地热能梯级利用的大棚温室全株控温系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种地热能梯级利用的大棚温室全株控温系统，它包括地热井取热循环系统、大棚内空气热循环系统和大棚内浅层土地埋管加热循环系统，地热循环水管道中的水与地热进行热交换升温成为高温循环水，高温循环水在热泵机组中与空调循环水管道中的水进行热交换，空调循环水管道中的中温循环水通过散热器散热，大棚中的空气升温，地热循环水管道中的中温循环水通过换热器与地埋管侧循环水管道中的水进行热交换，地埋管侧循环水管道中的水升温后通过地埋管道的散热，提升植物根部土壤温度，实现植物的升温和保温；本实用新型专利技术通过三次热交换，将地热能进行梯级利用，满足了大棚中植物生长的温度要求，节能、环保，提高了能源的利用率。

【技术实现步骤摘要】
地热能梯级利用的大棚温室全株控温系统
本技术涉及大棚温室
，具体的说是一种地热能梯级利用的大棚温室全株控温系统。
技术介绍
在我国西北地区，特别是甘肃、青海，全年温度较低，春秋冬三季蔬菜常常供不应求，即便采用双膜温室大棚在冬季种植普通果蔬，常常会因为一晚极端天气使菜农颗粒无收。以兰州新区为例，冬季平均温度在零度以下，加之干旱及冻土层影响，冬季温室大棚几乎无用武之地，因此冬季想要实现绿植、果蔬的栽培必须考虑大棚冬季升温保暖问题。西北地区的地热能分布广、储量大、再生迅速，如何将地热能进行高价值利用到大棚温室中，成为我们的一项研究课题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种地热能梯级利用的大棚温室全株控温系统，将地热能利用到大棚温室中，保证植株生长温度要求的同时，提高地热能源的利用效率。为达到上述目的，本技术所采取的技术方案为：一种地热能梯级利用的大棚温室全株控温系统，它包括地热井取热循环系统、大棚内空气热循环系统和大棚内浅层土地埋管加热循环系统，地热井取热循环系统包括地热井和地热循环水管道，地热循环水管道与热泵机组和换热器相连接；大棚内空气热循环系统包括相互连接的空调循环水管道和散热器，散热器安装在大棚中，空调循环水管道贯穿热泵机组；大棚内浅层土地埋管加热循环系统包括埋在大棚浅层土壤中的地埋管道和与地埋管道相连接的地埋管侧循环水管道，地埋管侧循环水管道贯穿换热器；地热循环水管道中的水进入地热井后与地热能进行热交换升温成为高温循环水，高温循环水流经热泵机组，与空调循环水管道中的低温循环水产生第一次热交换，高温循环水降温成为中温循环水，地热循环水管道中的中温循环水流经换热器，与换热器中的地埋管侧循环水管道中的低温循环水产生第二次热交换，中温循环水温度进一步降低，通过地热循环水管道进入地热井，完成一次循环；空调循环水管道中的低温循环水经过热泵机组后温度升高，成为中温循环水，中温循环水经过散热器辐射散热后温度再次降低，通过空调循环水管道再次进入热泵机组进行下一次热交换，大棚中的空气经过辐射散热升温；地埋管侧循环水管道中的低温循环水经过换热器后温度升高，通过地埋管道的散热对土壤进行加热，提升植物根部土壤温度，实现植物的升温和保温。优选的，所述地热循环水管道、空调循环水管道和地埋管侧循环水管道上均安装有与远程主控机相连接的电磁阀、压力表和温度计，大棚的空中和土壤中均安装有与远程主控机相连接的温度传感器，远程主控机通过判断各个压力表、温度计和温度传感器的反馈数据来控制电磁阀的开合，进而控制大棚保持适宜的温度。优选的，所述地热循环水管道上设置有Y型过滤器，Y型过滤器与高温循环泵的进口端相连接。优选的，所述地热循环水管道与热泵机组之间设置有补水罐和定压补水泵。