太阳能主动式植物工厂的暖通系统技术方案

本发明专利技术涉及一种太阳能主动式植物工厂的暖通系统，属于植物工厂低能耗暖通系统技术领域。包括植物工厂，植物工厂地下设有地温井，植物工厂内设有集换热器，集换热器连通地温井，植物工厂一侧设有换热过滤新风机；地温井内设有冷进水泵和中热进水泵，冷进水泵和中热进水泵并联连通集换热器进水端；地温井内还设有上热回水管，上热回水管连通集换热器出水端。本发明专利技术充分利用了太阳能和地温自然能源，降低了植物工厂生产成本。

【技术实现步骤摘要】
太阳能主动式植物工厂的暖通系统
本专利技术涉及一种太阳能主动式植物工厂的暖通系统，属于植物工厂低能耗暖通系统

技术介绍
植物工厂是通过设施内精度环境实现作物周期生产的高效农业方式，是世界各国保障食物安全的重要发展方向。植物工厂的目的是利用现代高科技技术，提高种植效率解放种植工人劳动管理，提高产品安全品质和产量，降低生产成本，但行业顶层技术设计存在着导向错误。抓了芝麻丢了西瓜，成了种植界的鸡肋，能耗居高不下，10度电生产1kg蔬菜，以生菜为例，而且是一个中国家庭的非必要菜品，一切展示的如机器人收菜包装等高科技先进技术在此都显的没有什么意义！问题分析：能耗问题是瓶颈，巨高的能耗不仅有悖于低碳环保而且使产品没有了市场竞争意义，解决高能耗即降低了生产成本，让人工智能体现它的初衷目的。能耗高有两个方面：即暖通空调能耗和补光LED照明能耗。a.植物工厂的暖通空调能耗较大，传统集装箱如长×宽×高12m×2.6m×2.7m每天空调电耗60度左右，即每平方米耗电1.9kwh/m2，其高能耗的原因是在集装箱里种菜，而不为种菜专门设计的适合的房子，也就是说现在是工厂植物而不是植物工厂，要想解决高能耗，首先考虑放弃传统的植物工厂的空间围护结构，充分利用自然能源，有效降低能耗，使之变高碳为低碳，降低产品成本让产品有市场竞争意义。b.照明能耗大概占该总能耗的40-50％，将过度一味追求LED投入和能耗，是顶层技术路线的第二个错误，错误的将补光变为代光，造成的后果是除了高投入高能耗外，关键是大大缩小了蔬菜的种植品种，只能种植如生菜、叶菜类这些非常用必需菜品，原因是LED补光的光照强度最高在5000-6000LX，而多数菜种在光照辐射强度8000-40000LX。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种太阳能主动式植物工厂的暖通系统，充分利用了太阳能和地温自然能源，降低了植物工厂生产成本。本专利技术所述的太阳能主动式植物工厂的暖通系统，包括植物工厂，植物工厂地下设有地温井，植物工厂内设有集换热器，集换热器连通地温井，植物工厂一侧设有换热过滤新风机；地温井内设有冷进水泵和中热进水泵，冷进水泵和中热进水泵并联连通集换热器进水端；地温井内还设有上热回水管，上热回水管连通集换热器出水端。工作过程或工作原理：储能：地温井内，冷进水泵将冷水从集换热器进水端泵入集换热器，集换热器吸收太阳能，冷水成为热水后，热水从集换热器出水端，经上热回水管回流到地温井内，太阳能转换成热能储存于地温井中。释能：地温井中热水经中热进水管、集换热器进水端，进入集换热器，向植物工厂空间散热，给植物工厂补充热量，热量释放完毕后，热水变成冷水，从集换热器出水端，经上热回水管，回流到地温井。根据外界环境情况，太阳光照好，则进行储能。根据地温井中水温相对恒定，利用地温井能量对植物工厂空间内进行温度调节。冬天利用地温井中热能对植物工厂空间内散热；夏天利用地温井中冷能对植物工厂空间内降温。夏天，白天，植物工厂内温度高，地温井内，冷进水泵将冷水泵入集换热器，冷水对植物工厂内空间释放冷能，冷水在集换热器中不断升温，达到设定温度后，成为热水，经上热回水管送回地温井。晚上，地温井内热水，中热进水泵，将热水经集换热器进水端泵入集换热器，向植物工厂空间内散热，给植物工厂补充热量，热量释放完毕后，热水变成冷水，从集换热器出水端，经上热回水管，回流到地温井。冬天，白天，植物工厂内温度较低，地温井内底部的水相对温度较高，冷进水泵将地温井内底部温水从集换热器进水端泵入集换热器，温水对植物工厂内空间散热，太阳温度升高后，温水在集换热器中不断升温，达到设定温度后，成为热水，经上热回水管送回地温井。晚上，地温井内热水从中热进水管，经集换热器进水端进入集换热器，向植物工厂空间内散热，给植物工厂补充热量，热量释放完毕后，热水变成冷水，从集换热器出水端，经上热回水管，回流到地温井。进一步优选地，所述的地温井内底部设有冷进水泵，冷进水泵通过冷进水管连通集换热器进水端，冷进水管上设有冷进水阀；地温井内中部设有中热进水泵，中热进水泵通过中热进水管连通集换热器进水端，中热进水管上设有中热进水阀；地温井内上部设有上热回水管，上热回水管上设有上热回水阀。根据植物工厂需要进行调温循环。地温井的冷进水泵启动时，冷水经过集换热器吸收空间热量变为热水回流至地温井，起到植物工厂空间降温作用。地温井中热进水泵启动，经过集换热器向空间散热给空间加温作用。进一步优选地，所述的地温井至少设有2个，地温井并联或串联布置。地温井可以并联连通集换热器，地温井并联向集换热器提供热能或冷能；地温井也可以串联连通集换热器，地温井串联向集换热器提供热能或冷能。进一步优选地，所述的还包括蓄能池，蓄能池连通冷热水机组，蓄能池内底部设有吸水泵，吸水泵通过吸水管连通集换热器进水端，吸水管上设有吸水阀；蓄能池内上部设有回水管，回水管连通集换热器出水端，回水管上设有回水阀。蓄能池与集换热器形成循环回路。进一步优选地，所述的蓄能池至少设有2个，蓄能池并联或串联布置。蓄能池可以并联连通集换热器，蓄能池并联向集换热器提供热能或冷能；蓄能池也可以串联连通集换热器，蓄能池串联向集换热器提供热能或冷能。进一步优选地，所述的集换热器包括基体，基体外表面设有选择性吸热涂层。集换热器基体可以是串联或并联的金属散热器，集换热器基体也可以是金属翅片管。进一步优选地，所述的基体包括散热器，散热器外部向外设有翅片。进一步优选地，所述的集换热器进水端连通进水管，集换热器出水端连通出水管。进一步优选地，所述的集换热器至少设有2个，集换热器并联布置。所述的集换热器并联连通进水管，所述的集换热器并联连通出水管。进一步优选地，所述的换热过滤新风机包括换热器，换热器一侧设有风机，风机另一侧设有过滤器。多层轻钢结构的植物工厂可以是竖面及顶面围护结构为透光功能材料，植物工厂可以为装配式模块化，可以根据需求层数组装任意长、任意宽的小中大型围护体空间。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术通过设置集换热器、地温井和换热过滤新风，实现了利用太阳能和地热能源，调节植物工厂空间内温度，降低了能耗，大大降低了植物工厂温度控制的成本，保证了植物工厂内植物生长需要的环境，降低了培植成本，科学的利用免费的太阳能地温自然能源条件，生产出能够走进百姓家的低成本有机食品，实现百姓家常所需的多种大众菜品，并且有适合运距运输建造快捷、抗台风、抗雪、高效空间利用率、高效节水节地、环保，便于产业化，是传统集装箱及大棚的替代技术。2、通过设置蓄能池，能够将储存热能或冷能，用于调节植物工厂空间内温度，减少能源损耗，降低生产成本。3、充分利用了地温及太阳能自然能源及节能措施，与传统的种植工厂集装箱式对比，仅是传统能耗的左右，能耗成本降低得到了显著降低。同时摆脱了对LED灯、人工光照资源依赖，可以实现种植品种多样化、广谱化，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能主动式植物工厂的暖通系统，其特征在于，包括植物工厂(5)，植物工厂(5)地下设有地温井(4)，植物工厂(5)内设有集换热器(1)，集换热器(1)连通地温井(4)，植物工厂(5)一侧设有换热过滤新风机(6)；/n地温井(4)内设有冷进水泵(4-7)和中热进水泵(4-5)，冷进水泵(4-7)和中热进水泵(4-5)并联连通集换热器(1)进水端；地温井(4)内还设有上热回水管(4-4)，上热回水管(4-4)连通集换热器(1)出水端。/n

