CN112930978A - 一种重力循环热水大棚环保供热系统 - Google Patents

一种重力循环热水大棚环保供热系统 Download PDF

Info

Publication number
CN112930978A
CN112930978A CN202110285656.2A CN202110285656A CN112930978A CN 112930978 A CN112930978 A CN 112930978A CN 202110285656 A CN202110285656 A CN 202110285656A CN 112930978 A CN112930978 A CN 112930978A
Authority
CN
China
Prior art keywords
heat
water
water tank
energy storage
water heater
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110285656.2A
Other languages
English (en)
Inventor
杨玉辉
王海瑞
王兴鹏
李朝阳
王洪博
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tarim University
Original Assignee
Tarim University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tarim University filed Critical Tarim University
Priority to CN202110285656.2A priority Critical patent/CN112930978A/zh
Publication of CN112930978A publication Critical patent/CN112930978A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/24—Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
    • A01G9/243—Collecting solar energy
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/24—Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
    • A01G9/245—Conduits for heating by means of liquids, e.g. used as frame members or for soil heating
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/24—Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
    • A01G9/26—Electric devices
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/25—Greenhouse technology, e.g. cooling systems therefor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
    • Y02P60/12—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries using renewable energies, e.g. solar water pumping

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Abstract

本发明的重力循环热水大棚环保供热系统，其特征在于：包括蓄热系统、散热系统和自动控制系统，蓄热系统由太阳能热水器、换热储能水箱和电热水器组成，电热水器与换热储能水箱相连接，太阳能热水器与换热储能水箱经通水管道相连接，换热储能水箱与电热水器均安装于大棚内部且低于地面的凹坑内；散热系统由散热器组成，多个散热器相隔一定的距离均匀的安装于大棚内部四周的墙壁上，散热器的高度高于换热储能水箱的高度；自动控制系统与蓄热系统相连接。本发明通过设置在大鹏外部设置太阳能热水器，实现了将太阳能转化为热能，达到了绿色供暖和低成本供暖的目的，节省成本，经济实惠。

