一種太陽(yáng)能溫室大棚與地源熱泵聯(lián)合系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種太陽(yáng)能溫室大棚與地源熱泵聯(lián)合系統(tǒng)，包括溫室大棚和儲(chǔ)熱水箱以及溫室大棚內(nèi)的換熱器組成循環(huán)回路；生活熱水箱與水井、生活熱水系統(tǒng)通過(guò)混水閥的控制，組成一條生活用水回路；地埋管系統(tǒng)、熱泵機(jī)組、循環(huán)水泵、板式換熱器、各控制閥以及儲(chǔ)熱水箱組成地源熱泵系統(tǒng)。當(dāng)太陽(yáng)能集熱器提供的能量不能或者超過(guò)溫室大棚所需的能量時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)地源熱泵系統(tǒng)，使大棚保持植物所需的溫度，形成一條溫室空調(diào)回路。本實(shí)用新型充分利用了太陽(yáng)能和地源能清潔能源，通過(guò)調(diào)節(jié)溫室內(nèi)的溫度，實(shí)現(xiàn)植物一年四季的正常生長(zhǎng)，為溫室大棚提供了一種節(jié)能高效的溫室空調(diào)系統(tǒng)，解決了植物在冬季因溫度太低生長(zhǎng)緩慢以及夏季因溫度太高產(chǎn)生萎蔫的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】一種太陽(yáng)能溫室大棚與地源熱泵聯(lián)合系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種太陽(yáng)能溫室大棚溫度調(diào)控系統(tǒng)，具體涉及一種太陽(yáng)能溫室大 棚與地源熱泵聯(lián)合系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 在我國(guó)的北方地區(qū)，存在著大量的溫室大棚，這些大棚在國(guó)民經(jīng)濟(jì)生活中起著不 可替代的作用，但是溫室大棚也面臨著一系列的問(wèn)題。冬天的時(shí)候，由于溫度過(guò)低，以至于 溫室大棚內(nèi)的蔬菜不能正常生長(zhǎng)，甚至被凍壞，為了解決溫度過(guò)低問(wèn)題，有些地方利用燃燒 煤的形式來(lái)提高大棚內(nèi)的溫度，這樣不但消耗了資源，同時(shí)也對(duì)環(huán)境造成污染。夏天的時(shí) 候，由于溫室內(nèi)溫度太高，有時(shí)會(huì)抑制蔬菜的生長(zhǎng)，甚至出現(xiàn)萎蔫現(xiàn)象，面對(duì)這些存在的問(wèn) 題，農(nóng)民只能每天手動(dòng)將溫室天窗打開(kāi)，給蔬菜透氣，但這不能從根本上解決問(wèn)題。隨著我 國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的飛速發(fā)展，太陽(yáng)能、地源熱泵技術(shù)也越來(lái)越成熟，所以可以利用太陽(yáng)能地源熱 泵聯(lián)合系統(tǒng)對(duì)溫室大棚內(nèi)的溫度進(jìn)行調(diào)控，從而滿足大棚內(nèi)植物的正常生長(zhǎng)需求。太陽(yáng)能 地源熱泵不但為溫室大棚提供一套空調(diào)系統(tǒng)，而且減少了資源的浪費(fèi)和對(duì)環(huán)境的污染，對(duì) 國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0003] 本實(shí)用新型的目的在于提供一種利用太陽(yáng)能與地源熱泵聯(lián)合系統(tǒng)對(duì)溫室大棚內(nèi) 的溫度進(jìn)行調(diào)控，可同時(shí)滿足幾個(gè)溫室大棚使用，從而使大棚內(nèi)的植物正常生長(zhǎng)的太陽(yáng)能 溫室大棚與地源熱泵聯(lián)合系統(tǒng)。