优选的，所述地热循环水管道在进入换热器之前设置有中温水控制阀，中温水控制阀的前端与换热器的后端之间设置有与地热循环水管道相并联的旁通管道，旁通管道上设置有旁通阀；当中温水控制阀打开，旁通阀关闭时，地热循环水管道中的中温循环水流经换热器，与控制地埋管侧循环水管道中的低温循环水进行热交换；当中温水控制阀关闭，旁通阀打开时，地热循环水管道中的中温循环水不流经换热器，直接进入地热井。本技术的有益效果为：（1）本技术通过地热井取热循环系统、大棚内空气热循环系统和大棚内浅层土地埋管加热循环系统，地热循环水管道中的水与地热进行热交换升温成为高温循环水，地热循环水管道中的高温循环水在热泵机组中与空调循环水管道中的水进行第一次热交换，空调循环水管道中的中温循环水通过散热器散热，大棚中的空气升温，地热循环水管道中的中温循环水通过换热器与地埋管侧循环水管道中的水进行第二次热交换，地埋管侧循环水管道中的水升温后通过地埋管道的散热，提升植物根部土壤温度，实现植物的升温和保温；本技术通过三次热交换，将地热能进行多次利用，满足了大棚中植物生长的温度要求，节能、环保，提高了能源的利用率。（2）本技术在系统中设置多个与远程主控机相连接的压力表、温度计、温度传感器和电磁阀，实现了大棚温控系统的自动化管理；（3）本技术在地热循环水管道的高温循环泵前端设置Y型过滤器，对管道中的水进行过滤，防止杂质进入高温循环泵，保证了系统的正常运行；（4）本技术在地热循环水管道上设置补水罐和定压补水泵，保证了管道系统中水的供给；（5）本技术在中温水控制阀的前端与换热器的后端之间设置与地热循环水管道相并联的旁通管道，可根据实际需要灵活控制大棚中土壤的温度。附图说明图1是本技术的结构示意图；图中：1、地热井，2、地热循环水管道，3、定压补水泵，4、补水罐，5、电磁阀，6、Y型过滤器，7、压力表，8、高温循环泵，9、空调循环水管道，10、空调循环泵，11、散热器，12、热泵机组，13、换热器，14、地埋管道，15、地埋管侧循环水管道，16、地埋管循环泵，17、温度计，18、温度传感器，19、远程主控机，20、中温水控制阀，21、旁通阀，22、旁通管道。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步详细的说明。一种地热能梯级利用的大棚温室全株控温系统，它包括地热井取热循环系统、大棚内空气热循环系统和大棚内浅层土地埋管加热循环系统，地热井取热循环系统包括地热井1和地热循环水管道2，地热循环水管道2与热泵机组12和换热器13相连接；大棚内空气热循环系统包括相互连接的空调循环水管道9和散热器11，散热器11安装在大棚中，空调循环水管道9贯穿热泵机组12；大棚内浅层土地埋管加热循环系统包括埋在大棚浅层土壤中的地埋管道14和与地埋管道14相连接的地埋管侧循环水管道15，地埋管侧循环水管道15贯穿换热器13；地热循环水管道2中的水进入地热井1后与地热能进行热交换升温成为高温循环水，高温循环水流经热泵机组12，与空调循环水管道9中的低温循环水产生第一次热交换，高温循环水降温成为中温循环水，地热循环水管道2中的中温循环水流经换热器13，与换热器13中的地埋管侧循环水管道15中的低温循环水产生第二次热交换，中温循环水温度进一步降低，通过地热循环水管道2进入地热井，完成一次循环；空调循环水管道9中的低温循环水经过热泵机组12后温度升高，成为中温循环水，中温循环水经过散热器11辐射散热后温度再次降低，通过空调循环水管道9再次进入热泵机组12进行下一次热交换，大棚中的空气经过辐射散热升温；地埋管侧循环水管道15中的低温循环水经过换热器13后温度升高，通过地埋管道14的散热对土壤进行加热，提升植物根部土壤温度，实现植物的升温和保温。地热循环水管道2、空调循环水管道9和地埋管侧循环水管道15上均安装有与远程主控机19相连接的电磁阀5、压力表7和温度计17，大棚的空中和土壤中均安装有与远程主控机19相连接的温度传感器18，远程主控机19通过判断各个压力表7、温度计17和温度传感器18的反馈数据来控制电磁阀5的开合，进而控制大棚保持适宜的温度。