CN113016449B - 一种用于果蔬大棚的新能源储能综合利用系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及到一种用于果蔬大棚的新能源储能综合利用系统，该综合利用系统包括有太阳能取热模块、浅层地热储能取热模块、能源储存及热交换模块和水循环管路，在所述太阳能取热模块、浅层地热储能取热模块、能源储存及热交换模块之间设有水循环管路，在果蔬大棚与能源储存及热交换模块之间设有喷灌用水管路。本发明的系统能够充分利用太阳能和浅层地热能源，实现跨季节的热量采集和储存，通过水作为介质，通过能源采集、储存和调节，综合利用太阳能、空气和浅层地热能源，为果蔬大棚提供足够温度和湿度促进果蔬生长。

Description

一种用于果蔬大棚的新能源储能综合利用系统
技术领域
本发明涉及到新能源领域，特别是新能源开发和储存领域，具体涉及到一种用于果蔬大棚太阳能、空气和浅层地热能源的综合利用系统。
背景技术
太阳是大自然赐予人类的优质能源，但是其随着季节变化又有着不均衡，使得有时热的受不了造成热量能源的浪费。寒冷的季节太阳能源又不够人类使用，造成冷热不均。地热能源是指埋藏在浅层的地热，其基本保持恒定温度，可以抽取出来进行人类应用，提供适宜人类的干净整洁能源，但是其品味不高，分布比较分散。如果专门在固定区域抽取这些能源，容易造成该区域的能源抽取明显难以及时扩散补充，影响其热量效率，故而现有的地热泵都是利用电能来补充能源，造成能源难以充分利用。
现有技术中201710862235.5公开了一种农业大棚种植用太阳能地热供暖系统，包括预埋电热管、大棚本体和太阳能光伏板，所述大棚本体底部铺设有营养土层，所述营养土层底部铺设有预埋电热管，预埋电热管上方的营养土层内预埋有若干温度传感器，温度传感器连接控制器，所述预埋电热管电连接控制器，控制器连接蓄电池，蓄电池连接太阳能光伏板，所述控制器连接市电电网；通过铺设预埋电热管对大棚本体内的营养土层加热，保证对土壤持续供热，确保温度稳定，有利于大棚本体内农作物的种植，即便在寒冷的冬季，也无需担心农作物根部被冻坏的情况发生，相对于传统的加热空气提升大棚本体内温度的方式，本发明中对营养土层加热的方式能够更好的保证农作物的成活及生长。上述现有技术中对于太阳能的吸收和存储有一定作用，但是无法实现高品位能源与低品位能源的综合高效实用，无法采用梯级能源利用的形式进行充分开发，而且使用时难以有效控制，很难在不增加额外能源消耗的前提下有效地向果蔬大棚提供适宜的温度和湿度。
发明内容
本发明专利目的是为了克服上述现有技术存在的不足，提供一种用于果蔬大棚的新能源储能综合利用系统。本发明的系统能够充分利用太阳能和浅层地热能源，通过水作为介质，用于果蔬大棚中综合太阳能、空气和浅层地热能源，提供果蔬植物生长所需的温度和湿度。
为了达到上述发明目的，本发明专利提供的技术方案如下：
一种用于果蔬大棚的新能源储能综合利用系统，该系统结构上包括有太阳能取热模块、浅层地热储能取热模块、能源储存及热交换模块和水循环管路，在所述太阳能取热模块、浅层地热储能取热模块、能源储存及热交换模块之间设有水循环管路，在果蔬大棚底部设有用于提高地温的横向地埋管路，果蔬大棚与能源储存及热交换模块之间设有喷灌用水管路，在果蔬大棚内顶部设有喷雾用的喷嘴；
在春、夏季节，所述太阳能取热模块吸取的太阳能富余热量转化为热水，通过水循环管路输送至浅层地热储能取热模块的竖向地埋管中，加热地层中竖向地埋管附近的土壤以实现富余热量的储存，竖向地埋管附近的热量储存成为一级能源储存，实现太阳能富余热量在浅层地层存储的太阳能取热模块、浅层地热储能取热模块及循环管路为第一热循环管路；
在秋、冬季节，加热地层中储存的热量通过浅层地热储能取热模块将竖向地埋管附近自身热量以及储存的热量抽取出来用以加热能源储存及热交换模块内的水，能源储存及热交换模块中热量储存作为二级能源储存，实现能源利用的浅层地热储能取热模块、能源储存及热交换模块和果蔬大棚底下的横向地埋管路及循环管路为第二热循环管路；实现太阳能取热模块、果蔬大棚底下的横向地埋管路和能源储存及热交换模块及循环管路为第三热循环管路；
