CN110432045B - 一种用于温室大棚的智能供暖系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及地热资源利用领域，公开了一种用于温室大棚的智能供暖系统，包括远程端；远程端用于接收温室大棚的信号，并与温室大棚内的设备通讯连接；智能温控系统；用于对大棚内的温度进行控制，同于将温控系统的数据传输至远程端；远程端包括远程监控电脑和本地监控电脑，远程监控电脑和本地监控电脑通讯连接，本地监控电脑通过交换机与温控大棚控制器进行数据传输；智能温控系统包括控制器、地热采集装置、能量提升装置、能量输送装置和能量释放装置；能量提升装置包括地源热泵机组，地源热泵机组与从地热采集装置内采集的地热水进行热交换后经能量释放装置释放到温室大棚。

Description

一种用于温室大棚的智能供暖系统

技术领域

本发明属于地热资源利用领域，尤其涉及了一种用于温室大棚的智能供暖系统。

背景技术

温室大棚是种植业和养殖业的一种必备的基本设施。目前对温室大棚内温度进行调节的现状：l、冬季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。夏季只能通过通风换气来降低温度，温室的透气效果差，换气不方便，大棚内温度难以控制。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。现有温室大棚采暖多使用的是锅炉，燃煤锅炉会造成环境污染，而燃油锅炉的成本太高。还有一些大棚采用在地下设置吸热管来形成水循环获取热量，这种方法获得的热量少，对大棚中温度的供应不足，难以维持一定的恒温。

中国专利CN201210479425.6公开了一种地热温室大棚，该温室大棚运用了地热资源，达到能源清洁的目的。但是该种地热大棚只是简单对地热进行运用，温室大棚的温度难以控制，不能满足实际使用的需求。

本发明根据不同种植物的特性，设计了一种地热空调，从而能够满足清洁的使用地热资源，而且能够享受到空调稳定性的特点。

发明内容

本申请根据现有温控大棚资源消耗严重、控制不稳定以及不能远程监控等缺点，提供了一种用于温室大棚的智能供暖系统。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

一种用于温室大棚的智能供暖系统，远程端；远程端用于接收温室大棚的信号，并与温室大棚内的设备通讯连接；

智能温控系统；用于对大棚内的温度进行控制，同于将温控系统的数据传输至远程端；

远程端包括远程监控电脑和本地监控电脑，远程监控电脑和本地监控电脑通讯连接，本地监控电脑通过交换机与智能温控电脑进行数据传输；智能温控系统包括控制器、地热采集装置、能量提升装置、能量输送装置和能量释放装置；能量提升装置包括地源热泵机组，地源热泵机组与从地热采集装置内采集的地热水进行热交换后经能量释放装置释放到温室大棚。

作为优选，地源热泵机组包括压缩机、蒸发器、冷凝器和冷媒，地热采集装置包括地热井和安装在地热井内的潜水泵，潜水泵将地热井内的高温热水运输至能量提升装置后释放热量后流回地热井；能量提升装置的低温低压冷媒经蒸发器吸收地热井水的热量变为低温低压气态冷媒，压缩机加压后变为高温高压的气态冷媒用于与能量输送装置进行换热。

作为优选，能量输送装置包括循环泵和水管，循环泵将低温水运输至冷凝器吸收高温高压冷媒的热量后流入至能量释放装置。

作为优选，还设置有冷热切换阀组，当需要制冷时，循环泵抽出的自来水与地源热泵机组的冷凝器进行换热降温，降温后的自来水输送至能量释放装置或者地热井水直接输送至能量释放装置进行降温。

作为优选，温室大棚还设置有传感器，冷热切换阀组为电磁阀组，电磁阀组、传感器、潜水泵、循环泵均与控制器通过导线连接，控制器和本地监控电脑通信连接与本地通讯电脑进行信息交互。

作为优选，冷热切换阀组包括电磁阀V1、电磁阀V2、电磁阀V3、电磁阀V4、电磁阀V5、电磁阀V6、电磁阀V7、电磁阀V8、电磁阀V9、电磁阀V10；当需要制热模式时，打开电磁阀V2、电磁阀V4、电磁阀V6、电磁阀V8，剩余电磁阀关闭，地热水流入蒸发器为冷媒提供热量，自来水通过冷凝器吸收冷媒的热量为温控大棚供热；制冷模式有两种，制冷模式一，打开电磁阀V9和电磁阀V10，剩余电磁阀关闭，地热井水直接供给至温控大棚供冷后流回地热井；制冷模式二，打开电磁阀V1、电磁阀V3、电磁阀V5和电磁阀V7，地热水流入至冷凝器，高温高压气态冷媒释放热量至地热水后变为低温高压液态冷媒，经节流阀后变为低温低压液态冷媒与自来水在蒸发器内进行换热，换热后的自来水供给至温室大棚供冷。

