CN102845264A - 烟叶漂浮育苗壮苗培育增温系统 - Google Patents

Abstract

烟叶漂浮育苗壮苗培育增温系统，包括热水机组，热水机组的出水口通过管道Ⅰ与储水式热交换箱的一次网进水口相连，热水机组与储水式热交换箱的一次网进水口相连的管道Ⅰ上设有一次网循环泵，储水式热交换箱的一次网出水口通过管道Ⅱ与热水机组的回水口相连，储水式热交换箱的二次网出水口通过管道Ⅲ与置于大棚内育苗池中的换热盘管一端相连，储水式热交换箱的二次网出水口与置于育苗池中的换热盘管一端相连的管道Ⅲ上设有二次网循环泵，换热盘管另一端通过通过管道Ⅳ与储水式热交换箱的二次网回水口相连。本发明工作效率高，系统运行可靠，热能利用率高，运行及维护成本低，热水机组加煤简单，对操作人员要求低，操作简单，省时省力。

Description

烟叶漂浮育苗壮苗培育增温系统

技术领域

 本发明涉及一种烟叶漂浮育苗壮苗培育增温系统。

背景技术

育苗是烟叶生产的关键技术之一，培育适龄壮苗是保障烟株大田营养生长和成熟采收的重要基础。由于低温气候长期以来一直影响育苗生产，导致烟苗发育不良或坏死，移栽期滞后，烟叶种植受到严重影响。最近几年提出了给育苗池大棚人工增温的概念，并采用多种增温方案做过一些应用试验，实践证明，采用热泵、电阻丝、或直接加热营养液等其他增温方式的投入及运营成本非常高，增温效果及运行可靠性很差，没有控温系统，无法广泛适用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种投入及运行成本低，运行可靠性高，经久耐用，控温效果好的烟叶漂浮育苗壮苗培育增温系统。

本发明解决其技术问题所技术方案是：烟叶漂浮育苗壮苗培育增温系统，包括热水机组，热水机组的出水口通过管道Ⅰ与储水式热交换箱的一次网进水口相连，热水机组与储水式热交换箱的一次网进水口相连的管道Ⅰ上设有一次网循环泵，储水式热交换箱的一次网出水口通过管道Ⅱ与热水机组的回水口相连，储水式热交换箱的二次网出水口通过管道Ⅲ与置于大棚内育苗池中的换热盘管一端相连，储水式热交换箱的二次网出水口与置于育苗池中的换热盘管一端相连的管道Ⅲ上设有二次网循环泵，换热盘管另一端通过管道Ⅳ与储水式热交换箱的二次网回水口相连；

热水机组、管道Ⅰ、储水式热交换箱、管道Ⅱ构成一次循环系统，用于完成热水机组与储水式热交换箱之间的热循环，将热水机组产生的热量输送到储水式热交换箱进行热交换。

储水式热交换箱、管道Ⅲ、换热盘管、管道Ⅳ构成二次循环系统，用于完成储水式热交换箱与换热盘管之间的热循环，将储水式热交换箱中产生的热量输送到换热盘管进行热交换，来加热苗池营养液。

所述育苗池底部设有保温层，保温层上方设有防漏水塑料覆膜层，换热盘管设于防漏水塑料覆膜层上方，换热盘管通过固定框固定，育苗池中装有营养液。

进一步，所述换热盘管材质为换热效率高的复合材料，导热系数在0.8W/m.k—1.2 W/m.k。

进一步，用于固定换热盘管的固定框材质为PVC材料。

进一步，所述大棚数量可为两个以上，各大棚内的育苗池数量亦可为两个以上，储水式热交换箱的二次网出水口与各育苗池中的换热盘管一端相连的管道Ⅲ上还设有热能调节分配器，热能调节分配器用于均匀分配进入各育苗池换热盘管的热能，确保各育苗池温度均匀一致。

进一步，所述一次网循环泵和二次网循环泵均为立式热水循环泵。

进一步，所述储水式热交换箱上设有自动补水接口，储水式热交换箱通过自动补水接口与补水箱的补水出口相连，补水箱进水口外接供水管网，补水箱补水出口还连接到一次网循环泵的进水口与热水机组出水口之间的的管道Ⅰ上，并靠近一次网循环泵位置；补水箱补水出口还连接到二次网循环泵与储水式热交换箱的二次网出水口之间的管道Ⅲ上，并靠近二次网循环泵位置。

进一步，所述储水式热交换箱的二次网出水口处设有装于管道Ⅲ上的温度仪表盘，储水式热交换箱的二次网回水口处设有装于管道Ⅳ上的温度仪表盘，储水式热交换箱底部排水口处设有数字调节控制阀，数字调节控制阀与补水箱一起组成温度调节应急系统。

