[发明专利]一种风能与燃油互补式温室加热装置及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及温室内的温度控制技术，尤其涉及将风能发电与柴油加热结合在一起为温室水循环提供热量的系统。

背景技术

温室一般都配备必要的供暖设备，尤其是在冬季低温环境下，保持温室内维持一定的温度，有种于温室中反季节种植的瓜果蔬菜等的正常生长。目前，常规的温室加温方式是利用柴油、煤炭或天然气等单一的能源加热，成本较高。 

风能是一种再生能源，尤其是在冬季，季风资源比较丰富，充分利用好风力资源来发电，为温室提供充足的供暖能源，这不仅可以降低温室加温成本，还可以保护环境。传统的风力发电系统是将发电机输出的交流电经充电器整流，再对蓄电池充电，然后用保护电路的逆变电源转变为可以使用的电力资源。如果将这种传统的风力发电系统直接用于温室加温中，需要一套复杂的整流、充电装置，无疑增加了设备的成本。

发明内容

本发明的目的是提出一种将风力发电机输出的电直接应用到加热电阻丝上对水进行加热的风能与燃油互补式温室加热装置及其控制方法，无需一套复杂的整流、充电装置，节省成本，同时考虑风力资源的不稳定性，采用能源互补的方法，以风力发电为主，当风较小或者无风时，通过单片机控制启动柴油燃烧，既能保证温室正常稳定的运行，又能尽量小地污染环境。

本发明所述一种风能与燃油互补式温室加热装置采用的技术方案是：包括温室外的风力发电机模块和温室内的风力发热控制开关柜、系统控制柜、柴油储油罐，散热片分布在温室内壁上且通过热水导管连接，系统控制柜通过信号控制线分别连接风力发热控制开关柜和柴油储油罐，柴油输油管一端连柴油输油管、另一端设有伸进燃烧室内且在热水箱正下方的柴油燃烧喷油嘴及点火开关；热水箱内部有多个并联的发热电阻丝，风力发热控制开关柜内有多个控制开关，每个发热电阻丝一端是公共端、另一端分别连接一个控制开关；风力发电机模组通过输电线连接发热电阻丝的公共端；热水箱内还设有均连接显示及键盘模块的液位、温度检测传感器；热水箱侧壁上设有三通接头和热水抽水泵，三通接头的a端口通过热水注入控制阀与热水导管相连，b端口通过冷水注入控制阀与自来水接头相连，c端口连接热水箱；系统控制柜包括MCU模块，MCU模块以不同端口分别连接控制冷水注入控制阀的冷水注入控制模块、控制热水注入控制阀的热水回流控制模块、控制热水抽水泵的抽水泵控制模块、控制柴油燃烧喷油嘴及点火开关的柴油燃烧模块以及温度检测传感器、液位检测传感器、显示及键盘模块。

本发明所述风能与燃油互补式温室加热装置的控制方法的技术方案是依次采用如下步骤： 

1）通过显示及键盘模块输入设定的水温值T和水位值，液位检测传感器测量热水箱内水位，若低于设定水位值，MCU模块控制热水注入控制阀和冷水注入控制阀打开；

2）由温度检测传感器测定热水箱内的水温，若水温已经到达水温值T，MCU模块控制热水抽水泵工作，从热水箱抽取热水注入到热水导管内，热水导管内的低温水回流到热水箱内；

3）在热水抽水泵持续工作一段时间后关闭热水抽水泵和热水注入控制阀，若此时水温达不到设定的水温值T，MCU模块控制风力发电机模组工作，将风能转换为电能给发热电阻丝加热，若发热电阻丝加热后温度依然达不到水温值T，MCU模块控制风力加热控制开关柜依次并联上备用的发热电阻丝；

4）若发热电阻丝已全部并联上水温依然达到水温值T，MCU模块控制点燃柴油燃烧喷油嘴及点火开关对热水箱进行加热，直到水温到达水温值T；

5）当水温超过水温值T时，关闭柴油燃烧喷油嘴及点火开关，先控制风力发电机模组给热水箱加热，再依次断开部分发热电阻丝，使加热装置处于动态加热过程和恒温状态。

本发明的有益效果为：

1、本发明采用风能这一清洁能源发电作为温室加热的主要能源，在一定程度上减少了对环境的污染，起到了保护环境的作用。

2、本发明将风力产生的电能直接通过控制系统向电阻丝通电来加热水，省去了整流、逆变等环节，没有将电能并入电网，不仅降低了能量损耗而且降低了成本，适合普通温室使用。

3、本发明通过改变并联进入加热电路的电阻丝数量来调节加热水的强度，如果设定温度与实际温度相差较大，则并联更多的电阻，如果相差较小则并联较少的电阻丝，更加合理、方便地控制温度。

4、本发明充分利用风能这个可再生能源进行发电，以风力发电为主，柴油为备用能源，保证温室系统的正常运行。

附图说明