一种太阳能温室大棚与地源热泵联合系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种太阳能温室大棚与地源热泵联合系统，包括温室大棚和储热水箱以及温室大棚内的换热器组成循环回路；生活热水箱与水井、生活热水系统通过混水阀的控制，组成一条生活用水回路；地埋管系统、热泵机组、循环水泵、板式换热器、各控制阀以及储热水箱组成地源热泵系统。当太阳能集热器提供的能量不能或者超过温室大棚所需的能量时，通过调节地源热泵系统，使大棚保持植物所需的温度，形成一条温室空调回路。本实用新型充分利用了太阳能和地源能清洁能源，通过调节温室内的温度，实现植物一年四季的正常生长，为温室大棚提供了一种节能高效的温室空调系统，解决了植物在冬季因温度太低生长缓慢以及夏季因温度太高产生萎蔫的问题。
【专利说明】一种太阳能温室大棚与地源热泵联合系统
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种太阳能温室大棚温度调控系统，具体涉及一种太阳能温室大 棚与地源热泵联合系统。
【背景技术】
[0002] 在我国的北方地区，存在着大量的温室大棚，这些大棚在国民经济生活中起着不 可替代的作用，但是温室大棚也面临着一系列的问题。冬天的时候，由于温度过低，以至于 温室大棚内的蔬菜不能正常生长，甚至被冻坏，为了解决温度过低问题，有些地方利用燃烧 煤的形式来提高大棚内的温度，这样不但消耗了资源，同时也对环境造成污染。夏天的时 候，由于温室内温度太高，有时会抑制蔬菜的生长，甚至出现萎蔫现象，面对这些存在的问 题，农民只能每天手动将温室天窗打开，给蔬菜透气，但这不能从根本上解决问题。随着我 国经济社会的飞速发展，太阳能、地源热泵技术也越来越成熟，所以可以利用太阳能地源热 泵联合系统对温室大棚内的温度进行调控，从而满足大棚内植物的正常生长需求。太阳能 地源热泵不但为温室大棚提供一套空调系统，而且减少了资源的浪费和对环境的污染，对 国民经济生产具有一定的现实意义。 实用新型内容
[0003] 本实用新型的目的在于提供一种利用太阳能与地源热泵联合系统对温室大棚内 的温度进行调控，可同时满足几个温室大棚使用，从而使大棚内的植物正常生长的太阳能 温室大棚与地源热泵联合系统。
[0004] 为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：包括温室大棚以及安装 在温室大棚上的太阳能集热器，安装在温室大棚内的换热器，在温室大棚外还安装有储热 水箱，所述的太阳能集热器及换热器分别经管路及安装在该管路上的与中央处理器相连的 控制阀与储热水箱相连通形成循环回路，且在换热器与储热水箱相连通的一条管路上还安 装有第一循环泵，储热水箱的出口还通过管路及安装在管路上的与中央处理器相连的控制 阀与生活用水单元相连通，储热水箱的入口经水井管路及安装在该管路上的与中央处理器 相连的控制阀、第二循环水泵与水井相连，所述的储热水箱还经管路与地源热泵系统相连， 所述的地源热泵系统包括地埋管系统及与地埋管系统相连的地源热泵机组，地源热泵机组 经管路及安装在管路上的第三循环泵与板式换热器的一侧相连，板式换热器的另一侧经管 路及安装在管路上的与中央处理器相连的控制阀与储热水箱相连。
[0005] 所述的生活用水单元包括与储热水箱相连通的生活热水箱，生活热水箱的出口经 管路及安装在管路上的与中央处理器相连的控制阀与生活用水系统相连通。
[0006] 所述的生活热水箱出口经管路上的与中央处理器相连的控制阀与水井管路相连 通。
[0007] 所述的水井管路上还连接有与安装在温室大棚内的灌溉系统相连的灌溉管路，且 该灌溉管路还通过另一管路及与中央处理器相连的控制阀与储热水箱相连。
[0008] 所述的温室大棚内设有与中央处理器相连的温度计。
[0009] 所述的储热水箱内设有温度传感器和液位传感器。
[0010] 本实用新型主要有三个回路：温室大棚和储热水箱以及温室大棚内的换热器组成 循环回路；生活热水箱与水井、生活热水系统通过混水阀的控制，组成一条生活用水回路； 地埋管系统、热泵机组、循环水泵、板式换热器、各控制阀以及储热水箱组成地源热泵系统。 [0011] 温室大棚和储热水箱以及温室大棚内的换热器组成循环回路，其中温室大棚内设 有温度计，可随时通过循环系统来调节温室内的温度，以达到保证植物正常生长的需求。储 热水箱内设有温度传感器和液位传感器，传感器连接相应的电磁阀控制器，电磁阀控制器 连接并控制各电磁阀，用以自动感应并调节储热水箱内的温度和液位。