作为优选，能量释放装置包括暖风箱，包括壳体，壳体包括回风口和进风口，其壳体内安装有加热盘管，加热盘管包括进水口和出水口，壳体上还安装有用于检测空气温度的温控器和与温控器连接的电动阀，电动阀安装在出水口上，进风口内安装有用于将由回风口进入的空气经进风口抽送至大棚内的风扇，进风口处连接有用于将进风口的空气排送至大棚中的风管；风管为布袋式风管；还包括风管连接件，风管连接件包括第一环形件、第二环形件和用于连接第一环形件和第二环形件的第三环形件，第一环形件与壳体固连并安装在进风口处，第一环形件包括与进风口连通的第一开口，第二环形件套设在风管上，第二环形件包括用于套设风管的第二开口，第一开口与第二开口相适配，第二环形件还包括靠近第一环形件的第一接触面和靠近第三环形件的第二接触面，风管的端部连接有弹性卡带，第一环形件上开设有用于安装弹性卡带的卡带槽，弹性卡带穿出第二开口后卡设在卡带槽内，第一环形件上还开设有若干个限位槽，第一接触面上设置有与限位槽配合的限位柱，限位柱插接在限位槽内，第二环形件通过第一接触面与第一环形件抵触，第二环形件通过第二接触面与第三环形件抵触，第三环形件上设置有环形边沿，第二环形件落入在环形边沿内，环形边沿内侧设置有内螺纹，第一环形件的外表面上设置有与内螺纹配合的外螺纹，第一环形件与第三环形件螺纹连接；第一环形件上还设置于环形凸台，环形凸台位于卡带槽的内侧，第一接触面上开设有与环形凸台配合的环形凹槽，第二接触面上设置有环形限位台，第三环形件套设在环形限位台上；限位槽的个数为2-6个；第二环形件的材质为橡胶。

作为优选，电磁阀V1、电磁阀V2、电磁阀V3、电磁阀V4、电磁阀V5、电磁阀V6、电磁阀V7、电磁阀V8、电磁阀V9、电磁阀V10和控制器电连接。

本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：

采用单井回灌技术，技术成熟、水量百分之百回灌地下，不消耗地下水，回灌水质无变化，绿色无污染，仅使用地下水热量，回灌后可再生。利用浅层地热能供暖目前主要使用地源热泵技术，地源热泵技术成熟。采用冷暖切换装置，充分利用浅层地热能恒温特点，解决夏季高温高湿天气所需的冷负荷，并根据实际需要设计两种制冷模式。

该供暖系统具有以下特点：

1、仅使用少量清洁能源（电能）作为动力；且此电能最终亦转成热能使用；2、采暖使用的热量来自地下，浅层地热能为可再生的清洁能源；

3、采用共享智慧控制系统优点：a可保障系统始终在高效率状况下运行；b专业程度高的技术保障工作可由远程专业人员在线动态跟踪服务；c生产管理相关人员可远程查询相关环境信息，及权限范围内的控制修改；d运行状况的动态统计各类数据分析更好的服务于生产计划；

4、送风为小温差送风，气流组织均匀合理，受控区域各方位、各高度处温度均匀,最为符合受控区域要求；

5、采用冷暖切换装置解决在夏季高温高湿的天气水帘风机降温无效的诟病；

6、运营成本低。

附图说明

图1是控制系统图。

图2是壳体的主视图。

图3是壳体的右视图。

图4是用于农业大棚的暖风箱的结构示意图。

图5是风管连接件的爆炸图。

图6是风管连接件的爆炸图。

图7是风管连接件的剖视图。

附图中各数字标号所指代的部位名称如下：1—壳体、11—回风口、12—进风口、13—加热盘管、131—进水口、132—出水口、14—温控器、15—电动阀、16—风扇、17—风管、171—弹性卡带、2—第一环形件、21—第一开口、22—卡带槽、23—限位槽、24—外螺纹、25—环形凸台、3—第二环形件、31—第二开口、32—第一接触面、321—限位柱、33—第二接触面、34—环形凹槽、35—环形限位台、4—第三环形件、41—环形边沿、42—内螺纹、100—潜水泵、101—远程监控电脑、102—本地监控电脑、103—控制器、104—地热采集装置、105—能量提升装置、106—能量输送装置、107—能量释放装置、108—地源热泵机组、109—循环泵、110—冷热切换阀组。

