷太阳能板回水管路(41)，陶瓷太阳能板贴设在温室后墙内壁上，陶瓷太阳能板回水管路(41)与陶瓷太阳能板的内腔连通并设置在温室后墙内，陶瓷太阳能板回水管路(41)内填充相变溶液，温室内空气能穿过温室后墙的空腔进行循环流动。

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷太阳能模块化相变蓄热日光温室,包括温室骨架(1)、温室后墙和温室前墙(8)，其特征在于，所述的温室后墙为空腔墙体，温室后墙的内墙壁上嵌设太阳能陶瓷相变组件，太阳能陶瓷相变组件(4)包括陶瓷太阳能板和陶瓷太阳能板回水管路(41)，陶瓷太阳能板贴设在温室后墙内壁上，陶瓷太阳能板回水管路(41)与陶瓷太阳能板的内腔连通并设置在温室后墙内，陶瓷太阳能板回水管路(41)内填充相变溶液，温室内空气能穿过温室后墙的空腔进行循环流动。2.如权利要求1所述的陶瓷太阳能模块化相变蓄热日光温室,其特征在于,所述的温室后墙温室后墙依次设有保温绝热组件(2)、温室后墙钢结构组件(3)及陶瓷太阳能板，陶瓷太阳能板回水管路(41)与陶瓷太阳能板的内腔连通并设置在温室后墙钢结构组件(3)内，温室后墙钢结构组件(3)为带有空腔的钢结构体，温室内空气能穿过温室后墙钢结构组件的空腔进行循环流动。3.如权利要求1或2所述的陶瓷太阳能模块化相变蓄热日光温室,其特征在于,还包括温室地下蓄热风道(7)，所述的温室地下蓄热风道(7)与温室后墙的空腔连通，将经太阳能陶瓷相变组件(4)加热的空气通过温室地下蓄热风道(7)传递给温室地面及温室空间。4.如权利要求3所述的陶瓷太阳能模块化相变蓄热日光温室,其特征在于,所述的温室地下蓄热风道(7)沿日光温室的宽度方向朝向温室前墙(8)铺设在温室地面下，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张勇，邹志荣，
申请(专利权)人：西北农林科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61