Description

一种重力循环热水大棚环保供热系统
技术领域
本发明涉及一种温室大棚供暖装置，更具体的说，尤其涉及一种重力循环热水大棚环保供热系统。
背景技术
北方冬季寒冷，为确保蔬菜瓜果不受季节性限制产生断销问题，温室大棚的推广将越来越广泛。但普通大鹏供暖还是采取炭烧加热用于大鹏供暖，不仅采暖效果低，采暖成本高，且炭烧污染环境，增加了有害气体的排放，传统采暖的方式也不符合当前国情下的治污环保的理念，因此发明了一种高效环保节能的采暖装置。
发明内容
本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种重力循环热水大棚环保供热系统。
本发明的重力循环热水大棚环保供热系统，其特征在于：包括蓄热系统、散热系统和自动控制系统，蓄热系统由太阳能热水器、换热储能水箱和电热水器组成，太阳能热水器安装于大棚外部，电热水器与换热储能水箱相连接，太阳能热水器与换热储能水箱经通水管道相连接，换热储能水箱与电热水器均安装于大棚内部且低于地面的凹坑内；散热系统由散热器组成，多个散热器相隔一定的距离均匀的安装于大棚内部四周的墙壁上，散热器之间经通水管道相串联，散热器与换热储能水箱经通水管道相连接，散热器的高度中心与换热储能水箱的高度中心之间设置有一定的高度差，散热器的高度高于换热储能水箱的高度；自动控制系统与蓄热系统相连接，当换热储能水箱的供水温度低于设定温度时，自动开启电热水器用于换热储能水箱内的水加热。
本发明的重力循环热水大棚环保供热系统，太阳能热水器将太阳能转化为热能，用于换热储能水箱内的水加热。
本发明的重力循环热水大棚环保供热系统，散热器的高度中心与换热储能水箱的高度中心之间的高度差设置为3米。
本发明的有益效果是：本发明的重力循环热水大棚环保供热系统，通过设置在大鹏外部设置太阳能热水器，实现了将太阳能转化为热能，达到了绿色供暖和低成本供暖的目的；换热储能水箱处设置电加热水器，避免了遇到多云雨雪天气时太阳能热水器无法加热而造成大棚内的温度降低，通过自动系统自动控制，实现了自动监测供水温度及电热水器自动加热的目的，确保了供暖的稳定；通过在散热器与换热储能水箱之间设置高度差，实现了水流在散热器与换热储能水箱之间的自动循环，节省成本，经济实惠。
附图说明
图1为本发明的太阳能热水器的安装结构示意图；
图2为本发明的换热储能水箱与散热器的安装结构示意图；
图3为本发明的水流及热量传播的结构示意图。
图中：1太阳能热水器，2换热储能水箱，3电热水器，4散热器。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
如图1-3所示，给出了本发明的重力循环热水大棚环保供热系统的整体结构示意图，所示的重力循环热水大棚环保供热系统，包括蓄热系统、散热系统和自动控制系统，蓄热系统由太阳能热水器1、换热储能水箱2和电热水器3组成，太阳能热水器1安装于大棚外部，电热水器3与换热储能水箱2相连接，太阳能热水器1与换热储能水箱2经通水管道相连接，换热储能水箱2与电热水器3均安装于大棚内部且低于地面的凹坑内。太阳能热水器1将太阳能转化为热能，用于换热储能水箱2内的水加热，利用热水循环向大棚供暖实现了绿色供暖和低成本供暖，换热储能水箱2的供水温度设置为95℃左右，回水温度设置为70℃左右。
散热系统由散热器4组成，多个散热器4相隔一定的距离均匀的安装于大棚内部四周的墙壁上，散热器4之间经通水管道相串联，散热器4与换热储能水箱2经通水管道相连接，散热器4的高度中心与换热储能水箱2的高度中心之间设置有一定的高度差，散热器4的高度高于换热储能水箱2的高度。散热器4的中心与换热储能水箱2的中心高度差通常设置为3m，供水温度控制在95℃左右、回水温度控制在70℃左右，利用重力循环热水供暖原理(在热水供暖中，以不同温度的水的密度差为动力而进行循环的系统)，使水自动流经各个散热器4，最后进入换热储能水箱2中的循环工作。
自动控制系统与蓄热系统相连接，当换热储能水箱2的供水温度低于设定温度时，自动开启电热水器3用于换热储能水箱2内的水加热。当太阳能热水器1遇到阴天、多云、雨雪等天气时，无法将供水温度提高至95℃时，自动控制系统打开电热水器3，用电热水器3对换热储能水箱2内的水进行加热，提高供水温度，确保供热的稳定，换热储能水箱2用于升温后水的储存，便于在夜晚随时使用热水向大棚内供暖。
本发明在使用时，冷水通过换热储能水箱2进入太阳能热水器1，太阳能热水器1将太阳能转化成热能将水温提高至95℃左右，自动控制系统内设置有水温感应器，当水温感应器检测到供水温度未到达95℃左右时，自动打开电热水器3。供水利用重力循环热水供暖原理，自动流经各个散热器4，向大棚内供暖，出水进入换热储能水箱2循环工作。
基于本发明的重力循环热水大棚环保供热系统的耗热量分析：
北方冬季气温约在-10℃左右，大棚内温度宜控制在25℃左右。通用大棚设置为主体长40m、宽12m、高4m，大棚东西走向。
围护结构基本耗热量 q'＝KF(tn-t'w)α
K围护结构的产热系数W/(M2·℃)，F为围护结构面积m2，tn冬季室内计算温度℃，t′w供暖室外计算温度℃，α围护结构的温差修正系数。
围护结构采用保温被(由外到内)黑色淋膜毡+毛毡+镀铝编织布。传热系数为0.624W/(M2·℃)
南面围护结构基本耗热量：q`＝0.624(4×40)×(25+10)×1＝3494.4w
北面围护结构基本耗热量：q`＝0.624(4×40)×(25+10)×1＝3494.4w
东面围护结构基本耗热量：q`＝0.624(12×4)×(25+10)×1＝1048.32w
西面围护结构基本耗热量：q`＝0.624(12×4)×(25+10)×1＝1048.32w
屋顶围护结构基本耗热量：
q`＝0.624(12×40)×(25+10)×0.9＝9434.88w
地面围护结构基本耗热量：
第一地带：0.47×(12×2×2+40×2×2)×(25+10)＝3421.6w
第二地带：0.23×(8×2×2+32×2)×(25+10)＝772.8w
第三地带：0.12×(4×32)×(25+10)＝537.6w
朝向修正系数：北10％、南-30％、东西-5％。
南面围护结构最终耗热量：3494.4×70％＝2446.08w
北面围护结构最终耗热量：3494.4×1.1＝3843.84w
东、西面围护结构基本耗热量：1048.32×95％＝995.904w
大棚总耗热量：
2446.08+3843.84+995.904×2+3421.6+772.8+537.6+9434.88＝22448.6w
钢制板式散热器所需数量确定。
散热器散热面积
Figure BDA0002980339930000041
Q为散热器的散热量w，tpj为散热器内热媒平均温度℃，tn为供暖室内计算温度℃，K为散热器的传热系数W/(M2·℃)，β1为散热器组装片数修正系数，β2为散热器连接形式修正系数，β3为散热器安装形式修正系数。
Figure BDA0002980339930000042
Figure BDA0002980339930000051
是
钢制板式散热器散热面积0.235m2/片
Figure BDA0002980339930000052
20片一组分为17组
供水管径、流速分析。
最不利环路散热器压力 ΔP`11＝gH(ρh-ρg)+ΔPf
g为重力加速度g＝9.8m/s2,ρh回水密度kg/m3,ρg供水密度kg/m3。ΔPf附加压力。
ΔP＝9.81×3×(977.81-961.92)+100＝567.64Pa
单位长度平均比摩阻 Rpj＝αΔP/ΣL
α沿途损失占压力损失的估计百分数，查表得α＝50％，∑L最不利环路的总长度m
Figure BDA0002980339930000053
管道流速
Figure BDA0002980339930000054
Q为管段的热负荷w，t`g为供水温度℃，t`h为供水温度℃
Figure BDA0002980339930000055
根据Rpj、G查热水供暖系统管道水力计算表得出最接近Rpj的管径，
v＝0.1m/s、R＝3.28Pa/m、通水管道公称直径50mm。

