一种用于大型连栋式温室的节能型温度调节系统及运行方法技术方案

本发明专利技术涉及大型连栋式温室的温度调节系统，具体为一种用于大型连栋式温室的节能型温度调节系统及运行方法。在温室内较低的位置安装保温隔热系统，温室的保温隔热系统启用后，将温室内部空间分隔成上下两部分；保温隔热系统由折叠型中空保温帘及其固定框架、轨道、驱动装置组成；折叠型中空保温帘为透明材质，启用时每个气室的截面形状为六边形；热泵系统的表冷器及配套风机设置在温室内种植架下方；二氧化碳供应系统的二氧化碳管道布设于温室内。本发明专利技术提供了一种用于大型连栋式温室的节能型温度调节系统及运行方法，旨在降低温度调节的能耗，从而显著降低温室种植的生产成本，同时减排增效，实现节能、宜机的设施农业发展目标。标。标。

【技术实现步骤摘要】
一种用于大型连栋式温室的节能型温度调节系统及运行方法


[0001]本专利技术涉及大型连栋式温室的温度调节系统，具体为一种用于大型连栋式温室的节能型温度调节系统及运行方法。

技术介绍

[0002][0003]目前中国已有设施种植面积4200万亩，绝大多数是不具备机械化作业条件的日光温室（即大家常见的塑料大棚，如图4所示），这种温室的土地利用率低、人工效率差、亩产低。从节能的角度，这种类型的温室因为内部空间小，而且可以使用保温被18覆盖保温，因此，冬季能耗不是突出问题；这种类型的温室因为没有制冷能力而无法越夏生产，因此，每年的使用期间只有6
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8个月。以国内栽培面积较大的蕃茄为例，其果实供应期从11月到来年5月，而6月
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9月无法生产。
[0004]大型连栋式温室（以“荷兰文洛（Venlo）式”温室为代表，如图5
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6所示）具有土地利用率高、机械化程度高、人工效率高、单位面积产量高的优势，但是存在设施投资大、能耗高的问题。这种类型的温室在荷兰几乎都是越夏生产，因此，其单位面积产量非常高，而在我国，除一部分可以利用发电厂余热资源的温室外，绝大多数的此类型温室无法实现赢利。究其原因有两大方面，一，冬季加热成本高：与普通日光温室相比，高大的建筑结构和无法有效保温使得冬季的加热成本非常高，如果没有免费的电厂余热供应，仅冬季加热成本就高达100
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120元/平方米；二，夏季无法降温：在温室种植面积最大的山东省，大多数的温室在夏季空置，造成设施浪费、土地利用率降低和人工成本的增加。
[0005]近些年各地兴建的“半封闭”（SEMI
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CLOSE，如图1
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3所示）温室是在传统“文洛式”温室的基础上发展而来，是目前全世界范围内最先进的温室类型之一，与传统的“文洛式”温室以及其它类型温室相比有几个显著特点：一是通过管道送风，通风量小而且送风均匀，通风能耗有所降低；二是具备热泵加热和降温能力，正因为其通风量小，因此，在夏季降温时，对热泵系统的功率要求也较小，使得夏季用热泵降温成为可能；三是可以使用内循环通风模式，尤其是在寒冷季节的加热和夏季夜间的降温，节能效果明显。
[0006]尽管半封闭温室内循环模式下加热和降温能耗有所下降，但是，因为其保温膜17在温室顶部，冬季加热时需要将整个温室空间加热，而且由于其顶部保温膜17的保温隔热能力所限，热量损失较多，因此，能耗还是比较高，夏季夜晚降温时也是需要将整个空间的温度下降，因此，能耗也很高；由于二氧化碳是经过主通风管15进入室内，因此，冬季日间通风必需保持通风系统开启，而由于主通风管15通风模式风阻高，风压大，通风能耗较高；由于其表冷器及配套风机6是安装在主通风管15前端，因此，加热和降温必须通过主通风管15通风状态下实现，通风能耗较高。
[0007]总结一下温室温度调节的几个要素：1.保温隔热因为温室需要光照，因此，其围护材料都是透明材料，如玻璃、塑料，而这些材料既
无法阻止辐射散热，也难以阻止传导散热，甚至因为部分密封不严，还存在对流散热的渠道。
[0008]传统的保温措施主要有三种：一是外置保温被18，传统日光温室多采用此种方式，可以在日落前后盖在温室的透明围护材料外面，阻止辐射、传导和对流散热途径，但是，因为保温被18的热传导性能与厚度相关，而厚度又会影响承重和白天卷起来的遮光面积，因此，这种保温方式的保温能力是有限的。第二种保温方式是大型连栋式温室（以“文洛式”结构的温室为代表）的内保温，这种类型的温室因为顶部为连续的小斜面，外保温材料难以安装和自动开闭，因此，其保温膜17设置于温室内部上盖结构的下沿（即上盖等边三角形的下边），一般采用既薄又有一定保温性能还有一定反射性能的材料，容易卷起且卷起后遮光面积小，因此，其保温性能也是有限的，而且，因为保温材料围起来的空间太大，导致加热、降温的能耗都很高。第三种保温方式是借鉴前两者的优势研发的外保温型大型连栋温室，其主要特点是：温室顶部采用大斜面，因此可以放置外保温被18，保温效果明显优于“文洛式”，冬季加热成本大幅度下降，但是缺点是建设投资明显高于“文洛式”。
[0009]传统的夏季白天的隔热方式主要是遮光，在“文洛式”基础上发展而来的“半封闭”式温室在夏季的夜间降温时可以启用顶部的保温层。
[0010]2.加热加热的方式也有多种。最传统的加热方式就是在温室中放置炉子，现在因为环保问题和无法自动控制的原因放弃了。现在使用最多的方式是锅炉和热泵，其中热泵尽管投资大，但是因为环保和减排的原因，越来越被接受。
[0011]3.降温降温的方式主要有四种。首先是对流降温，通过空气流动，将温室内热量带走，其中又包括自然对流和强制对流（以风机作为动力），这种降温方式是最有限的，夏季的日间，要带走温室内的热量，需要非常大的通风量；其次是湿帘降温，其原理是通过水份蒸发吸收热量，从而使进入温室的空气温度更低，湿帘的最大降温效果可以使前后温差达到8度左右（室外相对湿度40%以下时），但是因为空气交换率的原因（空气交换率越高，风机能耗越高），其对室内温度的影响也是有限的，而且其降温的同时提高空气含水量，可能导致植物病害风险的增加；第三种是喷雾降温，其原理也是蒸发吸收热量，其降温效果和负面影响也与湿帘一样；第四种是热泵，通过表冷器吸收热量，从而降低空气温度，同时还可以冷凝一部分水份，使空气湿度下降，但是热泵的设备费用高，且能耗也很高。“半封闭”温室使用热泵降温，尽管能耗很高，但是在山东、河北、北京、内蒙等地可以实现多数果实类蔬菜越夏生产。
[0012]综上所述，温室温度调节的成本构成主要有三个部分，一是通风的能耗（主要是风机用电），二是升温的能耗（可以是电和/或余热和/或燃料），三是降温的能耗（主要是电和水）。

