[發明專利]一種多源冷熱聯供的模擬實驗溫室

有效

• 申請號: 201210346641.3
• 申請日: 2012-09-18
• 公開（公告）號: CN102835278A
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發明（設計）人: 馮毅萍;榮岡;曹崢
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: A01G9/14
• 分類號: A01G9/14;A01G9/24
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本發明涉及溫室模擬裝置領域，具體涉及一種多源冷熱聯供的模擬實驗溫室。

背景技術

植物溫室等農業設施是集生物工程、農業工程、環境工程、自動化控制為一體，多學科綜合應用的系統工程。利用工程技術手段和工業化生產方式，通過各種設施調控溫室內部環境，為作物營造適宜的生長環境，進而獲得高產優產。

由于植物生長對環境溫度具有高度依賴性，能耗優化及溫度調控技術一直以來是植物溫室領域研究的重點。傳統植物溫室設施依賴煤炭、柴油、電能等常規能源供應能量，隨著常規能源的日益緊張，太陽能等可再生能源的應用成了新的研究熱點。

現代農業設施中，溫度控制技術大多借鑒建筑供熱方面的研究成果，以建筑熱負荷為基礎進行能耗計算得到了較為廣泛的研究。植物溫室與民用建筑在不僅在建筑結構、溫度需求等方面存在的差異，植物溫室供能系統設計還必須遵循作物生長與溫度之間的規律。

針對不同植物溫室的類型、朝向、結構以及作物種類，從植物溫室的選址、外形設計、覆蓋材料的選擇，到植物溫室的負荷計算、供熱系統設計和運行控制，以及植物溫室的保溫節能系統的選擇和使用管理，都需要考慮能耗優化，才能達到最高效率的能量利用。

以色列、希臘等國家從經濟方面對溫室地熱能利用進行了分析，對幾種供熱系統進行了比較研究，給出了高效可行的供熱方案。而在我國，溫室供熱方面研究較少，隨著能源的綜合開發和應用，新能源在溫室供熱方面的高效利用將成為亟待解決的問題。

因此，需要提供一種模擬實驗溫室，研究各種能源的供應和使用規律，根據作物的生長機理，得到溫室微氣候環境溫度控制的模型，提高各種能源的利用效率，達到能耗優化和節能減排的效果。

發明內容

本發明提供了一種多源冷熱聯供的模擬實驗溫室，建立多種能源轉化的冷熱聯供系統，根據溫室內部栽培作物的生長需要，提供適宜的環境溫度，可以大大減少常規能源的消耗，達到能耗優化的效果。

一種多源冷熱聯供的模擬實驗溫室，包括用于圍成溫室內部空間的側壁和頂棚，設置在溫室外部的氣象站，以及用于調節溫室內部空間環境參數的溫室環境調節系統，所述溫室環境調節系統包括用熱單元、向用熱單元供熱的熱源以及協調熱源和用熱單元能量傳遞的控制單元，其特征在于，所述熱源為太陽能集熱裝置，地熱集熱裝置以及鍋爐，所述太陽能集熱裝置，地熱集熱裝置以及鍋爐均具有水循環管路，三者的水循環管路并聯的接入一集熱水箱，該集熱水箱向各個用熱單元供熱。

所述熱源為太陽能集熱裝置，地熱集熱裝置以及鍋爐用于提供溫室所需要的能源，地熱集熱裝置所提供的能量較為穩定，但是，在需要供熱的季節(外界溫度較低，難以滿足溫室內作物的生長需要)，單一的地熱集熱裝置難以滿足能量供應需求，太陽能集熱器集熱效率較高，可用于補償地熱集熱裝置的供能不足，如果太陽能集熱裝置、地熱集熱裝置的能量供給仍不能滿足溫室內作物的生長需要，則啟動鍋爐。

太陽能集熱裝置、地熱集熱裝置以及鍋爐均具有水循環管路，所述控制單元采集溫室內部溫度，太陽能集熱裝置的出水口和回水口、地熱集熱裝置出水口和回水口以及鍋爐的出水口和回水口的溫度以及用熱單元的溫度，依據溫室內部的設定溫度(設定溫度依據作物的類型及生長周期設置)，當溫室內部溫度高于設定溫度時，所述集熱水箱向用熱單元供熱，降低溫室內部溫度，當溫室內部溫度低于設定值時，熱源向集熱水箱供應熱水，提高溫室內部溫度。

當太陽能集熱裝置和地熱集熱裝置不足以提供所需熱水時，開啟鍋爐向集熱水箱供水。

作為優選，所述溫室環境調節系統還包括通風調節子系統、溫度調節子系統、光照調節子系統、濕度調節子系統，所述控制單元接收氣象站信號，同時協調這些子系統；

所述溫度調節子系統中包括第一溫度傳感器和空調機組，所述控制單元根據第一溫度傳感器采集的溫室內部溫度信號控制空調機組；

所述濕度調節子系統中包括第一濕度傳感器、噴淋裝置和蒸發裝置；所述控制單元根據第一濕度傳感器采集的溫室內部濕度信號控制噴淋裝置和蒸發裝置；

所述通風調節子系統中包括第一通風傳感器和通風裝置；所述控制單元根據第一通風傳感器采集的溫室內部風速和風向信號控制通風裝置；

所述光照調節子系統中包括第一光照傳感器、光源和遮陽裝置，所述控制單元根據第一光照傳感器采集的溫室內部光強信號控制光源和遮陽裝置。

所述氣象站用于收集溫室外部溫度、濕度、風向、風速、日照輻射和雨量等信息，可以采用農業生產專用的小型氣象站。