专利名称：栽培用毛细管供暖设备、栽培床及栽培温室的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种栽培用毛细管供暖设备、栽培床及栽培温室，尤其涉及一种通过毛细管散热器实现均匀高效散热，以保证作物生长均匀的栽培用毛细管供暖设备、栽培床及栽培温室。
背景技术：
以连栋温室和日光温室为主的设施农业为现代农业发展的一种重要形式，通过土地、资金、技术和劳动力等要素的集聚,形成了以资金密集、技术密集、劳动力密集为主要特征的集约高效现代农业，有效促进了农业综合生产能力的增强和农业产业结构的调整。但近年来，随着传统化石能源资源的不断枯竭，世界范围内能源价格不断上涨，作为主要依靠能源手段克服外界不利环境进行生产的温室，遇到了前所未有的压力。作物栽培用保温散热设备，其能耗问题一直是制约其经济效益的主要障碍。目前的作物冬季采暖与民用建筑一样，基本靠热水锅炉加金属散热器供暖，该供暖方式不仅耗能，而且散热不均匀，在温室内产生明显的温度梯度，造成作物生长不均匀，有时候还造成作物热灼伤。考虑到能源短缺的影响，目前温室内环境调控应尽量采用低品位能源，充分发挥能源的利用效率。此外，为了保证作物的产量和品质，保证温室内适宜、均匀的温湿度环境，急需寻找一种既经济又安全的作物栽培供暖设备。中国正在打造现代农业，要求各地结合资源禀赋，探索一条科技要素聚集、资源高效利用、产业结构优化、城乡统筹发展的现代农业发展之路，探索科技促进高端农业发展的道路。毛细管作为环境调控系统的终端设备，具有散热面积大，高效节能的特点，可以密闭运行，不占用室内空间，安装方便。由于低温低压运行，寿命长久，还具有免维护的优势。如果将这样的毛细管设备应用到温室中，充分发挥它在环境调节方面的优势，可提作物栽培环境的均匀和运行的经济性。但这种毛细管设备只是在民用建筑上设计和使用过，将其应用于作物的栽培供暖目前国内外还未有。因为作物栽培环境不同于民用建筑，其热惰性小，而且作物对环境的需求多种多样，不同作物对温度、湿度、光照、二氧化碳浓度的要求也不一样。因此，针对上述问题急需提供一种新的栽培用毛细管供暖设备、栽培床及栽培温室。
发明内容本发明的目的是提供一种栽培用毛细管供暖设备、栽培床及栽培温室，该栽培用毛细管供暖设备通过毛细管散热器实现均匀高效散热，以保证作物生长均匀的目的。本发明的目的是通过以下技术方案实现的:一种栽培用毛细管供暖设备，该设备包括用于提供热循环水的供热装置、用于给热循环水提供循环动力的循环水泵、用于将热循环水热量散出的毛细管散热器、用于控制供热设备和循环水泵的总控制电路以及用于输送热循环水的循环管路；所述供热装置、循环水泵和毛细管散热器通过所述循环管路连接成一体；所述供热装置和循环水泵均与所述总控制电路电连接。所述循环管路上设有用于过滤热循环水中杂质的过滤器。所述循环管路上设有用于防止热循环水回流的止回阀；该止回阀与所述总控制电路电连接。所述循环管路上设有用于保证热循环水水流方向的回水阀；该回水阀与所述总控制电路电连接。所述循环管路上设有用于测量循环管路内热循环水温的温度表、用于测量循环管路内压力的压力表。所述循环管路上还设有用于自动监测循环管路内热循环水温的温度传感器，该温度传感器与所述总控制电路电连接。所述循环水管上连接有补水箱。所述的毛细管散热器包括用于与所述循环管路连接的供回水主干管和多个沿该供回水主干管长度方向顺序排列设置的毛细管。一种栽培床，包括如上述中任一所述栽培用毛细管供暖设备。