CN106538302A - 具有恒温调节功能的温室大棚 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种具有恒温调节功能的温室大棚，包括温室大棚主体，其内部设置有一台用于地源热泵系统的地温主机设备，该地温主机设备同时连接温室大棚内的末端系统和地热能交换系统构成整个温度调节的供回环路，其中末端系统包括温室大棚的地表土壤下水平均匀铺埋的PE-X、PE-RT或PD换热管，以及在温室大棚内部四周安装的立式风机盘管。地热能交换系统可以是土壤中垂直埋入的PE换热管，还可以是由抽水井和回灌井构成的地下水换热系统。该温室大棚可实现空气温度的自控调节，使空气四季恒温；土壤及空气湿度可以调节以适宜农作物生长，可使土壤四季恒温；可以减少土壤中有机物分解，增加有机质含量，防止土壤板结及盐渍化；且节能环保，避免了燃煤造成的空气污染。

Description

具有恒温调节功能的温室大棚
技术领域
本发明属于温室大棚技术领域，具体涉及一种具有恒温调节功能的温室大棚。
背景技术
随着人们生活水平的不断提高，种植业和养殖业得到了迅猛的发展。而温室大棚是种植业和养殖业的一种必备的基本设施。由于一年四季和昼夜的自然现象使温室大棚内的温度会发生很大的变化。如何对温室大棚内的温度进行调节是温室大棚必须解决的问题。
目前对温室大棚内温度进行调节的现状：
1、冬季(特别是中国北部地区)温室大棚若保持一定温度，则必须使用锅炉，这种方法对温室大棚内的温度不宜控制(很多农作物白天及夜间所需温度差别很大)。夏季只能通过通风换气来降低温度，但效果有限。
2、多数温室大棚只能进行大棚内的室温调节而无法进行土壤的温度调节，特别是在冬季无法达到作物根系正常吸水，吸肥的最低温度(15度)。
3、在冬季和夏季对温室大棚的温度无法进行数值设定。
4、夏天雨季温室大棚内部的湿度过大(超过80％)，不利农作物生长，现有的温室大棚不能进行湿度调节，因此无法提供农作物最为适宜生长的湿度。
5、由于温室大棚常年温度、湿度都很高，有机物分解快，有机肥补充不上，有机质含量越来越少，土壤发生板结和盐渍化。
6、现有温室大棚采暖多数使用的是锅炉，燃煤锅炉会造成环境污染，而燃油锅炉的成本太高。
发明内容
本发明目的是克服现有技术存在的上述不足，提供一种具有恒温调节功能的温室大棚。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种具有恒温调节功能的温室大棚，它包括温室大棚主体，其特征在于，所述温室大棚主体内设置有地温主机设备，所述地温主机设备同时连接温室大棚内的末端系统和外部的地热能交换系统构成整个温度调节的供回环路，所述末端系统包括温室大棚的地表土壤下水平均匀铺埋的PE或PD换热管，以及在温室大棚主体内部四周安装的立式风机盘管，外部的地热能交换系统是在温室大棚主体内或温室大棚旁边的土壤中垂直埋入的N组PE换热管，垂直换热管沿水平连接并与地温主机设备和末端系统共同构成供回环路，其中N为大于等于2的自然数。
作为优选，垂直埋入的PE换热管的数量根据温室大棚的面积确定，每300m2埋入二组，埋入深度为50m～130m。
作为优选, 外部的地热能交换系统是由抽水井和回灌井构成的地下水换热系统。
作为优选，所述的末端系统中的地表土壤下铺埋的PE-X、PE-RT或PD换热管的铺埋深度为30cm～50cm。
因此，本发明具有如下有益效果：
1、可使温室大棚内的空气四季恒温；
2、可实现温室大棚内的空气温度自控调节；
3、可使温室大棚内的土壤四季恒温；
4、土壤及空气湿度可以调节以适宜农作物生长；
5、可以减少土壤中有机物分解，增加有机质含量，防止土壤板结及盐渍化；
6、节能环保，冬季及夏季保持温室恒温的能量70％来自地能，避免了燃煤造成的空气污染。
附图说明
图1是温室大棚外形示意图；
图2是实施例1采用地埋管换热系统构成的温度调节系统的供回环路连接示意图；
图3是实施例2采用地下水换热系统构成的温度调节系统的供回环路连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。