[0012] 由生活热水箱与水井、生活热水系统通过混水阀的控制，组成的生活用水回路，生 活热水箱内设有液位传感器，以保证水箱内的水位保持恒定，使其满足日常的生活需要。
[0013] 水井通过循环泵加压，经过储热水箱时，通过一个混水阀将井水与储热水箱内的 水进行混合预热，使其满足冬天植物的生长温度，随后通过灌溉系统对大棚里的植物进行 灌溉。
[0014] 灌溉系统在夏天大棚内温度过高时，也可直接从水井通过循环泵被抽出，采用喷 灌的方式进行灌溉，同时带走一部分热量，帮助降低大棚内温度，使其满足植物的生长条 件。
[0015] 地埋管系统、热泵机组、水泵、板式换热器、电磁阀以及储热水箱组成地源热泵系 统，当太阳能集热器提供的能量不能或者超过储热水箱所需的能量时，可以通过调节地源 热泵系统，通过板式换热器使大棚保持植物正常生长所需的温度，这样就形成了一条空调 回路。
[0016] 本实用新型充分利用太阳能和地源能清洁能源，通过调节温室内的温度，实现植 物一年四季的正常生长，为温室大棚提供了一种节能高效的温室空调系统，解决了植物在 冬季因温度太低生长缓慢以及夏季因温度太高产生萎蔫的问题，节约了资源，提高了清洁 能源利用效率，加大了农民增收。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 图1是太阳能温室大棚与地源热泵联合系统具体实施过程示意图。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
[0019] 如图1所示，本实用新型包括设有与中央处理器相连的温度计的温室大棚1以及 安装在温室大棚1上的太阳能集热器2,安装在温室大棚1内的换热器3,在温室大棚1外 还安装有带有温度传感器和液位传感器的储热水箱4,其中太阳能集热器2通过太阳能集 热器管路及安装在该管路上的与中央处理器相连的第一控制阀T1、第十控制阀T10与储热 水箱4相连通形成循环回路，换热器3经换热器管路及安装在该管路上的与中央处理器相 连的第二控制阀T2、第三控制阀T3、第一循环泵5与储热水箱4相连通形成循环回路，储热 水箱4的出口还通过管路及安装在管路上的与中央处理器相连的第四控制阀T4与生活用 水单元相连通，所述的生活用水单元包括与储热水箱4相连通的生活热水箱6,生活热水箱 6的出口经管路及安装在管路上的与中央处理器相连的第五控制阀T5与生活用水系统7相 连通，储热水箱4的入口经水井管路及安装在该管路上的与中央处理器相连的第六控制阀 Τ6、第二循环水泵9与水井8相连，且生活热水箱6出口经管路及安装在管路上的与中央处 理器相连的第五控制阀Τ5与水井管路相连通。所述的储热水箱4还经管路与地源热泵系 统相连，所述的地源热泵包括地埋管系统11及与地埋管系统11相连的地源热泵机组12,地 源热泵机组12经管路及安装在管路上的第三循环泵13与板式换热器14的一侧相连，板式 换热器14的另一侧经管路及安装在管路上的与中央处理器相连的第八控制阀Τ8、第九控 制阀T9与储热水箱4相连。本实用新型的水井管路上还连接有与安装在温室大棚1内的 灌溉系统10相连的灌溉管路，且该灌溉管路的入口安装有与中央处理器相连的第七控制 阀Τ7,灌溉管路还经与中央处理器相连的第十一控制阀Τ11与储热水箱4相连。
[0020] 冬季供暖，当太阳能足够时，地源热泵系统关闭，太阳能温室大棚系统打开，控制 阀Τ8和T9关闭，控制阀ΤΙ、Τ2、Τ3、Τ10开启。此时的太阳能集热器2通过吸收太阳能提 供能量，加热储热水箱4内的水，储热水箱通过控制阀Τ3与第一循环泵5相连，最终和温室 大棚1内的换热器3形成一个控制回路，然后通过温室内的温度计随时控制温室大棚1内 的温度，保证植物的正常生长。当太阳能不足时，同时启动地源热泵系统和太阳能温室大棚 系统，控制阀ΤΙ、Τ2、Τ3、Τ8、T9和Τ10开启，此时换热器所需的热量一部分来自太阳能，缺 少的那部分来自地源热泵系统。地源热泵系统通过地埋管系统11、地源热泵机组12、第二 循环泵13、板式换热器14,向储热水箱提供地热能，控制温室大棚1内换热器3的温度，从 而保持植物生长温度。
[0021] 夏季制冷，当夏季温度过高时，地源热泵系统打开，太阳能温室大棚系统关闭，控 制阀Τ2、Τ3、Τ8和T9开启，控制阀Τ1和Τ10关闭。此时，地源热泵系统通过地埋管系统11、 地源热泵机组12、第三循环泵13、板式换热器14,采用地下水机组，与比环境空气温度低的 土壤进行热交换，形成一条空调回路，对温室大棚1进行制冷，从而保证植物生长温度。
