CN115152494A - 温室大棚相变墙体蓄热耦合生物质锅炉供暖系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及相变材料蓄热供暖技术领域，尤其涉及一种温室大棚相变墙体蓄热耦合生物质锅炉供暖系统，包括温室大棚、相变蓄热墙模块、生物质锅炉模块、检测模块和温室供暖控制模块，所述系统通过所述检测模块采集天气情况信息以及温室大棚相关温度信息判断采用太阳能进行供暖蓄热或采用生物质锅炉燃烧产热供暖蓄热以使温室大棚内的温度达到预设温度。本发明所述系统通过利用相变蓄热材料对太阳能进行存储拱温室大棚夜间供暖使用，并且耦合生物质锅炉作为供暖补充，在太阳能资源热能供给不佳时，通过燃烧生物质燃料产生热能补充供热，有效的实现了本发明所述系统的热源产热量稳定，能够使温室大棚保持稳定的温度范围。

Description

温室大棚相变墙体蓄热耦合生物质锅炉供暖系统

技术领域

本发明涉及相变材料蓄热供暖技术领域，尤其涉及一种温室大棚相变墙体蓄热耦合生物质锅炉供暖系统。

背景技术

相变储能利用的是相变材料从一种物态到另外一种物态转换过程中热力学状态(焓)的变化。比如冰在融化为水的过程中要从周围环境吸收大量的热量，而在重新凝固时又要放出大量的热量。在这种吸热/放热的过程中，材料温度不变，即在很小的温度变化范围能带来大量能量的转换。

随着科学技术迅猛发展，相变材料蓄热供暖技术越来越成熟，合理使用相变材料蓄热大大节省了能源的消耗，降低了成本。现有的技术把相变材料应用于温室墙体，在晴天时，太阳辐射强度大，相变墙体可以蓄存太阳的热量，起到“削峰填谷”的作用；而在阴天时，由于墙体蓄存的热量不足，导致无法解决雨雪阴天等极端天气下农村温室大棚供暖问题。因此，针对上述问题，我们提出了一种农村温室大棚相变墙体蓄热耦合生物质锅炉供暖系统。在我国生物质锅炉的燃料分布广泛，生物质燃料颗粒以绿色煤炭著称，是一种洁净能源，经济实惠，同时对环境无任何污染，并且生物质锅炉所产生的二氧化碳和炉灰可就地被大棚农作物使用。

中国专利公开号：CN201811175436.9公开了一种含有相变储能释能材料的农业大棚，包括大棚本体、墙体结构和温湿度传感器，所述大棚本体内部的底部填充有土壤，土壤中设置有土壤温湿度传感器，温湿度传感器安装在大棚本体的内部，大棚本体的底部设置有公共过道，公共过道表面涂覆有地面相变砂浆层，墙体结构的内表面涂覆有垂直相变砂浆层，大棚本体设置有上通风口和下通风口。由此可见，所述含有相变储能释能材料的农业大棚通过利用相变材料吸热和放热的特点在夜间为大棚内温度有一定程度的提高，但是该发明公开的技术存在以下问题：其的设计的供暖系统完全依赖太阳能提供热量来源，当环境为阴、雨、雪等光照度弱的天气时，则本技术的热量来源明显变少，无法为大棚中的植物提供恒定的供暖热源，从而影响大棚植物的生长，甚至造成减产，可能造成严重的农业和经济问题。

发明内容

为此，本发明提供一种温室大棚相变墙体蓄热耦合生物质锅炉供暖系统，用以克服现有技术中单纯依靠太阳能作为温室大棚热源带来的热源产热不稳定从而使大棚温度无法保持恒定的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种温室大棚相变墙体蓄热耦合生物质锅炉供暖系统，包括：

温室大棚，其为透光保温的封闭式结构，用以作为植物的生长的温室环境，包括温室大棚墙体和保温透光罩；

相变蓄热墙模块，其设置在所述温室大棚的墙体上，用以储存所述温室大棚热能以及向所述温室大棚释放热能；

生物质锅炉模块，其与所述相变蓄热墙模块相连，用以通过燃烧生物质材料以为所述温室大棚及所述相变蓄热墙模块提供热量；

检测模块，其分别与所述温室大棚、所述相变蓄热墙模块以及外界信息接收端相连，用以采集温室大棚所处地区的天气预报信息以及系统相关的温度信息；

温室供暖控制模块，其分别与所述相变蓄热墙模块、所述生物质锅炉模块以及所述检测模块相连，用以通过分析所述检测模块传递的天气情况信息以及温度信息控制系统采用太阳能进行供暖蓄热或采用生物质锅炉燃烧产热供暖蓄热以使温室大棚内的温度达到预设温度。

