一种能源综合利用的智能温室生态系统的制作方法

本发明属于温室装备技术领域，尤其涉及一种能源综合利用的温室生态系统。

背景技术：

淡水资源，淡水资源就是我们通常所说的水资源，指陆地上的淡水资源。它是由江河及湖泊中的水、高山积雪、冰川以及地下水等组成的。没有水，就没有生命。地球上只有百分之三的水是淡水，所有陆地生命归根结底都依赖于淡水。全球淡水资源紧缺的局面正在逐渐显现，我国环渤海地区等沿海地区和西北干旱地区，盐碱化严重，淡水资源尤为珍贵。

制盐就是制作食盐或工业用盐。历史上有用锅煎熬制盐之举。清代后期，宁德的漳湾、南埕青山等地盐民试行晒卤制盐技术。在沿海滩涂围海晒盐作业中，将沿海滩涂围筑成大小、形状不一的纳潮池、蒸发池、制卤池、结晶池、储盐池等围海晒盐工艺过程池塘，通过日光照晒蒸发池塘内海水，逐步提高池塘内水体盐度至形成高盐度卤水，高盐度卤水进一步蒸发至饱和盐度时结晶成为富含氯化钠等成分的海盐。这种海盐是化学工业的基本原料之一，也是人类生活的必需品。现有技术中，主要依靠日光照晒蒸发各级池塘内海水，以逐级提高海水盐度，达到盐度饱和时结晶成为海盐。这种海盐工艺方法主要依靠阳光照射去除卤水中的水含量，作业效率低，占用滩涂面积大，易受强降水等天气影响，生产效益低下。

传统的温室大棚夏季遮阳降温和冬季保温是互相分离两个系统，不能互相协同工作，夏季遮阳降温普遍使用黑色遮阳网，塑料材料易老化，成本虽低但不环保。冬季保温多采用烧锅炉暖气加热的方式保温，燃烧热转换效率低，产生空气污染加重雾霾，综合效益不佳。传统的温室大棚夏季遮阳降温普遍使用黑色遮阳网，塑料材料易老化，成本虽低但环保性差。温室大棚顶部阳光不能被利用或收集，导致棚顶的温度较高，热辐射高，降温效果不佳。且黑色遮阳网的收放基本靠人力完成，费时费力，劳动成本高。在淡水资源缺乏的地区温室用淡水的补给也是一大问题，影响温室的正常生产。传统的温室大棚功能单一，综合利用程度、附加值和效益都有待进一步提高和改进。

技术实现要素：

针对以上缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种能源综合利用的温室生态系统，该温室生态系统集晒盐、淡水、遮阳和太阳能保温等于一体，具有综合效益和附加值高等优点，尤其适合在淡水资源缺乏的地区推广使用。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种能源综合利用的温室生态系统，包括温室、晒盐系统和集热保温系统。

作为一种改进，所述晒盐系统包括设置在温室内部的冷凝器和蒸发室，蒸发室内设有卤水蒸发单元；所述蒸发室的上部通过引流通道与冷凝器的入口相连通。

作为一种改进，所述卤水蒸发单元包括蒸发器组件，所述蒸发器组件包括蒸发管和弧形的集热板，蒸发管位于集热板的弧形的中心位置处；弧形的集热板能反射光线并集光线于蒸发管，能加速蒸发管内卤水的水蒸发；所述蒸发管水平设置；所述蒸发管一端设有卤水进口，另一端设有卤水出口；蒸发管上部设有开口以供水汽排出。

作为一种改进，所述集热板为不锈钢板，集热板的内表面经过抛光处理；所述卤水蒸发器包括多个蒸发器组件，多个蒸发器组件的蒸发管通过管道相连通。

作为一种改进，所述蒸发室设置在温室朝阳的位置，蒸发室的下部与所述温室的内部空间相连通；所述冷凝器包括壳体和安装在壳体内部的聚水膜，壳体的上端设有所述入口，下端设有出口；壳体内聚水膜的密度由上而下依次增大，壳体上所述入口的位置设有风扇。

