[发明专利]一种应用于温室的毛细管系统

说明书

本发明公开了一种应用于温室的毛细管系统，包括太阳能集热器、蓄热保温水箱、蒸发器、冷凝器、循环水箱、毛细管末端、毛细管前端、热泵机组、温室、水泵及阀门。由三个循环系统组成，毛细管前端10％乙二醇水溶液循环系统，制冷机组的R22循环系统，温室内水循环系统。阳光充足时利用太阳能集热器和毛细管前端将水加热至供热温度，阴雨天或夜晚时，关闭太阳能集热器同时开启毛细管前端收集热量，热水同蓄热保温水箱内的低温水混合，然后进入换热器进行换热。本发明专利适用于温室内采暖，充分利用太阳能并结合使用地热能，节能环保，设备简单易控，运行费用低，温室内温度较有利于农作物生长。

技术领域

本发明涉及一种温室供热系统，尤其是涉及一种毛细管利用浅层地热能并耦合利用太阳能热泵系统，进行温室供热的可再生能源利用系统。

背景技术

温室内的气温、地温，影响到植物的光合作用、呼吸作用。低于作物的生理最低温度，作物会停止生长发育，且产生不同程度的危害，甚至导致死亡。因此，寻找一种有效的温室供热系统，对冬季温室内作物生长发育意义重大。

传统日光温室供热设备大多基于石油、煤炭等能源的消耗产生热量。传统加热方式有热风供热、热水供热、电热供热，这些方法目前应用广泛，但是均存在着不足。三种传统温室加热方式通过消耗化石能源供热，能源消耗巨大且释放出大量有害气体，从节能和环保的角度不利于设施农业的可持续发展；而利用太阳能和浅层地热能被认为是最具潜力的可再生能源。

由间距小、分布均匀的毛细管网栅，结构简单，换热面积大且散热均匀，管内阻力小，换热效率高，连接方便，安装便捷并且在结构上比较合理，可利用和回收大量的低品质热能；同时毛细管网与室内通过辐射方式换热，使室内温度分布均匀，且提供了最佳的热舒适性。

但目前毛细管主要应用在民用建筑的空调系统末端方面，少数应用于热泵或者其他热源，将毛细管作为能量采集来应用，未能充分发挥毛细管有效的利用自然能源以提高能源利用效率的优势。

目前学者们对毛细管利用太阳能的系统形式做了大量的实验研究。青岛理工大学于慧俐等(2013年)研究了闭式毛细管污水源热泵空调系统，用该系统回收污水中的热能。刘国丹等人(2013年)提出一种应用于海水养殖的毛细管海水源热泵系统，将毛细管网前端换热系统置于海水中，从海水中提取能量的闭式循环系统。王刚等(2013年)提出一种应用于工业废水热回收的毛细管网热泵，毛细管直接从工业废水中取热。施志钢等(2013年)提出一种采用毛细管前端换热的热泵空调系统，采用4.3×0.85mm的毛细管，可以置于海洋、江河湖泊、工业废水、生活污水中，高效提取热量。施志钢等(2016年)提出一种利用太阳能的毛细管网辐射供热系统，在阳光充足时利用太阳能集热器将水加热至供热温度，阴雨天或夜晚水温达不到供热要求时，开启辅助电加热。但是，这些对于毛细管热泵的研究应用在海水养殖领域、用户末端领域、地铁隧道、工业废水热回收等方面。并未涉及到应用在温室中供暖，解决作物冬季正常生长的需要。

对于毛细管在温室中的应用研究，农业部规划设计研究院丁小明等人(2013年)提出栽培用毛细管供暖设备、栽培床及栽培温室，通过毛细管实现高效均匀散热保证作物生长均匀的栽培温室。同光(江苏)新材料科技有限公司陈重光等人(2016年)研究一种太阳能毛细管集热散热系统，将毛细管网竖向布设于日光温室后墙上的隔热板上，通过连接蓄水池，应用于日光温室中。但是，这些毛细管只是单独作为热泵系统末端装置在温室中应用，并未考虑热泵机组前端能量采集系统。