进一步地，所述相变蓄热墙模块包括相变蓄热墙体、换热管路和保温模块，

所述相变蓄热墙体，其设置在所述温室大棚墙体内侧，用以将外界热能传递至相变材料中以使相变材料存储热能并通过控制相变材料放热以将其存储的热能传递至外界，所述相变蓄热墙体包括拼接式相变蓄热墙体和整体式相变蓄热墙体，所述拼接式相变蓄热墙体包括若干拼接式相变蓄热墙体单体，所述拼接式相变蓄热墙体单体可通过连接形成设定尺寸的相变蓄热墙体；

所述换热管路，其设置在所述相变蓄热墙体内部，所述换热管路为蛇形盘管且其均匀分布在所述相变蓄热墙体的相变材料中，用以承载管路中的导热液体，包括设置在所述换热管路两端的换热进液口和换热出液口；

所述保温模块，其设置在所述相变蓄热墙体与所述温室大棚内墙体的连接处，用以隔绝温室大棚外墙体的热传导以将热量富集在温室大棚及所述相变蓄热模块内。

进一步地，所述检测模块包括设置在温室大棚内用以检测所述大棚模块保温空间内环境温度的第一温度传感器、设置在温室大棚外用以检测温室大棚外部环境温度的第二温度传感器、设置在所述换热管路进水口处用以检测所述换热管路进水口温度的第三温度传感器、设置在所述换热管路出水口处用以检测所述换热管路出水口温度的第四温度传感器、设置在温室大棚内用以检测太阳光照度的照度检测器以及与外界网络相连用以采集天气信息的天气信息收集模块。

进一步地，所述相变蓄热墙体包括箱体、相变材料和多孔吸附板，

所述箱体，其与温室大棚墙体通过面接触，用以承载所述相变材料以及所述多孔吸附板，其中，

所述相变材料，其设置在所述箱体内部，用以通过相变进行热能存储或热能释放，所述相变材料的相变温度范围为20℃-30℃，所述相变材料包括无机相变材料和有机相变材料；

所述多孔吸附板，其设置在所述箱体内部，用以作为相变材料的载体以使相变材料在相变过程中分布均匀。

进一步地，所述生物质锅炉模块包括生物质热水锅炉、二氧化碳回收释放装置和散热装置，其中，

所述生物质热水锅炉，其用以燃烧生物质燃料提供热水；

所述二氧化碳回收释放装置，其设置在温室大棚内部并与所述生物质热水锅炉相连，其用以将燃烧产生的二氧化碳进行回收存储及释放，所述二氧化碳回收释放装置包括二氧化碳回收装置和二氧化碳释放装置；

所述散热装置，其设置在温室大棚内部并与所述生物质热水锅炉相连，其用以将所述生物质热水锅炉燃烧产生热蒸汽热量传递至外界，包括用以向外界散热的翅片管散热器和用以回收所述翅片管散热器散热冷凝水的冷凝回收装置。

本发明所述系统的工作过程如下：

在晴朗的白天，太阳能资源充足，本发明所述系统的温室大棚利用太阳能辐射热量作为热量来源使温室大棚内的温度升高并通过热传导使大棚墙体以及所述相变蓄热墙模块温度升高以将热量存储至所述相变蓄热墙体中，当太阳落山后，温室大棚太阳辐射热量中断，温室大棚内的温度逐渐降低，此时，当温室大棚内温度低于相变蓄热模块中相变材料的温度时，所述相变蓄热墙体通过相变材料相变向温室大棚放热以向温室大棚提供热量，通过合理设计相变蓄热墙体中相变材料的容量，使白天存储在相变蓄热墙体的热量满足温室大棚夜间的热量需求以使温室大棚温度稳定在适宜的温度范围；

在阴天或雨雪等太阳能资源不足时，本发明所述系统的温室大棚采用生物质锅炉燃烧产热作为热量来源，本发明所述系统通过在夜间提前启动生物质热水锅炉工作，将生物质锅炉燃烧生物质燃料产生的热水热量通过换热管路传递至所述相变蓄热墙模块进行热量存储，并在太阳能资源不足的白天通过相变散热将存储在所述相变蓄热墙模块的热量传递至温室大棚以使温室大棚温度稳定在适宜的温度范围；