技术实现思路

[0013]本专利技术为了解决现在大型连栋式温室温度调节成本高的问题，提供了一种用于大型连栋式温室的节能型温度调节系统及运行方法，本专利技术降低能耗的路径为：一，采用更合理的保温形式减少热量交换；二，减小温度调节体量，将能耗集中在有效的局部；三，将热泵
的表冷器安装在温室内的底部，可以在没有空气外循环的状态下调节温度；四，将二氧化碳供应管道安装在温室内部，可以在没有外循环的情况下保证二氧化碳供应。
[0014]本专利技术是采用如下的技术方案实现的：一种用于大型连栋式温室的节能型温度调节系统，在温室内较低的位置安装支撑网架，以作为保温隔热系统、种植架系统及其它设备等的承载；该位置高于植物的上端，远低于温室顶部，温室的保温隔热系统的高度从温室顶部下降后，将温室内部空间分隔成上下两部分；保温系统由折叠型中空保温帘及其固定框架、轨道、驱动装置组成；折叠型中空保温帘为透明材质，启用（展开）时每个气室的截面形状为六边形，停用（折叠）后占用空间很小。
[0015]上述的一种用于大型连栋式温室的节能型温度调节系统，还包括温室原有的遮阳系统、通风系统、喷淋系统、热泵系统、二氧化碳供应系统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于大型连栋式温室的节能型温度调节系统，包括热泵系统和二氧化碳供应系统，其特征在于：还包括保温隔热系统（2），保温隔热系统（2）固定在温室内植物的上方，保温隔热系统（2）启用后将温室内部空间分隔成上下两部分；保温隔热系统（2）包括折叠型中空保温隔热帘（22）及其固定框架（21）和驱动系统；折叠型中空保温隔热帘（22）为透明材质，启用时每个气室的截面为六边形，停用时折叠；热泵系统的表冷器及配套风机（6）安装在温室内种植架（4）的下方，用于升温和降温；二氧化碳供应系统的二氧化碳管道（5）布设于温室内，可以在日间补充二氧化碳以提高光合效率。2.根据权利要求1所述的一种用于大型连栋式温室的节能型温度调节系统，其特征在于：还包括温室原有的遮阳系统（1）、通风系统、喷淋系统及控制系统。3.根据权利要求2所述的一种用于大型连栋式温室的节能型温度调节系统，其特征在于：所述的保温隔热系统（2）还可以包括一层保温膜（17），以增强保温性能。4.根据权利要求3所述的一种用于大型连栋式温室的节能型温度调节系统，其特征在于：温室侧墙上开设侧墙通风口（8），侧墙通风口（8）的高度高于保温隔热系统（2）所在高度。5.根据权利要求3或4所述的一种用于大型连栋式温室的节能型温度调节系统的运行方法，其特征还在于：冬季夜间保温的方法为：当日落或温度过低时，启用折叠型中空保温隔热帘（22），所有折叠型中空保温隔热帘（22）启用后，在温室中部形成一个相对封闭的保温层；在温度特别低的区域和/或时段，可以同时启用保温膜（17），以增加保温效果；温度低于设定值的时候，启动热泵系统加热模式，表冷器及配套风机（6）打开，为植物所处的空间加热。6.根据权利要求3或4所述的一种用于大型连栋式温室的节能型温度调节系统的运行方法，其特征还在于：冬季日间保温的方法为：在温度特...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕杰，毕研伦，丁志平，潘建强，
申请(专利权)人：今蜂智慧农业科技泰安有限公司，
类型：发明
国别省市：