[发明专利]一种用于大棚的多能互补控温方法

说明书

本发明提供了一种用于大棚的多能互补控温方法，解决了现有大棚不能保证农作物生长温度稳定和连续的技术问题。本发明包括光伏单元、空气能单元、地热能单元和控制单元，控制单元控制光伏单元进行发电和蓄电、监测环境参数并控制空气能单元和地热单元进行温度补偿，光伏单元为控制单元、空气能单元和地热单元供电，充分利用地热能单元对棚体内部的土壤进行冷却降温或加热升温，并利用相变材料存储多余热量和冷量保证循环水的温度恒定。本发明利用多种传感器可以实时监测大棚内温湿度、气压、光照度和土壤湿度各项参数，当某项参数或几项参数不适宜农作物生长时，控制单元可以发出命令驱动空气能单元和地热能单元运行，实现对大棚内各项参数的调控。

技术领域

本发明涉及农作物种植的温室技术领域，具体涉及一种用于大棚的多能互补控温方法。

背景技术

我国作为世界第一农业大国，在农业方面积累了相当多的经验和知识，但是我国大部分地区存在土质不好、土壤资源匮乏、气候条件复杂多变等劣势，这些劣势对农作物的生长极其不利。而且随着社会的进步，从事农业生产的人也日趋减少，而社会对农产品的需求却日益增高，原有农作种植方式已经不能满足社会发展的需要，必须对传统的农业进行技术更新和改造。因此，在我国发展现代化农业和生态农业是今后农业发展的必然趋势。

农业大棚在我国北方农业种植中普遍使用，但是大部分大棚只是采用纯日光方式去种植农作物，这种传统的大棚消耗大、收益低，属于粗放型农业种植。另外，这种传统大棚对于大棚内种植的反季节作物来说并不友好，因为随着自然天气的不规则变化，仅靠日光无法为农作物提供一个稳定又连续的能量供应，大棚内温度就会在阴雨天或者夜间骤然降低，不利于农作物的生长。

发明内容

本发明提出了一种应用于大棚的多能互补控温方法，解决了现有大棚不能保证农作物生长温度稳定和连续的技术问题。

实现本发明的技术方案是：一种用于大棚的多能互补控温方法，包括光伏单元、空气能单元、地热能单元和控制单元，控制单元控制光伏单元进行发电和蓄电，控制空气能单元和地热单元进行温度补偿，光伏单元为控制单元、空气能单元和地热单元供电；

所述光伏单元包括光伏板、逆变器和蓄电池，光伏单元有三种工作模式：①太阳能充足且大棚内不需要能量补充时，所述光伏板所产生的能量经逆变器转换后均储存于蓄电池中；②太阳能充足且大棚内部需要进行能量补充时，所述光伏板所产生的能量经逆变器转换后，一部分储存于蓄电池中，另一部分驱动其他用电设备运行；③当阴雨天或者夜间无法利用太阳能时，大棚内部所有用电设备均由蓄电池供电；

空气能单元包括分别设置在棚体两端的空气加压扇和换气泵；

地热单元包括设置在棚体内部的地盘管，地盘管的进水端和出水端与地源热泵机组循环连接，地源热泵机组位于棚体的外部，地源热泵机组与地盘管之间依次设置电动三通换向阀、控温组件、循环水泵，控温组件包括并联在电动三通换向阀和循环水泵之间的热水控温水箱和冷水控温水箱，热水控温水箱和冷水控温水箱的进水口均与电动三通换向阀相连、出水口均与循环水泵相连，进水口、出水口之间为储水腔，储水腔的外周设置有相变材料；

在棚体内部温度上升时，控制单元控制电动三通换向阀动作，使地源热泵机组的循环水通过冷水控温水箱，对棚体内部的土壤进行冷却降温，冷水控温水箱的相变材料调节循环水的温度，使循环水的温度恒定；在棚体内温度下降时，控制单元控制电动三通换向阀动作，使地源热泵机组的循环水通过热水控温水箱，对棚体内部的土壤进行加热升温，热水控温水箱的相变材料调节循环水的温度，使循环水的温度恒定；

所述控制单元包括PLC控制模块，控制模块的输入模块与棚体内部温湿度传感器、气压传感器、光照传感器相连；控制模块的输出模块与继电器模块和驱动模块相连，继电器模块控制循环水泵、空气加压扇、电动三通换向阀的动作；控制模块的驱动模块控制地源热泵机组、换气泵的动作。