本发明生物质热水锅炉的燃料采用生物质燃料，生物质热水锅炉烧热热水的过程中产生大量的热烟气及热蒸汽，通过翅片管散热器可将热烟气及热蒸汽的热量传递至温室大棚内使温室大棚温度升高，同时，生物质热水锅炉燃烧的过程中产生大量二氧化碳气体可通过二氧化碳回收装置进行回收并在白天通过二氧化碳释放装置向温室大棚内释放以为温室大棚内植物的光合作用提供原料；

本发明所述系统通过照度检测器或采集天气预报信息等方式收集天气信息以确定温室大棚的供暖方式，大棚供暖控制模块根据检测模块检测的太阳光照度和收集的天气预报信息确定温室大棚的热能来源。

进一步地，所述温室供暖控制模块设置有第一预设光照度标准L1和第二预设光照度标准L2，其中，200lx≤L1＜L2≤600lx，在白天，所述温室供暖控制模块控制所述照度检测器在预设时间采集温室大棚内的太阳光的光照强度I并根据I初步确定对温室大棚的供暖方式；

当I＜L1时，所述温室供暖控制模块判定太阳光照强度不符合太阳能供暖标准并采用生物质热水锅炉全天为温室大棚供暖；

当L1≤I≤L2时，所述温室供暖控制模块判定太阳光照强度符合太阳能白天供暖标准并控制生物质热水锅炉白天关闭以利用太阳能为温室大棚进行供暖；

当I＞L2时，所述温室供暖控制模块判定太阳光照强度符合太阳能全天供暖标准并控制生物质热水锅炉关闭以利用太阳能为温室大棚进行供暖并进行热能存储。

进一步地，所述温室供暖控制模块设置有第一预设紫外线指数标准Z1和第二预设紫外线指数标准Z2，其中，4≤Z1＜Z2≤8，在夜间，所述温室供暖控制模块控制所述天气信息收集模块收集温室大棚所处地区第二天的天气预报紫外线指数信息z并根据z初步确定是否需要开启生物质锅炉为温室大棚储存热量；

当z＜Z1时，所述温室供暖控制模块判定紫外线指数不符合太阳能供暖标准并控制生物质热水锅炉开启以为温室大棚储存热量；

当Z1≤z≤Z2时，所述温室供暖控制模块判定紫外线指数符合太阳能白天供暖标准并控制生物质热水锅炉关闭无需为温室大棚储存热量；

当z＞Z2时，所述温室供暖控制模块判定太阳光照强度符合太阳能全天供暖标准并控制生物质锅炉关闭无需为温室大棚储存热量；

在夜间，当生物质热水锅炉开启时，所述温室供暖控制模块控制所述换热管路中的循环泵开启工作以使生物质热水锅炉输出的热水热量通过所述换热管路交换至所述相变蓄热模块中。

进一步地，所述温室供暖控制模块设置有第一供暖温度标准T10，其中，5℃≤T1≤15℃，当白天生物质热水锅炉关闭时，所述温室供暖控制模块控制所述第一温度传感器周期性检测温室大棚内的环境温度t1并根据t1确定是否需要开启生物质热水锅炉工作以为温室大棚补充热量，

当t1＜T10时，所述温室供暖控制模块判定环境温度不符合温室标准并控制所述生物质热水锅炉开启以为温室大棚补充热量；

当t1≥T10时，所述温室供暖控制模块判定环境温度符合温室标准并控制所述生物质热水锅炉关闭无需为温室大棚补充热量；

在白天，当生物质热水锅炉开启时，所述温室供暖控制模块控制所述换热管路保持关闭并开启所述散热装置工作以对温室大棚进行直接供热。

进一步地，所述温室供暖控制模块设置有第一温差标准ΔT11和第二温差标准ΔT12，其中，0＜ΔT11＜ΔT12＜40℃，当夜间生物质热水锅炉关闭时，所述温室供暖控制模块控制所述第一温度传感器和所述第二温度传感器分别采集温室大棚内的环境温度t1和温室大棚外的环境温度t2并根据t1和t2的差值Δt1确定是否需要开启生物质锅炉为温室大棚补充热量，设定Δt1＝t1-t2；

当Δt1≤ΔT11时，所述温室供暖控制模块判定温室内外温差符合相变蓄热供暖标准并控制生物质热水锅炉关闭无需为温室大棚补充热量；

当ΔT11＜Δt1＜ΔT12时，所述温室供暖控制模块判定温室内外温差不符合相变蓄热供暖标准并控制生物质热水锅炉以及所述换热泵开启工作以为温室大棚储存热量；

当Δt1≥ΔT12时，所述温室供暖控制模块判定温室内外温差不符合相变蓄热供暖标准，所述温室供暖控制模块控制生物质热水锅炉、所述换热泵以及所述散热装置开启工作以同时为温室大棚储存热量及直接提供热量。