[0004] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：包括溫室大棚以及安裝 在溫室大棚上的太陽(yáng)能集熱器，安裝在溫室大棚內(nèi)的換熱器，在溫室大棚外還安裝有儲(chǔ)熱 水箱，所述的太陽(yáng)能集熱器及換熱器分別經(jīng)管路及安裝在該管路上的與中央處理器相連的 控制閥與儲(chǔ)熱水箱相連通形成循環(huán)回路，且在換熱器與儲(chǔ)熱水箱相連通的一條管路上還安 裝有第一循環(huán)泵，儲(chǔ)熱水箱的出口還通過(guò)管路及安裝在管路上的與中央處理器相連的控制 閥與生活用水單元相連通，儲(chǔ)熱水箱的入口經(jīng)水井管路及安裝在該管路上的與中央處理器 相連的控制閥、第二循環(huán)水泵與水井相連，所述的儲(chǔ)熱水箱還經(jīng)管路與地源熱泵系統(tǒng)相連， 所述的地源熱泵系統(tǒng)包括地埋管系統(tǒng)及與地埋管系統(tǒng)相連的地源熱泵機(jī)組，地源熱泵機(jī)組 經(jīng)管路及安裝在管路上的第三循環(huán)泵與板式換熱器的一側(cè)相連，板式換熱器的另一側(cè)經(jīng)管 路及安裝在管路上的與中央處理器相連的控制閥與儲(chǔ)熱水箱相連。
[0005] 所述的生活用水單元包括與儲(chǔ)熱水箱相連通的生活熱水箱，生活熱水箱的出口經(jīng) 管路及安裝在管路上的與中央處理器相連的控制閥與生活用水系統(tǒng)相連通。
[0006] 所述的生活熱水箱出口經(jīng)管路上的與中央處理器相連的控制閥與水井管路相連 通。
[0007] 所述的水井管路上還連接有與安裝在溫室大棚內(nèi)的灌溉系統(tǒng)相連的灌溉管路，且 該灌溉管路還通過(guò)另一管路及與中央處理器相連的控制閥與儲(chǔ)熱水箱相連。
[0008] 所述的溫室大棚內(nèi)設(shè)有與中央處理器相連的溫度計(jì)。
[0009] 所述的儲(chǔ)熱水箱內(nèi)設(shè)有溫度傳感器和液位傳感器。
[0010] 本實(shí)用新型主要有三個(gè)回路：溫室大棚和儲(chǔ)熱水箱以及溫室大棚內(nèi)的換熱器組成 循環(huán)回路；生活熱水箱與水井、生活熱水系統(tǒng)通過(guò)混水閥的控制，組成一條生活用水回路； 地埋管系統(tǒng)、熱泵機(jī)組、循環(huán)水泵、板式換熱器、各控制閥以及儲(chǔ)熱水箱組成地源熱泵系統(tǒng)。 [0011] 溫室大棚和儲(chǔ)熱水箱以及溫室大棚內(nèi)的換熱器組成循環(huán)回路，其中溫室大棚內(nèi)設(shè) 有溫度計(jì)，可隨時(shí)通過(guò)循環(huán)系統(tǒng)來(lái)調(diào)節(jié)溫室內(nèi)的溫度，以達(dá)到保證植物正常生長(zhǎng)的需求。儲(chǔ) 熱水箱內(nèi)設(shè)有溫度傳感器和液位傳感器，傳感器連接相應(yīng)的電磁閥控制器，電磁閥控制器 連接并控制各電磁閥，用以自動(dòng)感應(yīng)并調(diào)節(jié)儲(chǔ)熱水箱內(nèi)的溫度和液位。
[0012] 由生活熱水箱與水井、生活熱水系統(tǒng)通過(guò)混水閥的控制，組成的生活用水回路，生 活熱水箱內(nèi)設(shè)有液位傳感器，以保證水箱內(nèi)的水位保持恒定，使其滿足日常的生活需要。
[0013] 水井通過(guò)循環(huán)泵加壓，經(jīng)過(guò)儲(chǔ)熱水箱時(shí)，通過(guò)一個(gè)混水閥將井水與儲(chǔ)熱水箱內(nèi)的 水進(jìn)行混合預(yù)熱，使其滿足冬天植物的生長(zhǎng)溫度，隨后通過(guò)灌溉系統(tǒng)對(duì)大棚里的植物進(jìn)行 灌溉。
[0014] 灌溉系統(tǒng)在夏天大棚內(nèi)溫度過(guò)高時(shí)，也可直接從水井通過(guò)循環(huán)泵被抽出，采用噴 灌的方式進(jìn)行灌溉，同時(shí)帶走一部分熱量，幫助降低大棚內(nèi)溫度，使其滿足植物的生長(zhǎng)條 件。