所述能源储存及热交换模块中带有热量的水通过管路输送至果蔬大棚内部顶上喷淋果蔬植物实现浇灌为能源利用管路。
在本发明一种用于果蔬大棚的新能源储能综合利用系统中，所述太阳能取热模块包括有太阳能热水器、给水管路和出水管路，所述出水管路上设有第二三通分水阀，所述给水管路上设有第一三通合流阀；
所述浅层地热储能取热模块包括有第一分水器、第二分水器和竖向地埋管组，所述竖向地埋管组包括有多根竖向地埋管，竖向地埋管均埋入至地面下面的浅层地热层中，竖向地埋管的中部伸入至浅层地热层中，两端分别连接至第一分水器和第二分水器，多根所述竖向地埋管的入口均并列连接至第一分水器上，多根所述竖向地埋管的出口均并列连接至第二分水器上，所述第二分水器的出口通过水管连接一个第一三通分水阀，所述第一分水器的入口通过管路连接至第二三通合流阀的合流管路，在与第二分水器连通的水管设有第一循环泵；所述第二三通分水阀的一个分水管路通过水管连通至第二三通合流阀的一个进口管路，所述第二三通分水阀的另一个分水管路通过水管连接第二三通合流阀的另一个进口管路，在所述第二三通分水阀的另一个分水管路的水管上按照距离第二三通分水阀由近及远依次设有第二单向阀、第一三通接头和第一单向阀，所述第一三通接头的另一端用水管连接至设置于果蔬大棚底部的横向地埋管上；
所述能源储存及热交换模块中设有水净化池，所述的水净化池内设有浸没在水中的换热装置，该换热装置的进口通过水管连通第一三通分水阀的一个分水支路，该第一三通分水阀的另一个分水支路通过水管连通第一三通合流阀的一个合流支路，所述换热装置的出口通过水管连通至设置于果蔬大棚底部的横向地埋管上，在水管上距离横向地埋管由近及远设有第二三通接头和第三单向阀，所述第二三通接头的第三个接头通过水管连接至水净化池中，在其水管上设有第四单向阀；所述水净化池的侧壁上设有水净化池出水口，该水净化池出水口通过水管连通至第一三通合流阀的另一个合流支路上，在与水净化池出水口连通的水管上设有第二循环泵；所述水净化池的侧壁上设有水净化池抽水口，该水净化池抽水口通过水管连通至设于果蔬大棚内部顶部的喷头管路上，在与水净化池抽水口连通的水管上设有第三循环泵；
所述果蔬大棚的地底下铺设有横向的横向地埋管路组，该地横向埋管路组由多组横向地埋管组成，横向地埋管路组两端分别设有分水器，多组横向地埋管两端分别设有一个分水器，两个分水器分别通过水管连接第一三通接头和第二三通接头；所述果蔬大棚内的顶部设有喷头管路，该喷头管路上设有阵列设置的喷头以喷淋浇灌果蔬大棚内的植物。
在本发明一种用于果蔬大棚的新能源储能综合利用系统中，所述的第一热循环管路为实现太阳能富余热量在浅层地层存储的循环管路，所述太阳能取热模块在春夏季节获得的富余太阳热量转化为热水，通过出水管路输送至第二三通分水阀处，第二三通分水阀通过一个分水管路输送至第二三通合流阀处，通过第二三通合流阀再输入至所述浅层地热储能取热模块中，进入所述浅层地热储能取热模块的热水先通过第一分水器分流至竖向地埋管中，热水随竖向地埋管流入至浅层地热层中并静置存储，竖向地埋管热水内热量传导并释放至浅层地热层中，静置24小时后再通过第二分水器流向第一三通分水阀，通过第一三通分水阀的一个分水管路传输至第一三通合流阀，经过第一三通合流阀后流入至所述太阳能取热模块的给水管路作为太阳能热水器待加热的冷水，所述第一热循环管路实现太阳能热量在地下浅层地热层存储，实现跨季节太阳能热量的一级能源存储。
在本发明一种用于果蔬大棚的新能源储能综合利用系统中，所述的第二热循环管路为实现浅层地热层自身热量能源和跨季节存储的热量能源对果蔬大棚中植物生长的应用管路，该应用管路上蕴含热量的热水通过浅层地热储能取热模块、能源储存及热交换模块和果蔬大棚底下的横向地埋管路；所述浅层地热储能取热模块中的竖向地埋管中水吸收附近浅层地热层中自身热量和预先存储的热量成为热水，热水在第一循环泵作用下从第二分水器中抽出至第一三通分水阀中，通过第一三通分水阀的一个分水管路输入至所述能源储存及热交换模块，在所述能源储存及热交换模块的水净化池中设有浸在水中的换热装置，进入所述能源储存及热交换模块中的热水通过换热装置来加热水净化池中的水实现热交换，实现热量在所述能源储存及热交换模块的存储作为二级能源存储，换热装置中出来的热水经过第三单向阀和第二三通接头后进入横向地埋管中，在横向地埋管中的热水经过缓慢对地层加热，将热量传导至果蔬大棚中以利于植物在温暖适宜的温度生长，通过横向地埋管的水再依次通过第一三通接头和第一单向阀传输至所述的第二三通合流阀，经过第二三通合流阀的水在流入至所述浅层地热储能取热模块中，通过第一分水器后进入至竖向地埋管中，在竖向地埋管中吸收周围热量成为热水，再输出以实现循环。