[0022] 平时生活需要用水时，可以打开太阳能温室大棚系统和生活用水系统，关闭其他 系统，打开控制阀ΤΙ、Τ2、Τ3、Τ4、Τ6和混水阀Τ5,这样就可以通过储热水箱4、生活热水箱 6、混水阀Τ5和生活用水系统7为日常生活提供生活用水。
[0023] 当冬天需要灌溉时，打开灌溉系统和太阳能系统，关闭其他系统，打开控制阀Τ1、 Τ6、Τ7、Τ10和混水阀Τ11。当水井8内的水通过第二循环泵9将水抽出来以后，由于刚出来 的井水温度过低，直接灌溉时不利于植物的生长，所以需要通过储热水箱4处的混水阀Τ11 将井水进行一定的混合预热后，再进行灌溉，以满足植物正常生长需求。
[0024] 当夏天需要灌溉时，只需关闭混水阀Τ11，打开控制阀Τ7来开启灌溉系统，水井8 内的水直接通过第二循环泵9被抽出，然后采用喷灌的方式，对温室大棚内植物进行灌溉， 同时井水在喷灌过程可带走一部分热量，帮助降低大棚内温度，使其满足植物的生长条件。
[0025] 类似的实施方案，本系统中温室大棚也可搭建成人字型，双面设置太阳能集热器， 这样白天全天可接受太阳辐射，或者在太阳能集热器上加一套太阳能追踪系统，可随着太 阳的空间移动而改变角度，自动追踪定位，保证太阳能集热器能够最大限度的吸收太阳能， 增大太阳能的有效利用率。同样温室大棚内两侧均可安装换热器，提高换热效率。
[0026] 需要说明的是：上述涉及的中央处理器，其涉及的软件均为现有软件，本实用新型 在于硬件的组合创新。
[0027] 上述的实施案例，只是本实用新型的一个实例并不是用来限制本实用新型的实施 与权力范围，因此，在不脱离本实用新型范畴的情况下所做的改进和修改都应该在本实用 新型的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种太阳能温室大棚与地源热泵联合系统，其特征在于：包括温室大棚（1)以及安 装在温室大棚（1)上的太阳能集热器（2)，安装在温室大棚（1)内的换热器（3)，在温室大 棚（1)外还安装有储热水箱（4)，所述的太阳能集热器（2)及换热器（3)分别经管路及安装 在该管路上的与中央处理器相连的控制阀与储热水箱（4)相连通形成循环回路，且在换热 器（3)与储热水箱（4)相连通的一条管路上还安装有第一循环泵（5)，储热水箱（4)的出口 还通过管路及安装在管路上的与中央处理器相连的控制阀与生活用水单元相连通，储热水 箱（4)的入口经水井管路及安装在该管路上的与中央处理器相连的控制阀、第二循环水泵 (9)与水井（8)相连，所述的储热水箱（4)还经管路与地源热泵系统相连，所述的地源热泵 系统包括地埋管系统（11)及与地埋管系统（11)相连的地源热泵机组（12)，地源热泵机组 (12)经管路及安装在管路上的第三循环泵（13)与板式换热器（14)的一侧相连，板式换热 器（14)的另一侧经管路及安装在管路上的与中央处理器相连的控制阀与储热水箱（4)相 连。
2. 根据权利要求1所述的太阳能温室大棚与地源热泵联合系统，其特征在于：所述的 生活用水单元包括与储热水箱（4)相连通的生活热水箱（6)，生活热水箱（6)的出口经管路 及安装在管路上的与中央处理器相连的控制阀与生活用水系统（7)相连通。
3. 根据权利要求2所述的太阳能温室大棚与地源热泵联合系统，其特征在于：所述的 生活热水箱（6)出口经管路上的与中央处理器相连的控制阀与水井管路相连通。
4. 根据权利要求1所述的太阳能温室大棚与地源热泵联合系统，其特征在于：所述的 水井管路上还连接有与安装在温室大棚（1)内的灌溉系统（10)相连的灌溉管路，且该灌溉 管路还通过另一管路及与中央处理器相连的控制阀与储热水箱（4)相连。
5. 根据权利要求1所述的太阳能温室大棚与地源热泵联合系统，其特征在于：所述的 温室大棚（1)内设有与中央处理器相连的温度计。
6. 根据权利要求1所述的太阳能温室大棚与地源热泵联合系统，其特征在于：所述的 储热水箱（4)内设有温度传感器和液位传感器。
【文档编号】F24D15/04GK203907757SQ201420351185
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年6月26日 优先权日:2014年6月26日
【发明者】董继先, 苏伟, 穆青, 王彬权 申请人:陕西科技大学