[发明专利]一种带有热池系统的农业智能灌溉设备及方法

权利要求书

1.一种带有热池系统的农业智能灌溉方法，其特征在于，该方法应用于带有热池系统的农业智能灌溉设备上，所述农业智能灌溉设备包括包括用于输送灌溉水的输水管以及用于加热所述灌溉水的热池系统，所述热池系统包括用于收集太阳能热量的收集板、用于输送换热液的循环管以及设置在输水管上用于热交换的换热机构，其中，所述换热机构包括换热箱、设置在所述换热箱内部的蓄热池，所述蓄热池的外壁与换热箱的内壁之间的空间构成用于存储换热液的换热腔，所述输水管穿过所述换热腔；所述循环管与换热腔形成闭合回路，所述收集板设置在循环管上；其中，所述换热箱上设有用于将换热腔中的换热液进行抽离的抽水机构；

所述农业智能灌溉方法包括以下步骤：

（1）吸热过程：

循环管与换热腔形成闭合回路，收集板吸收太阳能，将热量传递到循环管中，循环管中的换热液温度升高，利用温差使得换热液在循环管与换热腔形成循环流动，循环管中高温换热液流入换热腔中；

（2）储热过程：

换热液在换热腔中与蓄热池进行热量交换，换热腔中的换热液将热量传递到蓄热池中；当位于收集板上的换热液温度比换热腔中的换热液温度低时，通过抽水机构将循环管与换热腔中的换热液进行抽离，使得循环管与换热腔处于真空状态；

（3）放热过程：

在换热腔与循环管中通入换热液，使得换热腔中的换热液与蓄热池充分接触，将蓄热池里储存的热量交换到换热液中，当热量充分交换后，输水管通入灌溉水，输水管中的灌溉水充分吸收换热液中的热量，提高水温后，进行灌溉。

2.根据权利要求1所述的一种带有热池系统的农业智能灌溉方法，其特征在于，所述抽水机构包括储液箱、设置在所述储液箱与所述换热箱之间的抽水管、设置在所述抽水管上的第一阀门以及水泵，其中，所述抽水管的一端与所述储液箱连通，另一端与所述换热腔连通。

3.根据权利要求1所述的一种带有热池系统的农业智能灌溉方法，其特征在于，所述输水管在所述换热腔中沿着蓄热池的外围呈螺旋分布。

4.根据权利要求1所述的一种带有热池系统的农业智能灌溉方法，其特征在于，所述循环管在所述收集板中呈S型分布。

5.根据权利要求2所述的一种带有热池系统的农业智能灌溉方法，其特征在于，所述循环管上设有第二阀门。

6.根据权利要求5所述的一种带有热池系统的农业智能灌溉方法，其特征在于，还包括用于储存灌溉水的水箱，所述输水管的一端与所述水箱连通，另一端与灌溉管网连通；所述输水管上设有第三阀门。

7.根据权利要求6所述的一种带有热池系统的农业智能灌溉方法，其特征在于，还包括自动控制系统，所述自动控制系统包括保温控制模块、灌溉放热模块以及处理器，其中，

所述保温控制模块包括设置在收集板上用于测量收集板处换热液温度的第一温度传感器、设置在换热箱上用于测量换热腔中换热液温度的第二温度传感器以及用于检测蓄热池温度的第三温度传感器；所述第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、水泵以及第二阀门均与所述处理器通讯连接；

所述灌溉放热模块包括用于检测水箱上灌溉水温度的第四温度传感器，所述第四温度传感器以及第三阀门均与所述处理器通讯连接。

8.根据权利要求1所述的一种带有热池系统的农业智能灌溉方法，其特征在于，在步骤（2）中，通过第一温度传感器检测收集板处的换热液的温度，通过第二温度传感器检测换热腔中的换热液的温度，将两者的温度信息发送至处理器，当位于收集板上的换热液温度比换热腔中的换热液温度低时，处理器对循环管中的第二阀门下发控制指令，使得第二阀门关闭，防止换热液在循环管中回流；关闭第二阀门后，换热腔中的换热液还能持续向蓄热池输热，当第三温度传感器检测到蓄热池温度，将该温度信息发送至处理器，检测到温度不再上升，处理器控制抽水管上的第一阀门打开，并控制水泵开始工作，快速将换热液抽至储液箱中，直到换热腔与循环管处于真空状态时，关闭第一阀门和水泵。

9.根据权利要求8所述的一种带有热池系统的农业智能灌溉方法，其特征在于，在步骤（3）中，通过第四温度传感器检测水箱中灌溉水的温度，并将该温度信息发送至处理器，当灌溉水的温度低于灌溉温度时，处理器控制第一阀门打开，储液箱中的换热液通入换热腔与循环管中，换热腔中换热液吸收蓄热池的热量，当换热腔中的温度到达灌溉所需温度时，处理器控制第三阀门打开，输水管上通入灌溉水，并经过换热腔进行加热，然后流入灌溉管网进行作物灌溉。