太阳能相变蓄热土壤加热式温室大棚采暖系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种太阳能相变蓄热土壤加热式温室大棚采暖系统，包括：太阳能集热单元、相变蓄热单元、土壤储能/加热单元和控制单元，太阳能集热单元、相变蓄热单元和土壤储能/加热单元相互串联连接，控制单元分别与太阳能集热单元、相变蓄热单元和土壤储能/加热单元电性连接。通过上述方式，本实用新型专利技术太阳能相变蓄热土壤加热式温室大棚采暖系统将太阳能集热/加热、相变蓄热和土壤储能/加热等技术合为一体，能够将白天大棚内富裕的热量提温储存在相变蓄热罐和土壤中，提高了土壤整体温度，一方面有利于提高大棚夜间温度，另一方面提高了植物根系温度，有利于植物生长，在运行过程中能耗极低。过程中能耗极低。过程中能耗极低。

【技术实现步骤摘要】
太阳能相变蓄热土壤加热式温室大棚采暖系统


[0001]本技术涉及太阳能相变蓄热供热
，特别是涉及一种太阳能相变蓄热土壤加热式温室大棚采暖系统。

技术介绍

[0002]北方寒冷地区温室大棚的大量建造，不仅解决了当地居民新鲜果蔬的供应，还解决了农村经济的多元化发展（如温室养殖、苗木培育等），对振兴乡村经济提供有力的助力。
[0003]《中国农业百科全书：蔬菜卷》中对不同蔬菜适宜生产温度的说明：一般的蔬菜作物在5℃~10℃的情况下，缓慢生长；在10℃~20℃的情况下，正常生长；在20℃~35℃的情况下，加速生长；在温度超过35℃和低于5℃时，蔬菜作物的生长将受到损害；适宜生长的温度在20℃~30℃之间，一般蔬菜的主根群深度不超过30厘米。
[0004]所以，北方寒冷地区温室大棚在夜间和阴雨雪天气必须保证大棚内空气不低于一定温度（10℃），是确保植物正常生长的关键。而保证大棚内气温必须提供热源，消耗一定的能源。
[0005]目前，温室大棚供热热源主要采用燃煤、燃气锅炉和空气源热泵，燃煤、燃气锅炉要消耗大量的化石能源，且会对环境造成严重的污染；空气源热泵白天高效区大棚内不需要供暖，晚间低效区需要的供暖负荷很大，造成投资大、运行费用高。
[0006]温室大棚的特点是白天土壤、植物等吸收太阳能产生热量，在大棚内产生温室效应，气温达到20℃、甚至30℃以上；晚间由于没有太阳能量的补充，围护结构的散热带来棚内气温的连续下降。因此如何将白天富裕的热量腾挪到晚间，保持晚间大棚内气温，这是解决问题的关键，这样可以大大降低能耗。