进一步，所述热水机组为常压燃煤热水锅炉，常压燃煤热水锅炉包括至少两级炉膛，各级炉膛内壁均设有温度传感器，炉膛进风口处设有鼓风机（用于调节炉膛内的空气流量），炉膛前部设有加煤口，每级炉膛可独立调节和控制火力，各级炉膛火力的调节和控制具体可通过控制各炉膛加煤量及空气流量实现，大幅提高了热能效率，能效比高达80%以上，热能转换效率接近燃油及燃气锅炉，比传统的热水炉节煤近40%，大幅降低育苗的运营成本，高效节能环保，工作安全可靠，使用方便，自动化控制程度高。

所述热水机组的出水口处设有装于管道Ⅰ上的温度传感器，热水机组的回水口处设有装于管道Ⅱ上的温度传感器，储水式热交换箱的二次网出水口处设有装于管道Ⅲ上的温度传感器，储水式热交换箱的二次网回水口处设有装于管道Ⅳ上的温度传感器；所述大棚内外均设有温度传感器和湿度传感器，育苗池中设有温度传感器，各温度传感器和湿度传感器均与采集模块相连，采集模块、控制模块及远程监控通讯模块均与主机相连，控制模块与数字调节控制阀、一次网循环泵、二次网循环泵和鼓风机相连，远程监控通讯模块通过网络与远程监控设备相连                                               

，温度传感器、湿度传感器、数字调节控制阀、一次网循环泵、二次网循环泵、鼓风机、采集模块、控制模块、远程监控通讯模块、主机和远程监控设备共同构成温湿度监测控制系统。

采集模块对各温度传感器和湿度传感器检测到的育苗池温湿度、各设备的进出水温度及热水机组炉膛温度等温湿度数据信息进行采集，并上传至主机；主机根据预先设定的目标数据，经过对采集的温湿数据信息进行分析处理后，通过控制模块对一次网循环泵、二次网循环泵、热水机组的鼓风机及数字调节控制阀门进行调节与控制，最终实现对育苗大棚内营养池的温度进行调节与控制，使育苗大棚内营养池的温度达到并维持预先设定的目标数据。

本发明采用复合材料制成的换热盘管对育苗池水体进行传热增温，换热效率高；采用高效率大规模集中供热技术，有利于降低投入成本；采用高能效比热水机组，有利于降低系统运行成本；将数字采集与控制技术，应用于大面积温度采集、温度监控、热能调节，有利于确保大面积育苗池温度均衡性，提高自动化控制水平。

本发明工作效率高，系统运行可靠，热能利用率高，运行及维护成本低。热水机组加煤简单，对操作人员要求低，操作简单，省时省力。

本发明将供热与控制融为一体，为育苗建立了一个集中供热和数字化控制平台。使用本发明，可真正实现培育出“苗龄65天左右，茎高10-12厘米，茎围1.7-2.0厘米,茎秆柔韧，根系发达，清秀健壮”的高茎壮苗，壮苗率达到80%以上。

本发明适用于大型及中型育苗工场。

附图说明

图1为本发明一实施例的结构示意图；

图1中，○表示室内空气温湿度采集点，△表示室外空气温湿度采集点，□表示温度采集点。

图2为图1所示实施例育苗池结构示意图；

图3图1所示实施例温湿度监测控制系统结构框图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

参照图1，本实施例包括热水机组1，热水机组1的出水口通过管道Ⅰ2与储水式热交换箱3的一次网进水口相连，热水机组1与储水式热交换箱3的一次网进水口相连的管道Ⅰ2上设有一次网循环泵4，储水式热交换箱3的一次网出水口通过管道Ⅱ5与热水机组1的回水口相连，储水式热交换箱3的二次网出水口通过管道Ⅲ6与置于大棚内育苗池10中的换热盘管7一端相连，储水式热交换箱3的二次网出水口与置于育苗池中的换热盘管7一端相连的管道Ⅲ6上设有二次网循环泵8，换热盘管7另一端通过管道Ⅳ9与储水式热交换箱3的二次网回水口相连。

热水机组1、管道Ⅰ2、储水式热交换箱3、管道Ⅱ5构成一次循环系统，用于完成热水机组1与储水式热交换箱3之间的热循环，将热水机组1产生的热量输送到储水式热交换箱3进行热交换。

储水式热交换箱3、管道Ⅲ6、换热盘管7、管道Ⅳ9构成二次循环系统，用于完成储水式热交换箱3与换热盘管7之间的热循环，将储水式热交换箱3中产生的热量输送到换热盘管7进行热交换，加热苗池营养液。