进一步地，所述温室供暖控制模块设置有储热差值标准ΔT20，其中0＜ΔT20＜3℃，当所述生物质热水锅炉开启工作，所述温室供暖控制模块控制所述第三温度传感器和所述第四温度传感器周期性检测换热管路进水口温度t3及出水口温度t4并根据t3与t4的差值Δt2确定所述相变蓄热墙体的热量存储是否完成，设定Δt2＝t3-t4；

当Δt2＜ΔT20时，所述温室供暖控制模块判定所述相变蓄热墙体的热量存储已完成并控制所述循环泵关闭以结束热量存储；

当Δt2≥ΔT20时，所述温室供暖控制模块判定所述相变蓄热墙体的热量存储尚未完成并控制所述循环泵保持开启。

进一步地，所述温室供暖控制模块设置白天直接供暖温度标准T21、夜间直接供暖温度标准T22、谷价电时间范围标准(H1，H2)，其中，15℃≤T21＜T22≤28℃，23:00≤H1＜H2≤6:00，当所述生物质热水锅炉开启时，所述温室供暖控制模块控制所述第一温度传感器周期性检测温室大棚内的环境温度t1并根据t1以及环境温度采集时间h确定温室大棚温度是否符合生物质热水锅炉关闭标准，

若h∈(H1，H2)，

当t1＜T22时，所述温室供暖控制模块判定温室大棚内温度不符合生物质热水锅炉关闭标准并控制所述循环泵保持开启；

当t1≥T22时，所述温室供暖控制模块判定温室大棚内温度符合生物质热水锅炉关闭标准并控制所述循环泵关闭；

若

当t1＜T21时，所述温室供暖控制模块判定温室大棚内温度不符合生物质热水锅炉关闭标准并控制所述循环泵保持开启；

当t1≥T21时，所述温室供暖控制模块判定温室大棚内温度符合生物质热水锅炉关闭标准并控制所述循环泵关闭。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明所述系统通过利用相变蓄热材料对太阳能进行存储拱温室大棚夜间供暖使用，并且耦合生物质锅炉作为供暖补充，在太阳能资源热能供给不佳时，通过燃烧生物质燃料产生热能补充供热，有效的实现了本发明所述系统的热源产热量稳定，能够使温室大棚保持稳定的温度范围。

进一步地，本发明所述系统通过将相变材料设置在温室大棚的墙体上，既起到节约温室墙体空间的作用，同时可增大与温室大棚的接触面积，加快温室大棚内温度与相变材料的热传导效应，进一步有效的保证了本发明所述系统可利用相变材料存储富裕的太阳能热量以及通过相变材料相变放热向温室大棚提供热能，无需另外增加散热装置，有效的保证了本发明所述系统热量存储和热量释放的有效性和直接性。

进一步地，本发明所述系统通过设置生物质锅炉模块作为补充热能来源，能够避免单一采用太阳能进行温室大棚供暖受限于环境天气和环境温度造成的温室大棚供暖不足或夜间储热量不足的问题，有效的保证了本发明所述系统的热源产热量稳定，能够使温室大棚保持稳定的温度范围。

进一步地，本发明所述系统通过设置生物质锅炉模块作为补充热能来源，

生物质热水锅炉具有成本低廉、施工安装简便和价格低的特点，同时温室大棚所在区域生物质燃料丰富，因而采用生物质锅炉作为补充热源，不仅能够避免野外焚烧秸秆带来的火灾问题，而且在资源充分利用的同时对环境无污染，燃烧过的灰渣也可作为温室大棚植物肥料重新利用，实现了资源的循环使用，易被用户接受，进一步有效的保证了本发明所述系统的补充热源具有经济实用适用于温室大棚的特点。

进一步地，本发明所述系统通过充分利用太阳能源进行供暖和热能存储，采用生物质锅炉模块作为补充热能来源，在太阳能不足时，通过判断用电时间采用不同的温度标准选择热能补充方式，有效的减少电能的使用，降低了温室大棚的运行费用，具有显著节能的特点。

进一步地，本发明所述系统可智能选择更加经济的电能利用时间，充分利用夜间谷价电时间段通过接通电能开启生物质热水锅炉的循环泵、气体泵进行工作，在生物质锅炉供暖的同时进行热能存储出以供白天时为温室大棚供暖，无需在白天电价高时使用电能，有效的利用了电能富裕的时段进行热能存储，对电能的利用起到削峰填谷的作用，大大降低供暖成本，进一步有效的保证了所述系统的补充热源具有经济实用适用于温室大棚的特点。

附图说明

图1为本发明温室大棚相变墙体蓄热耦合生物质锅炉供暖系统的结构示意图；

图2为本发明温室大棚墙体的截面示意图；

图3为本发明温室大棚墙体的分层拆分示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1所示，其为本发明温室大棚相变墙体蓄热耦合生物质锅炉供暖系统的结构示意图，本发明提供一种温室大棚相变墙体蓄热耦合生物质锅炉供暖系统，包括：

温室大棚1，其为透光保温的封闭式结构，用以作为植物的生长的温室环境，包括温室大棚的墙体11和保温透光罩12；

相变蓄热墙模块2，其设置在所述温室大棚的墙体上，用以储存所述温室大棚热能以及向所述温室大棚释放热能；

生物质锅炉模块3，其与所述相变蓄热墙模块相连，用以通过燃烧生物质材料以为所述温室大棚及所述相变蓄热墙模块提供热量；

检测模块(图中未画出)，其分别与所述温室大棚、所述相变蓄热墙模块以及外界信息接收端相连，用以采集温室大棚所处地区的天气预报信息以及系统相关温度信息；

温室供暖控制模块(图中未画出)，其分别与所述相变蓄热墙模块、所述生物质锅炉模块以及所述检测模块相连，用以通过分析所述检测模块传递的天气情况信息以及温度信息控制所述系统采用太阳能进行供暖蓄热或采用生物质锅炉燃烧产热供暖蓄热以使温室大棚内的温度达到预设温度。

请继续参阅图1所示，所述生物质锅炉模块3包括生物质热水锅炉31、二氧化碳回收释放装置32和散热装置33；

所述生物质热水锅炉31，其用以燃烧生物质燃料提供热水；

所述二氧化碳回收释放装置，其设置在温室大棚内部并与所述生物质热水锅炉相连，其用以将燃烧产生的二氧化碳进行回收存储及释放，所述二氧化碳回收释放装置包括二氧化碳回收装置321和二氧化碳释放装置322；

所述散热装置，其设置在温室大棚内部并与所述生物质热水锅炉相连，其用以将所述生物质热水锅炉燃烧产生热蒸汽热量传递至外界，包括用以向外界散热的翅片管散热器331和用以回收所述翅片管散热器散热冷凝水的冷凝回收装置332。

请参阅图2及图3所示，所述相变蓄热墙模块2包括相变蓄热墙体21、换热管路22和保温模块23，作为较好的实施方式，温室大棚墙体内侧采用热传导效率较高的集热板24，

所述相变蓄热墙体21，其设置在温室大棚内墙体一侧，用以将外界热能传递至相变材料中以使相变材料存储热能并通过控制相变材料放热以将其存储的热能传递至外界，所述相变蓄热墙体包括单体式相变蓄热墙体和整体式相变蓄热墙体；

所述换热管路22，其设置在所述相变蓄热墙体内部，所述换热管路为蛇形盘管且其均匀分布在所述相变蓄热墙体的相变材料中，用以承载管路中的导热液体，包括设置在所述换热管路两端的换热进液口221和换热出液口222；

所述保温模块23，其设置在所述相变蓄热墙体与所述温室大棚内墙体的连接处，用以隔绝温室大棚外墙体的热传导以将热量富集在温室大棚及所述相变蓄热模块内。

请继续参阅图2及图3所示，所述相变蓄热墙体21包括箱体211、相变材料212和多孔吸附板213，

所述箱体211，其为箱体式结构并与温室大棚墙体通过面接触，用以承载所述相变材料以及所述多孔吸附板；

所述相变材料212，其设置在所述箱体211内部，用以通过相变进行热能存储或热能释放，所述相变材料的相变温度范围为20℃-30℃，所述相变材料包括无机相变材料和有机相变材料；

所述多孔吸附板213，其设置在所述箱体211内部，用以作为相变材料的载体以使相变材料在相变过程中分布均匀，所述多孔吸附板213可使用石膏板、木板、陶粒、混凝土、水泥纤维板、粉煤灰空心球、活性炭人工颗粒材料、硅藻土、粘土，秸杆、高岭土等材料。

具体而言，所述检测模块包括设置在温室大棚内用以检测所述大棚模块保温空间内环境温度的第一温度传感器、设置在温室大棚外用以检测温室大棚外部环境温度的第二温度传感器、设置在所述换热管路进水口处用以检测所述换热管路进水口温度的第三温度传感器、设置在所述换热管路出水口处用以检测所述换热管路出水口温度的第四温度传感器、设置在温室大棚内用以检测太阳光照度的照度检测器以及与外界网络相连用以采集天气信息的天气信息收集模块。

作为较好的实施例，生物质热水锅炉31设置有循环泵311、所述的循环泵311前设置有调节阀门51、循环泵311后设置有止回阀52以及换热出液口222后设置有回水阀53，本发明所述系统生物质热水锅炉31通过循环水管依次连接循环泵311、换热进液口221，再通过换热出液口222连接回生物质锅炉31，实现热水的循环供热，生物质热水锅炉31产出的热水通过循环泵311送入墙体内换热管路22中与相变材料212交换热量，换热后的回水通过换热出液口222输送回生物质热水锅炉31再进行加热循环使用。生物质热水锅炉31同时通过补水管9从农村水库或其他水源中补给水，通过调节阀54调节补给水量。

作为较好的实施例，生物质热水锅炉31设置有气体泵312，二氧化碳回收装置321后设置有调节阀55、气体泵312前设置有除尘器10，气体泵312后设置有止回阀57，除尘器10前设置有气体调节阀56，生物质热水锅炉31通过连接管路依次连接气体泵312、翅片管散热器331、二氧化碳回收装置321，调节阀55以及二氧化碳释放装置322。气体泵312把生物质锅炉31产生的热蒸汽和热烟气输送至翅片管散热器331，并经除尘器10进行过滤除尘，防止设备损坏。所述的生物质锅炉31产生的热蒸汽经翅片管散热器331供热冷凝后经冷凝排水管3321排出；所述的生物质锅炉31产生的热烟气含大量二氧化碳和颗粒物，经除尘器10过滤掉颗粒物后，进入散热装置散热，然后通过二氧化碳回收装置321把二氧化碳储存起来，二氧化碳释放装置322在白天释放二氧化碳为植物进行光合作用提供原料。

作为较好的实施例，相变蓄热墙体21的箱体211紧挨墙体并且内嵌有换热管路22以更好通过热传导的方式储存或释放热量。

作为较好的实施例，生物质热水锅炉31放置在温室大棚内，直接就地使用农村产生的秸秆、花生壳等废弃农作物为燃料。生物质热水锅炉31燃烧产生的二氧化碳释放在大棚里，被农作物进行吸收光合作用，生物质热水锅炉燃烧产生的炉灰直接作为作物肥料，就地应用并且散热过程中蒸汽冷凝水就地排水进行灌溉。

实施例1：

在晴朗的一天中，白天太阳辐射强度大，本发明所述系统利用太阳能对温室进行供暖，同时相变蓄热墙体通过热传导储蓄大棚中由于温室效应的富集的热量，以供夜间供暖需求。通过合理设计，白天储存的热量足以用于夜间为温室大棚供热，无需辅助供暖。

实施例2：

在阴天时，前一天夜间，本发明所述系统启动生物质热水锅炉利用谷价电时间段为生物质热水锅炉的循环泵、气体泵供能，生物质热水锅炉燃烧产生的热量一部分用于温室供暖和储存在相变蓄热墙体中，生物质热水锅炉生产的热水供给到墙内换热管路，对温室进行供暖，同时把储存到相变蓄热墙体中；生物质热水锅炉生产的热蒸汽和热烟气经过滤后送入翅片管散热器，用于直接加热温室大棚内的空气，为大棚供暖，而产出的二氧化碳储存到二氧化碳回收装置中。

在白天，相变蓄热墙体释放热量给温室大棚供暖供暖，生物质热水锅炉尾部受热面排出的冷凝水就地与农村水库供水一起进行灌溉，锅炉产出的二氧化碳由二氧化碳释放装置释放到温室大棚内供给植物进行光合作用，生物质热水锅炉产出的炉灰作为有机肥料用来给农作物施肥。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种温室大棚相变墙体蓄热耦合生物质锅炉供暖系统，其特征在于，包括，

温室大棚，其为透光保温的封闭式结构，用以作为植物的生长的温室环境；

相变蓄热墙模块，其设置在所述温室大棚的墙体上，用以储存所述温室大棚热能和/或向所述温室大棚释放热能；

生物质锅炉模块，其与所述相变蓄热墙模块相连，通过燃烧生物质材料为所述温室大棚及所述相变蓄热墙模块提供热量；

检测模块，其分别与所述温室大棚、所述相变蓄热墙模块以及外界信息接收端相连，用以采集温室大棚所处地区的天气预报信息以及系统相关温度信息；

温室供暖控制模块，其分别与所述相变蓄热墙模块、所述生物质锅炉模块以及所述检测模块相连，用以通过分析所述检测模块传递的天气情况信息以及温度信息控制系统采用太阳能进行供暖蓄热或采用生物质锅炉燃烧产热供暖蓄热以使温室大棚内的温度达到预设温度。