一种栽培温室，包括如上述中任一所述栽培用毛细管供暖设备。本发明与现有技术相比具有以下的优点:1、本发明采用毛细管散热器的设计，该毛细管散热器利用毛细管所具有的散热面积大，散热均匀，高效节能的特点，可以密闭运行，不占用室内空间，安装方便；而且该种毛细管散热器特别适合低温低压散热工作，且寿命长久，还具有免维护的优势；该毛细管散热器在农业栽培领域中，可充分发挥其在环境调节方面的优势，可提高栽培环境的均匀性和运行的经济性；使栽培后的作物生长均匀，提高了设备的使用效率及整体质量，节省了设备的使用成本。2、本发明中所述循环管路采用进水管、回水管和多条连接管的设计，可在栽培用毛细管供暖设备需要连接多个毛细管散热器，均匀分配热循环水，不仅使进入各毛细管散热器的热循环水流量均匀，以此保证各毛细管散热均匀；而且还使热循环水所提供的热量均衡的分配，从而保证各毛细管散热器散热均匀；提高了设备的整体质量，节省了设备的使用成本。3、本发明采用过滤器的设计可有效防止水中杂质沉淀堆积堵塞循环管路；特别是由于所述毛细管非常细，因此极容易被水中杂质堵塞，从而影响散热效果；过滤器可有效去除水中杂质，保证热循环水在所述毛细管散热器内循环顺畅；以保证其散热效率；提高了设备的整体质量，节省了设备的使用成本。4、本发明采用止回阀的设计，可有效防止进水管内的热循环水回流，进一步保证热循环水按一定方向在循环水管内顺畅流动；提高了设备的整体质量，节省了设备的使用成本。5、本发明采用回水阀的设计，可有效防止回水管内的热循环水回流，进一步保证热循环水按一定方向在循环水管内顺畅流动；提高了设备的整体质量，节省了设备的使用成本。6、本发明采用温度传感器的设计，可实时自动监控循环管路内的水温，并将温感信号回传总控制电路；总控制电路根据温感信号控制供热装置和循环水泵开启和关闭，以实现控制热循环水水温的目的，进而实现控制毛细管散热器的散热温度的目的。7、本发明采用调节阀的设计，可控制流入毛细管散热器内的热循环水流量；当毛细管散热器内的热循环水流量过大时，打开并调整调节阀，将进水管内的部分热循环水分流至回水管内，使流入毛细管散热器内的热循环水流量减小；可有效防止因水流量过大而导致的对毛细管的破坏，使散热过程更加充分、均匀；提高了设备的使用效率及整体质量，节省了设备的使用成本。
以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明的连接结构示意图(管路连接图)；图2是本发明的连接结构示意图(管路连接图)；图3是本发明中总控制电路的电路连接框图；图4是本发明中栽培床的结构示意图(立体图)；图5是本发明中栽培床的结构示意图(立体图)；图6是本发明中栽培温室的结构示意图(立体图)。
具体实施方式
参见
图1 (图中箭头方向为热循环水循环流动方向)所示，本发明的一种栽培用毛细管供暖设备，该设备包括用于提供热循环水的供热装置1、用于给热循环水提供循环动力的循环水泵2、用于将热循环水热量散出的毛细管散热器3、用于控制供热设备和循环水泵的总控制电路以及用于输送热循环水的循环管路4 ;所述循环管路连接在所述供热装置上，所述循环水泵和毛细管散热器均设置在该循环管路上；所述供热装置、循环水泵和毛细管散热器通过所述循环管路连接成一体；所述供热装置和循环水泵均与所述总控制电路电连接。本实施例中所述的供热装置和循环水泵均外接有稳压电源(属现有技术，图中未显示);本实施例中所述热循环水是低温的热循环水，其温度在15-40摄氏度之间；本实施例中所述供热装置采用生物质锅炉、空气源热泵系统、水源热泵系统、土壤源热泵系统或太阳能集热器其中一种。采用毛细管散热器的设计，该毛细管散热器利用毛细管所具有的散热面积大，散热均匀，高效节能的特点，可以密闭运行，不占用室内空间，安装方便；而且该种毛细管散热器特别适合低温低压散热工作，且寿命长久，还具有免维护的优势；该毛细管散热器在农业栽培领域中，可充分发挥其在环境调节方面的优势，可提高栽培环境的均匀性和运行的经济性；使栽培后的作物生长均匀，提高了设备的使用效率及整体质量，节省了设备的使用成本。本实施例中所述循环管路包括进水管5、回水管6和连接管7,所述进水管和回水管均与所述供热装置连接；所述进水管通过连接管与所述回水管连接；所述循环水泵和过滤器均连接在所述进水管上，所述毛细管散热器连接在所述回水管上。也就是说所述进水管的一端与所述供热装置的供水口对应连接，所述回水管的一端与所述供热装置的回水口对应连接；所述进水管的另一端通过所述连接管与所述回水管的另一端连接。本实施例中所述循环管路包括多条连接管，各连接管并行设置在进水管和回水管之间。所述连接管的数量可如实际需要连接的毛细管散热器数量自由选取；参见
图1所示，例如在所述回水管上连接有一个毛细管散热器，则循环管路包括一条连接管，该连接管设置在所述进水管与回水管的尾端，形成串联的循环管路，使得供热装置、循环水泵和毛细管散热器串连在一起；参见图2所示，例如在所述回水管上连接有两个毛细管散热器，则循环管路包括两条连接管，其中一条连接管设置在所述进水管与回水管的尾端，另一条连接管设置在位于两毛细管散热器之间的进水管和回水管之间，形成串并联的循环管路，使得两毛细管散热器并联设置，且同与所述供热装置和循环水泵串连在一起；以此类推。所述循环管路采用进水管、回水管和多条连接管的设计，可在栽培用毛细管供暖设备需要连接多个毛细管散热器，均匀分配热循环水，不仅使进入各毛细管散热器的热循环水流量均匀，以此保证各毛细管散热均匀；而且还使热循环水所提供的热量均衡的分配，从而保证各毛细管散热器散热均匀；提高了设备的整体质量，节省了设备的使用成本。本实施例中所述的毛细管散热器包括用于与所述循环管路连接的供回水主干管8和多个沿该供回水主干管长度方向顺序排列设置的用于散热的毛细管9。本实施例中所述各毛细管均与所述供回水主干管连通，本实施例中所述供回水主干管连接在所述回水管上。本实施例中所述供回水主干管的外径在15mm-25mm之间，优选为20mm (壁厚2mm或
2.3mm);所述毛细管的外径在3.5mm_5.0mm之间,优选为4.0mm (壁厚0.9mm)。本实施例中所述循环管路上设有多个用于控制热循环水水流方向的控水阀10 ；所述控水阀均与所述总控制电路电连接。本实施例中所述循环管路上设有用于过滤热循环水中杂质的过滤器11。该过滤器设置在所述循环水泵与所述供热装置之间的进水管内。采用过滤器的设计可有效防止水中杂质沉淀堆积堵塞循环管路；特别是由于所述毛细管非常细，因此极容易被水中杂质堵塞，从而影响散热效果；过滤器可有效去除水中杂质，保证热循环水在所述毛细管散热器内循环顺畅；以保证其散热效率；提高了设备的整体质量，节省了设备的使用成本。本实施例中所述循环管路的进水管上设有用于防止热循环水回流的止回阀12 ；该止回阀与所述总控制电路电连接。采用止回阀的设计，可有效防止进水管内的热循环水回流，进一步保证热循环水按一定方向在循环水管内顺畅流动；提高了设备的整体质量，节省了设备的使用成本。