技术实现思路

[0007]本技术主要解决的技术问题是提供一种太阳能相变蓄热土壤加热式温室大棚采暖系统，将太阳能集热/加热、相变蓄热和土壤储能/加热等技术合为一体，能够将白天大棚内富裕的热量提温储存在相变蓄热罐和土壤中，提高了土壤整体温度，一方面有利于提高大棚夜间温度，另一方面提高了植物根系温度，有利于植物生长，在运行过程中能耗极低。
[0008]为解决上述技术问题，本技术采用的一个技术方案是：提供一种太阳能相变蓄热土壤加热式温室大棚采暖系统，包括：太阳能集热单元、相变蓄热单元、土壤储能/加热单元和控制单元，
[0009]太阳能集热单元、相变蓄热单元和土壤储能/加热单元相互串联连接，控制单元分别与太阳能集热单元、相变蓄热单元和土壤储能/加热单元电性连接。
[0010]在本技术一个较佳实施例中，所述太阳能集热单元包括太阳能集热器阵列和连接管路，所述太阳能集热器阵列包括多个并联设置的太阳能集热板。
[0011]在本技术一个较佳实施例中，所述太阳能集热板具有换热工质的工质入口端
和工质出口端，连接管路的集管与工质出口端连通，连接管路的分管与工质入口端连通。
[0012]在本技术一个较佳实施例中，所述相变蓄热单元包括保温水箱和相变蓄热球，相变蓄热球分布在保温水箱内部。
[0013]在本技术一个较佳实施例中，所述相变蓄热球包括HDPE或PP材质的塑料球状外壳和无机相变材料，无机相变材料封装在HDPE或PP材质的塑料球状外壳内。
[0014]在本技术一个较佳实施例中，所述土壤储能/加热单元包括分水器、集水器和横埋管换热器，横埋管换热器埋设在大棚地平面以下30
‑
60cm，
[0015]横埋管换热器的出口端与集水器的入口端相连，集水器的出口端与循环水泵相连，横埋管换热器的入口端与分水器的出口端相连，分水器的入口端与相变蓄热单元相连。
[0016]在本技术一个较佳实施例中，还包括一辅助热源，辅助热源为燃气热水炉和电热水炉，辅助热源并联在太阳能集热单元和相变蓄热单元之间。
[0017]在本技术一个较佳实施例中，所述控制单元包括循环水泵、控制器、第一电动阀、第二电动阀、第三电动阀和第四电动阀，
[0018]第一电动阀的一端连接土壤储能/加热单元的进水总管，第一电动阀的另一端连接土壤储能/加热单元的出水总管，
[0019]第二电动阀安装在土壤储能/加热单元进水总管上，一端连接分水器的入口端，另一端连接相变蓄热单元，
[0020]第三电动阀设置在辅助热源的输出管路上，
[0021]第四电动阀的一端连接相变蓄热单元，另一端连接太阳能集热器，
[0022]控制器通过导线分别与第一电动阀、第二电动阀、第三电动阀、第四电动阀和循环水泵连接。
[0023]在本技术一个较佳实施例中，所述控制单元还包括第一感温探头、第二感温探头、第三感温探头和第四感温探头，第一感温探头放置在太阳能集热器内，第二感温探头放置在温室大棚内离地一米处，第三感温探头放置在相变蓄热单元内底部，第四感温探头放置在土壤距离地面20
‑
30cm处。
[0024]本技术的有益效果是：本技术太阳能相变蓄热土壤加热式温室大棚采暖系统将太阳能热利用技术、相变蓄能技术和土壤储能和加温技术相结合，高效利用太阳能，实现热量的收集、提温、储存和利用，解决了将白天大棚内富裕的热量提温储存在相变蓄热罐和土壤中，提高了土壤整体温度，一方面有利于提高大棚夜间温度，另一方面提高了植物根系温度，有利于植物生长，在运行过程中能耗极低。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
[0026]图1是本技术的太阳能相变蓄热土壤加热式温室大棚采暖系统一较佳实施例的结构示意图；
[0027]图2是本技术的太阳能相变蓄热土壤加热式温室大棚采暖系统内控制器的控
制原理图；
[0028]图3是本技术的太阳能相变蓄热土壤加热式温室大棚采暖供暖的结构示意图；
[0029]附图中各部件的标记如下：1、循环水泵，2、第一电动阀，3、第二电动阀，4、第三电动阀，5、第四电动阀，6、相变蓄热单元，7、平板太阳能集热器阵列，8、辅助热源，9、分水器，10、集水器，11、横埋管换热器，12、控制器，13、第一感温探头，14、第二感温探头，15、第三感温探头，16、第三感温探头。
具体实施方式
[0030]下面将对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
[0031]请参阅图1至图3，本技术实施例包括：
[0032]一种太阳能相变蓄热土壤加热式温室大棚采暖系统，包括：太阳能集热单元、相变蓄热单元、土壤储能/加热单元和控制单元，太阳能集热单元、相变蓄热单元和土壤储能/加热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳能相变蓄热土壤加热式温室大棚采暖系统，其特征在于，包括：太阳能集热单元、相变蓄热单元、土壤储能/加热单元和控制单元，太阳能集热单元、相变蓄热单元和土壤储能/加热单元相互串联连接，控制单元分别与太阳能集热单元、相变蓄热单元和土壤储能/加热单元电性连接。2.根据权利要求1所述的太阳能相变蓄热土壤加热式温室大棚采暖系统，其特征在于，所述太阳能集热单元包括太阳能集热器阵列和连接管路，所述太阳能集热器阵列包括多个并联设置的太阳能集热板。3.根据权利要求2所述的太阳能相变蓄热土壤加热式温室大棚采暖系统，其特征在于，所述太阳能集热板具有换热工质的工质入口端和工质出口端，连接管路的集管与工质出口端连通，连接管路的分管与工质入口端连通。4.根据权利要求1所述的太阳能相变蓄热土壤加热式温室大棚采暖系统，其特征在于，所述相变蓄热单元包括保温水箱和相变蓄热球，相变蓄热球分布在保温水箱内部。5.根据权利要求4所述的太阳能相变蓄热土壤加热式温室大棚采暖系统，其特征在于，所述相变蓄热球包括HDPE或PP材质的塑料球状外壳和无机相变材料，无机相变材料封装在HDPE或PP材质的塑料球状外壳内。6.根据权利要求1所述的太阳能相变蓄热土壤加热式温室大棚采暖系统，其特征在于，所述土壤储能/加热单元包括分水器、集水器和横埋管换热器，横埋管换热器埋设在大棚地平面以下30
‑
60cm，横埋管换...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋绿林，
申请(专利权)人：常州海卡太阳能热泵有限公司，
类型：新型
国别省市：