一種農業大棚植物季節性全方位的溫控系統和溫控方法技術方案

本發明專利技術公開了一種農業大棚植物季節性全方位的溫控系統，包括空氣源熱泵機組，空氣源熱泵機組的冷凝器出口端與主供水管連通，主供水管、主回水管分別設有第一調節閥和第二調節閥，主供水管分別與暖風機的進水端和分水器相連通，分水器和地暖管的進水端相連通，暖風機送風口和布風管連通，分集水器進水端上設有第一電磁閥，暖風機進水端上設有第二電磁閥，暖風機回水端和集水器與主回水管相連通，主回水管設有蓄熱水箱，第二調節閥與循環水泵的進口端連通，循環水泵的出口端與空氣源熱泵機組的冷凝器進口端連通。本發明專利技術冬季運行可靠、穩定，能在環境溫度為?15℃以下實現大溫升制熱，夏季能實現棚內降溫。不需要煤等燃料作為驅動，直接利用空氣的能量，營造適宜作物生長的棚內溫度，高效節能、無污染。

Seasonal full range temperature control system and temperature control method of agricultural greenhouse plant

The invention discloses a temperature control system of agricultural greenhouse plants seasonal comprehensive, including the air source heat pump units, air source heat pump condenser outlet communicated with a main water supply pipe, a main water supply pipe and the main return pipe are respectively provided with a first valve and second valve, a main water supply pipe is respectively communicated with the water inlet end and water heater, the water inlet is communicated with the air inlet and the heating pipe, and cloth air pipe is communicated with the air blower, water inlet diversity first solenoid valve is provided with an end, the second end of the electromagnetic valve is provided with water heaters, heaters and water collector and backwater end of the main return pipe is communicated with the main return pipe a heat storage tank, second valve inlet is communicated with the circulation pump end is communicated with a condenser circulating water pump outlet and the inlet end of the air source heat pump unit. The winter operation is reliable and stable, can when the environment temperature is below 15 DEG C to achieve temperature heating, cooling in summer can shed. Don't need fuel such as coal as the driver, the use of air energy directly, create a suitable crop growth temperature, high efficiency and energy saving, no pollution.