作为一种改进，所述温室的内部还设有第一遮阳集热单元，第一遮阳集热单元位于温室的顶部；第一遮阳集热单元包括集热管和遮阳板，遮阳板的横截面为弧形，集热管设置在所述遮阳板的弧形的中心位置；所述遮阳板可以围绕集热管转动；所述遮阳板上设有用于遮挡阳光的遮阳部；遮阳部的数量为两个，两个遮阳部分别设置在所述遮阳板的两个侧部；遮阳板为不锈钢板，遮阳板的表面经过抛光处理；所述集热管为金属管；所述第一遮阳集热单元还包括多个并列设置的转轮组件，所述转轮组件包括转动轮和所述遮阳板，转动轮固定安装在所述遮阳板的内侧，转动轮转动时带动遮阳板转动；

每个转轮组件内都设有所述集热管，多个所述集热管依次串联设置；

蒸发管和集热管通过管道相连通，集热管位于蒸发管的上游位置。

作为一种改进，集热保温系统包括地源热泵热水井和第二遮阳集热单元，第二遮阳集热单元位于温室顶部的内侧；第二遮阳集热单元包括集热管，第二遮阳集热单元的集热管通过第二管道与地源热泵热水井出水口相连通。

作为一种改进，第二管道上设有泵；所述泵和地源热泵热水井的出水口间连接有中央空调。

作为一种改进，集热保温系统还包括地源热泵冷水井和中央空调，地源热泵冷水井的出水口和入水口分别通过第四管道和第五管道与中央空调相连接；

地源热泵热水井的出水口连接有第二管道，第二管道与第三管道均与第一转换阀相连通；

中央空调的输入管道与第六管道相连通，第六管道和第四管道均与第一转换阀相连通；

中央空调的输出管道与第七管道相连通，第七管道和第五管道之间通过第二转换阀相连通；第二转换阀与泵间连接有第八管道；

集热管通过第一管道与地源热泵热水井的进水口相连通。

作为一种改进，所述温室的顶部设有光伏玻璃板；光伏玻璃板将太阳能转化为电能，为温室提供电能

采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、利用弧形的遮阳板和集热板反射阳光并分别集热于集热管和蒸发管，加热集热管内的卤水，升高蒸发管的温度并加速蒸发管内卤水的水蒸发，使得蒸发管内流经的海水或卤水形成高盐度卤水，加速卤水的制盐过程，充分利用太阳能。

2、冷凝卤水中蒸发的水蒸气形成淡水，用于农业生产，具有节能环保、能源循环利用等优点，满足现代化农业生产的需求。

3、弧形的遮阳板反射阳光于一线，把光热集中在轴心钢管上，集热管1中加入卤水时，对集热管1中的卤水实现集热，卤水流动可以带走热量达到降温和集热的目的，热量可以集中并利用；把电动遮阳与集热组合在一起，更加适于实用。

4、遮阳板可以围绕集热管转动，当冬季夜晚，遮阳板调整角度，弧形镜面向下，反射温室内的热量避免流失热量，起到辅助保温的目地。

5、利用该大棚种植用太阳能集热保温系统能够对温室大棚进行夏季遮阳降温同时收集热能并储存热能，冬季释放热能保温，夜晚反射温室内的热量辅助保温的系统，以实现节能环保的目标。

6、弧形的遮阳板反射阳光于一线，把光热集中在轴心钢管上，集热管1中加入导热介质时，对集热管1中的导热介质实现集热，导热介质流动可以带走热量达到降温和即热的目的，热量可以集中并利用；把电动遮阳与集热组和在一起，功能综合。