【技术特征摘要】
1.一种太阳能主动式植物工厂的暖通系统，其特征在于，包括植物工厂(5)，植物工厂(5)地下设有地温井(4)，植物工厂(5)内设有集换热器(1)，集换热器(1)连通地温井(4)，植物工厂(5)一侧设有换热过滤新风机(6)；
地温井(4)内设有冷进水泵(4-7)和中热进水泵(4-5)，冷进水泵(4-7)和中热进水泵(4-5)并联连通集换热器(1)进水端；地温井(4)内还设有上热回水管(4-4)，上热回水管(4-4)连通集换热器(1)出水端。


2.根据权利要求1所述的太阳能主动式植物工厂的暖通系统，其特征在于，地温井(4)内底部设有冷进水泵(4-7)，冷进水泵(4-6)通过冷进水管(4-6)连通集换热器(1)进水端，冷进水管(4-6)上设有冷进水阀(4-3)；地温井(4)内中部设有中热进水泵(4-5)，中热进水泵(4-5)通过中热进水管(4-8)连通集换热器(1)进水端，中热进水管(4-8)上设有中热进水阀(4-1)；地温井(4)内上部设有上热回水管(4-4)，上热回水管(4-4)上设有上热回水阀(4-2)。


3.根据权利要求2所述的太阳能主动式植物工厂的暖通系统，其特征在于，地温井(4)至少设有2个，地温井(4)并联或串联布置。


4.根据权利要求1所述的太阳能主动式植物工厂的暖通系统，其特征在于，还包括蓄能池(8)，蓄能池(8)连通冷热水机组(8-3)，蓄能池(3)内底部设有吸水泵...

【专利技术属性】
技术研发人员：许刚，刘昭勇，许亮，钟振民，魏大福，崔西良，许嵩峰，冯景海，许雁飞，
申请(专利权)人：北京仲基应用技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11