2.根据权利要求1所述的温室大棚相变墙体蓄热耦合生物质锅炉供暖系统，其特征在于，所述相变蓄热墙模块包括，

相变蓄热墙体，其设置在所述温室大棚墙体内侧，用以将外界热能传递至相变材料中以使相变材料存储热能并通过控制相变材料放热以将其存储的热能传递至外界；

换热管路，其设置在所述相变蓄热墙体内部，所述换热管路为蛇形盘管且其均匀分布在所述相变蓄热墙体的相变材料中，用以承载管路中的导热液体，包括设置在所述换热管路两端的换热进液口和换热出液口；

保温模块，其设置在所述相变蓄热墙体与所述温室大棚内墙体的连接处，用以隔绝温室大棚外墙体的热传导以将热量富集在温室大棚及所述相变蓄热模块内。

3.根据权利要求2所述的温室大棚相变墙体蓄热耦合生物质锅炉供暖系统，其特征在于，所述检测模块包括：

设置在温室大棚内用以检测所述大棚模块保温空间内环境温度的第一温度传感器，

设置在温室大棚外用以检测温室大棚外部环境温度的第二温度传感器，

设置在所述换热管路进水口处用以检测所述换热管路进水口温度的第三温度传感器，

设置在所述换热管路出水口处用以检测所述换热管路出水口温度的第四温度传感器，

设置在温室大棚内用以检测太阳光照度的照度检测器以及与外界网络相连用以采集天气信息的天气信息收集模块。

4.根据权利要求3所述的温室大棚相变墙体蓄热耦合生物质锅炉供暖系统，其特征在于，所述相变蓄热墙体包括，

箱体，其与所述温室大棚墙体通过面接触，用以承载所述相变材料以及所述多孔吸附板；

相变材料，其设置在所述箱体内部，用以通过相变进行热能存储或热能释放，所述相变材料的相变温度范围为20℃-30℃，所述相变材料包括无机相变材料和有机相变材料；

多孔吸附板，其设置在所述箱体内部，用以作为相变材料的载体以使相变材料在相变过程中分布均匀。

5.根据权利要求4所述的温室大棚相变墙体蓄热耦合生物质锅炉供暖系统，其特征在于，所述生物质锅炉模块包括生物质热水锅炉、二氧化碳回收释放装置和散热装置，其中：

所述生物质热水锅炉，其用以燃烧生物质燃料提供热水；

所述二氧化碳回收释放装置，其设置在温室大棚内部并与所述生物质热水锅炉相连，其用以将燃烧产生的二氧化碳进行回收存储及释放，所述二氧化碳回收释放装置包括二氧化碳回收装置和二氧化碳释放装置；

所述散热装置，其设置在温室大棚内部并与所述生物质热水锅炉相连，其用以将所述生物质热水锅炉燃烧产生热蒸汽热量传递至外界，包括用以向外界散热的翅片管散热器和用以回收所述翅片管散热器散热冷凝水的冷凝回收装置。

6.根据权利要求5所述的温室大棚相变墙体蓄热耦合生物质锅炉供暖系统，其特征在于，所述温室供暖控制模块设置有第一预设光照度标准L1和第二预设光照度标准L2，其中，200lx≤L1＜L2≤600lx，在白天，所述温室供暖控制模块控制所述照度检测器在预设时间采集温室大棚内的太阳光的光照强度l并根据l初步确定对温室大棚的供暖方式；

当l＜L1时，所述温室供暖控制模块判定太阳光照强度不符合太阳能供暖标准并采用生物质热水锅炉全天为温室大棚供暖；

当L1≤l≤L2时，所述温室供暖控制模块判定太阳光照强度符合太阳能白天供暖标准并控制生物质热水锅炉白天关闭以利用太阳能为温室大棚进行供暖；

当l＞L2时，所述温室供暖控制模块判定太阳光照强度符合太阳能全天供暖标准并控制生物质热水锅炉关闭以利用太阳能为温室大棚进行供暖并进行热能存储。

7.根据权利要求6所述的温室大棚相变墙体蓄热耦合生物质锅炉供暖系统，其特征在于，所述温室供暖控制模块设置有第一预设紫外线指数标准Z1和第二预设紫外线指数标准Z2，其中，4≤Z1＜Z2≤8，在夜间，所述温室供暖控制模块控制所述天气信息收集模块收集温室大棚所处地区第二天的天气预报紫外线指数信息z并根据z初步确定是否需要开启生物质锅炉为温室大棚储存热量；

当z＜Z1时，所述温室供暖控制模块判定紫外线指数不符合太阳能供暖标准并控制生物质热水锅炉开启以为温室大棚储存热量；

当Z1≤z≤Z2时，所述温室供暖控制模块判定紫外线指数符合太阳能白天供暖标准并控制生物质热水锅炉关闭无需为温室大棚储存热量；

当z＞Z2时，所述温室供暖控制模块判定太阳光照强度符合太阳能全天供暖标准并控制生物质锅炉关闭无需为温室大棚储存热量；

在夜间，当生物质热水锅炉开启时，所述温室供暖控制模块控制所述换热管路中的循环泵开启工作以使生物质热水锅炉输出的热水热量通过所述换热管路交换至所述相变蓄热模块中。

8.根据权利要求7所述的温室大棚相变墙体蓄热耦合生物质锅炉供暖系统，其特征在于，所述温室供暖控制模块设置有第一温差标准ΔT11和第二温差标准ΔT12，其中，0＜ΔT11＜ΔT12＜40℃，当夜间生物质热水锅炉关闭时，所述温室供暖控制模块控制所述第一温度传感器和所述第二温度传感器分别采集温室大棚内的环境温度t1和温室大棚外的环境温度t2并根据t1和t2的差值Δt1确定是否需要开启生物质锅炉为温室大棚补充热量，设定Δt1＝t1-t2；

当Δt1≤ΔT11时，所述温室供暖控制模块判定温室内外温差符合相变蓄热供暖标准并控制生物质热水锅炉关闭无需为温室大棚补充热量；

当ΔT11＜Δt1＜ΔT12时，所述温室供暖控制模块判定温室内外温差不符合相变蓄热供暖标准并控制生物质热水锅炉以及所述换热泵开启工作以为温室大棚储存热量；

当Δt1≥ΔT12时，所述温室供暖控制模块判定温室内外温差不符合相变蓄热供暖标准，所述温室供暖控制模块控制生物质热水锅炉、所述换热泵以及所述散热装置开启工作以同时为温室大棚储存热量及直接提供热量。

9.根据权利要求8所述的温室大棚相变墙体蓄热耦合生物质锅炉供暖系统，其特征在于，所述温室供暖控制模块设置有储热差值标准ΔT20，其中0＜ΔT20＜3℃，当所述生物质热水锅炉开启工作，所述温室供暖控制模块控制所述第三温度传感器和所述第四温度传感器周期性检测换热管路进水口温度t3及出水口温度t4并根据t3与t4的差值Δt2确定所述相变蓄热墙体的热量存储是否完成，设定Δt2＝t3-t4；

当Δt2＜ΔT20时，所述温室供暖控制模块判定所述相变蓄热墙体的热量存储已完成并控制所述循环泵关闭以结束热量存储；

当Δt2≥ΔT20时，所述温室供暖控制模块判定所述相变蓄热墙体的热量存储尚未完成并控制所述循环泵保持开启。

10.根据权利要求9所述的温室大棚相变墙体蓄热耦合生物质锅炉供暖系统，其特征在于，所述温室供暖控制模块设置白天直接供暖温度标准T21、夜间直接供暖温度标准T22、谷价电时间范围标准(H1，H2)，其中，15℃≤T21＜T22≤28℃，23:00≤H1＜H2≤6:00，当所述生物质热水锅炉开启时，所述温室供暖控制模块控制所述第一温度传感器周期性检测温室大棚内的环境温度t1并根据t1以及环境温度采集时间h确定温室大棚温度是否符合生物质热水锅炉关闭标准，

若h∈(H1，H2)，

当t1＜T22时，所述温室供暖控制模块判定温室大棚内温度不符合生物质热水锅炉关闭标准并控制所述循环泵保持开启；

当t1≥T22时，所述温室供暖控制模块判定温室大棚内温度符合生物质热水锅炉关闭标准并控制所述循环泵关闭；

若

当t1＜T21时，所述温室供暖控制模块判定温室大棚内温度不符合生物质热水锅炉关闭标准并控制所述循环泵保持开启；

当t1≥T21时，所述温室供暖控制模块判定温室大棚内温度符合生物质热水锅炉关闭标准并控制所述循环泵关闭。

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