一种温室大棚联合供暖和供二氧化碳系统的制作方法

本发明涉及温室大棚农业领域，特别涉及一种温室大棚联合供暖和供二氧化碳系统。

背景技术：

我国大部分地区冬季严寒而漫长，在农作物无法生长的冬春寒冷季节，大力发展大棚蔬菜生产是必由之路，通过兴建各类温室大棚，解决了部分冬春寒冷季节的蔬菜供应问题。目前各类温室大棚主要是提高大棚内温度，但要提高蔬菜产量，仅提高蔬菜大棚内温度还不够。根据光合作用原理，光合作用是绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，并释放出氧气的过程。植物光合作用最适温度大概为25℃，二氧化碳浓度为1％—2％，而在我国大部分地区冬季温度远远低于25℃，大气中二氧化碳浓度仅有0.03％。所以在提高大棚温度的同时提高二氧化碳浓度对冬季蔬菜产量的提高有很大的帮助。

现有的相关专利或文献资料中，绝大部分只是公开了单独供暖或者单独供二氧化碳的技术或方法。中国专利申请号为201220436323.1的专利温室、大棚取暖锅炉，说明书公开了一种温室、大棚取暖锅炉，该装置设较长的烟火通道，并设多个通气管，有利于热量吸收，升温较快，热效率高；但只是公开了一种新型的温室锅炉，对大棚供暖系统没有做过多的设计，同时也不存在供二氧化碳措施。又如中国专利申请号为201620764097.8的专利采用风能供电给供热锅炉的温室大棚，说明书公开了一种采用风能供电给供热锅炉的温室大棚，利用可再生能源为温室大棚冬季提供热负荷，电热水锅炉结合蓄热材料，解决了风力发电不稳定的问题；但由于风能的不稳定性，导致整个系统存在不稳定性，蓄热材料的增加极大地增加了系统的初始及维护成本，不利于应用和推广。因此，我国在大棚联合供暖和供二氧化碳领域存在很大的技术或专利空缺。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种温室大棚联合供暖和供二氧化碳系统，通过生物质锅炉产生蒸汽对大棚进行加温，加温冷凝后的水再到锅炉进行循环利用，烟气通过净化后为大棚提供二氧化碳，烟气中沉淀的无机盐作为大棚植物养料，达到综合利用的目的。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种温室大棚联合供暖和供二氧化碳系统，包括生物质锅炉、换热器和气体净化室；所述生物质锅炉上设有蒸汽出口、液态水进口和烟气出口，大棚内部设有闭环的供暖管，所述蒸汽出口通过供暖管依次与回水泵和液态水进口闭环连接；所述大棚内部设有喷碳管，所述烟气出口依次与换热器、气体净化室和喷碳管连接。

进一步，所述气体净化室包括水浴除尘器、沉淀池和给水泵；所述水浴除尘器设有进气口和出气口，所述水浴除尘器内设有过滤液，所述进气口插入过滤液内部，所述出气口位于所述过滤液的液面上方；所述水浴除尘器和沉淀池底部连通；所述沉淀池的出水口依次与给水泵、水浴除尘器的进水口闭环连接；所述出气口与喷碳管连接。

进一步，所述喷碳管上等间距的分布若干小孔。

进一步，所述换热器输入口接入空气，换热器出口输出预热的空气，用于输入生物质锅炉内。

进一步，还包括控制系统，所述控制系统用于控制生物质锅炉、回水泵和给水泵。

进一步，还包括二氧化碳浓度传感器和温度传感器；所述二氧化碳浓度传感器和温度传感器均位于大棚内部；所述二氧化碳浓度传感器和温度传感器与控制系统连接；

进一步，所述气体净化室和喷碳管之间安装第一自动阀门，所述第一自动阀门与气体净化室之间设有分支，所述分支安装第二自动阀门；所述控制系统控制第一自动阀门和第二自动阀门。

进一步，所述沉淀池底部与大棚肥料池连通，用于给大棚供养料。

本发明的有益效果在于：

1.本发明所述的温室大棚联合供暖和供二氧化碳系统，通过生物质锅炉产生蒸汽对大棚进行加温，加温冷凝后的水再到锅炉进行循环利用，烟气通过净化后为大棚提供二氧化碳，烟气中沉淀的无机盐作为大棚植物养料，达到综合利用的目的。

2.本发明所述的温室大棚联合供暖和供二氧化碳系统，生物质锅炉排出的烟气与换热器中的空气换热，既降低烟气的温度，便于烟气的净化除尘；又给即将进入生物质锅炉的空气预热，提高空气的初温，提高生物质锅炉效率。同时将降温后的烟气净化通入大棚，充分利用生物质燃烧产生的烟气。

