一种基于太阳能和地源热泵的温室系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于太阳能和地源热泵的温室系统，该温室系统包括温室主体、位于温室主体顶部的太阳能光伏模块、地源热泵装置以及集成控制单元。本发明专利技术同时将太阳能和地热能这两种清洁能源同时应用于温室系统，有效降低了温室系统的能源消耗和碳排放。此外还提供了一种智能高效的温室系统自动控制方法。

A greenhouse system based on solar energy and ground source heat pump

The invention provides a greenhouse system based on solar energy and ground source heat pump. The greenhouse system comprises a greenhouse body, a solar photovoltaic module located at the top of the greenhouse body, a ground source heat pump device and an integrated control unit. The invention simultaneously applies solar energy and geothermal energy to the greenhouse system, effectively reducing the energy consumption and carbon emission of the greenhouse system. In addition, an intelligent and efficient automatic control method for greenhouse system is also provided.

【技术实现步骤摘要】
一种基于太阳能和地源热泵的温室系统
本专利技术涉及一种温室系统，特别涉及一种利用地热能和太阳能的温室系统。
技术介绍
温室系统是现代农业的重要组成部分，因为温室具有抗台风、防酸雨、温度可控等功能，能够提供给作物一个良好的生长环境。现代农业的发展对新能源的需求和应用也越来越广泛，而目前温室系统的加温主要采用燃煤热水、燃气热水以及燃油热风炉等方式、用电则完全依赖市政电网供电，上述加温方式直接导致释放了大量二氧化碳等温室气体和有害气体、严重危害生态环境。此外现有温室系统的控制方法较为简单、劳动力强度高且自动化程序较低，已经无法适应现代农业的自动控制需求。因此急需开发一种充分利用清洁能源且高度自动控制的温室系统。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于太阳能和地源热泵的温室系统，该温室系统包括：温室主体、位于所述温室主体顶部的太阳能光伏模块、地源热泵装置以及集成控制单元；其中，所述温室主体包括第一支撑体、高度低于所述第一支撑体的第二支撑体、由所述第一支撑体和所述第二支撑体制成且倾斜布置的透光板、紧挨所述第一支撑体外侧的热泵机房、位于所述热泵机房地下的雨水收集池以及固定在所述透光板下方的多个轴流风机；所述太阳能光伏模块包括沿所述温室主体长度方向上水平等间距布置且位于所述透光板表面的多个链轮传动轴、固定在所述链轮传动轴上的多块太阳能电池板、位于所述第一支撑体上部的驱动机构、将所述驱动机构输出的动力传递至多个所述链轮传动轴上的链条以及蓄电模块；所述地源热泵装置包括设置在所述热泵机房内的热泵机组、与所述热泵机组一端相连且向下穿过所述雨水收集池并埋入地下的多路“U”型地下埋管、与所述热泵机组一端相连且安装在所述第一支撑体内侧上部的末端空调。优选地，所述第二支撑体为钢结构体且外侧表面铺设有钢化玻璃。优选地，所述第二支撑体外侧底部还设置有雨水收集槽以及一端与所述雨水收集槽相连且另一端与所述雨水收集池相连的雨水引流管。优选地，所述最上方的太阳能电池板的顶部还设置有与所述太阳能电池板朝向相同的光敏传感器、所述第一支撑体内侧中下部设置有温度传感器。优选地，所述链轮传动轴的中心处为链轮。优选地，所述透光板内侧均匀设置有多个LED灯，所述LED灯包括多个红光LED灯、多个蓝光LED灯和多个白光LED灯。优选地，所述蓝光LED灯的波长为450～460nm或460～470nm；所述红光LED灯的波长为620-630nm或640-660nm。优选地，还包括与所述雨水收集池相连的喷灌装置。优选地，所述集成控制单元包括中央处理器、光伏控制器、热泵控制器、灯光控制器、风机控制器、空调控制器、喷灌控制器以及触控显示屏。此外还提供了一种利用地热能和太阳能的温室系统的自动控制方法，该方法包括以下步骤：a)所述光敏传感器实时获取太阳光光照强度值Y并将所述光照强度值Y传输至所述中央处理器，然后进入步骤b)；所述温度传感器实时获取所述温室系统内的温度T并将所述温度值T传输至所述中央处理器，然后进入步骤f)；b)所述中央处理器判断获取的光照强度Y与启动阈值S的数值大小，当Y<S时则返回步骤a)重新获取太阳光光照强度值Y，当Y≥S时启动所述驱动机构并进入步骤c)；所述中央处理器判断获取的光照强度Y与灯光阀值Y0的数值大小，当Y<Y0时则打开所述LED灯，当Y>Y0时则关掉所述LED灯，然后返回步骤a)重新获取太阳光光照强度值Y；c)所述驱动机构顺时针转动并驱动所述太阳能电池板缓慢匀速转动，所述光敏传感器获取所述太阳能电池板转动过程中的一系列光照强度值Yi并传输至所述中央处理器，然后进入步骤d)；d)所述中央处理器判断获取的光照强度Yi-1、Yi之间的大小以及Yi、启动阈值S之间的大小；当S<Yi<Yi-1时所述驱动机构立即停止转动且保持停止状态一小时后重新返回步骤c)；当Yi<S时所述驱动机构逆时针旋转并驱动所述太阳能电池板返回初始状态，然后进入步骤e)；e)当所述太阳能电池板返回初始状态后则关闭所述驱动机构并重新返回步骤a)；f)所述中央处理器判断获取的温度T与温度阀值T1、T2的数值大小，当T<T1时则开启所述末端空调进行升温，当T>T2时则开启所述末端空调进行降温，当T2<T<T1时则关闭所述末端空调，然后返回步骤a)重新获取所述温室系统内的温度T。综上所述，本专利技术一种基于太阳能和地源热泵的温室系统具有很好的节能和环保效果且太阳能发电效率高、地源热泵运行效率高、整体结构设计巧妙紧凑、自动化程度高等优点。应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本专利技术所要求保护内容的限制。附图说明参考随附的附图，本专利技术更多的目的、功能和优点将通过本专利技术实施方式的如下描述得以阐明，其中：图1示意性示出本专利技术温室系统的剖面示意图；图2示意性示出本专利技术温室系统的立体结构示意图；图3示意性示出本专利技术温室系统的集成控制单元模块示意图；图4示意性示出本专利技术温室系统的自动控制方法流程图；图5示意性示出本专利技术温室系统太阳能光伏模块第二实施例的剖面示意图；图6示意性示出本专利技术温室系统太阳能光伏模块第二实施例的带状薄膜光伏组件示意图。具体实施方式通过参考示范性实施例，本专利技术的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本专利技术并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本专利技术的具体细节。在下文中，将参考附图描述本专利技术的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。图1和图2分别示意性示出了本专利技术一种基于太阳能和地源热泵的温室系统100的剖面示意图和立体结构示意图，该温室系统100包括：温室主体1、位于温室主体1顶部的太阳能光伏模块2、地源热泵装置3以及集成控制单元4。该温室系统100综合利用了太阳能和地热能两种清洁能源，具有很好的节能和环保效果。温室主体1，采用主体架构一体化设计建造，具有较强的抗台风和抗地震性能。温室主体1包括第一支撑体101、高度低于第一支撑体101的第二支撑体102、由第一支撑体101和第二支撑体102制成且倾斜布置的透光板103、紧挨第一支撑体1外侧的热泵机房104、位于所述热泵机房104地下的雨水收集池105以及固定在透光板103下方的多个轴流风机106。第一支撑体101、热泵机房104以及雨水收集池105均为钢筋混领土结构体，有效保证了温室主体1的牢固性和稳定性。第二支撑体102为钢结构体且外侧表面铺设有透明的钢化玻璃110，第二支撑体102外侧底部还设置有雨水收集槽108以及一端与雨水收集槽108相连且另一端与雨水收集池105相连的雨水引流管109。此外雨水收集池105还连接有向温室内植物提供灌溉和喷淋的喷灌装置5，从而可以有效节约水资源，特别适用于北方干旱地区。透光板103内侧均匀设置有多个LED灯107，LED灯107包括多个红光LED灯、多个蓝光LED灯和多个白光LED灯。蓝光LED灯的波长为450～460nm或460～470nm；红光LED灯的波长为620-63本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于太阳能和地源热泵的温室系统，该温室系统包括：温室主体、位于所述温室主体顶部的太阳能光伏模块、地源热泵装置以及集成控制单元；其中，所述温室主体包括第一支撑体、高度低于所述第一支撑体的第二支撑体、由所述第一支撑体和所述第二支撑体支撑且倾斜布置的透光板、紧挨所述第一支撑体外侧的热泵机房、位于所述热泵机房地下的雨水收集池以及固定在所述透光板下方的多个轴流风机；所述太阳能光伏模块包括多条带状薄膜光伏组件、位于所述第一支撑体顶部的驱动轮和第一导向轮、位于所述第二支撑体顶部的第二导向轮、位于所述第一支撑体底部内侧的第三导向轮以及蓄电模块；所述驱动轮驱动所述带状薄膜光伏组件依次绕所述驱动轮、所述第一导向轮、所述第二导向轮以及所述第三导向轮进行顺时针转动；所述地源热泵装置包括设置在所述热泵机房内的热泵机组、与所述热泵机组一端相连且向下穿过所述雨水收集池并埋入地下的多路“U”型地下埋管、与所述热泵机组一端相连且安装在所述第一支撑体内侧上部的末端空调。