附图说明

图1是本发明一种能源综合利用的温室生态系统实施例1的结构示意图；

图2是图1中遮阳集热单元的结构示意图；

图3是图2的俯视图；

图4是图2中转轮组件的放大图；

图5是半个转轮组件的结构简图；

图6是遮阳集热单元的一种使用状态的示意图；

图7是图1中卤水蒸发单元的结构示意图；

图8是卤水蒸发单元的侧视示意图；

图9是图1中冷凝器的结构示意图；

图10是图1中集热保温系统的结构意图；

图11是本发明实施例2的集热保温系统的结构示意；

其中：1-第一遮阳集热单元，11-集热管，12-遮阳板，13-遮阳部，14-转动轮，15-轴承，16-齿轮，17-同步带，18-电机，19-固定架，110-限位孔，111-滚珠，2-卤水蒸发单元，21-蒸发器组件，22-集热板，23-蒸发管，24-开口，25-连接板，26-管道，27-支架，3-温室，31-蒸发室，32-引流通道，4-冷凝器，41-壳体，42-入口，43-出口，44-聚水膜，512-第一管道，513-第二管道，514-第三管道，515-第四管道，516-第五管道，517-第六管道，518-第七管道，519-第八管道，521-空气能中央空调，522-空气分布回路，523-第一转换阀，524-第二转换阀，525-水泵，526-地源热泵冷水井，527-地源热泵热水井，6-第二遮阳集热单元。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

由图1所示，一种能源综合利用的温室生态系统，包括温室3、晒盐系统和集热保温系统5。

由图1所示，晒盐系统包括温室3内部设置的第一遮阳集热单元1、冷凝器4和蒸发室31，蒸发室31内设有卤水蒸发单元2。蒸发室31为间隔出来的独立空间，蒸发室31设置在温室朝阳的侧部，使卤水蒸发单元2能够得到阳光照射。第一遮阳集热单元1设置在温室3的顶部。蒸发室31的上部通过引流通道32与冷凝器4的入口42相连通，蒸发室31的下部设有通道与温室3内部的其他空间相连通。

由图2、图3、图4、图5和图6共同所示，第一遮阳集热单元1包括多个并列设置转轮组件和多个集热管11。具体转轮组件和集热管11的数量可以根据使用的具体情况确定。每个转轮组件内都设有一个集热管11，多个集热管11依次串联设置。

转轮组件包括三个转动轮14和一个遮阳板12。遮阳板12的横截面为弧形，集热管11设置在所述遮阳板12的弧形的中心位置。且遮阳板12的延伸方向与集热管11的延伸方向一致。三个转动轮14固定安装在遮阳板12的内侧，分别安装在遮阳板12的两端和中部。集热管11贯穿转动轮14，集热管11与转动轮14间设有轴承15。转动轮14上设有齿轮16，齿轮16通过同步带17与电机18传动连接。同步带17选用橡胶齿牙皮带。转动轮14转动时带动遮阳板12转动，即遮阳板12可以围绕集热管11转动。

遮阳板12上设有用于遮挡阳光的遮阳部13。遮阳部13的数量为两个，两个遮阳部13分别设置在遮阳板12的两个侧部。遮阳板12为不锈钢板，遮阳板12的表面经过镜面抛光处理；集热管11选用价格经济实用的镀锌不锈钢管。

如图5所示，为了安装方便，转动轮14由两个半圆形轮拼接而成，轴承15包括两个半环型轴承15；半环型轴承15包括半圆环的固定架19，固定架19上设有贯穿的限位孔110，限位孔110内安装滚珠111。使用时将半环型轴承15安装在半圆形轮内形成半圆形轮组件，然后将两个半圆形轮组件从外侧安装在集热管11上，并将两各个半圆形轮组件用螺钉进行固定。然后将遮阳板12安装在半圆形轮组件上并通过螺钉进行固定。

由图7和图8共同所示，卤水蒸发单元2包括支架27和安装在支架27上的四个蒸发器组件21。支架27的截面呈三角形，四个蒸发器组件21由上而下依次排布在支架27三角形的一个斜边上。使得每个蒸发器组件21都能够接受到阳光照射。蒸发器组件21包括蒸发管23和位于蒸发管23下方的弧形的集热板22，蒸发管23位于集热板22的弧形的中心位置处。弧形的集热板22反射阳光并集于蒸发管23，加速蒸发管23内卤水的水蒸发。蒸发管23和集热板22均水平设置；蒸发管23上部设有开口24，以供水汽排出。蒸发管23一端设有卤水进口，另一端设有卤水出口。四个蒸发器组件21的蒸发管23通过管道26依次串联连接。实际使用时，可以根据需要增减蒸发器组件21的水量。

