一种新型热管式太阳能高效利用植物工厂制造技术

本实用新型专利技术公开了一种新型热管式太阳能高效利用植物工厂，包括棚体、绿色植物、储水系统、分光聚光系统和集热系统，所述绿色植物种植于所述棚体内部，所述棚体具有一个斜面，所述分光聚光系统设置于所述斜面上，所述集热系统设置于所述分光聚光系统上方，所述集热系统与所述储水系统连接，所述集热系统包括若干新型热管，所述新型热管包括从内至外依次设置的内层热管、中间管和外层管，所述中间管与所述内层热管之间充满集热介质，所述外层管为真空管。本实用新型专利技术通过三层嵌套式的新型热管提高了太阳能高效转换为热能的效率，提高太阳能利用率，节约资源，降低能耗。

A new type of heat pipe solar energy efficient plant plant

The utility model discloses a new type heat pipe solar utilization plant factory, including the shed body, green plants, water storage system, light system and heat collecting system, the green plants planted in the shed inside the body, the shed body with a slope is arranged on the inclined plane the light system, the heat collecting system is arranged on the top of the light into the condenser system, the heat collecting system is connected with the water storage system, the heat collecting system comprises a plurality of heat pipe, the heat pipe comprises an inner heat arranged from the inside to the outside of the tube, the middle tube and the outer tube, a middle tube and between the inner layer of heat pipe with heat collecting medium, wherein the outer tube is a vacuum tube. The utility model improves the efficiency of converting solar energy into heat energy efficiently through three nesting new heat pipes, improves the utilization ratio of solar energy, saves resources and reduces energy consumption.