本实施例中所述循环管路的回水管上设有用于保证热循环水水流方向的回水阀13 ;该回水阀与所述总控制电路电连接。采用回水阀的设计，可有效防止回水管内的热循环水回流，进一步保证热循环水按一定方向在循环水管内顺畅流动；提高了设备的整体质量，节省了设备的使用成本。本实施例中所述循环管路上设有用于测量循环管路内热循环水温的温度表、用于测量循环管路内压力的压力表。所述温度表包括设置在所述进水管上的进水管温度表14和设置在所述回水管上的回水管温度表15 ;所述压力表包括设置在所述进水管上的进水管压力表16和设置在所述回水管上的回水管压力表17。本实施例中所述循环管路上还设有用于自动监测循环管路内热循环水温的温度传感器，该温度传感器与所述总控制电路电连接。所述温度传感器包括设置在所述进水管上的进水温度传感器18和设置在所述回水管上的回水温度传感器19。采用温度传感器的设计，可实时自动监控循环管路内的水温，并将温感信号回传总控制电路；总控制电路根据温感信号控制供热装置和循环水泵开启和关闭，以实现控制热循环水水温的目的，进而实现控制毛细管散热器的散热温度的目的。本实施例中所述的进水温度传感器和回水温度传感器均采用信号为TR/02013的温度传感器。本实施例中所述循环管路上还设有调节管路20，该调节管路连接在所述进水管与回水管之间，在该调节管路上设有用于控制毛细管散热器内热循环水流量的调节阀21。该调节管路设置在供热装置与毛细管散热器之间；该调节管路一端连接在所述循环水泵与所述止回阀之间的进水管上，另一端与设置在所述回水管上的回水阀对应连接；该调节阀为手动调节阀。采用调节阀的设计，可控制流入毛细管散热器内的热循环水流量；当毛细管散热器内的热循环水流量过大时，打开并调整调节阀，将进水管内的部分热循环水分流至回水管内，使流入毛细管散热器内的热循环水流量减小；可有效防止因水流量过大而导致的对毛细管的破坏，使散热过程更加充分、均匀；提高了设备的使用效率及整体质量，节省了设备的使用成本。本实施例中所述循环水管上连接有补水箱22。该补水箱一端通过注水管23与所述循环管路的进水管连接，该补水箱另一端通过补水管24与外接的补水装置(属现有技术，图中未显示)连接，该补水装置包括热水储存罐、泵送装置，通过泵送装置将热水储存罐内的热水输送至补水箱内，从而以此对循环管路内的热循环水进行补充；为更好地对补水过程进行控制，在所述的补水管上设有补水阀25，该补水阀与所述总控制电路电连接。本实施例中所述的补水装置属于现有技术，关于其具体结构此处不再过多赘述。采用补水箱的设计，可在热循环水不足的时候，通过外部水源向循环管路内补充热循环水。参见图3所示，本实施例中所述总控制电路包括用于接收温度传感器回传的温感信号的信号接收端、用于发送循环管路控制信号的信号发送端以及用于数据运算的数据处理器；所述信号接收端与所述温度传感器通过信号线电连接；所述信号发送端分别与所述控水阀、循环水泵、补水阀、回水阀和止回阀通过信号线电连接；所述数据处理器分别与所述信号接收端和信号发送端电连接。所述总控制电路通过统一控制所述控水阀、循环水泵、补水阀、回水阀和止回阀的开启和关闭实现对栽培用毛细管供暖设备的总控。本发明中所述的栽培用毛细管供暖设备工作原理如下:所述供热装置将水加热并送至所述循环管路内，所述循环水泵将热水泵送形成热循环水，该热循环水在所述循环管路内循环流动；热循环水经回水管流入供回水主干管，并流入毛细管内，经毛细管将热循环水产生的热量散出；散热后的热循环水经供回水主干管流回回水管内，并最终沿回水管流回供热装置进行加热。