所述一次网循环泵4和二次网循环泵8均为立式热水循环泵。

本实施例中，所述大棚数量为一个，大棚内设有三个育苗池（参见图1）。

储水式热交换箱3的二次网出水口与各育苗池10中的换热盘管7一端相连的管道Ⅲ6上还设有热能调节分配器（图中未示出），热能调节分配器（图中未示出）用于均匀分配进入各育苗池10换热盘管7的热能，确保各育苗池温度均匀一致。

参照图2，所述育苗池10底部设有置于地面土层15上的保温层11，保温层11上方设有防漏水塑料覆膜层12，换热盘管7设于防漏水塑料覆膜层12上方，换热盘管7通过固定框13固定，育苗池10中装有营养液14。

本发明采用热水机组1供热，在一次网循环泵4的作用下，将热水机组1中的热水输送到储水式热交换箱3中，与储水式热交换箱3中的冷水进行热交换，加热储水式热交换箱中3的冷水，从热水机组1进入储水式热交换箱3中的热水经热交换成为冷水后，再从储水式热交换箱3的一次网出水口流出，然后经热水机组1的回水口返回至热水机组1中再次加热；储水式热交换箱3中的冷水经热交换成为热水后，在二次网循环泵8的作用下，不断输送至置于大棚内育苗10池中的换热盘管7，通过换热盘管7加热育苗池10中的营养液14，换热盘管7中的热水完成热能传递后，通过储水式热交换箱3的二次网回水口流回储水式热交换箱3内，可再次进行加热。

所述换热盘管材质为换热效率高的复合材料，导热系数在1.0 W/m.k。

用于固定换热盘管7的固定框13材质为PVC材料。

所述储水式热交换箱3的二次网出水口处设有装于管道Ⅲ6上的温度仪表盘（图中未示出），储水式热交换箱3的二次网回水口处设有装于管道Ⅳ9上的温度仪表盘（图中未示出），储水式热交换箱3底部排水口处设有数字调节控制阀19（参见图3），数字调节控制阀与补水箱一起组成温度调节应急系统。

所述储水式热交换箱3上设有自动补水接口，储水式热交换箱3通过自动补水接口与补水箱（图中未示出）的补水出口相连，补水箱进水口外接供水管网，补水箱补水出口还连接到一次网循环泵4的进水口与热水机组1出水口之间的的管道Ⅰ2上，并靠近一次网循环泵4位置；补水箱补水出口还连接到二次网循环泵8与储水式热交换箱3的二次网出水口之间的管道Ⅲ6上，并靠近二次网循环泵8位置。

所述热水机组1为常压燃煤热水锅炉，常压燃煤热水锅炉包括四级炉膛，各级炉膛内壁均设有温度传感器，炉膛进风口处设有用于调节炉膛内的空气流量的鼓风机20（参见图3），炉膛前部设有加煤口，每级炉膛可独立调节和控制火力，各级炉膛火力的调节和控制具体可通过控制各炉膛加煤量及空气流量实现，大幅提高了热能效率，能效比高达80%以上，热能转换效率接近燃油及燃气锅炉，比传统的热水炉节煤近40%，大幅降低育苗的运营成本，高效节能环保，工作安全可靠，使用方便，自动化控制程度高。

所述热水机组1的出水口处设有装于管道Ⅰ2上的温度传感器，热水机组1的回水口处设有装于管道Ⅱ5上的温度传感器，储水式热交换箱3的二次网出水口处设有装于管道Ⅲ6上的温度传感器，储水式热交换箱3的二次网回水口处设有装于管道Ⅳ9上的温度传感器；所述大棚内外均设有温度传感器和湿度传感器，育苗池10中设有温度传感器；参照图3，各温度传感器和湿度传感器均与采集模块16相连，采集模块16、控制模块17及远程监控通讯模块22均与主机18相连，控制模块17与数字调节控制阀19、一次网循环泵4、二次网循环泵8和鼓风机20相连，远程监控通讯模块22通过网络与远程监控设备21相连，温度传感器、湿度传感器、数字调节控制阀19、一次网循环泵4、二次网循环泵8、鼓风机20、采集模块16、控制模块17、远程监控通讯模块22、主机18和远程监控设备21共同构成温湿度监测控制系统23（参见图1）。

采集模块16对各温度传感器和湿度传感器检测到的育苗池温湿度、各设备的进出水温度及热水机组炉膛温度等温湿度数据信息进行采集，并传至控制模块17，通过控制模块17将温湿度数据信息采集上传至主机18；主机18根据预先设定的目标数据，通过对控制模块17传送来的温湿数据信息进行分析处理后，通过控制模块18对一次网循环泵4、二次网循环泵8、热水机组1的鼓风机20及数字调节控制阀门19进行调节与控制，最终实现对育苗大棚内营养池的温度进行调节与控制，使育苗大棚内营养池的温度达到并维持预先设定的目标数据。