【技术实现步骤摘要】
一种新型热管式太阳能高效利用植物工厂
本技术涉及太阳能高效利用
，具体来说，涉及一种新型热管式太阳能高效利用植物工厂。
技术介绍
近些年，生态危机日益严重，能源问题日渐突出，太阳能作为清洁的可再生能源，它的高效利用对于缓解能源危机具有十分重要的意义。作为利用太阳能进行发电的可再生能源技术，光伏发电是利用太阳能电池的光伏效应将光能直接转变为电能的一种技术，光伏发电技术发展较为成熟，应用已十分广泛，但光伏发电技术中太阳能电池在生产过程中对环境的损耗较大，是高能耗、高污染的生产过程，太阳能电池在生命周期所能节约的能源与生产太阳能电池本身所要消耗的资源相比，并不经济。相比之下光热发电是清洁生产过程，基本采用物理手段进行光电能量转换，对环境危害极小，太阳能光热发电站全生命周期的CO2排放仅为13~19g/kWh。但光热发电依然处于技术不断的创新与改进的阶段，它储热成本低，年发电量小时数长，与其他发电形式可有效契合，是最有条件取代火电、担当基础电力负荷的新能源。公开号为CN106472178A的中国专利申请，一种带有光子晶体膜的太阳能高效利用温室装置，提出通过采用光子晶体膜分光作用实现种植与集热于一体，既满足植物生长，又能够将大部分太阳能以热能的形式进行存贮利用，但该专利的热管为单层结构，存在一定的散热损失，且集热温度和光热转换效率还有待提高。针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
针对相关技术中的上述技术问题，本技术提出一种新型热管式太阳能高效利用植物工厂，能够实现高效集热，将太阳能高效转变为热能，提高太阳能利用率，节约资源，降低能耗，既满足植物生长，又能够实现高效地把太阳能转化为热能的形式进行存贮利用。为实现上述技术目的，本技术的技术方案是这样实现的：一种新型热管式太阳能高效利用植物工厂，包括棚体、绿色植物、储水系统、分光聚光系统和集热系统，所述绿色植物种植于所述棚体内部，所述棚体具有一个斜面，所述分光聚光系统设置于所述斜面上，所述集热系统设置于所述分光聚光系统上方，所述集热系统与所述储水系统连接，所述集热系统包括若干新型热管，所述新型热管包括从内至外依次设置的内层热管、中间管和外层管，所述中间管与所述内层热管之间充满集热介质，所述外层管为真空管。进一步地，所述内层热管的冷端和热端设有翅片。进一步地，所述分光聚光系统包括若干弧形板，所述弧形板的凸面上贴有光子晶体膜，每个所述弧形板的凹面上方均对应设置有一个所述新型热管。进一步地，所述斜面上设有与所述弧形板的上下两端相配合的弧形板插口，所述形板插口上设有支撑杆，所述新型热管通过所述支撑杆设置于弧形板的凹面上方。进一步地，所述斜面上设有清洁系统，所述清洁系统包括水泵，设置与所述弧形板顶端的上水管和设置与所述弧形板底端的水槽，所述上水管上开设有若干小孔。进一步地，所述储水系统包括集热储罐，所述集热储罐内部装有集热介质，所述集热储罐下端装有进水管，所述集热储罐上端装有出气管，所述中间管与所述集热储罐连通。进一步地，所述集热介质与所述集热储罐内部装有的集热介质为同一种介质。进一步地，所述集热介质为以下物质中的一种：油、醇、纳米流体。进一步地，所述中间管和外层管采用耐腐蚀，耐高温，透光性好的有机玻璃或高分子材料制成。进一步地，所述棚体是由两个直角梯形垂直面，一个方形垂直面，一个斜面和一个方形水平面围成的梯形台结构，所述储水系统设置于所述方形水平面上。本技术的有益效果：（1）采用三层嵌套式新型热管提高集热效率。新型热管通过三层嵌套式结构保证集热温度，第一层为带翅片的内层热管，内层热管内有挥发性液体，翅片通过增加传热面积来提高传热效率，第二层为中间管装有集热介质，第三层为外层管抽真空，真空减少热量散失，提高集热温度。新型热管比普通热管的传热表面积更大，集热温度更高，集热效果更好，且装置简单成本低，如果外层真空管不慎损坏，只是降低了该装置的集热效率，但装置仍可以继续使用，适合大规模生产。（2）太阳能高效利用。通过光子晶体膜的结构实现对太阳光的分光处理，透过红蓝光用于绿色植物的生长，阻隔非红蓝光被集热管吸收，热管将太阳能转化为热能，集热储罐将热能储存起来，本装置可以与其他装置配套使用，再对热能进一步利用，适用面广泛，又能提高太阳能的利用效率，节约资源。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术实施例所述的一种新型热管式太阳能高效利用植物工厂的结构示意图；图2是新型热管的结构示意图；图3是图2中A部的局部放大图。图中：1.支撑杆；2.弧形板；3.新型热管；4.进水管；5.集热储罐；6.出气管；7.水管；8.棚体；9.水泵；10.光子晶体膜；11.水槽；12.弧形板插口；13.绿色植物；14.中间管；15.内层热管；16.集热介质；17.外层管。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。如图1~3所示，根据本技术实施例所述的一种新型热管式太阳能高效利用植物工厂，包括棚体8、绿色植物13、储水系统、分光聚光系统和集热系统，所述绿色植物13种植于所述棚体8内部，所述棚体8具有一个斜面，所述分光聚光系统设置于所述斜面上，所述集热系统设置于所述分光聚光系统上方，所述集热系统与所述储水系统连接，所述集热系统包括若干新型热管3，所述新型热管3包括从内至外依次设置的内层热管15、中间管14和外层管17，所述中间管14与所述内层热管15之间充满集热介质16，所述外层管17为真空管。作为优选，棚体8具体是由两个直角梯形垂直面，一个方形垂直面，一个斜面和一个方形水平面围成的梯形台结构，所述储水系统设置于所述方形水平面上。本技术所述的新型热管式太阳能高效利用植物工厂工作原理如下，分光聚光系统使植物生长所需要的红蓝光穿过供给棚体8内种植的绿色植物13正常生长，其余光质被反射聚焦。集热系统吸收分光聚光系统反射的非红蓝光和照射的太阳光，将太阳能转变为热能储存到储水系统供后续利用。具体地，新型热管3吸收分光聚光系统反射的非红蓝光和照射的太阳光，将太阳能转变为热能存储利用。新型热管3内充入挥发性液体，液体集中在低处，低处为新型热管3的热端，新型热管3吸收的太阳光和非红蓝光加热热端，使挥发性液体迅速汽化，高处为冷凝端，高温气体扩散至冷凝端迅速冷凝散热，将冷凝端伸入储水系统内，加热储水系统中的集热介质。新型热管3为三层嵌套式结构，中间管14与内层热管15间充满集热介质16，由于新型热管3两端的温差，较冷的集热介质16向下流动，较热的集热介质16向上流动，集热介质16的流动促进传热，促进太阳能的吸收利用；外层17抽真空，减少对流传热和传导传热的热量散失，提高集热温度。作为本实施例的进一步改进，所述内层热管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型热管式太阳能高效利用植物工厂，其特征在于，包括棚体（8）、绿色植物（13）、储水系统、分光聚光系统和集热系统，所述绿色植物（13）种植于所述棚体（8）内部，所述棚体（8）具有一个斜面，所述分光聚光系统设置于所述斜面上，所述集热系统设置于所述分光聚光系统上方，所述集热系统与所述储水系统连接，所述集热系统包括若干新型热管（3），所述新型热管（3）包括从内至外依次设置的内层热管（15）、中间管（14）和外层管（17），所述中间管（14）与所述内层热管（15）之间充满集热介质（16），所述外层管（17）为真空管。

【技术特征摘要】
1.一种新型热管式太阳能高效利用植物工厂，其特征在于，包括棚体（8）、绿色植物（13）、储水系统、分光聚光系统和集热系统，所述绿色植物（13）种植于所述棚体（8）内部，所述棚体（8）具有一个斜面，所述分光聚光系统设置于所述斜面上，所述集热系统设置于所述分光聚光系统上方，所述集热系统与所述储水系统连接，所述集热系统包括若干新型热管（3），所述新型热管（3）包括从内至外依次设置的内层热管（15）、中间管（14）和外层管（17），所述中间管（14）与所述内层热管（15）之间充满集热介质（16），所述外层管（17）为真空管。2.根据权利要求1所述的一种新型热管式太阳能高效利用植物工厂，其特征在于，所述内层热管（15）的冷端和热端设有翅片。3.根据权利要求1所述的一种新型热管式太阳能高效利用植物工厂，其特征在于，所述分光聚光系统包括若干弧形板（2），所述弧形板（2）的凸面上贴有光子晶体膜（10），每个所述弧形板（2）的凹面上方均对应设置有一个所述新型热管（3）。4.根据权利要求3所述的一种新型热管式太阳能高效利用植物工厂，其特征在于，所述斜面上设有与所述弧形板（2）的上下两端相配合的弧形板插口（12），所述弧形板插口（12）上设有支撑杆（1），所述新型热管（3）通过所述支撑杆（1）设置于弧形板（2）的凹面上方。5.根据权利要求3所...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙竹，
申请(专利权)人：孙竹，
类型：新型
国别省市：北京,11