Claims (3)

1.一种重力循环热水大棚环保供热系统，其特征在于：包括蓄热系统、散热系统和自动控制系统，蓄热系统由太阳能热水器（1）、换热储能水箱（2）和电热水器（3）组成，太阳能热水器（1）安装于大棚外部，电热水器（3）与换热储能水箱（2）相连接，太阳能热水器（1）与换热储能水箱（2）经通水管道相连接，换热储能水箱（2）与电热水器（3）均安装于大棚内部且低于地面的凹坑内；散热系统由散热器（4）组成，多个散热器（4）相隔一定的距离均匀的安装于大棚内部四周的墙壁上，散热器（4）之间经通水管道相串联，散热器（4）与换热储能水箱（2）经通水管道相连接，散热器（4）的高度中心与换热储能水箱（2）的高度中心之间设置有一定的高度差，散热器（4）的高度高于换热储能水箱（2）的高度；自动控制系统与蓄热系统相连接，当换热储能水箱（2）的供水温度低于设定温度时，自动开启电热水器（3）用于换热储能水箱（2）内的水加热。
2.根据权利要求1所述的重力循环热水大棚环保供热系统，其特征在于：所述的太阳能热水器（1）将太阳能转化为热能，用于换热储能水箱（2）内的水加热。
3.根据权利要求1所述的重力循环热水大棚环保供热系统，其特征在于：所述的散热器（4）的高度中心与换热储能水箱（2）的高度中心之间的高度差设置为3米。
CN202110285656.2A 2021-03-17 2021-03-17 一种重力循环热水大棚环保供热系统 Pending CN112930978A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110285656.2A CN112930978A (zh) 2021-03-17 2021-03-17 一种重力循环热水大棚环保供热系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110285656.2A CN112930978A (zh) 2021-03-17 2021-03-17 一种重力循环热水大棚环保供热系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112930978A true CN112930978A (zh) 2021-06-11