[0015] 地埋管系統(tǒng)、熱泵機(jī)組、水泵、板式換熱器、電磁閥以及儲(chǔ)熱水箱組成地源熱泵系 統(tǒng)，當(dāng)太陽(yáng)能集熱器提供的能量不能或者超過(guò)儲(chǔ)熱水箱所需的能量時(shí)，可以通過(guò)調(diào)節(jié)地源 熱泵系統(tǒng)，通過(guò)板式換熱器使大棚保持植物正常生長(zhǎng)所需的溫度，這樣就形成了一條空調(diào) 回路。
[0016] 本實(shí)用新型充分利用太陽(yáng)能和地源能清潔能源，通過(guò)調(diào)節(jié)溫室內(nèi)的溫度，實(shí)現(xiàn)植 物一年四季的正常生長(zhǎng)，為溫室大棚提供了一種節(jié)能高效的溫室空調(diào)系統(tǒng)，解決了植物在 冬季因溫度太低生長(zhǎng)緩慢以及夏季因溫度太高產(chǎn)生萎蔫的問(wèn)題，節(jié)約了資源，提高了清潔 能源利用效率，加大了農(nóng)民增收。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1是太陽(yáng)能溫室大棚與地源熱泵聯(lián)合系統(tǒng)具體實(shí)施過(guò)程示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0019] 如圖1所示，本實(shí)用新型包括設(shè)有與中央處理器相連的溫度計(jì)的溫室大棚1以及 安裝在溫室大棚1上的太陽(yáng)能集熱器2,安裝在溫室大棚1內(nèi)的換熱器3,在溫室大棚1外 還安裝有帶有溫度傳感器和液位傳感器的儲(chǔ)熱水箱4,其中太陽(yáng)能集熱器2通過(guò)太陽(yáng)能集 熱器管路及安裝在該管路上的與中央處理器相連的第一控制閥T1、第十控制閥T10與儲(chǔ)熱 水箱4相連通形成循環(huán)回路，換熱器3經(jīng)換熱器管路及安裝在該管路上的與中央處理器相 連的第二控制閥T2、第三控制閥T3、第一循環(huán)泵5與儲(chǔ)熱水箱4相連通形成循環(huán)回路，儲(chǔ)熱 水箱4的出口還通過(guò)管路及安裝在管路上的與中央處理器相連的第四控制閥T4與生活用 水單元相連通，所述的生活用水單元包括與儲(chǔ)熱水箱4相連通的生活熱水箱6,生活熱水箱 6的出口經(jīng)管路及安裝在管路上的與中央處理器相連的第五控制閥T5與生活用水系統(tǒng)7相 連通，儲(chǔ)熱水箱4的入口經(jīng)水井管路及安裝在該管路上的與中央處理器相連的第六控制閥 Τ6、第二循環(huán)水泵9與水井8相連，且生活熱水箱6出口經(jīng)管路及安裝在管路上的與中央處 理器相連的第五控制閥Τ5與水井管路相連通。所述的儲(chǔ)熱水箱4還經(jīng)管路與地源熱泵系 統(tǒng)相連，所述的地源熱泵包括地埋管系統(tǒng)11及與地埋管系統(tǒng)11相連的地源熱泵機(jī)組12,地 源熱泵機(jī)組12經(jīng)管路及安裝在管路上的第三循環(huán)泵13與板式換熱器14的一側(cè)相連，板式 換熱器14的另一側(cè)經(jīng)管路及安裝在管路上的與中央處理器相連的第八控制閥Τ8、第九控 制閥T9與儲(chǔ)熱水箱4相連。本實(shí)用新型的水井管路上還連接有與安裝在溫室大棚1內(nèi)的 灌溉系統(tǒng)10相連的灌溉管路，且該灌溉管路的入口安裝有與中央處理器相連的第七控制 閥Τ7,灌溉管路還經(jīng)與中央處理器相連的第十一控制閥Τ11與儲(chǔ)熱水箱4相連。
