[发明专利]一种农业大棚植物季节性全方位的温控系统和温控方法

说明书

技术领域

本发明属于农业工程技术领域，涉及一种为农业大棚植物提供季节性全方位的温控系统和温控方法。

背景技术

温室或蔬菜大棚(以下简称“大棚”)的功能是在自然环境的反季节条件下，营造适用于果蔬、花卉生长发育的环境条件，进行高效生产。对于农作物生产来说，温度是最重要的环境要素之一。寒冷地区冬季室外温度低于-10℃，为了保证作物的正常生长发育，大棚内必须配置加热设施。我国东北、西北的高寒地区和华北的部分地区，传统系统加热费用约占运行费用的50％～60％。为了降低系统能耗，提高生产效益，减少污染，高效节能的温室供暖系统势在必行。

目前寒冷地区大棚过冬常用的方法有以下几种。一是集中供暖(建立锅炉、地热井等)，大棚内设置暖气系统，由于大棚热损失严重，供暖运行费用高，无法提升地温，棚内温度分布不均。二是热风炉供暖，通过燃烧不同的燃料(如煤、燃油和秸秆等)，释放热量。其热效率低，棚内温度波动大。燃烧后的烟气含有有害气体(如硫和氮氧化物、焦油等)，污染严重。三是电加温系统将电热线埋在地下，用来提高地温。此方法主要是为温室育苗用，只能作为临时短期加温措施使用，不能用于农业大棚过冬。以上三种方法夏季均无法产生降温效果。

大棚供暖的主要目标有二：其一是保持地温，使植物根部处于适当的温区，以利于其生长；其二是保持棚温，使植物的地上部分免于冻伤。传统的大棚供热系统方式均是在棚内地上设置暖气，用于提高棚温，无法保证根部温度，难以实现植物需要的全方位温度控制；另外单一的供热方式也无法实现夏季的降温效果。

现有的常用热泵形式一是采用土壤源热泵系统供暖，但由于冬夏取放热量不平衡，造成土壤温度降低，使用寿命短；二是采用地下水源热泵系统供暖，若长期运行排水无法全部回灌，地下水位下降，破环地下生态系统。由于仅仅采用地面设施布置，不能有效解决植物全方位的温度需求。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种农业大棚植物季节性全方位的温控系统和温控方法，克服现有技术中冬季大棚供暖运行费用高、能源利用率低、地上地下温度差异大、污染严重和夏季无法降温的问题。

本发明所采用的技术方案包括以下步骤：一种农业大棚植物季节性全方位的温控系统，包括空气源热泵机组，空气源热泵机组的冷凝器出口端与主供水管连通，主供水管、主回水管分别设有第一调节阀和第二调节阀，主供水管分别与暖风机的进水端和分水器相连通，分水器和地暖管的进水端相连通，暖风机送风口和布风管连通，分集水器进水端上设有第一电磁阀，暖风机进水端上设有第二电磁阀，暖风机回水端和集水器与主回水管相连通，主回水管设有蓄热水箱，第二调节阀与循环水泵的进口端连通，循环水泵的出口端与空气源热泵机组的冷凝器进口端连通。

一种农业大棚植物季节性全方位的温控方法，采用上述温控系统，冬季时：当大棚内温度达到或低于设定的棚内供暖下限温度时，空气源热泵机组、循环水泵、暖风机启动，第一调节阀、第二调节阀、第一电磁阀、分集水器、第二电磁阀打开；

夏季时：当大棚或温室内的温度达到或超过上限时，空气源热泵机组制冷模式启动，循环水泵和暖风机启动，第一调节阀、第二调节阀和第二电磁阀打开，第一电磁阀和分集水器关闭，循环水通过蓄热水箱、循环水泵、空气源冷水机组、主供水管进入暖风机。

当夏季夜间棚外空气温度低于棚内温度或棚内温度高于作物适宜生长温度时时，适时开启大棚内的通风设施进行降温。

本发明的有益效果是：本发明冬季可以把寒冷地区棚外空气的热量，通过空气源热泵及其连通的地暖管和热风系统转移至大棚中，夏季则将热量排出大棚，实现冬季供热夏季供冷。低温空气源源热泵冬季运行可靠、稳定，能在环境温度为-15℃以下实现大温升制热。并且不需要煤等燃料作为驱动，直接利用空气的能量，营造适宜作物生长的棚内温度，高效节能、无污染。末端采用地暖管散热和布风管送风的形式，解决了传统温室供热系统棚内温度分布不均，土壤温度低的问题。

附图说明

图1农业大棚植物季节性全方位的温控系统结构示意图；

其中：1—空气源热泵；2—循环水泵；3—第一调节阀；4—第二调节阀；5—主供水管；6—主回水管；7—第一电磁阀；8—分集水器；9—地暖管；10—第二电磁阀；11—暖风机；12—布风管；13—蓄热水箱。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。