3.本发明所述的温室大棚联合供暖和供二氧化碳系统，利用水浴除尘技术，既净化了烟气又将烟气中的灰分储存下来，可作为大棚内植物的养料。

4.本发明所述的温室大棚联合供暖和供二氧化碳系统，根据大棚内温度和二氧化碳浓度调节生物质锅炉给料量和进气量，为植物生长提供合适、恒定的温度和二氧化碳浓度。

5.本发明所述的温室大棚联合供暖和供二氧化碳系统，通过控制系统智能化调节生物质锅炉进料量和大棚进二氧化碳量，无需过多人力参与，很大程度上实现了自动化。

附图说明

图1为本发明所述的温室大棚联合供暖和供二氧化碳系统原理图。

图2为本发明所述的温室大棚联合供暖和供二氧化碳系统示意图。

图中：

1-大棚100；200-生物质锅炉；210-蒸汽出口；220-液态水进口；230-烟气出口；240-空气进口；250-换热器；310-供暖管；320-回水泵；410-喷碳管；420-第一自动阀门；430-第二自动阀门；500-气体净化室；510-水浴除尘器；520-沉淀池；530-给水泵；540-进气口；550-出气口；560-进水口；570-出水口。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

如图1和图2所示，一种温室大棚联合供暖和供二氧化碳系统，包括生物质锅炉200、换热器250、气体净化室500和控制系统；所述生物质锅炉200上设有蒸汽出口210、液态水进口220和烟气出口230，大棚100内部设有闭环的供暖管310，所述蒸汽出口210通过供暖管310依次与回水泵320和液态水进口220闭环连接；所述大棚100内部设有喷碳管410，所述烟气出口230依次与换热器250、气体净化室500和喷碳管410连接。所述喷碳管410上等间距的分布若干小孔，用以均匀的排出二氧化碳，使大棚100内二氧化碳浓度均匀。所述控制系统用于控制生物质锅炉200、回水泵320和给水泵530。

所述气体净化室500包括水浴除尘器510、沉淀池520和给水泵530；所述水浴除尘器510设有进气口540和出气口550，所述水浴除尘器510内设有过滤液，所述进气口540插入过滤液内部，所述出气口550位于所述过滤液的液面上方；所述水浴除尘器510和沉淀池520底部连通；所述沉淀池520的出水口570依次与给水泵530、水浴除尘器510的进水口560闭环连接；所述出气口550与喷碳管410连接。由于燃料为生物质，灰分中不存在有害物质，下层的灰渣可用作作物肥料。同时水浴除尘器510的进水口另一支口与自来水管道相连，用以补充水浴除尘器510中的水量，保持水浴除尘器510中的水位恒定。所述沉淀池520底部与大棚肥料池连通，用于给大棚供养料。

所述换热器250输入口接入空气，换热器250出口输出预热的空气，用于输入生物质锅炉200内。将喷碳管410中高温烟气的热量传递给进入生物质锅炉200的空气进口240内的空气。一方面降低烟气的温度，便于烟气的净化除尘；一方面给即将进入生物质锅炉200的空气预热，提高空气的初温，利于生物质锅炉200的燃烧，提高生物质锅炉200效率。

所述二氧化碳浓度传感器和温度传感器均位于大棚100内部；所述二氧化碳浓度传感器和温度传感器与控制系统连接；所述气体净化室500和喷碳管410之间安装第一自动阀门420，所述第一自动阀门420与气体净化室500之间设有分支，所述分支安装第二自动阀门430；所述控制系统控制第一自动阀门420和第二自动阀门430。

当大棚100内二氧化碳浓度过低时，控制系统控制第一自动阀门420打开和第二自动阀门430关闭，将二氧化碳输入大棚100内；当大棚100内二氧化碳浓度过高时，控制系统控制第一自动阀门420关闭和第二自动阀门430开启，将二氧化碳输入外界；保证棚内二氧化碳在一个合适的浓度。温度传感器也位于大棚100内部与控制系统相连，其可捕捉温度信号并把它转换为电信号传递给控制系统；然后控制系统控制调生物质锅炉200。

工作过程如下：

1.螺旋进料机将生物质送入生物质锅炉200中燃烧，将生物质所含的化学能转化为热能，释放出大量热量。

2.这些热量加热生物质锅炉200中的水，水受热蒸发成为过热蒸汽并通过供暖管道310进入大棚100中。过热蒸汽在大棚100中散热，把热量供给大棚100，同时过热蒸汽受冷凝结成液态水，通过回水泵320将液态水泵回生物质锅炉循环利用。

3.生物质锅炉200中燃烧生物质产生的高温烟气首先经过换热器250，将高温烟气中的热量传递给进入生物质锅炉的空气。然后经过气体净化室500中除尘净化，净化后的烟气再经喷碳管410排入大棚100中，为大棚100提供二氧化碳。

4.烟气在气体净化室500中通过水浴法净化除尘，烟气中的灰尘颗粒富含大量的无机盐，水浴后进入水中并在沉淀池520中沉淀，沉淀池520中的沉淀物作为大棚肥料人为施入大棚中。

5.控制系统通过大棚内温度传感器检测到的温度与设定的温度对比，控制生物质锅炉200中的进料量和进空气量，来达到控制大棚中温度的目的。

6.控制系统通过大棚内二氧化碳浓度传感器检测到的二氧化碳浓度与设定的二氧化碳浓度对比，控制第一自动阀门420和第二自动阀门430，进而控制进入大棚100中二氧化碳的量，来达到控制大棚中二氧化碳浓度的目的。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。