支架27的延伸方向与蒸发管23的延伸方向相同。集热板22为不锈钢板，集热板22的内表面经过镜面抛光处理，提高集热板22对光的反射率。蒸发管23为金属圆管，本实施例中有关不锈钢管。开口24沿金属圆管的延伸方向延伸，开口24上设有连接开口24两侧部的连接板25，连接板25与开口24的延伸方向垂直。连接板25提高了金属圆管的刚性。蒸发管23和集热管11通过管道26相连通。

如图9所示，冷凝器4包括壳体41和安装在壳体41内部的聚水膜44，壳体41的上端设有所述入口42，下端设有出口43。壳体41内聚水膜44的密度由上而下依次增大，壳体41上所述入口42的位置设有风扇。

使用时，支架27上安装蒸发器组件21的一侧朝向太阳的方向。通过管道26向集热管11和蒸发管23内灌装卤水。弧形的遮阳板12反射阳光于一线，把光热集中在轴心钢管上，集热管1中设有卤水，对集热管1中的卤水实现集热，卤水流动可以带走热量达到降温和集热的目的。遮阳板12可以围绕集热管11转动，当冬季夜晚，遮阳板12调整角度，弧形镜面向下，反射温室内的热量避免流失热量，起到辅助保温的目地。

被遮阳集热单元加热的卤水通过管道26进入蒸发器组件21的蒸发管23内，卤水流经时，弧形的集热板22反射阳光并集于蒸发管23，蒸发管23升温后加速蒸发管23内卤水的水蒸发。在卤水依次流经多个蒸发管23时，形成高盐度卤水，加快卤水制盐过程。

蒸发室31内的含水量较高、温度较高的气体通过引流通道32由冷凝器4的入口42进入冷凝器4，气体下行至冷凝器4的出口43排出的过程中，水蒸气液化聚集在聚水膜44上，实现淡水的收集。

蒸发室31的下部设有通道与温室3内部的其他空间相连通。壳体41内聚水膜44的密度由上而下依次增大，是为了增加收集淡水的效果。冷凝器4的出口43排出的空气进入温室空间流通后通过蒸发室31下部的通道进入蒸发室31，然后又从上部依次进入引流通道32和冷凝器4，如此循环。壳体41的入口42的位置设有风扇，能加快空气的流通速度，使整个温室的空气循环流通。收集的冷凝水还可以用于温室种植作物的灌溉或用来养鱼，解决淡水缺乏的问题。

实际使用是可根据需要，选择多组第一遮阳集热单元1、卤水蒸发单元2和冷凝器4。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6和图10共同所示，集热保温系统5包括第二遮阳集热单元6和地源热泵热水井527，还包括地源热泵冷水井526和中央空调521。第二遮阳集热单元6与第一遮阳集热单元1结构相同，也包括多个并列设置转轮组件和多个相互串联的集热管1。集热管1与地源热泵热水井527相连通。本实施中第二遮阳集热单元6包括五个转轮组件，实际应用中转轮组件和集热管1的数量可以根据使用的具体情况进行确定。使用时第二遮阳集热单元6的集热管1内灌装导热介质，弧形的遮阳板2反射阳光于一线，把光热集中在集热管1上，集热管1中加入导热介质时，对集热管1中的导热介质实现集热，导热介质流动可以带走热量达到降温和即热的目的。遮阳板2可以围绕集热管1转动，当冬季夜晚，遮阳板2调整角度，弧形镜面向下，反射温室内的热量避免流失热量，起到辅助保温的目地。

如图1所示，集热管1一端通过第一管道512与地源热泵热水井527的进水口相连通，集热管1另一端通过第二管道513与地源热泵热水井527的出水口相连通，第二管道513上设有泵525。泵525和地源热泵热水井527的出水口间连接有中央空调521。地源热泵冷水井526的出水口和入水口分别通过第四管道515和第五管道516与中央空调521相连接。

如图1所示，地源热泵热水井527的出水口连接有第二管道513，第二管道513与第三管道514均与第一转换阀523相连通。中央空调521的输入管道与第六管道517相连通，第六管道517和第四管道515均与第一转换阀523相连通。中央空调521的输出管道与第七管道518相连通，第七管道518和第五管道516之间通过第二转换阀524相连通。第二转换阀524与泵525间连接有第八管道519。