【技术特征摘要】
1.一种基于太阳能和地源热泵的温室系统，该温室系统包括：温室主体、位于所述温室主体顶部的太阳能光伏模块、地源热泵装置以及集成控制单元；其中，所述温室主体包括第一支撑体、高度低于所述第一支撑体的第二支撑体、由所述第一支撑体和所述第二支撑体支撑且倾斜布置的透光板、紧挨所述第一支撑体外侧的热泵机房、位于所述热泵机房地下的雨水收集池以及固定在所述透光板下方的多个轴流风机；所述太阳能光伏模块包括多条带状薄膜光伏组件、位于所述第一支撑体顶部的驱动轮和第一导向轮、位于所述第二支撑体顶部的第二导向轮、位于所述第一支撑体底部内侧的第三导向轮以及蓄电模块；所述驱动轮驱动所述带状薄膜光伏组件依次绕所述驱动轮、所述第一导向轮、所述第二导向轮以及所述第三导向轮进行顺时针转动；所述地源热泵装置包括设置在所述热泵机房内的热泵机组、与所述热泵机组一端相连且向下穿过所述雨水收集池并埋入地下的多路“U”型地下埋管、与所述热泵机组一端相连且安装在所述第一支撑体内侧上部的末端空调。2.根据权利要求1所述的温室系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：裴文平，
类型：发明
国别省市：安徽,34