在本发明一种用于果蔬大棚的新能源储能综合利用系统中，所述第三热循环管路为实现太阳能取热模块、果蔬大棚底下的横向地埋管路和能源储存及热交换模块的循环管路，所述太阳能取热模块在春夏季节获得的富余太阳热量转化为热水，通过出水管路输送至第二三通分水阀处，第二三通分水阀通过一个分水管路输送至第一三通接头处，在第一三通接头和第二三通分流阀之间的管路上设有第二单向阀，在所述第一单向阀关闭的状态下，热水自第一三通接头输入至横向地埋管中，在横向地埋管中的热水经过缓慢对地层加热，将热量传导至果蔬大棚中以利于植物在温暖适宜的温度生长，经过横向地埋管中的热水流至第二三通接头，在第三单向阀关闭状态下，经过第四单向阀后流入至所述能源储存及热交换模块的水净化池中，水净化池中的水经过水净化池出水口，通过水管流入到第一三通合流阀的另一个合流支路上，在与水净化池出水口连通的水管上设有第二循环泵，经过第一三通合流阀水流到所述太阳能取热模块中，先通过给水管路流到太阳能热水器进行加热，补充太阳能的热量来加热成为热水实现管路循环。
在本发明一种用于果蔬大棚的新能源储能综合利用系统中，所述的能源利用管路为带有热量的水对果蔬大棚进行喷淋浇灌的使用管路，所述能源储存及热交换模块内水净化池中带有热量的水通过管路输送至果蔬大棚，通过管路上设置的第三循环泵，进入果蔬大棚的内部顶上喷淋果蔬植物实现浇灌以提高果蔬大棚内的湿度和温度从而促进植物生长。
在本发明一种用于果蔬大棚的新能源储能综合利用系统中，所述的横向地埋管设置在果蔬大棚底部的土壤中，埋藏深度为地下50CM深。
基于上述技术方案，本发明太阳能、空气和浅层地热能源的综合利用系统与现有技术相比具有如下技术优点：
1.本发明专利的综合利用系统，将太阳能和地热能及储存的热能汇集到一起，设计了两级能源储存的方式，通过设置专门的能源储存及热交换模块来实现将热能储存在水中并通过循环补充能源来保持温度，再通过喷淋热交换的形式将热量传导至空气中，从而将冷空气加热后进行利用，在果蔬大棚中达到四季均衡的热量储存和供应，有利于果蔬生长。
2.实现整体操作的节能环保，太阳能吸收能量后加热水介质，将加热后的水介质输入至浅层地热的管道中储存，利用大地浅层地热层实现保暖蓄能作为一级能源储存，待需要使用时再通过循环到能源储存及热交换模块的水净化池中，将水净化池中的水加热作为二级能源储存，从而实现能量的充分存储和保存，待到使用时再提取出来。
3.本发明专利通过综合利用系统来构造了三个循环管路和一个利用管路，通过三个循环管路分别实现太阳能热量在浅层地热层中的存储、太阳能热量提高果蔬大棚的地温和水净化池中的水温、实现浅层地热层中一级能源存储的热量提取出来放置于所述能源储存及热交换模块中进行热交换，从而将热量存储与水净化池的水中实现二级能源存储，实现了太阳能热量、浅层地热能源的跨季节综合利用，从而提高利用效率，为果蔬大棚中植物生长提供更为适宜的温度、湿度环境。
4.本发明专利通过从两个方面来利用富有热量的水分，实现对种植果蔬大棚内植物的使用，通过横向地埋管来对果蔬大棚底部的地温进行升高，使其保持具有一定温度，促进植物生长，另外再通过喷淋浇灌来对植物进行喷雾，增加环境湿度，使得果蔬在适宜的温度和湿度环境中生长，从而实现一年四季都可以栽种果蔬，提高产量，为人民生活提供四季果蔬。
附图说明
图1是本发明一种用于果蔬大棚的新能源储能综合利用系统的整体组成框架示意图。
具体实施方式