地热循环水管道本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地热能梯级利用的大棚温室全株控温系统，其特征在于：它包括地热井取热循环系统、大棚内空气热循环系统和大棚内浅层土地埋管加热循环系统，地热井取热循环系统包括地热井（1）和地热循环水管道（2），地热循环水管道（2）与热泵机组（12）和换热器（13）相连接；大棚内空气热循环系统包括相互连接的空调循环水管道（9）和散热器（11），散热器（11）安装在大棚中，空调循环水管道（9）贯穿热泵机组（12）；大棚内浅层土地埋管加热循环系统包括埋在大棚浅层土壤中的地埋管道（14）和与地埋管道（14）相连接的地埋管侧循环水管道（15），地埋管侧循环水管道（15）贯穿换热器（13）；地热循环水管道（2）中的水进入地热井（1）后与地热能进行热交换升温成为高温循环水，高温循环水流经热泵机组（12），与空调循环水管道（9）中的低温循环水产生第一次热交换，高温循环水降温成为中温循环水，地热循环水管道（2）中的中温循环水流经换热器（13），与换热器（13）中的地埋管侧循环水管道（15）中的低温循环水产生第二次热交换，中温循环水温度进一步降低，通过地热循环水管道（2）进入地热井，完成一次循环；空调循环水管道（9）中的低温循环水经过热泵机组（12）后温度升高，成为中温循环水，中温循环水经过散热器（11）辐射散热后温度再次降低，通过空调循环水管道（9）再次进入热泵机组（12）进行下一次热交换，大棚中的空气经过辐射散热升温；地埋管侧循环水管道（15）中的低温循环水经过换热器（13）后温度升高，通过地埋管道（14）的散热对土壤进行加热，提升植物根部土壤温度，实现植物的升温和保温。/n...

【技术特征摘要】
1.一种地热能梯级利用的大棚温室全株控温系统，其特征在于：它包括地热井取热循环系统、大棚内空气热循环系统和大棚内浅层土地埋管加热循环系统，地热井取热循环系统包括地热井（1）和地热循环水管道（2），地热循环水管道（2）与热泵机组（12）和换热器（13）相连接；大棚内空气热循环系统包括相互连接的空调循环水管道（9）和散热器（11），散热器（11）安装在大棚中，空调循环水管道（9）贯穿热泵机组（12）；大棚内浅层土地埋管加热循环系统包括埋在大棚浅层土壤中的地埋管道（14）和与地埋管道（14）相连接的地埋管侧循环水管道（15），地埋管侧循环水管道（15）贯穿换热器（13）；地热循环水管道（2）中的水进入地热井（1）后与地热能进行热交换升温成为高温循环水，高温循环水流经热泵机组（12），与空调循环水管道（9）中的低温循环水产生第一次热交换，高温循环水降温成为中温循环水，地热循环水管道（2）中的中温循环水流经换热器（13），与换热器（13）中的地埋管侧循环水管道（15）中的低温循环水产生第二次热交换，中温循环水温度进一步降低，通过地热循环水管道（2）进入地热井，完成一次循环；空调循环水管道（9）中的低温循环水经过热泵机组（12）后温度升高，成为中温循环水，中温循环水经过散热器（11）辐射散热后温度再次降低，通过空调循环水管道（9）再次进入热泵机组（12）进行下一次热交换，大棚中的空气经过辐射散热升温；地埋管侧循环水管道（15）中的低温循环水经过换热器（13）后温度升高，通过地埋管道（14）的散热对土壤进行加热，提升植物根部土壤温度，实现植物的升温和保温。


2.根据权利要求1所述的地...

【专利技术属性】
技术研发人员：李占英，张林辉，高哲，李春兰，王森，
申请(专利权)人：兰州兰石能源装备工程研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：甘肃;62