具体实施方式

实施例1

如图1至7所示，一种用于温室大棚的智能供暖系统，远程端111；远程端111用于接收温室大棚的信号，并与温室大棚内的设备通讯连接；

智能温控系统；用于对大棚内的温度进行控制，同于将温控系统的数据传输至远程端111；

远程端111包括远程监控电脑101和本地监控电脑102，远程监控电脑101和本地监控电脑102通讯连接，本地监控电脑102通过交换机与温控大棚控制器103进行数据传输；智能温控系统包括控制器103、地热采集装置104、能量提升装置105、能量输送装置106和能量释放装置107；能量提升装置105包括地源热泵机组108，地源热泵机组108与从地热采集装置104内采集的地热水进行热交换后经能量释放装置107释放到温室大棚。

地源热泵机组108包括压缩机、蒸发器、冷凝器和冷媒，地热采集装置104包括地热井和安装在地热井内的潜水泵100，潜水泵100将地热井内的高温热水运输至能量提升装置105后释放热量后流回地热井；能量提升装置的低温低压冷媒经蒸发器吸收地热井水的热量变为低温低压气态冷媒，压缩机加压后变为高温高压的气态冷媒用于与能量输送装置106进行换热。

能量输送装置106包括循环泵109和水管，循环泵109将低温水运输至冷凝器吸收高温高压冷媒的热量后流入至能量释放装置107。

作为优选，还设置有冷热切换阀组110，当需要制冷时，循环泵109抽出的自来水与地源热泵机组108的冷凝器进行换热降温，降温后的自来水输送至能量释放装置107或者地热井水直接输送至能量释放装置107进行降温。

温室大棚还设置有传感器，冷热切换阀组110为电磁阀组，电磁阀组、传感器、潜水泵100、循环泵109均与控制器103通过导线连接，控制器103和本地监控电脑102通信连接与本地通讯电脑进行信息交互。

如图所示，冷热切换阀组110包括电磁阀V1、电磁阀V2、电磁阀V3、电磁阀V4、电磁阀V5、电磁阀V6、电磁阀V7、电磁阀V8、电磁阀V9、电磁阀V10；当需要制热模式时，打开电磁阀V2、电磁阀V4、电磁阀V6、电磁阀V8，剩余电磁阀关闭，地热水流入蒸发器为冷媒提供热量，自来水通过冷凝器吸收冷媒的热量为温控大棚供热；制冷模式有两种，制冷模式一，打开电磁阀V9和电磁阀V10，剩余电磁阀关闭，地热井水直接经电磁阀V9供给至温控大棚，然后经电磁阀V10流回地热井；制冷模式二，打开电磁阀V1、电磁阀V3、电磁阀V5和电磁阀V7，地热水流入至冷凝器，高温高压气态冷媒释放热量至地热水后变为低温高压液态冷媒，经节流阀后变为低温低压液态冷媒与自来水在蒸发器内进行换热，换热后的自来水供给至温室大棚供冷。

电磁阀V1、电磁阀V2、电磁阀V3、电磁阀V4、电磁阀V5、电磁阀V6、电磁阀V7、电磁阀V8、电磁阀V9、电磁阀V10和控制器103电连接。

本系统仅使用少量清洁能源（电能）作为动力；且此电能最终亦转成热能使用；采暖使用的热量来自地下，浅层地热能为可再生的清洁能源；采用共享智慧控制系统优点：a可保障系统始终在高效率状况下运行；b专业程度高的技术保障工作可由远程专业人员在线动态跟踪服务；c生产管理相关人员可远程查询相关环境信息，及权限范围内的控制修改；d运行状况的动态统计各类数据分析更好的服务于生产计划；送风为小温差送风，气流组织均匀合理，受控区域各方位、各高度处温度均匀,最为符合受控区域要求；采用冷暖切换装置解决在夏季高温高湿的天气水帘风机降温无效的诟病；运营成本低。

