一种太阳能温室大棚调节系统的制作方法

文档序号:15890157发布日期:2018-11-09 20:11阅读:335来源:国知局

本实用新型涉及太阳能技术领域,具体说是一种太阳能温室大棚调节系统。



背景技术:

我国是一个农业大国,也是一个人口大国,虽然我国农作物产量常年保持在高位,但由于我国人口众多,人均粮食产量依然不高,粮食安全形势依然严峻。温室大棚具有透光保温的作用,能让原本不适合在该季节或低温度下生长的植物正常生长。温室大棚已被广泛应用,尤其是温室蔬菜的种植上,已经取得了广泛的应用和发展。但是在化石能源濒临枯竭、节能减排压力日益加大的形势下,耗能巨大的温室的发展面临着严峻的考验,严重制约了温室的可持续发展。我国是农业大国,在农业现代化的过程中引进依托新能源供电的智能大棚显得尤为重要,而大棚的供能、节能及协调控制成为一个重要的研究课题。

当前,国内外都在对大棚系统进行着深入的研究,也建设了许多大棚工程。目前的大棚系统存在的问题主要有以下儿点:光伏发电技术只是孤立的应用,没有与温室的能量系统结合起来,也没有考虑温室的用能特点,导致光伏发电技术的优势没有充分发挥和性价比不高,制约了其在温室领域的推广应用。



技术实现要素:

针对现有技术中存在的缺陷,本实用新型的目的在于提供一种太阳能温室大棚调节系统,利用聚焦集热装置对太阳能的光辐射进行反光聚焦,通过热交换装置产生蒸汽并分配至发电机组、制冰制冷系统及相变储热系统,提供热能、电能和冷源,满足大棚对各种能源的需求,同时再通过互联网远程监测系统实时监测大棚内的光照、温度和湿度,满足大棚内的植物对光照、温度及湿度的要求。

为达到以上目的,本实用新型采取的技术方案是:

一种太阳能温室大棚调节系统,包括:设置在棚顶上的聚焦集热装置、热交换装置、相变储热装置、制冰制冷系统、发电机组、智能控制系统、互联网远程监控系统和主控制器;

所述互联网远程监控系统包括数据中心和智能终端;

所述主控制器设置在棚体内,用于将采集到的光照、温度和湿度信息发送至数据中心;

所述聚焦集热装置用于对太阳能的光辐射进行反光聚焦,并传递给热交换装置,同时将聚焦集热装置的运行数据发送至数据中心;

所述热交换装置利用聚焦的太阳能光辐射产生蒸汽,分配至发电机组、制冰制冷系统和相变储热系统,并将热交换装置的运行数据发送至数据中心;

所述发电机组用于将接收到的蒸汽转化为电能,为大棚提供照明,同时将发电机组的运行数据发送至数据中心,以及接收智能终端发出的命令,根据命令作出相应的操作:启动照明或关闭照明,便于调节大棚内的照明情况;

所述制冰制冷系统用于将接收到的蒸汽转化为冷源,同时将制冰制冷系统的运行数据发送至数据中心,以及接收智能终端发出的命令,根据命令作出相应的操作:启动制冷或暂停制冷,便于调节大棚内的温度;

所述相变储热系统用于将接收到的蒸汽作为热能存储,同时将相变储热系统的运行数据发送至数据中心,以及接收智能终端发出的命令,根据命令作出相应的操作:释放热能或停止释放热能,便于调节大棚内的温度;

所述智能控制系统,包括能源调配系统和运行自动控制系统,用于根据需求对所述发电机组、制冰制冷系统和相变储热系统的蒸汽投入量进行自动调配,同时将智能控制系统的运行数据发送至数据中心;

所述数据中心用于接收相关运行数据,并将相关运行数据发送给智能终端;

接收光照、温度和湿度信息,并对光照、温度和湿度信息进行分析,若超过预先设定的阈值,则将异常信息反馈给智能终端,使用户能够实时监控大棚的运行情况、远程操作并向发电机组、制冰制冷系统和相变储热系统发出命令,实现现场无人值守。

在上述方案的基础上,所述聚焦集热装置包括:一次集热矩阵、自动追日系统、二次聚焦罩和聚能集热管,

一次集热矩阵安装在自动追日系统上,用于收集阳光,二次聚焦罩安装在自动追日系统上,用于接收一次集热矩阵反射的光辐射,二次聚焦罩内部设有聚能集热管,聚能集热管将光辐射传递给热交换装置。

在上述方案的基础上,所述一次集热矩阵由若干支架和高反射率弧形镜片组成,所述高反射率弧形镜片采用高反射率弧面镀银玻璃,反射率达93%;所述聚能集热管的材料为航天材料,采用离子溅射涂层工艺制成,耐高温150℃-650℃。

在上述方案的基础上,所述主控制器包括光照传感器、与光照传感器连接的光照控制器、温度传感器、与温度传感器连接的温度控制器、湿度传感器和与湿度传感器连接的湿度控制器。

在上述方案的基础上,所述发电机组为双螺杆膨胀发电机组,适合于低温热能发电,具备自动启停功能,实现无人值守。

在上述方案的基础上,所述制冰制冷系统用于将热能直接转换为冷源,制冰制冷系统的转换率为60%-75%。

在上述方案的基础上,所述相变储热系统采用由长链分子组成的储热材料,可依据温度变化实现固液态转换,相变储热系统的外保温层为固体材料,具有72小时储热功能。

在上述方案的基础上,所述太阳能温室大棚调节系统还包括辅助支持系统,辅助支持系统用于在极端恶劣天气下,启动电、油辅助系统对相变储热系统补充加热,保证系统能正常运行。