【技術實現步驟摘要】
一種農業大棚植物季節性全方位的溫控系統和溫控方法
本專利技術屬于農業工程
，涉及一種為農業大棚植物提供季節性全方位的溫控系統和溫控方法。
技術介紹
溫室或蔬菜大棚(以下簡稱“大棚”)的功能是在自然環境的反季節條件下，營造適用于果蔬、花卉生長發育的環境條件，進行高效生產。對于農作物生產來說，溫度是最重要的環境要素之一。寒冷地區冬季室外溫度低于-10℃，為了保證作物的正常生長發育，大棚內必須配置加熱設施。我國東北、西北的高寒地區和華北的部分地區，傳統系統加熱費用約占運行費用的50％～60％。為了降低系統能耗，提高生產效益，減少污染，高效節能的溫室供暖系統勢在必行。目前寒冷地區大棚過冬常用的方法有以下幾種。一是集中供暖(建立鍋爐、地熱井等)，大棚內設置暖氣系統，由于大棚熱損失嚴重，供暖運行費用高，無法提升地溫，棚內溫度分布不均。二是熱風爐供暖，通過燃燒不同的燃料(如煤、燃油和秸稈等)，釋放熱量。其熱效率低，棚內溫度波動大。燃燒后的煙氣含有有害氣體(如硫和氮氧化物、焦油等)，污染嚴重。三是電加溫系統將電熱線埋在地下，用來提高地溫。此方法主要是為溫室育苗用，只能作為臨時短期加溫措施使用，不能用于農業大棚過冬。以上三種方法夏季均無法產生降溫效果。大棚供暖的主要目標有二：其一是保持地溫，使植物根部處于適當的溫區，以利于其生長；其二是保持棚溫，使植物的地上部分免于凍傷。傳統的大棚供熱系統方式均是在棚內地上設置暖氣，用于提高棚溫，無法保證根部溫度，難以實現植物需要的全方位溫度控制；另外單一的供熱方式也無法實現夏季的降溫效果?，F有的常用熱泵形式一是采用土壤源熱泵系統供暖，但由于冬夏取放熱量不平衡，造成土壤溫度降低，使用壽命短；二是采用地下水源熱泵系統供暖，若長期運行排水無法全部回灌，地下水位下降，破環地下生態系統。由于僅僅采用地面設施布置，不能有效解決植物全方位的溫度需求。
技術實現思路
為了解決現有技術中存在的問題，本專利技術提供一種農業大棚植物季節性全方位的溫控系統和溫控方法，克服現有技術中冬季大棚供暖運行費用高、能源利用率低、地上地下溫度差異大、污染嚴重和夏季無法降溫的問題。本專利技術所采用的技術方案包括以下步驟：一種農業大棚植物季節性全方位的溫控系統，包括空氣源熱泵機組，空氣源熱泵機組的冷凝器出口端與主供水管連通，主供水管、主回水管分別設有第一調節閥和第二調節閥，主供水管分別與暖風機的進水端和分水器相連通，分水器和地暖管的進水端相連通，暖風機送風口和布風管連通，分集水器進水端上設有第一電磁閥，暖風機進水端上設有第二電磁閥，暖風機回水端和集水器與主回水管相連通，主回水管設有蓄熱水箱，第二調節閥與循環水泵的進口端連通，循環水泵的出口端與空氣源熱泵機組的冷凝器進口端連通。一種農業大棚植物季節性全方位的溫控方法，采用上述溫控系統，冬季時：當大棚內溫度達到或低于設定的棚內供暖下限溫度時，空氣源熱泵機組、循環水泵、暖風機啟動，第一調節閥、第二調節閥、第一電磁閥、分集水器、第二電磁閥打開；夏季時：當大棚或溫室內的溫度達到或超過上限時，空氣源熱泵機組制冷模式啟動，循環水泵和暖風機啟動，第一調節閥、第二調節閥和第二電磁閥打開，第一電磁閥和分集水器關閉，循環水通過蓄熱水箱、循環水泵、空氣源冷水機組、主供水管進入暖風機。當夏季夜間棚外空氣溫度低于棚內溫度或棚內溫度高于作物適宜生長溫度時時，適時開啟大棚內的通風設施進行降溫。本專利技術的有益效果是：本專利技術冬季可以把寒冷地區棚外空氣的熱量，通過空氣源熱泵及其連通的地暖管和熱風系統轉移至大棚中，夏季則將熱量排出大棚，實現冬季供熱夏季供冷。低溫空氣源源熱泵冬季運行可靠、穩定，能在環境溫度為-15℃以下實現大溫升制熱。并且不需要煤等燃料作為驅動，直接利用空氣的能量，營造適宜作物生長的棚內溫度，高效節能、無污染。末端采用地暖管散熱和布風管送風的形式，解決了傳統溫室供熱系統棚內溫度分布不均，土壤溫度低的問題。附圖說明圖1農業大棚植物季節性全方位的溫控系統結構示意圖；其中：1—空氣源熱泵；2—循環水泵；3—第一調節閥；4—第二調節閥；5—主供水管；6—主回水管；7—第一電磁閥；8—分集水器；9—地暖管；10—第二電磁閥；11—暖風機；12—布風管；13—蓄熱水箱。具體實施方式下面結合附圖和具體實施方式對本專利技術進行詳細描述。本專利技術系統的原理是：冬季利用空氣源熱泵從空氣中取熱，并通過熱風系統和地暖管系統，將熱量轉移至大棚內，從而營造適宜農作物生長的溫度條件。在系統末端的布置方面，通過分集水器連接地暖管散熱和暖風機連接布風管送風，以確保土壤溫度和棚內溫度均達到植物生長的要求；夏季利用同一機組，通過熱風系統將棚內熱量轉移至棚外空氣中，為植物的成長提供舒適的溫度和濕度條件。