其中能量释放装置107包括暖风箱，包括壳体1，壳体1包括回风口11和进风口12，壳体1内安装有加热盘管13，加热盘管13包括进水口131和出水口132，壳体1上还安装有用于检测空气温度的温控器14和与温控器14连接的电动阀15，电动阀15安装在出水口132上，进风口12内安装有用于将由回风口11进入的空气经进风口12抽送至大棚内的风扇16，进风口12处连接有用于将进风口12的空气排送至大棚中的风管17。大棚内受控区域的空气经暖风箱在风扇16的作用下形成循环流动，在流经暖风箱时由于吸收加热盘管13输送的水温，流经的空气温度提高，再被风扇16抽送至风管17，由风管17进入受控区域后与受控区域外部的空气混合，受控区域因受外部低温空气的影响热量会流失，通过温控器14实时检测空气温度并控制电动阀15开关状态，以确保受控区域的空气温度稳定为目标温度；送风为小温差送风，采用风管17送风，气流组织均匀合理，受控区域各方位、各高度处温度均匀,符合立体种植的受控区域要求，通过均匀的送风系统，可有效形成棚内空气微循环，减少叶面结露，降低病害发生，减少农药用量，为无公害蔬菜生产创造了条件，同时具有空气供热速度快、室内温度均匀的特点，对动植物生长有促进作用，无水无压保证了产品使用的安全性；且壳体1结构简单，设计合理，调节机制也很简单，维修保养简单，不需专业性技术高的工人即可迅速完成及维修作业。

风管17为布袋式风管。布袋风管17具有质量轻而可靠，安装便捷，节能环保，性价比高等优点，采用布袋式风管进行送风，进风口12抽送出来的暖风会沿风管17管道径向呈线式送风，轴向呈扇面送风，从而共同构成立体面送风，送风均匀，送风射程精确，送风温差小，气流组织均匀合理，使受控区域各方位、各高度处温度均匀，且符合立体种植的受控区域条件的要求。

还包括风管连接件，风管连接件包括第一环形件2、第二环形件3和用于连接第一环形件2和第二环形件3的第三环形件4，第一环形件2与壳体1固连并安装在进风口12处，第一环形件2包括与进风口12连通的第一开口21，第二环形件3套设在风管17上，第二环形件3包括用于套设风管17的第二开口31，第一开口21与第二开口31相适配，第二环形件3还包括靠近第一环形件2的第一接触面32和靠近第三环形件4的第二接触面33，风管17的端部连接有弹性卡带171，第一环形件2上开设有用于安装弹性卡带171的卡带槽22，弹性卡带171穿出第二开口31后卡设在卡带槽22内，第一环形件2上还开设有限位槽23，第一接触面32上设置有与限位槽23配合的限位柱321，限位柱321插接在限位槽23内，第二环形件3通过第一接触面32与第一环形件2抵触，第二环形件3通过第二接触面33与第三环形件4抵触，第三环形件4上设置有环形边沿41，第二环形件3落入在环形边沿41内，环形边沿41内侧设置有内螺纹42，第一环形件2的外表面上设置有与内螺纹42配合的外螺纹24，第一环形件2与第三环形件4螺纹连接。风管连接件设计巧妙，第一环形件2、第二环形件3及第三环形件4结构简单，弹性卡带171卡设在卡带槽22内，第二环形件3通过与第一环形件2抵触可以对其进行压紧，防止弹性卡带171脱落下来，第三环形件4与第二环形件3抵触且与第一环形件2螺纹连接，进一步对第二环形件3进行压紧作用，增强整体结构的连接紧密性，使整体结构更加紧凑，同时，限位槽23与限位柱321配合，能够对第二环形件3起到限位作用，便于第三环形件4与第一环形件2的螺纹连接。

第一环形件2上还设置于环形凸台25，环形凸台25位于卡带槽22的内侧，第一接触面32上开设有与环形凸台25配合的环形凹槽34，第二接触面33上设置有环形限位台35，第三环形件4套设在环形限位台35上。环形凸台25与卡带槽22配合，能够进一步防止弹性卡带171脱落下来，第三环形件4套设在环形限位台35上，第三环形件4与第二环形件3的连接更加紧密。

实施例2

本实施例包括实施例1所述的温控系统的技术方案，还包括以下技术方案，温室大棚还包括二氧化碳浓度传感器、湿度传感器，控制器103将采集的上述信号通过本地监控电脑102传输至远程端111，实现远程监控。

实施例3

本实施例与实施例2的区别之处在于，控制器103为PLC控制器103。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (4)