下面我们结合附图和具体的实施例来对本发明一种太阳能、空气和浅层地热能源的综合利用系统做进一步的详细阐述，以求更为清楚明了地理解本发明的技术方案组成和工作流程，但不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明是一种用于果蔬大棚的新能源储能综合利用系统，该系统结构上包括有太阳能取热模块、浅层地热储能取热模块、能源储存及热交换模块和水循环管路，在所述太阳能取热模块、浅层地热储能取热模块、能源储存及热交换模块之间设有水循环管路，在果蔬大棚底部设有用于提高地温的横向地埋管路，果蔬大棚与能源储存及热交换模块之间设有喷灌用水管路，在果蔬大棚内顶部设有喷雾用的喷嘴。
本发明构建了二级能源储存方式，先将富余的太阳能能源传到到浅层地热层中储存作为一级能源储存作为跨季节的能源转移存储，在使用时将热量抽取出来储存在能源储存及热交换模块3中作为二级能源储存，作为使用时的能源储存形式。通过两个层级的能源储存，实现跨季节能源调配，使用时平稳利用和高效利用。
在春、夏季节，所述太阳能取热模块吸取的太阳能富余热量转化为热水，通过水循环管路输送至浅层地热储能取热模块的竖向地埋管中，加热地层中竖向地埋管附近的土壤以实现富余热量的储存，竖向地埋管附近的热量储存成为一级能源储存，实现太阳能富余热量在浅层地层存储的太阳能取热模块、浅层地热储能取热模块及循环管路为第一热循环管路；
在秋、冬季节，加热地层中储存的热量通过浅层地热储能取热模块将竖向地埋管附近自身热量以及储存的热量抽取出来用以加热能源储存及热交换模块内的水，能源储存及热交换模块中热量储存作为二级能源储存，实现能源利用的浅层地热储能取热模块、能源储存及热交换模块和果蔬大棚底下的横向地埋管路及循环管路为第二热循环管路；实现太阳能取热模块、果蔬大棚底下的横向地埋管路和能源储存及热交换模块及循环管路为第三热循环管路；
所述能源储存及热交换模块中带有热量的水通过管路输送至果蔬大棚内部顶上喷淋果蔬植物实现浇灌为能源利用管路。
如图1所示，图1是本发明一种用于果蔬大棚的新能源储能综合利用系统的整体组成框架示意图。由图可知，在本发明一种用于果蔬大棚的新能源储能综合利用系统中，所述太阳能取热模块1包括有太阳能热水器、给水管路和出水管路，所述出水管路上设有第二三通分水阀9，所述给水管路上设有第一三通合流阀6。上述太阳能热水器可是单台大容量热水器，也可以是多个台太阳能热水器组成的组合。采用太阳能热水器主要是将采集到的太阳能热量转化为热水，利用热水将太阳能量储存，再利用热水作为生活用水或者转化为其他形式来存储热能。对于太阳能热水器来说，需要补水到水箱中，水箱中水经过太阳能热管加热后吸收热量，从而提高温度成为热水，热水再汇集后经过出水管路流出。从而实现将太阳能热量转化为热水中的热量。在太阳能充足的地方，尤其在春夏等太阳能富裕季节，会大量地生成热水，这些热水应用不完会造成浪费。而在秋冬等季节，需要利用热能的时间太阳能热量又够利用，必须从其他能源来补充热量，造成额外的能源消耗严重。
所述浅层地热储能取热模块2包括有第一分水器17、第二分水器18和竖向地埋管组，所述竖向地埋管组包括有多根竖向地埋管19，竖向地埋管19均埋入至地面下面的浅层地热层中，竖向地埋管19的中部伸入至浅层地热层中，两端分别连接至第一分水器17和第二分水器18，多根所述竖向地埋管19的入口均并列连接至第一分水器17上，多根所述竖向地埋管的出口均并列连接至第二分水器18上。竖向地埋管19有两个作用，一个作用是在平时吸收浅层地热层中蕴含的热量，与平时地源热泵地埋管的功能相近，但是该浅层地热层中蕴含的热量可以原有的地热，也可以是后续交换储存的热量。另一个作用是将从太阳能热水器中获得的热水循环到地下静置，使得热水的热量在浅层地热层中进行热交换，将地埋管中的热量扩散到浅层地热层中地埋管附近的地层中，加热地层的温度实现储能，待地埋管中水温下降到与地层温度接近时，再将其抽出来循环到太阳能热水器进行加热，通过长时间，大容量的热交换，逐步将浅层地热层中地埋管附近的地层加热实现储能。
为了实现上述水的循环流动，所述第二分水器18的出口通过水管连接一个第一三通分水阀7，所述第一分水器17的入口通过管路连接至第二三通合流阀8的合流管路，在与第二分水器18连通的水管设有第一循环泵21；所述第二三通分水阀9的一个分水管路通过水管连通至第二三通合流阀8的一个进口管路，所述第二三通分水阀9的另一个分水管路通过水管连接第二三通合流阀8的另一个进口管路，在所述第二三通分水阀9的另一个分水管路的水管上按照距离第二三通分水阀9由近及远依次设有第二单向阀12、第一三通接头10和第一单向阀11，所述第一三通接头10的另一端用水管连接至设置于果蔬大棚4底部的横向地埋管5上。横向地埋管5设置于果蔬大棚4的底部目的是为了通过热量释放来提高地温，通过地温的提高来提供植物充分生长的温度，再配合足够的阳光，模拟出适宜植物更好生长的小的气候环境。通过试验表明，所述的横向地埋管5设置在果蔬大棚4底部的土壤中，埋藏深度为地下50CM深为最佳。
所述能源储存及热交换模块3中设有水净化池16，水净化池16作为主要的能源储藏空间，可以视为一个保温水箱，作为整个在能源储存及热交换模块3的能量储存点，其具有保温保暖的功能，使得内部储藏的热水中热源减少不必要的损失。所述的水净化池16内设有浸没在水中的换热装置24，该换热装置24的进口通过水管连通第一三通分水阀7的一个分水支路，该第一三通分水阀7的另一个分水支路通过水管连通第一三通合流阀6的一个合流支路，所述换热装置24的出口通过水管连通至设置于果蔬大棚4底部的横向地埋管5上，在水管上距离横向地埋管5由近及远设有第二三通接头13和第三单向阀14，所述第二三通接头13的第三个接头通过水管连接至水净化池16中，在其水管上设有第四单向阀15；所述水净化池16的侧壁上设有水净化池出水口，该水净化池出水口通过水管连通至第一三通合流阀6的另一个合流支路上，在与水净化池出水口连通的水管上设有第二循环泵22；所述水净化池(16)的侧壁上设有水净化池抽水口，该水净化池抽水口通过水管连通至设于果蔬大棚内部顶部的喷头管路20上，在与水净化池抽水口连通的水管上设有第三循环泵23。
所述果蔬大棚4的地底下铺设有横向的横向地埋管路组，该地横向埋管路组由多组横向地埋管5组成，横向地埋管路组两端分别设有分水器，多组横向地埋管5两端分别设有一个分水器，两个分水器分别通过水管连接第一三通接头10和第二三通接头13；所述果蔬大棚(4)内的顶部设有喷头管路20，该喷头管路20上设有阵列设置的喷头以喷淋浇灌果蔬大棚内的植物。
在本发明一种用于果蔬大棚的新能源储能综合利用系统中，所述的第一热循环管路为实现太阳能富余热量在浅层地层存储的循环管路，所述太阳能取热模块1在春夏季节获得的富余太阳热量转化为热水，通过出水管路输送至第二三通分水阀9处，第二三通分水阀9通过一个分水管路输送至第二三通合流阀8处，通过第二三通合流阀8再输入至所述浅层地热储能取热模块2中，进入所述浅层地热储能取热模块2的热水先通过第一分水器17分流至竖向地埋管19中，热水随竖向地埋管19流入至浅层地热层中并静置存储，竖向地埋管19热水内热量传导并释放至浅层地热层中，静置24小时后再通过第二分水器18流向第一三通分水阀7，通过第一三通分水阀7的一个分水管路传输至第一三通合流阀6，经过第一三通合流阀6后流入至所述太阳能取热模块1的给水管路作为太阳能热水器待加热的冷水，所述第一热循环管路实现太阳能热量在地下浅层地热层存储，实现跨季节太阳能热量的一级能源存储。
在本发明一种用于果蔬大棚的新能源储能综合利用系统中，所述的第二热循环管路为实现浅层地热层自身热量能源和跨季节存储的热量能源对果蔬大棚中植物生长的应用管路，该应用管路上蕴含热量的热水通过浅层地热储能取热模块、能源储存及热交换模块和果蔬大棚底下的横向地埋管路；所述浅层地热储能取热模块2中的竖向地埋管19中水吸收附近浅层地热层中自身热量和预先存储的热量成为热水，热水在第一循环泵21作用下从第二分水器18中抽出至第一三通分水阀7中，通过第一三通分水阀7的一个分水管路输入至所述能源储存及热交换模块3，在所述能源储存及热交换模块3的水净化池16中设有浸在水中的换热装置24，进入所述能源储存及热交换模块3中的热水通过换热装置24来加热水净化池16中的水实现热交换，实现热量在所述能源储存及热交换模块3的存储作为二级能源存储，换热装置24中出来的热水经过第三单向阀14和第二三通接头13后进入横向地埋管5中，在横向地埋管5中的热水经过缓慢对地层加热，将热量传导至果蔬大棚4中以利于植物在温暖适宜的温度生长，通过横向地埋管5的水再依次通过第一三通接头10和第一单向阀11传输至所述的第二三通合流阀8，经过第二三通合流阀8的水在流入至所述浅层地热储能取热模块2中，通过第一分水器17后进入至竖向地埋管19中，在竖向地埋管19中吸收周围热量成为热水，再输出以实现循环。
在本发明一种用于果蔬大棚的新能源储能综合利用系统中，所述第三热循环管路为实现太阳能取热模块、果蔬大棚底下的横向地埋管路和能源储存及热交换模块的循环管路，所述太阳能取热模块1在春夏季节获得的富余太阳热量转化为热水通过出水管路输送至第二三通分水阀9处，第二三通分水阀9通过一个分水管路输送至第一三通接头10处，在第一三通接头10和第二三通分流阀9之间的管路上设有第二单向阀12，在所述第一单向阀11关闭的状态下，热水自第一三通接头10输入至横向地埋管5中，在横向地埋管5中的热水经过缓慢对地层加热，将热量传导至果蔬大棚4中以利于植物在温暖适宜的温度生长，经过横向地埋管5中的热水流至第二三通接头13，在第三单向阀14关闭状态下，经过第四单向阀15后流入至所述能源储存及热交换模块3的水净化池16中，水净化池16中的水经过水净化池出水口，通过水管流入到第一三通合流阀6的另一个合流支路上，在与水净化池出水口连通的水管上设有第二循环泵22，经过第一三通合流阀6水流到所述太阳能取热模块1中，先通过给水管路流到太阳能热水器进行加热，补充太阳能的热量来加热成为热水实现管路循环。
在本发明一种用于果蔬大棚的新能源储能综合利用系统中，所述的能源利用管路为带有热量的水对果蔬大棚进行喷淋浇灌的使用管路，所述能源储存及热交换模块3内水净化池16中带有热量的水通过管路输送至果蔬大棚4，通过管路上设置的第三循环泵23，进入果蔬大棚4的内部顶上喷淋果蔬植物实现浇灌以促进植物生长。通过喷淋的带有热量水快速提高大棚内的有效积温，同时对果蔬进行浇灌，还可以添加药剂进行施肥或者杀虫等。
本发明专利的综合利用系统，将太阳能和地热能及储存的热能汇集到一起，设计了二级能源储存的方式，通过设置专门的能源储存及热交换模块来实现将热能储存在水中并通过循环补充能源来保持温度，再通过喷淋热交换的形式将热量传导至空气中，从而将冷空气加热后进行利用，达到四季均衡的热量储存和供应，本发明简化设备和操作流程，不需要设计专门的地源热泵和空气源热泵，减少能源消耗，从而智能化实现室外空气的净化和加热，满足日常所需。
本发明专利通过综合利用系统来构造了三个循环管路和一个利用管路，通过三个循环管路分别实现太阳能热量在浅层地热层中的存储、太阳能热量提高果蔬大棚的地温和水净化池中的水温、实现浅层地热层中一级能源存储的热量提取出来放置于所述能源储存及热交换模块中进行热交换，从而将热量存储与水净化池的水中实现二级能源存储，实现了太阳能热量、浅层地热能源的跨季节综合利用，从而提高利用效率，为果蔬大棚中植物生长提供更为适宜的温度、湿度环境。通过从两个方面来利用富有热量的水分，本发明实现对种植果蔬大棚内植物的能源综合使用，通过横向地埋管来对果蔬大棚底部的地温进行升高，使其保持具有一定温度，促进植物生长，另外再通过喷淋浇灌来对植物进行喷雾，增加环境湿度，使得果蔬在适宜的温度和湿度环境中生长，从而实现一年四季都可以栽种果蔬，提高产量，为人民生活提供四季果蔬。
除了上述提供的实施例以外，本发明专利申请还包括其他类似的结构组成和基于该思路的设计。总而言之，本发明的保护范围包括其他对于本领域技术人员显而易见的变换和替代。

Claims (6)

1.一种用于果蔬大棚的新能源储能综合利用系统，其特征在于，该系统结构上包括有太阳能取热模块、浅层地热储能取热模块、能源储存及热交换模块和水循环管路，在所述太阳能取热模块、浅层地热储能取热模块、能源储存及热交换模块之间设有水循环管路，在果蔬大棚底部设有用于提高地温的横向地埋管路，果蔬大棚与能源储存及热交换模块之间设有喷灌用水管路，在果蔬大棚内顶部设有喷雾用的喷嘴；
所述太阳能取热模块(1)包括有太阳能热水器、给水管路和出水管路，所述出水管路上设有第二三通分水阀(9)，所述给水管路上设有第一三通合流阀(6)；
所述浅层地热储能取热模块(2)包括有第一分水器(17)、第二分水器(18)和竖向地埋管组，所述竖向地埋管组包括有多根竖向地埋管(19)，竖向地埋管(19)均埋入至地面下面的浅层地热层中，竖向地埋管(19)的中部伸入至浅层地热层中，两端分别连接至第一分水器(17)和第二分水器(18)，多根所述竖向地埋管(19)的入口均并列连接至第一分水器(17)上，多根所述竖向地埋管的出口均并列连接至第二分水器(18)上，所述第二分水器(18)的出口通过水管连接一个第一三通分水阀(7)，所述第一分水器(17)的入口通过管路连接至第二三通合流阀(8)的合流管路，在与第二分水器(18)连通的水管设有第一循环泵(21)；所述第二三通分水阀(9)的一个分水管路通过水管连通至第二三通合流阀(8)的一个进口管路，所述第二三通分水阀(9)的另一个分水管路通过水管连接第二三通合流阀(8)的另一个进口管路，在所述第二三通分水阀(9)的另一个分水管路的水管上按照距离第二三通分水阀(9)由近及远依次设有第二单向阀(12)、第一三通接头(10)和第一单向阀(11)，所述第一三通接头(10)的另一端用水管连接至设置于果蔬大棚(4)底部的横向地埋管(5)上；
所述能源储存及热交换模块(3)中设有水净化池(16)，所述的水净化池(16)内设有浸没在水中的换热装置(24)，该换热装置(24)的进口通过水管连通第一三通分水阀(7)的一个分水支路，该第一三通分水阀(7)的另一个分水支路通过水管连通第一三通合流阀(6)的一个合流支路，所述换热装置(24)的出口通过水管连通至设置于果蔬大棚(4)底部的横向地埋管(5)上，在水管上距离横向地埋管(5)由近及远设有第二三通接头(13)和第三单向阀(14)，所述第二三通接头(13)的第三个接头通过水管连接至水净化池(16)中，在其水管上设有第四单向阀(15)；所述水净化池(16)的侧壁上设有水净化池出水口，该水净化池出水口通过水管连通至第一三通合流阀(6)的另一个合流支路上，在与水净化池出水口连通的水管上设有第二循环泵(22)；所述水净化池(16)的侧壁上设有水净化池抽水口，该水净化池抽水口通过水管连通至设于果蔬大棚内部顶部的喷头管路(20)上，在与水净化池抽水口连通的水管上设有第三循环泵(23)；
所述果蔬大棚(4)的地底下铺设有横向的横向地埋管路组，该横向地 埋管路组由多组横向地埋管(5)组成，横向地埋管路组两端分别设有分水器，多组横向地埋管(5)两端分别设有一个分水器，两个分水器分别通过水管连接第一三通接头(10)和第二三通接头(13)；所述果蔬大棚(4)内的顶部设有喷头管路(20)，该喷头管路(20)上设有阵列设置的喷头以喷淋浇灌果蔬大棚内的植物；
在春、夏季节，所述太阳能取热模块吸取的太阳能富余热量转化为热水，通过水循环管路输送至浅层地热储能取热模块的竖向地埋管中，加热地层中竖向地埋管附近的土壤以实现富余热量的储存，竖向地埋管附近的热量储存成为一级能源储存，实现太阳能富余热量在浅层地层存储的太阳能取热模块、浅层地热储能取热模块及循环管路为第一热循环管路；
在秋、冬季节，加热地层中储存的热量通过浅层地热储能取热模块将竖向地埋管附近自身热量以及储存的热量抽取出来用以加热能源储存及热交换模块内的水，能源储存及热交换模块中热量储存作为二级能源储存，实现能源利用的浅层地热储能取热模块、能源储存及热交换模块和果蔬大棚底下的横向地埋管路及循环管路为第二热循环管路；实现太阳能取热模块、果蔬大棚底下的横向地埋管路和能源储存及热交换模块及循环管路为第三热循环管路；
所述能源储存及热交换模块中带有热量的水通过管路输送至果蔬大棚内部顶上喷淋果蔬植物实现浇灌为能源利用管路。
2.根据权利要求1所述的一种用于果蔬大棚的新能源储能综合利用系统，其特征在于，所述的第一热循环管路为实现太阳能富余热量在浅层地层存储的循环管路，所述太阳能取热模块(1)在春夏季节获得的富余太阳热量转化为热水，通过出水管路输送至第二三通分水阀(9)处，第二三通分水阀(9)通过一个分水管路输送至第二三通合流阀(8)处，通过第二三通合流阀(8)再输入至所述浅层地热储能取热模块(2)中，进入所述浅层地热储能取热模块(2)的热水先通过第一分水器(17)分流至竖向地埋管(19)中，热水随竖向地埋管(19)流入至浅层地热层中并静置存储，竖向地埋管(19)热水内热量传导并释放至浅层地热层中，静置24小时后再通过第二分水器(18)流向第一三通分水阀(7)，通过第一三通分水阀(7)的一个分水管路传输至第一三通合流阀(6)，经过第一三通合流阀(6)后流入至所述太阳能取热模块(1)的给水管路作为太阳能热水器待加热的冷水，所述第一热循环管路实现太阳能热量在地下浅层地热层存储，实现跨季节太阳能热量的一级能源存储。
3.根据权利要求1所述的一种用于果蔬大棚的新能源储能综合利用系统，其特征在于，所述的第二热循环管路为实现浅层地热层自身热量能源和跨季节存储的热量能源对果蔬大棚中植物生长的应用管路，该应用管路上蕴含热量的热水通过浅层地热储能取热模块、能源储存及热交换模块和果蔬大棚底下的横向地埋管路；所述浅层地热储能取热模块(2)中的竖向地埋管(19)中水吸收附近浅层地热层中自身热量和预先存储的热量成为热水，热水在第一循环泵(21)作用下从第二分水器(18)中抽出至第一三通分水阀(7)中，通过第一三通分水阀(7)的一个分水管路输入至所述能源储存及热交换模块(3)，在所述能源储存及热交换模块(3)的水净化池(16)中设有浸在水中的换热装置(24)，进入所述能源储存及热交换模块(3)中的热水通过换热装置(24)来加热水净化池(16)中的水实现热交换，实现热量在所述能源储存及热交换模块(3)的存储作为二级能源存储，换热装置(24)中出来的热水经过第三单向阀(14)和第二三通接头(13)后进入横向地埋管(5)中，在横向地埋管(5)中的热水经过缓慢对地层加热，将热量传导至果蔬大棚(4)中以利于植物在温暖适宜的温度生长，通过横向地埋管(5)的水再依次通过第一三通接头(10)和第一单向阀(11)传输至所述的第二三通合流阀(8)，经过第二三通合流阀(8)的水再 流入至所述浅层地热储能取热模块(2)中，通过第一分水器(17)后进入至竖向地埋管(19)中，在竖向地埋管(19)中吸收周围热量成为热水，再输出以实现循环。
4.根据权利要求1所述的一种用于果蔬大棚的新能源储能综合利用系统，其特征在于，所述第三热循环管路为实现太阳能取热模块、果蔬大棚底下的横向地埋管路和能源储存及热交换模块的循环管路，所述太阳能取热模块(1)在春夏季节获得的富余太阳热量转化为热水，通过出水管路输送至第二三通分水阀(9)处，第二三通分水阀(9)通过一个分水管路输送至第一三通接头(10)处，在第一三通接头(10)和第二三通分流阀(9)之间的管路上设有第二单向阀(12)，在所述第一单向阀(11)关闭的状态下，热水自第一三通接头(10)输入至横向地埋管(5)中，在横向地埋管(5)中的热水经过缓慢对地层加热，将热量传导至果蔬大棚(4)中以利于植物在温暖适宜的温度生长，经过横向地埋管(5)中的热水流至第二三通接头(13)，在第三单向阀(14)关闭状态下，经过第四单向阀(15)后流入至所述能源储存及热交换模块(3)的水净化池(16)中，水净化池(16)中的水经过水净化池出水口，通过水管流入到第一三通合流阀(6)的另一个合流支路上，在与水净化池出水口连通的水管上设有第二循环泵(22)，经过第一三通合流阀(6)水流到所述太阳能取热模块(1)中，先通过给水管路流到太阳能热水器进行加热，补充太阳能的热量来加热成为热水实现管路循环。
5.根据权利要求1所述的一种用于果蔬大棚的新能源储能综合利用系统，其特征在于，所述的能源利用管路为带有热量的水对果蔬大棚进行喷淋浇灌的使用管路，所述能源储存及热交换模块(3)内水净化池(16)中带有热量的水通过管路输送至果蔬大棚(4)，通过管路上设置的第三循环泵(23)，进入果蔬大棚(4)的内部顶上喷淋果蔬植物实现浇灌以促进植物生长。
6.根据权利要求1所述的一种用于果蔬大棚的新能源储能综合利用系统，其特征在于，所述的横向地埋管(5)设置在果蔬大棚(4)底部的土壤中，埋藏深度为地下50CM深。
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