如图1、2所示，本发明提供的地温节能恒温温室大棚，包括温室大棚主体1，温室大棚主体内部设置有一台用于地源热泵系统的地温主机设备3(包括热泵机组)，该地温主机设备同时连接温室大棚主体内的末端系统和外部的地热能交换系统构成整个温度调节的供回环路，其中末端系统包括温室大棚的地表土壤下水平均匀铺埋的PE-X、PE-RT或PD换热管4，铺埋深度为30cm～50cm，以及在温室大棚主体内部四周安装的立式风机盘管5。
本例外部地热能交换系统采用土壤中垂直埋入的N组PE换热管2，该换热管可以埋入温室大棚主体内或温室大棚的旁边，垂直换热管2沿水平连接并与地温主机设备3和末端系统共同构成供回环路，其中N为大于等于2的自然数.垂直埋入的PE换热管的数量根据温室大棚的面积确定，每300m2埋入二组(附图2给出的是3组垂直换热管)，埋入深度为50m～130m。
实施例2
在地下水丰富的地区，所述的外部地热能交换系统还可以采用由抽水井和回灌井构成的地下水换热系统。如图3所示，可打井两口，一口为抽水井6-1，另一口为回灌井6-2，其余结构同例1完全相同。
实施例1工作过程：
地下换热系统：地源埋管系统是利用地下浅层土壤中的能量作为冷热源，通过在温室大棚的周围埋入HDPE高密度聚乙烯塑料管，塑料管中的热交换介质由循环泵带动进行全封闭循环，在不同的运行工况下与土壤进行热量的交换。在制热状态下从土壤中吸收热量，将热量吸收并传输至地温主机设备，在制冷状态下把室内的热量导回并储存到土壤中。
地温主机系统：冬季，吸收了土壤中低品位热量的热交换介质进入地温主机设备的蒸发器，与循环管路中的低温制冷剂发生热交换，低温制冷剂吸收介质的热量再经压缩机压缩做功，温度上升到50度至65度，而后进入冷凝器冷凝，制冷剂冷凝时放出的热量传递到空调循环水中，经过管道供到室内末端系统(PE-X(或PE-RT或PD)换热管及立式风机盘管)。
夏季，通过转换阀门，使地源侧循环水与末端空调侧循环水分别进入机组的冷凝器和蒸发器，热交换过程与制热相反。末端空调水进入蒸发器，被蒸发器中的低温制冷剂吸热，从而达到降温制冷的目的。
室内末端系统：冬季，地温主机向室内PE-X(或PE-RT或PD)换热管及立式风机盘管提供15度至65度的热水(热水温度可调)，PE-X(或PE-RT或PD)换热管向土壤中散热，增加土壤层的温度(温度可调)；立式风机盘管向温室大棚空气中散热，增加温室大棚空气温度(温度可调)。
夏季，地温主机向室内PE-X(或PE-RT或PD)换热管及立式风机盘管提供5度至20度的冷水(冷水温度可调)，PE-X(或PE-RT或PD)换热管可对土壤进行冷却(可通过阀门控制取消对土壤冷却功能)；立式风机盘管吸收温室大棚空气中的热量，降低温室大棚空气温度(温度可调)。
实施例2工作过程：
利用地下水资源，直接抽取地下水，利用地下水的恒温特性，通过热交换器与制冷剂的吸热与放热，以满足制冷或供热的需要，用后的地下水回灌入地下水层中。其余与例1完全相同以上具体实施方式对本发明的实质进行详细说明，但并不能对本发明的保护范围进行限制，显而易见地，在本发明的启示下，本技术领域普通技术人员还可以进行许多改进和修饰，需要注意的是，这些改进和修饰都落在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (4)

1.一种具有恒温调节功能的温室大棚，它包括温室大棚主体，其特征在于，所述温室大棚主体内设置有地温主机设备，所述地温主机设备同时连接温室大棚内的末端系统和外部的地热能交换系统构成整个温度调节的供回环路，所述末端系统包括温室大棚的地表土壤下水平均匀铺埋的PE或PD换热管，以及在温室大棚主体内部四周安装的立式风机盘管，外部的地热能交换系统是在温室大棚主体内或温室大棚旁边的土壤中垂直埋入的N组PE换热管，垂直换热管沿水平连接并与地温主机设备和末端系统共同构成供回环路，其中N为大于等于2的自然数。
2.根据权利要求1所述的具有恒温调节功能的温室大棚，其特征在于，垂直埋入的PE换热管的数量根据温室大棚的面积确定，每300m2埋入二组，埋入深度为50m～130m。
3.根据权利要求1所述的具有恒温调节功能的温室大棚，其特征在于，外部的地热能交换系统是由抽水井和回灌井构成的地下水换热系统。
4.根据权利要求1所述的具有恒温调节功能的温室大棚，其特征在于，所述的末端系统中的地表土壤下铺埋的PE-X、PE-RT或PD换热管的铺埋深度为30cm～50cm。
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