1.一种用于温室大棚的智能供暖系统，包括

远程端；远程端用于接收温室大棚的信号，并与温室大棚内的设备通讯连接；

智能温控系统；用于对大棚内的温度进行控制，用于将温控系统的数据传输至远程端；

其特征在于：远程端包括远程监控电脑和本地监控电脑，远程监控电脑和本地监控电脑通讯连接，本地监控电脑通过交换机与智能温控系统进行数据传输；智能温控系统包括控制器、地热采集装置、能量提升装置、能量输送装置和能量释放装置；能量提升装置包括地源热泵机组，地源热泵机组与从地热采集装置内采集的地热水进行热交换后经能量释放装置释放到温室大棚；地源热泵机组包括压缩机、蒸发器、冷凝器和冷媒，地热采集装置包括地热井和安装在地热井内的潜水泵，潜水泵将地热井内的高温热水运输至能量提升装置后释放热量后流回地热井；能量提升装置的低温低压冷媒经蒸发器吸收地热井水的热量变为低温低压气态冷媒，压缩机加压后变为高温高压的气态冷媒用于与能量输送装置进行换热；能量输送装置包括循环泵和水管，循环泵将低温水运输至冷凝器吸收高温高压冷媒的热量后流入至能量释放装置；还设置有冷热切换阀组，当需要制冷时，循环泵抽出的自来水与地源热泵机组的冷凝器进行换热降温，降温后的自来水输送至能量释放装置或者地热井水直接输送至能量释放装置进行降温；温室大棚还设置有传感器，冷热切换阀组为电磁阀组，电磁阀组、传感器、潜水泵、循环泵均与控制器通过导线连接，控制器和本地监控电脑通信连接与本地通讯电脑进行信息交互。

2.根据权利要求1所述的一种用于温室大棚的智能供暖系统；其特征在于：冷热切换阀组包括电磁阀V1、电磁阀V2、电磁阀V3、电磁阀V4、电磁阀V5、电磁阀V6、电磁阀V7、电磁阀V8、电磁阀V9、电磁阀V10；当需要制热模式时，打开电磁阀V2、电磁阀V4、电磁阀V6、电磁阀V8，剩余电磁阀关闭，地热水流入蒸发器为冷媒提供热量，自来水通过冷凝器吸收冷媒的热量为温控大棚供热；制冷模式有两种，制冷模式一，打开电磁阀V9和电磁阀V10，剩余电磁阀关闭，地热井水直接供给至温控大棚供冷后流回地热井；制冷模式二，打开电磁阀V1、电磁阀V3、电磁阀V5和电磁阀V7，地热水流入至冷凝器，高温高压气态冷媒释放热量至地热水后变为低温高压液态冷媒，经节流阀后变为低温低压液态冷媒与自来水在蒸发器内进行换热，换热后的自来水供给至温室大棚供冷。

3.根据权利要求1所述的一种用于温室大棚的智能供暖系统，其特征在于：能量释放装置包括暖风箱，包括壳体，壳体包括回风口和进风口，其特征在于：壳体内安装有加热盘管，加热盘管包括进水口和出水口，壳体上还安装有用于检测空气温度的温控器和与温控器连接的电动阀，电动阀安装在出水口上，进风口内安装有用于将由回风口进入的空气经进风口抽送至大棚内的风扇，进风口处连接有用于将进风口的空气排送至大棚中的风管；风管为布袋式风管；还包括风管连接件，风管连接件包括第一环形件、第二环形件和用于连接第一环形件和第二环形件的第三环形件，第一环形件与壳体固连并安装在进风口处，第一环形件包括与进风口连通的第一开口，第二环形件套设在风管上，第二环形件包括用于套设风管的第二开口，第一开口与第二开口相适配，第二环形件还包括靠近第一环形件的第一接触面和靠近第三环形件的第二接触面，风管的端部连接有弹性卡带，第一环形件上开设有用于安装弹性卡带的卡带槽，弹性卡带穿出第二开口后卡设在卡带槽内，第一环形件上还开设有若干个限位槽，第一接触面上设置有与限位槽配合的限位柱，限位柱插接在限位槽内，第二环形件通过第一接触面与第一环形件抵触，第二环形件通过第二接触面与第三环形件抵触，第三环形件上设置有环形边沿，第二环形件落入在环形边沿内，环形边沿内侧设置有内螺纹，第一环形件的外表面上设置有与内螺纹配合的外螺纹，第一环形件与第三环形件螺纹连接；第一环形件上还设置于环形凸台，环形凸台位于卡带槽的内侧，第一接触面上开设有与环形凸台配合的环形凹槽，第二接触面上设置有环形限位台，第三环形件套设在环形限位台上；限位槽的个数为2-6个；第二环形件的材质为橡胶。

4.根据权利要求1所述的一种用于温室大棚的智能供暖系统，其特征在于：电磁阀V1、电磁阀V2、电磁阀V3、电磁阀V4、电磁阀V5、电磁阀V6、电磁阀V7、电磁阀V8、电磁阀V9、电磁阀V10和控制器电连接。

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