一种温室气温调节系统及其调节方法技术方案

本发明专利技术涉及温室种植技术领域，公开了一种温室气温调节系统。该温室气温调节系统包括压缩机、四通换向阀、翅片换热器、膨胀阀、套管换热器、表冷器、循环泵及蓄液池；所述压缩机经过所述四通换向阀分别与所述套管换热器、膨胀阀、翅片换热器依次相连构成热泵循环单元，所述翅片换热器一端设置有离心风机，另一端与所述表冷器连接，所述套管换热器及表冷器的一端分别与所述循环泵连通，另一端分别与所述蓄液池连通，所述循环泵与所述蓄液池连通。本发明专利技术提供的温室气温调节系统中利用所述热泵循环单元集热，利用所述表冷器及热泵循环单元散热，能够提升集热效率并延长集热时间，可大幅提高日光温室内富余空气热能的利用率，运行稳定可靠。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及温室种植
，尤其涉及一种温室气温调节系统，具体的是一种能够提高日光温室内空气热能利用效率的温室气温调节系统及其调节方法。
技术介绍
中国日光温室以太阳辐射为主要能源，是节能、高效、低成本温室结构型式的代表。截至2012年底，全国日光温室面积为96.4万公顷，约占设施栽培总面积的24.9％。由于日光温室具有优良的保温蓄热性能，在我国北纬35°～42°之间，冬季一般无需加温即能进行喜温蔬菜的生产。然而，对于使用年份较久的日光温室，或在高寒地区，或遭遇极端天气，或在用于种苗繁育、花卉生产等情况下，日光温室仅靠自有结构吸收太阳辐射能并不能完全满足作物需求，夜间低温冷害以及高湿环境引起的病虫害频发，严重影响作物产量和品质。因此，结合日光温室光热特性，探寻低碳节能的加温方法以提升日光温室抵御夜间低温的能力已成为当务之急。日光温室在冬季正午及午后室内气温较高，最高可达35℃以上，高于作物生长的适宜温度，例如常见温室作物黄瓜在发芽期、幼苗期、结实采收期的最适温度为25～28℃。可见，日光温室白天热量富余，而富余热量约占温室全天得热的80％。将白天温室内富余热量收集起来用于夜间加温已研究报道了多种模式，如水幕帘主动蓄放热系统、地中热交换系统、空气-墙体热交换系统、温室构件集热等。上述系统或装置突破了日光温室仅依靠墙体和土壤被动蓄热的单一模式，实现了温室集热、放热过程可控，在一定程度上提升了日光温室夜间温度。但对温室空气热能的利用多是通过空气介质与储热介质的对流换热进行或受其影响较大，要求两者之间具有一定温差，但换热过程的趋势是介质温差逐渐减小，甚至出现储热介质温度大于空气介质的情况，因此导致系统集热效率低，有效集热时间短，普遍存在着温室空气余热利用率低的问题。空气源热泵可获取环境中低品位的空气热能，经电力做功，提供可使用的高品位热能，由于安装费用低，使用方便，已成为热泵诸多型式中应用最为广泛的一种。但空气源热泵的应用受气候条件影响较大，在我国北方寒冷地区冬季无法正常工作，主要表现为热泵制热量少无法满足温室采暖负荷，制热性能系数低，除霜准确性差。鉴于上述现有技术的缺陷，需要提供一种能够提高日光温室内空气热能利用效率的温室气温调节系统及其调节方法。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题是现有利用温室内富余热量的温室气温调节系统多是通过空气介质与储热介质的对流换热进行或受其影响较大，但是对流换热过程的趋势是介质温差逐渐减小，甚至出现储热介质温度大于空气介质的情况，因此导致系统集热效率低，有效集热时间短，存在温室空气余热利用率低的问题。且空气源热泵的应用受气候条件影响较大，在寒冷地区冬季无法正常工作，主要存在热泵制热量少无法满足温室采暖负荷，制热性能系数低，除霜准确性差的问题。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种温室气温调节系统，其中，包括压缩机、四通换向阀、翅片换热器、膨胀阀、套管换热器、表冷器、循环泵及蓄液池；所述压缩机经过所述四通换向阀分别与所述套管换热器、膨胀阀、翅片换热器依次相连构成热泵循环单元，所述翅片换热器一端设置有离心风机，另一端与所述表冷器连接，所述套管换热器及表冷器的一端分别与所述循环泵连通，另一端分别与所述蓄液池连通，所述循环泵与所述蓄液池连通。进一步地，还包括与所述表冷器连接的电加热。进一步地，还包括设置有风管的静压箱。进一步地，所述风管为布袋风管，所述风管开有单排孔或多排孔，当开两排孔时每一排所述孔与竖直方向的夹角均相同。进一步地，所述循环泵与所述表冷器连通的管道上设置有第一电磁阀，所述循环泵与所述套管换热器连通的管道上设置有第二电磁阀。进一步地，所述电加热为翅片式电加热，其制热功率小于所述热泵循环单元的制热功率。进一步地，所述蓄液池的主体结构优选钢筋混凝土浇筑或玻璃钢，所述蓄液池的外侧壁上设置有用于隔热的聚苯板。进一步地，所述套管换热器及表冷器与所述蓄液池连通的管道上均设置有止回阀。进一步地，所述套管换热器与所述膨胀阀之间设置有过滤器。本专利技术还提供了一种应用如上所述的温室气温调节系统进行调节温室气温的方法，其中，具体步骤为：S1、设定集热常温为T1，当温室温度t大于T1时，制冷剂由所述压缩机(1)驱动通过所述翅片换热器(3)吸收空气热能，经所述压缩机(1)压缩后，流经所述套管换热器(6)与循环泵(14)驱动的流体介质换热，将热量储存在所述蓄液池(16)中，最后经所述膨胀阀(4)再次进入所述翅片换热器(3)形成循环，完成集热过程；设定放热常温为T2，当温室温度t小于T2时，所述蓄液池(16)中的流体介质在所述循环泵(14)驱动下流经所述表冷器(8)散热，完成放热过程，当所述蓄液池(16)中的流体介质温度降低至T2时，进入下一步骤；S2、当温室温度t未达到T2时，所述热泵循环单元连通，反向运行，进行强制放热。(三)有益效果本专利技术的上述技术方案具有如下优点：本专利技术提供的温室气温调节系统中压缩机经过四通换向阀分别与套管换热器、膨胀阀、翅片换热器依次相连构成热泵循环单元，翅片换热器一端设置有离心风机，另一端与表冷器连接，套管换热器及表冷器的一端分别与循环泵连通，另一端分别与蓄液池连通，循环泵与蓄液池连通。本专利技术提供的温室气温调节系统中利用所述热泵循环单元集热，利用所述表冷器及热泵循环单元散热，能够提升集热效率并延长集热时间，可大幅提高日光温室内富余空气热能的利用率，实现日光温室热量在时间和空间上的转移，具有显著的加温和除湿效果，能够有效防止作物低温冷害以及高湿环境引起的病虫害，且易于安装施工，运行稳定可靠，节能效果显著，具有较低的运行成本。附图说明图1是本专利技术实施例温室气温调节系统的连接示意图；图2是本专利技术实施例温室气温调节系统的背面结构示意图；图3是本专利技术实施例温室气温调节系统的正面结构示意图；图4是本专利技术实施例温室气温调节系统的试验对比图。图中：1：压缩机；2：四通换向阀；3：翅片换热器；4：膨胀阀；5：过滤器；6：套管换热器；7：离心风机；8：表冷器；9：电加热；10：静压箱；11：风管；12：第一电磁阀；13：第二电磁阀；14：循环泵；15：止回阀；16：蓄液池；17：壳体；18：控制机构。具体实施方式在本专利技术的描述中，除非另有说明，“本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种温室气温调节系统，其特征在于：包括压缩机(1)、四通换向阀(2)、翅片换热器(3)、膨胀阀(4)、套管换热器(6)、表冷器(8)、循环泵(14)及蓄液池(16)；所述压缩机(1)经过所述四通换向阀(2)分别与所述套管换热器(6)、膨胀阀(4)、翅片换热器(3)依次相连构成热泵循环单元，所述翅片换热器(3)一端设置有离心风机(7)，另一端与所述表冷器(8)连接，所述套管换热器(6)及表冷器(8)的一端分别与所述循环泵(14)连通，另一端分别与所述蓄液池(16)连通，所述循环泵(14)与所述蓄液池(16)连通。

【技术特征摘要】
1.一种温室气温调节系统，其特征在于：包括压缩机(1)、四通
换向阀(2)、翅片换热器(3)、膨胀阀(4)、套管换热器(6)、表冷
器(8)、循环泵(14)及蓄液池(16)；所述压缩机(1)经过所述四
通换向阀(2)分别与所述套管换热器(6)、膨胀阀(4)、翅片换热器
(3)依次相连构成热泵循环单元，所述翅片换热器(3)一端设置有
离心风机(7)，另一端与所述表冷器(8)连接，所述套管换热器(6)
及表冷器(8)的一端分别与所述循环泵(14)连通，另一端分别与所
述蓄液池(16)连通，所述循环泵(14)与所述蓄液池(16)连通。
2.根据权利要求1所述的温室气温调节系统，其特征在于：还包
括与所述表冷器(8)连接的电加热(9)。
3.根据权利要求1所述的温室气温调节系统，其特征在于：还包
括设置有风管(11)的静压箱(10)。
4.根据权利要求3所述的温室气温调节系统，其特征在于：所述
风管(11)为布袋风管，所述风管(11)开有单排孔或多排孔，当开
两排孔时每一排所述孔与竖直方向的夹角均相同。
5.根据权利要求1所述的温室气温调节系统，其特征在于：所述
循环泵(14)与所述表冷器(8)连通的管道上设置有第一电磁阀(12)，
所述循环泵(14)与所述套管换热器(6)连通的管道上设置有第二电
磁阀(13)。
6.根据权利要求3所述的温室气温调节系统，其特征在于：所述
电加热(9)为翅片式电加热，其制热功率小于...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙维拓，郭文忠，徐凡，李银坤，王利春，陈红，贾冬冬，聂铭君，薛绪掌，陈菲，
申请(专利权)人：北京农业智能装备技术研究中心，
类型：发明
国别省市：北京;11