所述供熱機組為低溫空氣源熱泵1機組，機組能實現環境溫度-15℃及以下，大溫升制熱。末端采用地暖管9與土壤進行熱交換，結合暖風機11、布風管12與室內空氣換熱。將本專利技術應用于寒冷地區農業大棚，結合圖1系統流程圖進行說明。所述系統包括空氣源熱泵(冷水)機組1、循環水泵2、第一調節閥3、第二調節閥4、主供水管5、主供水管6、第一電磁閥7、第二電磁閥10、分集水器8、地暖管9、暖風機11和布風管12?？諝庠礋岜?冷水)機組1的冷凝器出口端與主供水管5連通。主供水管、主回水管分別設有第一調節閥3和第二調節閥4。主供水管5分別與暖風機11的進水端和分水器8相連通、分水器8和地暖管9的進水端相連通，暖風機送風口和布風管12連通，分集水器8進水端上設有第一電磁閥7，暖風機11進水端上設有第二電磁閥10。暖風機11回水端和集水器8與主回水管6相連通，主回水管6設有蓄熱水箱13，第二調節閥4與循環水泵2的進口端連通，循環水泵2的出口端與空氣源熱泵(冷水)機組1的冷凝器進口端連通。冬季，當大棚內溫度達到或低于設定的棚內供暖下限溫度時，空氣源熱泵機組1、循環水泵2、暖風機11啟動，第一調節閥3、第二調節閥4、第一電磁閥7、分集水器8、第二電磁閥10打開。在空氣源熱泵機組1的空氣側，在熱泵內部風機的驅動下，空氣流經熱泵機組1的蒸發器時被吸熱降溫，降溫的空氣重新排入大氣，升溫的空氣再進入到熱泵機組1的蒸發器與制冷劑換熱，把熱量傳給制冷劑的同時降溫，再返回到大氣中。周而復始，空氣側作為低溫熱源，不斷地給熱泵機組1提供熱量。與此同時，在空氣源熱泵機組1的水側，在循環水泵2的驅動下，循環水從蓄熱水箱13進入熱泵機組1，同時由熱泵機組1的蒸發器轉移過來的熱量和空氣源熱泵機組1耗電轉化的能量，通過冷凝器加熱高溫側循環水，被加熱的水通過主供水管5流入到分集水器8和暖風機11。通過分集水器8將水送入地暖管9，并與棚內的土壤換熱，暖風機11內熱水加熱空氣，并將加熱的空氣通過布風管12送到棚內與其它空氣混合，棚內溫度上升。管內水與土壤和空氣換熱后而溫度降低，通過主回水管6、蓄熱水箱13、第二調節閥4和循環水泵2，再流回到空氣源熱泵機組1的冷凝器加熱升溫。循環往復，主循環水泵2不斷地把空氣源熱泵機組1從空氣中提取的熱量輸送給地暖管9和暖風機11，使大棚內部溫度不斷上升。熱風系統(即暖風機11和布風管12)和地暖管系統(即分集水器8和地暖管9)使用可根據實際需求進行調配。由此可見供暖的熱量都本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種農業大棚植物季節性全方位的溫控系統，其特征在于，包括空氣源熱泵機組(1)，空氣源熱泵機組(1)的冷凝器出口端與主供水管(5)連通，主供水管(5)、主回水管(6)分別設有第一調節閥(3)和第二調節閥(4)，主供水管(5)分別與暖風機(11)的進水端和分水器(8)相連通，分水器(8)和地暖管(9)的進水端相連通，暖風機(11)送風口和布風管(12)連通，分集水器(8)進水端上設有第一電磁閥(7)，暖風機(11)進水端上設有第二電磁閥(10)，暖風機(11)回水端和集水器(8)與主回水管(6)相連通，主回水管(6)設有蓄熱水箱(13)，第二調節閥(4)與循環水泵(2)的進口端連通，循環水泵(2)的出口端與空氣源熱泵機組(1)的冷凝器進口端連通。

【技術特征摘要】
1.一種農業大棚植物季節性全方位的溫控系統，其特征在于，包括空氣源熱泵機組(1)，空氣源熱泵機組(1)的冷凝器出口端與主供水管(5)連通，主供水管(5)、主回水管(6)分別設有第一調節閥(3)和第二調節閥(4)，主供水管(5)分別與暖風機(11)的進水端和分水器(8)相連通，分水器(8)和地暖管(9)的進水端相連通，暖風機(11)送風口和布風管(12)連通，分集水器(8)進水端上設有第一電磁閥(7)，暖風機(11)進水端上設有第二電磁閥(10)，暖風機(11)回水端和集水器(8)與主回水管(6)相連通，主回水管(6)設有蓄熱水箱(13)，第二調節閥(4)與循環水泵(2)的進口端連通，循環水泵(2)的出口端與空氣源熱泵機組(1)的冷凝器進口端連通。2.一種農業大棚植物季節性全方位的溫控方法，其特征在于，采用權...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張于峰，鄧娜，王俊杰，
申請(專利權)人：天津大學，
類型：發明
國別省市：天津,12