参见图4、图5所示，本发明还提供一种栽培床101，该栽培床包括上述中所述栽培用毛细管供暖设备。所述栽培床还包括床架102和设置在该床架上的床面103 ;所述栽培用毛细管供暖设备的毛细管散热器104可水平铺设在所述床面上，也可以设置在所述床面下端的安装框105上。所述的栽培床通常放置在栽培温室中，将作物放置在所述床面上，通过毛细管散热器直接或间接对作物进行保温供暖，以促使作物均匀生长。参见图6所示，本发明还提供一种栽培温室201，该栽培温室包括上述中所述栽培用毛细管供暖设备。所述栽培用毛细管供暖设备的毛细管散热器202可竖直铺设在所述栽培温室的墙体203上；本实施例中所述的栽培温室可以是连栋温室、日光温室或塑料温室大棚其中一种。
权利要求1.一种栽培用毛细管供暖设备，其特征在于:该设备包括用于提供热循环水的供热装置、用于给热循环水提供循环动力的循环水泵、用于将热循环水热量散出的毛细管散热器、用于控制供热设备和循环水泵的总控制电路以及用于输送热循环水的循环管路；所述供热装置、循环水泵和毛细管散热器通过所述循环管路连接成一体；所述供热装置和循环水泵均与所述总控制电路电连接。
2.如权利要求1所述栽培用毛细管供暖设备，其特征在于:所述循环管路上设有用于过滤热循环水中杂质的过滤器。
3.如权利要求2所述栽培用毛细管供暖设备，其特征在于:所述循环管路上设有用于防止热循环水回流的止回阀；该止回阀与所述总控制电路电连接。
4.如权利要求3所述栽培用毛细管供暖设备，其特征在于:所述循环管路上设有用于保证热循环水水流方向的回水阀；该回水阀与所述总控制电路电连接。
5.如权利要求4所述栽培用毛细管供暖设备，其特征在于:所述循环管路上设有用于测量循环管路内热循环水温的温度表、用于测量循环管路内压力的压力表。
6.如权利要求5所述栽培用毛细管供暖设备，其特征在于:所述循环管路上还设有用于自动监测循环管路内热循环水温的温度传感器，该温度传感器与所述总控制电路电连接。
7.如权利要求6所述栽培用毛细管供暖设备，其特征在于:所述循环水管上连接有补水箱。
8.如权利要求1-7其中之一所述栽培用毛细管供暖设备，其特征在于:所述的毛细管散热器包括用于与所述循环管路连接的供回水主干管和多个沿该供回水主干管长度方向顺序排列设置的毛细管。
9.一种栽培床，其特征在于:包括如权利要求1-8中任一所述栽培用毛细管供暖设备。
10.一种栽培温室，其特征在于:包括如权利要求1-8中任一所述栽培用毛细管供暖设备。
专利摘要本实用新型涉及一种栽培用毛细管供暖设备、栽培床及栽培温室，尤其涉及一种通过毛细管散热器实现均匀高效散热，以保证作物生长均匀的栽培用毛细管供暖设备、栽培床及栽培温室。该设备包括用于提供热循环水的供热装置、用于给热循环水提供循环动力的循环水泵、用于将热循环水热量散出的毛细管散热器、用于控制供热设备和循环水泵的总控制电路以及用于输送热循环水的循环管路；所述供热装置、循环水泵和毛细管散热器通过所述循环管路连接成一体；所述供热装置和循环水泵均与所述总控制电路电连接。本实用新型采用毛细管散热器的设计，利用毛细管所具有的散热面积大，散热均匀，高效节能的特点，提高了设备的使用效率及整体质量，节省了设备的使用成本。
文档编号A01G9/24GK203152138SQ20132006830
公开日2013年8月28日 申请日期2013年2月5日 优先权日2013年2月5日
发明者丁小明, 段静, 何芬, 齐飞, 曹干, 魏晓明 申请人:农业部规划设计研究院