[发明专利]一种太阳能抽水加热灌溉系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种热水生产供应系统，具体涉及一种利用太阳能抽取地下井水并加热后应用于农作物灌溉的农田热水灌溉系统。背景技术

在利用地下井水进行灌溉的地区，需要电力驱动水泵抽取地下井水，不仅消耗大量电力能源，而且在夏季用电高峰往往造成电力供应不足影响农业灌溉。

作物根系生长发育和对养分的吸收对土壤温度有一定的要求，通常来说作物根系8℃休眠，12℃开始生长，大多数作物根系生长最适宜温度为18～21℃。由于井水（地下水）温度较低，在早春或者秋季灌溉会降低作物根系周围土壤温度，造成作物在低温环境下的生长抑制，甚至会引发一些低温高湿病害。在目前规模化进行滴灌模式栽培的情况下，地下水在封闭管道中直接输送至作物根部，输送过程中与外界接触机会少，几乎很少发生热量交换，对作物的低温影响更加显著。

如何减少或者替代农业灌溉中对电力依赖，以及解决低温井水对作物的不利影响是当前农业灌溉领域需要解决的技术问题。目前尚未有直接利用太阳能作为动力能源抽取地下水、以及利用太阳能加热井水再行灌溉的实例及文献报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用太阳能直接驱动水泵抽水，并利用太阳能加热井水后进行作物灌溉的农田灌溉系统。

本发明的技术方案为一种太阳能抽水加热灌溉系统，该系统是利用太阳能集热器捕集太阳能，将水加热为热蒸汽，并分别作为动力来源驱动水泵和作为热源加热井水。

其中动力驱动的实现方式有两种，第一种方式是一部分热蒸汽经过空气压缩机压缩后驱动气动马达，从而带动抽水泵抽取井水后输送至换热单元；第二种方式是一部分热蒸汽供给温差发电机的高温端，而温差发电机的低温端供给自然空气，温差发电机发出的电流驱动抽水泵抽取井水后输送至换热单元。

热源加热方式为另一部分热蒸汽直接输送至换热单元与井水之间热交换，井水被加热升温后用于农作物灌溉；所述换热单元为热水管道从冷水中穿过的水浴式结构，冷却水返回供给太阳能集热器构成循环。

本发明的升温井水还可以再次换热升温，较高温度的热水可做为热水水源提供给农村生产生活应用。

本发明利用绿色可再生太阳能做为系统能源，经能量转换后驱动水泵做功和加热井水，能效高，成本低，绿色环保，并且能在田间地头就近提供灌溉热水，系统实施方便，安装灵活。在北方干旱地区配合滴灌于早春及秋季应用，可以显著促进作物生长，预防和减轻低温病害的发生。

附图说明

图1是本发明第一种实施例的系统结构示意图。

图2是本发明第二种实施例的系统结构示意图。

具体实施方式

实施例1。

如图1，一种太阳能抽水加热灌溉系统，该系统是利用太阳能集热器捕集太阳能，将水加热为热蒸汽，并分别作为动力来源驱动水泵和作为热源加热井水。其中一部分热蒸汽经过空气压缩机压缩后驱动气动马达，从而带动抽水泵抽取井水后输送至换热单元。另一部分热蒸汽直接输送至换热单元与井水之间热交换，井水被加热升温后用于农作物灌溉。换热单元的结构为热水管道从蓄水池穿过，冷却水返回供给太阳能集热器构成循环。

本实施例中的太阳能集热器为多组式聚焦反射结构，其具体结构为由柱状透镜将阳光聚焦后再经反射后聚集照射于集热管上。其详细结构记载在申请号为201510123496.6的中国专利说明书中。

实施例2。

本实施例与实施例1的不同在于：第一，其驱动方式为一部分热蒸汽供给温差发电机的高温端，而温差发电机的低温端供给自然空气，温差发电机发出的电流驱动抽水泵抽取井水。第二，所述的升温井水的一部分被二次换热升温，其热源仍然为太阳能集热器提供的高压蒸汽，其冷却水余热利用于前一级换热单元，被二次升温的井水应用于农村热水供应。