[发明专利]一种温室热能采集与热能提升方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及的技术领域为农业工程技术领域，具体地说，本发明涉及一种温室浅层土壤热量采集与加热的方法和系统。

背景技术

日光温室虽然可以将太阳能收集起来积蓄热量，并在室内温度降低的时候释放热量，保证室内温度不会过低，但是当遭遇极端低温的时候温室内的温度还不足以保证植物可以正常生长，为了保证温室内植物在冬季能够正常生长，必须提供加热设备。现阶段日光温室中常用的加热方式有热水采暖、热风增温、电热采暖、火道加温。这些传统的加热方式能耗较大，而且还产生大量有害气体，对环境造成污染。

热泵被认为是利用温室由于其自身的蓄热效应被认为是利用热泵最有效的设施之一，冬季通过温室的贮热技术可以增加水蓄积的热量，为夜间加温提供热能。传统水源热泵一般是利用地下水加热温室。地下水源热泵系统主要适用于地下水资源丰富、水位较浅且便于开采的地区。我国北方地区地下水温度范围常年在7℃～21℃之间。冬季利用地下水作为热源，通过热泵系统把水中的热量抽出向室内供暖，降温后的水再回灌到地下。冬季由于地下水温度高于室外大气温度并且不会像空气源热泵发生结霜情况，因此地下水源热泵系统效率也高于空气源热泵系统。地下水源热泵系统已在建筑中广泛应用，在设施农业中由于受到初期投资成本的制约，在温室中应用受到一定的限制。水源热泵系统中热量采集费用包括水质勘探费用和打井费用，约占整个系统成本的50％左右，因此，降低热量采集费用是降低整套装置投资成本的关键因素之一。

发明内容

为了克服现有技术中的上述缺点，本发明的目的之一是提供一种在白天将后墙上的热量转移并储存在温室浅层土壤中，以提高土壤温度；在夜间以浅层土壤中的热量作为初始热源，通过热泵对热量进行提升后再加热温室，以提高日光温室夜间温度的方法。另一目的是提供一种实现这种方法的系统。

为了实现本发明的第一目的，采用的技术方案如下：

一种温室热能采集与热能提升方法，其步骤包括：

1)在日光温室地下浅层土壤设置热能储存器，用于储存热能，所述热能储存器包括充满水的换热管，所述换热管两端分别连接在分集水器的出水管路和进水管路上；

2)在日光温室后墙内表面设置热能采集器，用于采集并释放热能，所述热能采集器包括充满水的换热管，所述换热管两端分别连接在分集水器的出水管路和进水管路上；

3)将热能储存器和热能采集器中的分集水器连接在一起，在其中一组分集水器上设置循环水泵，在白天打开循环水泵，热能采集器收集热量并通过水的循环传递给热能储存器储存起来；

4)在热能采集器和热能储存器之间设置热泵机组，所述热泵机组与热能采集器之间串连一循环水泵，在晚上打开循环水泵将热能储存器储存的热能提升后传递到热能采集器释放。

所述热能储存器中的分集水器，其进出水管路上分别设置阀门，用于控制热能采集器和热能储存器之间的打开与关闭。

所述热泵机组两端通过进水口和出水口分别连接到两组分集水器的出水管路和进水管路上。

所述热泵机组与热能储存器中的分集水器连接的管路上设置有阀门，控制热能储存器的打开与关闭。

为了实现本发明的另一目的，采用的技术方案如下：

一种温室热能采集与热能提升系统，包括热能储存器、热能采集器和热泵机组，所述热能储存器设置在日光温室地下浅层土壤中，包括充满水的换热管，所述换热管两端分别连接在分集水器的出水管路和进水管路上；

所述热能采集器设置在日光温室后墙内表面，包括充满水的换热管，所述换热管两端分别连接在分集水器的出水管路和进水管路上；

所述热能储存器和热能采集器通过各自的分集水器连接在一起，在其中一组分集水器上设置循环水泵，

所述热泵机组设置在热能采集器和热能储存器之间，设置所述热泵机组与热能采集器之间串连一循环水泵，将热能储存器储存的热能提升后传递到热能采集器释放。

所述热能储存器设置在从日光温室墙体到距离墙体7m的范围内，距离地表以下60cm处。

所述热能储存器中的换热管采用规格为的PE管，所述热能采集器中的换热管采用规格为的黑色软管。

所述热能储存器中的分集水器，其进出水管路上分别设置阀门。

所述热泵机组两端通过进水口和出水口分别连接到两组分集水器的出水管路和进水管路上。

所述热泵机组与热能储存器中的分集水器连接的管路上设置有阀门。

与现有技术相比，发明的优点在于：

1.以太阳能作为热源，不产生有害气体，对环境没有污染；