本发明使用水体作为热能传递的载体，将热水机组1产生的热能传递并交换给育苗池中的营养液14，提高及维持育苗营养液在设定的温度范围，人为的创造并自动维持一个适合烟苗生长的最佳环境，达到高茎壮苗的目的。 

Claims (10)

1.烟叶漂浮育苗壮苗培育增温系统，其特征在于，包括热水机组，热水机组的出水口通过管道Ⅰ与储水式热交换箱的一次网进水口相连，热水机组与储水式热交换箱的一次网进水口相连的管道Ⅰ上设有一次网循环泵，储水式热交换箱的一次网出水口通过管道Ⅱ与热水机组的回水口相连，储水式热交换箱的二次网出水口通过管道Ⅲ与置于大棚内育苗池中的换热盘管一端相连，储水式热交换箱的二次网出水口与置于育苗池中的换热盘管一端相连的管道Ⅲ上设有二次网循环泵，换热盘管另一端通过管道Ⅳ与储水式热交换箱的二次网回水口相连；

热水机组、管道Ⅰ、储水式热交换箱、管道Ⅱ构成一次循环系统；

储水式热交换箱、管道Ⅲ、换热盘管、管道Ⅳ构成二次循环系统。

2.根据权利要求1所述的烟叶漂浮育苗壮苗培育增温系统，其特征在于，所述育苗池底部设有保温层，保温层上方设有防漏水塑料覆膜层，换热盘管设于防漏水塑料覆膜层上方，换热盘管通过固定框固定，育苗池中装有营养液。

3.根据权利要求1或2所述的烟叶漂浮育苗壮苗培育增温系统，其特征在于，所述换热盘管材质为换热效率高的复合材料，所复合材料的导热系数为0.8W/m.k—1.2 W/m.k。

4.根据权利要求1或2所述的烟叶漂浮育苗壮苗培育增温系统，其特征在于，用于固定换热盘管的固定框材质为PVC材料。

5.根据权利要求1或2所述的烟叶漂浮育苗壮苗培育增温系统，其特征在于，所述大棚数量为两个以上，各大棚内的育苗池数量亦为两个以上，储水式热交换箱的二次网出水口与各育苗池中的换热盘管一端相连的管道Ⅲ上还设有热能调节分配器。

6.根据权利要求1或2所述的烟叶漂浮育苗壮苗培育增温系统，其特征在于，所述一次网循环泵和二次网循环泵均为立式热水循环泵。

7.根据权利要求1或2所述的烟叶漂浮育苗壮苗培育增温系统，其特征在于，所述储水式热交换箱上设有自动补水接口，储水式热交换箱通过自动补水接口与补水箱的补水出口相连，补水箱进水口外接供水管网，补水箱补水出口还连接到一次网循环泵的进水口与热水机组出水口之间的的管道Ⅰ上，并靠近一次网循环泵位置；补水箱补水出口还连接到二次网循环泵与储水式热交换箱的二次网出水口之间的管道Ⅲ上，并靠近二次网循环泵位置。

8.根据权利要求7所述的烟叶漂浮育苗壮苗培育增温系统，其特征在于，所述储水式热交换箱的二次网出水口处设有装于管道Ⅲ上的温度仪表盘，储水式热交换箱的二次网回水口处设有装于管道Ⅳ上的温度仪表盘，储水式热交换箱底部排水口处设有数字调节控制阀，数字调节控制阀与补水箱一起组成温度调节应急系统。

9.根据权利要求8所述的烟叶漂浮育苗壮苗培育增温系统，其特征在于，所述热水机组为常压燃煤热水锅炉，常压燃煤热水锅炉包括至少两级炉膛，各级炉膛内壁均设有温度传感器，炉膛进风口处设有鼓风机，炉膛前部设有加煤口。

10.根据权利要求9所述的烟叶漂浮育苗壮苗培育增温系统，其特征在于，所述热水机组的出水口处设有装于管道Ⅰ上的温度传感器，热水机组的回水口处设有装于管道Ⅱ上的温度传感器，储水式热交换箱的二次网出水口处设有装于管道Ⅲ上的温度传感器，储水式热交换箱的二次网回水口处设有装于管道Ⅳ上的温度传感器；所述大棚内外均设有温度传感器和湿度传感器，育苗池中也设有温度传感器，各温度传感器和湿度传感器均与采集模块相连，采集模块、控制模块及远程监控通讯模块均与主机相连，控制模块与数字调节控制阀、一次网循环泵、二次网循环泵和鼓风机相连，远程监控通讯模块通过网络与远程监控设备相连                                                

，温度传感器、湿度传感器、数字调节控制阀、一次网循环泵、二次网循环泵、鼓风机、采集模块、控制模块、远程监控通讯模块、主机和远程监控设备共同构成温湿度监测控制系统。

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