[0020] 冬季供暖，當(dāng)太陽(yáng)能足夠時(shí)，地源熱泵系統(tǒng)關(guān)閉，太陽(yáng)能溫室大棚系統(tǒng)打開(kāi)，控制 閥Τ8和T9關(guān)閉，控制閥ΤΙ、Τ2、Τ3、Τ10開(kāi)啟。此時(shí)的太陽(yáng)能集熱器2通過(guò)吸收太陽(yáng)能提 供能量，加熱儲(chǔ)熱水箱4內(nèi)的水，儲(chǔ)熱水箱通過(guò)控制閥Τ3與第一循環(huán)泵5相連，最終和溫室 大棚1內(nèi)的換熱器3形成一個(gè)控制回路，然后通過(guò)溫室內(nèi)的溫度計(jì)隨時(shí)控制溫室大棚1內(nèi) 的溫度，保證植物的正常生長(zhǎng)。當(dāng)太陽(yáng)能不足時(shí)，同時(shí)啟動(dòng)地源熱泵系統(tǒng)和太陽(yáng)能溫室大棚 系統(tǒng)，控制閥ΤΙ、Τ2、Τ3、Τ8、T9和Τ10開(kāi)啟，此時(shí)換熱器所需的熱量一部分來(lái)自太陽(yáng)能，缺 少的那部分來(lái)自地源熱泵系統(tǒng)。地源熱泵系統(tǒng)通過(guò)地埋管系統(tǒng)11、地源熱泵機(jī)組12、第二 循環(huán)泵13、板式換熱器14,向儲(chǔ)熱水箱提供地?zé)崮埽刂茰厥掖笈?內(nèi)換熱器3的溫度，從 而保持植物生長(zhǎng)溫度。
[0021] 夏季制冷，當(dāng)夏季溫度過(guò)高時(shí)，地源熱泵系統(tǒng)打開(kāi)，太陽(yáng)能溫室大棚系統(tǒng)關(guān)閉，控 制閥Τ2、Τ3、Τ8和T9開(kāi)啟，控制閥Τ1和Τ10關(guān)閉。此時(shí)，地源熱泵系統(tǒng)通過(guò)地埋管系統(tǒng)11、 地源熱泵機(jī)組12、第三循環(huán)泵13、板式換熱器14,采用地下水機(jī)組，與比環(huán)境空氣溫度低的 土壤進(jìn)行熱交換，形成一條空調(diào)回路，對(duì)溫室大棚1進(jìn)行制冷，從而保證植物生長(zhǎng)溫度。
[0022] 平時(shí)生活需要用水時(shí)，可以打開(kāi)太陽(yáng)能溫室大棚系統(tǒng)和生活用水系統(tǒng)，關(guān)閉其他 系統(tǒng)，打開(kāi)控制閥ΤΙ、Τ2、Τ3、Τ4、Τ6和混水閥Τ5,這樣就可以通過(guò)儲(chǔ)熱水箱4、生活熱水箱 6、混水閥Τ5和生活用水系統(tǒng)7為日常生活提供生活用水。
[0023] 當(dāng)冬天需要灌溉時(shí)，打開(kāi)灌溉系統(tǒng)和太陽(yáng)能系統(tǒng)，關(guān)閉其他系統(tǒng)，打開(kāi)控制閥Τ1、 Τ6、Τ7、Τ10和混水閥Τ11。當(dāng)水井8內(nèi)的水通過(guò)第二循環(huán)泵9將水抽出來(lái)以后，由于剛出來(lái) 的井水溫度過(guò)低，直接灌溉時(shí)不利于植物的生長(zhǎng)，所以需要通過(guò)儲(chǔ)熱水箱4處的混水閥Τ11 將井水進(jìn)行一定的混合預(yù)熱后，再進(jìn)行灌溉，以滿足植物正常生長(zhǎng)需求。
[0024] 當(dāng)夏天需要灌溉時(shí)，只需關(guān)閉混水閥Τ11，打開(kāi)控制閥Τ7來(lái)開(kāi)啟灌溉系統(tǒng)，水井8 內(nèi)的水直接通過(guò)第二循環(huán)泵9被抽出，然后采用噴灌的方式，對(duì)溫室大棚內(nèi)植物進(jìn)行灌溉， 同時(shí)井水在噴灌過(guò)程可帶走一部分熱量，幫助降低大棚內(nèi)溫度，使其滿足植物的生長(zhǎng)條件。
[0025] 類似的實(shí)施方案，本系統(tǒng)中溫室大棚也可搭建成人字型，雙面設(shè)置太陽(yáng)能集熱器， 這樣白天全天可接受太陽(yáng)輻射，或者在太陽(yáng)能集熱器上加一套太陽(yáng)能追蹤系統(tǒng)，可隨著太 陽(yáng)的空間移動(dòng)而改變角度，自動(dòng)追蹤定位，保證太陽(yáng)能集熱器能夠最大限度的吸收太陽(yáng)能， 增大太陽(yáng)能的有效利用率。同樣溫室大棚內(nèi)兩側(cè)均可安裝換熱器，提高換熱效率。
[0026] 需要說(shuō)明的是：上述涉及的中央處理器，其涉及的軟件均為現(xiàn)有軟件，本實(shí)用新型 在于硬件的組合創(chuàng)新。