该集热保温系统5使用时，集热管1和各管道内均充满循环水作为热交换介质，当然也可以采用其他流体作为热交换介质。该实现方法包括：收集热能储存热能步骤、利用中央空调对温室大棚进行降温步骤和利用储存的热能对温室大棚进行保温步骤，还包括辅助保温步骤。

1、收集热能储存热能步骤：控制第一转换阀523和第二转换阀524，使得第二管道513和第三管道514相连通，第五管道516和第七管道518相连通；转动遮阳板2使其对准太阳方向。开启系统中的泵525和中央空调521，温室大棚顶部的太阳光经集热单元的遮阳板2反射后汇集于集热管1，集热管1吸收热量并将热量通过管道内的循环介质经第一管道512送至地源热泵热水井527，然后循环介质经过第二管道513和第三管道514回流至集热管1，该步骤将集热单元收集的热量储存至地源热泵热水井527。

在夏季或春秋季节，可以利用该步骤将温室大棚顶部的阳光热量储存至地源热泵的热水井中，以备冬季对温室大棚保温。

2、利用中央空调对温室大棚进行降温步骤：控制第一转换阀523，使得第四管道515和第六管道517相连通；开启中央空调521，地源热泵冷水井526内的冷水经第四管道515和第六管道517被送至中央空调521，并进入中央空调521的空气分布回路522进行热交换，中央空调521将冷气吹入温室大棚内，热交换后的较高温度的水经第五管道516和第七管道518送至地源热泵冷水井526内。

在炎热的夏季，可以利用该步骤，不断的将地源热泵冷水井526内低温的水送至中央空调521并用于对温室大棚内部进行降温。

3、利用储存的热能对温室大棚进行保温步骤：控制第一转换阀523和第二转换阀524，使得第二管道513和第六管道517相连通，第七管道518和第八管道519相连通；开启泵525和中央空调521，温室大棚顶部的太阳光经集热单元的遮阳板2反射后汇集于集热管1，集热管1吸收热量并将热量通过管道内的循环介质经第一管道512送至地源热泵热水井527；循环介质在地源热泵热水井527内吸收热量后，经第二管道513和第六管道517被送至中央空调521，并进入中央空调521的空气分布回路522进行热交换；热交换后较低温度的循环水经第七管道518、第八管道519和泵525回到集热管1。

在寒冷的季节，可以利用该步骤能将温室大棚顶部的太阳能转化为热能，协同地源热泵的热水井中储存的热能通过中央空调521送至温室大棚内部，对温室大棚释放热能进行保温，可以有效的节省能源。

4、辅助保温步骤：当温室大棚需要保温时，转动遮阳板2，使其弧面向下，遮阳板2将反射温室大棚内的热量对温室大棚进行辅助保温。一般在温度较低的夜晚采用该步骤对温室大棚进行辅助保温。

在冬季温较低时，如果太阳能和地源热泵热水井527内的热量不能满足温室大棚保温需求，可以同步开启中央空调521，对温室大棚内部进行热量补充，以满足温室大棚的保温需求。

温室（3）的顶部设有光伏玻璃板，优选的为双波光伏玻璃。双波光伏玻璃板将太阳能转化为电能，为温室（3）提供电能。

实施例2

由图11所示，在实施例的基础上，将地源热泵冷水井526连通地下的卤水层。地源热泵冷水井526就变为卤水井。地源热泵冷水井526出来的卤水线路先连接到冷凝器4的冷却水管道，使低温的卤水与进入冷凝器4的较高温度的水蒸气进行热交换，低温的卤水热交换过程中吸热。从冷凝器4的冷却水管道出来的卤水汇入中央空调521的冷水分布回路。从地源热泵冷水井526出来的卤水，经过冷凝器4和或中央空调521的热交换后用于晒盐，这里的卤水温度相对井中的温度高，能加速晒盐进度。

综上所述，本发明一种能源综合利用的温室生态系统，该温室生态系统集晒盐、淡水、遮阳和太阳能保温等于一体，具有综合效益和附加值高等优点，尤其适合在淡水资源缺乏的地区推广使用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。