在上述方案的基础上,所述太阳能温室大棚调节系统还包括冷却回收系统,冷却回收系统用于冷却回收相变储热系统、制冰制冷系统和发电机组中未转化的蒸汽。

在上述方案的基础上,所述智能终端包括电脑和智能手机。

本实用新型所述的太阳能温室大棚调节系统,极大地提升了我国现代化农业科技水平;有效地解决了农业生产的能源消耗;有效地解决了环境污染、雾霾的问题。具体有以下有益效果:

1.效率高:系统太阳能利用率达93%,系统综合效率50%。

2.布置灵活:可以布置在建筑物顶部,不额外占用土地。

3.智能控制:系统全部智能控制,可实现无人值守,远程控制。

4.安全可靠:系统全封闭运行。

5.系统寿命长:可运行三十年,可抗灾害气候风、雹、雪。

6.配置相变储热系统可全天候运行。

7.配置辅助支持系统可在极端天气下运行。

8.配置冷却回收系统达到零排放、零污染、零能耗。

9.系统可拆卸可移动。

附图说明

本实用新型有如下附图:

图1本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本实用新型充分考虑了系统所处环境的恶劣(大风、雨、雪、冰雹、高温和低温等),能有效抗击自然灾害。考虑系统使用及维护人员的技术力量薄弱,安装场地条件等因素;本着以下几个原则配置系统设备;

1.系统设备和材料防腐、防锈、防冻等处理;

2.牢固可靠配置;

3.无人值守。

具体如图1所示,本实用新型所述的太阳能温室大棚调节系统,包括:设置在棚顶上的聚焦集热装置、热交换装置、相变储热装置、制冰制冷系统、发电机组、智能控制系统、互联网远程监控系统和主控制器;

所述互联网远程监控系统包括数据中心和智能终端;

所述主控制器设置在棚体内,用于将采集到的光照、温度和湿度信息发送至数据中心;

所述聚焦集热装置用于对太阳能的光辐射进行反光聚焦,并传递给热交换装置,同时将聚焦集热装置的运行数据发送至数据中心;

所述热交换装置利用聚焦的太阳能光辐射产生蒸汽,分配至发电机组、制冰制冷系统和相变储热系统,并将热交换装置的运行数据发送至数据中心;

所述发电机组用于将接收到的蒸汽转化为电能,为大棚提供照明,同时将发电机组的运行数据发送至数据中心,以及接收智能终端发出的命令,根据命令作出相应的操作:启动照明或关闭照明,便于调节大棚内的照明情况;

所述制冰制冷系统用于将接收到的蒸汽转化为冷源,同时将制冰制冷系统的运行数据发送至数据中心,以及接收智能终端发出的命令,根据命令作出相应的操作:启动制冷或暂停制冷,便于调节大棚内的温度;

所述相变储热系统用于将接收到的蒸汽作为热能存储,同时将相变储热系统的运行数据发送至数据中心,以及接收智能终端发出的命令,根据命令作出相应的操作:释放热能或停止释放热能,便于调节大棚内的温度;

所述智能控制系统,包括能源调配系统和运行自动控制系统,用于根据需求对所述发电机组、制冰制冷系统和相变储热系统的蒸汽投入量进行自动调配,同时将智能控制系统的运行数据发送至数据中心;

所述数据中心用于接收相关运行数据,并将相关运行数据发送给智能终端;

接收光照、温度和湿度信息,并对光照、温度和湿度信息进行分析,若超过预先设定的阈值,则将异常信息反馈给智能终端,使用户能够实时监控大棚的运行情况、远程操作并向发电机组、制冰制冷系统和相变储热系统发出命令,实现现场无人值守。

在上述方案的基础上,所述聚焦集热装置包括:一次集热矩阵、自动追日系统、二次聚焦罩和聚能集热管,

一次集热矩阵安装在自动追日系统上,用于收集阳光,二次聚焦罩安装在自动追日系统上,用于接收一次集热矩阵反射的光辐射,二次聚焦罩内部设有聚能集热管,聚能集热管将光辐射传递给热交换装置。

在上述方案的基础上,所述一次集热矩阵由若干支架和高反射率弧形镜片组成,所述高反射率弧形镜片采用高反射率弧面镀银玻璃,反射率达93%;所述聚能集热管的材料为航天材料,采用离子溅射涂层工艺制成,耐高温150℃-650℃。

在上述方案的基础上,所述主控制器包括光照传感器、与光照传感器连接的光照控制器、温度传感器、与温度传感器连接的温度控制器、湿度传感器和与湿度传感器连接的湿度控制器。

在上述方案的基础上,所述发电机组为双螺杆膨胀发电机组,适合于低温热能发电,具备自动启停功能,实现无人值守。

在上述方案的基础上,所述制冰制冷系统用于将热能直接转换为冷源,制冰制冷系统的转换率为60%-75%。

在上述方案的基础上,所述相变储热系统采用由长链分子组成的储热材料,可依据温度变化实现固液态转换,相变储热系统的外保温层为固体材料,具有72小时储热功能。

在上述方案的基础上,所述太阳能温室大棚调节系统还包括辅助支持系统,辅助支持系统用于在极端恶劣天气下,启动电、油辅助系统对相变储热系统补充加热,保证系统能正常运行。

在上述方案的基础上,所述太阳能温室大棚调节系统还包括冷却回收系统,冷却回收系统用于冷却回收相变储热系统、制冰制冷系统和发电机组中未转化的蒸汽。

在上述方案的基础上,所述智能终端包括电脑和智能手机。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

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