[0027] 上述的實(shí)施案例，只是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)例并不是用來(lái)限制本實(shí)用新型的實(shí)施 與權(quán)力范圍，因此，在不脫離本實(shí)用新型范疇的情況下所做的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本實(shí)用 新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種太陽(yáng)能溫室大棚與地源熱泵聯(lián)合系統(tǒng)，其特征在于：包括溫室大棚（1)以及安 裝在溫室大棚（1)上的太陽(yáng)能集熱器（2)，安裝在溫室大棚（1)內(nèi)的換熱器（3)，在溫室大 棚（1)外還安裝有儲(chǔ)熱水箱（4)，所述的太陽(yáng)能集熱器（2)及換熱器（3)分別經(jīng)管路及安裝 在該管路上的與中央處理器相連的控制閥與儲(chǔ)熱水箱（4)相連通形成循環(huán)回路，且在換熱 器（3)與儲(chǔ)熱水箱（4)相連通的一條管路上還安裝有第一循環(huán)泵（5)，儲(chǔ)熱水箱（4)的出口 還通過(guò)管路及安裝在管路上的與中央處理器相連的控制閥與生活用水單元相連通，儲(chǔ)熱水 箱（4)的入口經(jīng)水井管路及安裝在該管路上的與中央處理器相連的控制閥、第二循環(huán)水泵 (9)與水井（8)相連，所述的儲(chǔ)熱水箱（4)還經(jīng)管路與地源熱泵系統(tǒng)相連，所述的地源熱泵 系統(tǒng)包括地埋管系統(tǒng)（11)及與地埋管系統(tǒng)（11)相連的地源熱泵機(jī)組（12)，地源熱泵機(jī)組 (12)經(jīng)管路及安裝在管路上的第三循環(huán)泵（13)與板式換熱器（14)的一側(cè)相連，板式換熱 器（14)的另一側(cè)經(jīng)管路及安裝在管路上的與中央處理器相連的控制閥與儲(chǔ)熱水箱（4)相 連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能溫室大棚與地源熱泵聯(lián)合系統(tǒng)，其特征在于：所述的 生活用水單元包括與儲(chǔ)熱水箱（4)相連通的生活熱水箱（6)，生活熱水箱（6)的出口經(jīng)管路 及安裝在管路上的與中央處理器相連的控制閥與生活用水系統(tǒng)（7)相連通。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能溫室大棚與地源熱泵聯(lián)合系統(tǒng)，其特征在于：所述的 生活熱水箱（6)出口經(jīng)管路上的與中央處理器相連的控制閥與水井管路相連通。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能溫室大棚與地源熱泵聯(lián)合系統(tǒng)，其特征在于：所述的 水井管路上還連接有與安裝在溫室大棚（1)內(nèi)的灌溉系統(tǒng)（10)相連的灌溉管路，且該灌溉 管路還通過(guò)另一管路及與中央處理器相連的控制閥與儲(chǔ)熱水箱（4)相連。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能溫室大棚與地源熱泵聯(lián)合系統(tǒng)，其特征在于：所述的 溫室大棚（1)內(nèi)設(shè)有與中央處理器相連的溫度計(jì)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能溫室大棚與地源熱泵聯(lián)合系統(tǒng)，其特征在于：所述的 儲(chǔ)熱水箱（4)內(nèi)設(shè)有溫度傳感器和液位傳感器。
【文檔編號(hào)】F24D15/04GK203907757SQ201420351185
【公開(kāi)日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月26日
【發(fā)明者】董繼先, 蘇偉, 穆青, 王彬權(quán) 申請(qǐng)人:陜西科技大學(xué)