一种用于温室的地热太阳能复合供能系统的制作方法

1.本实用新型属于地热能应用技术领域，尤其涉及一种用于温室的地热太阳能复合供能系统。


背景技术：

2.高原棚型适合内蒙古乌兰察布，青海，西藏和四川西部。其中以青海省为典型代表。高原气候特点为：冬季最冷月(1月份)平均温度-4℃
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8℃，白天阳光好，光照充足，日照时间长，夜间低温，昼夜间温差极大，平均温差 20℃。春季风变大。常年少雨，夏季也低温；地质特点：土层深厚，地下水位深。
3.基于高原白天阳光好，光照充足，日照时间长，夜间低温，昼夜间温差大气候特点，所以为保证温室内的植物正常生长，需要保证温室内的温度恒定，传统的日光温室大棚大多是被动式加温，在夜间和寒冷季节加温能力有限，而基于高原土层厚，采用地源热泵对温室大棚加温供暖被大量采用，但是长期使用会导致地温下降，地热热泵加温系统不稳定的问题。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的缺陷，本实用新型提供一种用于温室的地热太阳能复合供能系统，利用太阳能补充土壤中的地热能，解决了长期抽取土壤中的地热能而导致地温降低的问题，保证了地源热泵系统的稳定，并且实现对温室温度的智能控制。
5.本实用新型所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种用于温室的地热太阳能复合供能系统，包括温室，还包括太阳能集热器、地源热泵、地埋管换热器、设置在所述温室内的温室大棚末端换热器、第一换热管路、第二换热管路、第三换热管路、第一循环泵、第二循环泵、第三循环泵、第一换热阀、第二换热阀、第三换热阀、控制器和设置在所述温室内的温度传感器；
6.所述太阳能集热器通过第一换热管路与地源热泵相连，形成第一换热回路，所述第一换热管路上设置有第一循环泵和第一换热阀；
7.所述温室大棚末端换热器通过第二换热管路与地源热泵相连，形成第二换热回路，所述第二换热管路上设置有第二循环泵和第二换热阀；
8.所述地埋管换热器通过第三换热管路与地源热泵相连，形成第三换热回路，所述第三换热管路上设置有第三循环泵和第三换热阀，所述地埋管换热器设置在土壤内；
9.所述温度传感器用于监测温室内的温度并反馈给控制器，所述控制器通过控制第一循环泵、第一换热阀、第三循环泵和第三换热阀的开闭实现所述第一换热回路和第三热回路的热交换，所述控制器通过控制第二循环泵、第二换热阀、第三循环泵和第三换热阀的开闭实现所述第二换热回路和第三热回路的热交换。
10.本实用新型的有益效果：本实用新型系统在白天时依次通过太阳能集热器、地源热泵、地埋管换热器，将太阳能转化成地热能存储在土壤中，同时白天温室内温度过高时，
依次通过温室大棚末端换热器、地源热泵、地埋管换热器，将温室内的空气热能转化成地热能存储在土壤中，实现对温室的降温；
11.在夜晚温度过低时，再依次通过地埋管换热器、地源热泵、温室大棚末端换热器，将土壤中的地热能转化成温室内的空气热能，从而实现了对温室的升温；
12.本系统实现了对温室温度的智能控制，并且利用太阳能补充地热能，解决了长期抽取土壤中的地热能而导致地温降低的问题，保证了地源热泵系统的稳定。
13.本实用新型的技术方案还有：还包括光伏太阳能电池板和蓄电单元，所述光伏太阳能电池板设置在温室顶部并与蓄电单元电连接，所述蓄电单元分别与所述地源热泵、第一循环泵、第二循环泵、第三循环泵、第一换热阀、第二换热阀、第三换热阀、控制器电连接。利用光伏太阳能电池板为系统的能量转换和温度调节提供所需的电能，并将富余的电量存储在蓄电单元中，供其他时段进行使用。
14.本实用新型的技术方案还有：还包括照明装置和光照传感器，所述照明装置设置在温室内并分别与蓄电单元和控制器电连接，所述光照传感器与所述控制器电连接，所述光照传感器用于监测温室内的光照强度，所述控制器根据光照传感器监测的光照强度控制蓄电单元与照明装置之间电路的通断。利用光照传感器监测温室内的光照强度，当光照强度过低时，打开照明装置对温室进行补光，保证植物的正常光合作用，有效保证了植物的正常生长。
15.本实用新型的技术方案还有：所述光伏太阳能电池板为光伏玻璃，所述光伏太阳能电池板设置为所述温室的顶棚，在所述顶棚内侧设置保温薄膜。利用光伏玻璃，并将其设置为温室的顶棚，实现空间的合理利用，并且通过在其下方设置保温薄膜，保证了温室的保温功能。
16.本实用新型的技术方案还有：所述温室大棚末端换热器为风机盘管。利用风机盘管实现第二换热管路与温室空气的热交换，从而实现对温室温度的调节，风机盘管体积小，容易布置，并且利用风机换热，换热速度快。
17.本实用新型的技术方案还有：所述地埋管换热器为竖直u型埋管换热器。竖直u型埋管换热器使用土地面积小、运行稳定、换热效率高，适用于高原深厚土层。
附图说明
18.图1为本实用新型所述用于温室的地热太阳能复合供能系统的结构示意图；
19.图2为本实用新型所述用于温室的地热太阳能复合供能系统将太阳能转化为地热能的运行图；