Family

ID=76229367

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110285656.2A Pending CN112930978A (zh) 2021-03-17 2021-03-17 一种重力循环热水大棚环保供热系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112930978A (zh)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201636982U (zh) * 2010-03-12 2010-11-17 黄华 智能太阳能供暖装置
CN201813703U (zh) * 2010-05-26 2011-05-04 北京市农业技术推广站 一种设施农业膜面集雨重力滴灌系统
JP2013215182A (ja) * 2012-04-09 2013-10-24 Soki:Kk 温室用の暖房装置
CN208186495U (zh) * 2018-05-08 2018-12-04 朔州易荣热虹吸管制造有限公司 一种太阳能热虹吸管采暖系统
CN110881398A (zh) * 2019-12-05 2020-03-17 塔里木大学 一种水流温度可调的灌溉装置及控制方法
CN210537800U (zh) * 2019-07-15 2020-05-19 河北道荣新能源科技有限公司 一种用于温室大棚的光醇互补供暖系统
CN210695179U (zh) * 2019-04-16 2020-06-09 乌海昊华高科节能技术有限公司 一种基于太阳能供热的大棚
CN112066570A (zh) * 2020-09-04 2020-12-11 江苏浴普太阳能有限公司 一种承压式太阳能热水器系统及其安装工艺
CN214676840U (zh) * 2021-03-17 2021-11-12 塔里木大学 一种重力循环热水大棚环保供热系统

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201636982U (zh) * 2010-03-12 2010-11-17 黄华 智能太阳能供暖装置
CN201813703U (zh) * 2010-05-26 2011-05-04 北京市农业技术推广站 一种设施农业膜面集雨重力滴灌系统
JP2013215182A (ja) * 2012-04-09 2013-10-24 Soki:Kk 温室用の暖房装置
CN208186495U (zh) * 2018-05-08 2018-12-04 朔州易荣热虹吸管制造有限公司 一种太阳能热虹吸管采暖系统
CN210695179U (zh) * 2019-04-16 2020-06-09 乌海昊华高科节能技术有限公司 一种基于太阳能供热的大棚
CN210537800U (zh) * 2019-07-15 2020-05-19 河北道荣新能源科技有限公司 一种用于温室大棚的光醇互补供暖系统
CN110881398A (zh) * 2019-12-05 2020-03-17 塔里木大学 一种水流温度可调的灌溉装置及控制方法
CN112066570A (zh) * 2020-09-04 2020-12-11 江苏浴普太阳能有限公司 一种承压式太阳能热水器系统及其安装工艺
CN214676840U (zh) * 2021-03-17 2021-11-12 塔里木大学 一种重力循环热水大棚环保供热系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102550340B (zh) 一种用于温室供暖的太阳能蓄热供暖装置
CN105352023A (zh) 一种具有低谷电加热蓄能的二次换热供热系统
CN103925635A (zh) 一种全天候太阳能供能系统
CN212673417U (zh) 节能水流窗
CN204830527U (zh) 一种用于农业大棚地温增温的太阳能加热系统
CN104864449A (zh) 一种具有太阳能、低谷电加热蓄能的热水供热装置及应用
CN1804488A (zh) 地下蓄冷、热空气调节系统
CN107228436A (zh) 一种基于太阳能和地冷的空调系统
CN102338415A (zh) 自控热风式太阳能地板蓄热系统
CN109737486B (zh) 一种集热蓄热墙和空气水集热器的组合供暖系统
CN203216151U (zh) 地源热泵用地埋管
CN101625161B (zh) 双吸热复合式太阳能空气加热器
CN101929733A (zh) 太阳能-空气-地能三热源型热泵热水器
CN104315751A (zh) 一种太阳能集热结合超低温空气源热泵的供热与制冷系统
CN211290271U (zh) 被动式太阳能双级相变储热供暖装置
CN205174537U (zh) 新型太阳能热风热水联供系统
CN204693564U (zh) 一种具有太阳能、低谷电加热蓄能的热水供热装置
CN100427844C (zh) 一种太阳能、峰谷电蓄热的热水供应与辐射供暖复合装置
CN214676840U (zh) 一种重力循环热水大棚环保供热系统
CN107676857B (zh) 一种太阳能集成智能利用系统
CN112930978A (zh) 一种重力循环热水大棚环保供热系统
CN110332597A (zh) 被动式太阳能双级相变储热供暖装置
CN202281302U (zh) 自控热风式太阳能地板蓄热系统
CN201302302Y (zh) 利用太阳能的风冷热泵除霜补偿蓄能装置
CN209801606U (zh) 一种用于农村独户的太阳能采暖系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination