一种基于发热电缆的相变蓄热温室增温系统技术方案

一种基于发热电缆的相变蓄热温室增温系统属于温室增温设备技术领域，包括太阳能电池板、逆变器、蓄电池、发热电缆、相变蓄热材料、承载层、温度传感器和控制单元。本实用新型专利技术由太阳能发电，发热电缆电加热，相变蓄热材料相变蓄热和放热，温室内温度传感器和控制单元进行加温控制，系统动力来源于可再生能源太阳能，对环境友好，工作过程中无运动部件安全高效。相变蓄热材料在白天蓄热的同时蓄电池可以继续利用太阳能充电，夜间使用时相变蓄热材料首先将白天存储的热量放出，再利用蓄电池的能量进行蓄热和放热，实现能源的合理高效利用，使温室增温效果更加持久。

A Phase Change Thermal Storage Greenhouse Temperature Increasing System Based on Thermal Cable

A phase change regenerative greenhouse heating system based on heating cables belongs to the technical field of greenhouse heating equipment, including solar panels, inverters, batteries, heating cables, phase change thermal storage materials, load-bearing layer, temperature sensors and control units. The utility model consists of solar power generation, electric heating of heating cables, phase change heat storage material, phase change heat storage and heat release, temperature sensor and control unit in greenhouse for heating control, system power comes from renewable energy solar energy, which is environmentally friendly, safe and efficient without moving parts in the working process. Phase change heat storage materials can continue to use solar energy to charge during the day while they store heat during the day. When they are used at night, phase change heat storage materials first release the heat stored during the day, then use the energy of the battery to store and release heat, so as to realize the rational and efficient use of energy and make the greenhouse heating effect more lasting.

【技术实现步骤摘要】
一种基于发热电缆的相变蓄热温室增温系统
本技术属于温室增温设备
，特别是涉及到一种基于发热电缆的相变蓄热温室增温系统。
技术介绍
近年来随着温室环境工程方面科学技术的进步，温室增温技术在原有火道采暖技术的基础上引进了锅炉、热风炉、电加热、太阳能等先进的增温技术，经过应用得到了较好的效果，这些先进技术得到了较快的推广和普及。目前温室内使用较为普遍的采暖方式主要有热水和蒸汽采暖，这两种采暖方式使用的燃料是煤，价格低，工作原理是锅炉里的高温水蒸气或热水经配管传送到温室内的散热器(有管式和散热片式)，通过散热器的放热使温室升温。这两种方式加热效果较好，但需设备复杂，需要安装散热器，加热速度慢，费用高，常用于大型连栋温室。热风炉按燃料的类型分为燃煤热风炉、燃油热风炉与燃气热风炉。燃煤热风护效率低，最高不超过70％，烟尘大，不利于环境保护，需专人看管而且劳动强度大，无法实现温度自动控制，燃烧过程不稳定，炉温不均匀，因而对热风风温有较大的影响，现在燃煤热风炉正逐渐被燃油热风炉所替代，但燃油价格非常昂贵。电加热需要进行热-电-热的二次能量转换，能量品味最高，价格也较高。在热-电的转换中，火力发电的效率只有30％左右。因此，尽管电加热的电-热转换效率较高，但从总能源的利用来说，电热的能量利用效率是很低的，只适宜种植一些名贵花卉和中药材等，用于种植蔬菜是不经济和不合理的。近年来发展起来的太阳能采暖温室，大多为利用太阳能加热后的水进行循环给温室加热，但水的显热储热能力有限，增温的持久性差。申请号为201710297471.7，专利技术名称为一种太阳能温室的专利技术专利，公开了将太阳能转换成电能给温室加热的方案，但是由于该方案中没有蓄能原件，同样存在增温的持久性差的问题。因此现有技术当中亟需要一种新型的技术方案来解决这一问题。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是：提供一种基于发热电缆的相变蓄热温室增温系统用于解决现有技术中的太阳能采暖温室增温的持久性差的技术问题。一种基于发热电缆的相变蓄热温室增温系统，包括太阳能电池板、逆变器、蓄电池、发热电缆、相变蓄热材料、承载层、温度传感器和控制单元，所述太阳能电池板通过支架固定安装在温室的顶部，太阳能电池板通过逆变器与蓄电池连接；所述发热电缆通过AC/DC转换器与蓄电池连接；所述相变蓄热材料设置在发热电缆的外部并留有间隙；所述承载层铺设在发热电缆与相变蓄热材料的外部并且填充发热电缆与相变蓄热材料之间的间隙，承载层、发热电缆以及相变蓄热材料形成发热蓄热墙；所述发热蓄热墙设置在温室后墙体的内部；所述温度传感器位于温室的内部；所述蓄电池和发热电缆均设置有开关；所述控制单元分别与蓄电池的开关、发热电缆的开关以及温度传感器连接。所述相变蓄热材料为膨胀石墨或石蜡，相变蓄热材料封装在金属管内。所述承载层为泡沫混凝土。通过上述设计方案，本技术可以带来如下有益效果：本技术由太阳能发电，发热电缆电加热，相变蓄热材料相变蓄热和放热，温室内温度传感器和控制单元进行加温控制，系统动力来源于可再生能源太阳能，对环境友好，工作过程中无运动部件安全高效。通过相变蓄热材料的蓄热和放热，将白天的太阳能转移至夜间使用，相变蓄热材料在白天蓄热的同时蓄电池可以继续利用太阳能充电，夜间使用时相变蓄热材料首先将白天存储的热量放出，再利用蓄电池的能量进行蓄热和放热，实现能源的合理高效利用，使温室增温效果更加持久。在温室内布置温度传感器和控制单元，实现对蓄电池向发热电缆供电的自动控制，可以对相变蓄热材料进行循环加热，从而精确控制温室内温度，达到能源的合理利用。附图说明以下结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的说明：图1为本技术一种基于发热电缆的相变蓄热温室增温系统的结构示意图。图2为本技术一种基于发热电缆的相变蓄热温室增温系统中发热蓄热墙的结构示意图。图3为本技术一种基于发热电缆的相变蓄热温室增温系统的工作流程框图。图中1-太阳能电池板、2-逆变器、3-蓄电池、4-发热电缆、5-相变蓄热材料、6-承载层、7-温度传感器、8-控制单元、9-支架。具体实施方式如图所示，在常规温室基础上，增加太阳能电池板1、逆变器2和蓄电池3作为太阳能发电模块；太阳能电池板1由支架9固定在温室的外顶部；发热电缆4作为发热模块和相变蓄热材料5作为蓄热模块。其中发热电缆4与相变蓄热材料5整合在一起，由泡沫混凝土作为承载层6，共同布置在温室后墙里侧，命名为发热蓄热墙。相变蓄热材料5为膨胀石墨/石蜡，封装在金属管内，金属管四周由发热电缆4进行供热，发热电缆4用电来源于蓄电池3。通过温室内部的温度传感器7，反馈给控制单元8，对温室内温度进行自动控制。该系统在冬季白天通过太阳能发电模块进行发电，通过逆变器2存储在蓄电池3内，再由AC/DC转换器直接供给发热电缆4进行供热。由发热电缆4得到的热通过传导方式，将热量传给固态的相变蓄热材料5，利用相变过程储存大量的热量。夜间，由液态的相变蓄热材料5向温室内部放热，相变蓄热材料5由液态转变为固态，在这一过程中，起到增温的目的。通过温室内部布置的温度传感器7和控制单元8反馈回太阳能发电模块，通过对发热电缆4发热量进行控制，精确控制温室内部温度。在图2中，发热电缆4与封装相变蓄热材料5的金属圆管共同放置于承载层6泡沫混凝土中。工作流程见图3，在发热电缆4通电时，向相变蓄热材料5进行供热，相变蓄热材料5的物态由固态转变为液态，此过程为蓄热；当夜间温室内部温度降低时，相变蓄热材料5物态由液态转为固态，放出大量热量，通过辐射、传导等方式向温室内供热，此过程为放热。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于发热电缆的相变蓄热温室增温系统，其特征是：包括太阳能电池板(1)、逆变器(2)、蓄电池(3)、发热电缆(4)、相变蓄热材料(5)、承载层(6)、温度传感器(7)和控制单元(8)，所述太阳能电池板(1)通过支架(9)固定安装在温室的顶部，太阳能电池板(1)通过逆变器(2)与蓄电池(3)连接；所述发热电缆(4)通过AC/DC转换器与蓄电池(3)连接；所述相变蓄热材料(5)设置在发热电缆(4)的外部并留有间隙；所述承载层(6)铺设在发热电缆(4)与相变蓄热材料(5)的外部并且填充发热电缆(4)与相变蓄热材料(5)之间的间隙，承载层(6)、发热电缆(4)以及相变蓄热材料(5)形成发热蓄热墙；所述发热蓄热墙设置在温室后墙体的内部；所述温度传感器(7)位于温室的内部；所述蓄电池(3)和发热电缆(4)均设置有开关；所述控制单元(8)分别与蓄电池(3)的开关、发热电缆(4)的开关以及温度传感器(7)连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于发热电缆的相变蓄热温室增温系统，其特征是：包括太阳能电池板(1)、逆变器(2)、蓄电池(3)、发热电缆(4)、相变蓄热材料(5)、承载层(6)、温度传感器(7)和控制单元(8)，所述太阳能电池板(1)通过支架(9)固定安装在温室的顶部，太阳能电池板(1)通过逆变器(2)与蓄电池(3)连接；所述发热电缆(4)通过AC/DC转换器与蓄电池(3)连接；所述相变蓄热材料(5)设置在发热电缆(4)的外部并留有间隙；所述承载层(6)铺设在发热电缆(4)与相变蓄热材料(5)的外部并且填充发热电缆(4)与相变蓄热材料(5)之间的间...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡晓权，
申请(专利权)人：吉林省雷衡节能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：吉林,22