20.图3为本实用新型所述用于温室的地热太阳能复合供能系统将温室空气热能转化为地热能的运行图；
21.图4为本实用新型所述用于温室的地热太阳能复合供能系统将地热能转化为温室空气热能的运行图；
22.图中，100温室；
23.1太阳能集热器、2地源热泵、3地埋管换热器、4温室大棚末端换热器、5 第一换热管路、51第一循环泵、52第一换热阀；
24.6第二换热管路、61第二循环泵、62第二换热阀；
25.7第三换热管路、71第三循环泵、72第三换热阀；
26.8光伏太阳能电池板、9蓄电单元、10照明装置、11保温薄膜。
具体实施方式
27.下面结合附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
28.如图1所示，一种用于温室的地热太阳能复合供能系统，包括温室100，还包括太阳能集热器1、地源热泵2、地埋管换热器3、设置在所述温室100内的温室大棚末端换热器4、第一换热管路5、第二换热管路6、第三换热管路7、第一循环泵51、第二循环泵61、第三循环泵71、第一换热阀52、第二换热阀 62、第三换热阀72、控制器和设置在所述温室100内的温度传感器。
29.所述太阳能集热器1通过第一换热管路5与地源热泵2相连，形成第一换热回路，所述第一换热管路5上设置有第一循环泵51和第一换热阀52。
30.所述温室大棚末端换热器4通过第二换热管路6与地源热泵2相连，形成第二换热回路，所述第二换热管路6上设置有第二循环泵61和第二换热阀62。
31.所述地埋管换热器3通过第三换热管路7与地源热泵2相连，形成第三换热回路，所述第三换热管路7上设置有第三循环泵71和第三换热阀72，所述地埋管换热器3设置在土壤内。
32.所述温度传感器用于监测温室100内的温度并反馈给控制器，所述控制器通过控制第一循环泵51、第一换热阀52、第三循环泵71和第三换热阀72的开闭实现所述第一换热回路和第三热回路的热交换，所述控制器通过控制第二循环泵61、第二换热阀62、第三循环泵71和第三换热阀72的开闭实现所述第二换热回路和第三热回路的热交换。
33.所述的用于温室的地热太阳能复合供能系统还设置有光伏太阳能电池板8 和蓄电单元9，所述光伏太阳能电池板8设置在温室100顶部并与蓄电单元9 单元电连接，所述蓄电单元9分别与所述地源热泵2、第一循环泵51、第二循环泵61、第三循环泵71、第一换热阀52、第二换热阀62、第三换热阀72、控制器电连接。
34.所述的用于温室的地热太阳能复合供能系统还设置照明装置10和光照传感器，所述照明装置10设置在温室100内并分别与蓄电单元9和控制器电连接，所述光照传感器与所述控制器电连接，所述光照传感器用于监测温室100内的光照强度，所述控制器根据光照传感器监测的光照强度控制蓄电单元9与照明装置10之间电路的通断。
35.所述光伏太阳能电池板8为光伏玻璃，所述光伏太阳能电池板8设置为所述温室100的顶棚，在所述顶棚内侧设置保温薄膜11。
36.所述温室大棚末端换热器4为风机盘管。
37.所述地埋管换热器3为竖直u型埋管换热器。
38.具体实施例：
39.如图2所示，当系统处于白天时，通过控制器，开启第一循环水泵51、第一换热阀52、第三循环泵71和第三换热阀72，太阳能集热器1将太阳能转化为热能，并将采集的热量
通过第一换热管路5传递给地源热泵2，所述地源热泵2通过第三换热管路7将热量传递给地埋管换热器3，所述地埋管换热器3 将热量传递到土壤中进行存储，实现第一换热回路和第三热回路的热交换，将太阳能转化为地热能，实现了对太阳能的充分利用。
40.在白天，利用光伏太阳能电池板8进行发电，为系统的运行提供电能，富余电能存储在蓄电单元9内。
41.如图3所示，当温度传感器监测到温室100内的温度高于设定温度阈值时，通过控制器开启第二循环水泵61、第二换热阀62、第三循环泵71、第三换热阀72和温室大棚末端换热器4，通过温室大棚末端换热器4吸收温室100内的热量并通过第二换热管路6传递给地源热泵2，所述地源热泵2将吸收的热量通过第三换热管路7将热量进一步传递给地埋管换热器3，所述地埋管换热器3 将热量传递到土壤中进行存储，将温室100空气热能转化为地热能，实现第二换热回路和第三热回路的热交换，达到对温室100进行降温的效果。
42.如图4所示，当系统处于夜晚时，当温度传感器监测到温室100内的温度低于设定温度阈值时，利用蓄电单元9内中存储的电能，通过控制器开启第二循环水泵61、第二换热阀62、第三循环泵71、第三换热阀72和温室大棚末端换热器4，通过地埋管换热器3吸收土壤中储存的热量并通过第三换热管路7 传递给地源热泵2，所述地源热泵2将吸收的热量通过第二换热管路6将热量进一步传递给温室大棚末端换热器4，所述温室大棚末端换热器4将热量传递温室100的空气中，实现第三换热回路和第二热回路的热交换，进而对温室100 进行升温。
43.当光照传感器监测到温室100内光照强度低于光照强度阈值时，通过控制器连通蓄电单元9与照明装置10的电路，为温室100提供照明，保证植物的正常光合作用。