[發明專利]一種零能耗太陽能牛床供暖系統及供暖方法

在審

• 申請號: 201710058707.1
• 申請日: 2017-01-23
• 公開（公告）號: CN107047330A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 付祥釗;楊勛;丁艷蕊;居發禮;鄧曉梅;瞿廣龍
• 申請（專利權）人: 重慶匠心通風技術有限公司
• 主分類號: A01K1/015
• 分類號: A01K1/015;F24J2/34;F24J2/04;F24J2/46
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務所(普通合伙)50211
• 代理人: 顧曉玲

技術領域

本發明涉及牛舍供暖系統，特別涉及一種近零能耗的高寒地區太陽能牛舍一體化供暖系統及供暖方法。

背景技術

牛舍是奶牛場中牛群的飼養和休息場所，牛舍溫度對奶牛身體和產奶量有著重要的影響。從工藝角度，奶牛在10-20℃的溫度下產奶量更多，質量更好。但在高寒地區(如拉薩)的冬季，室外氣溫較低，室內溫度無法滿足奶牛休息和產奶的要求，需要對牛舍進行供暖。目前常用的牛舍供暖采用在牛舍內設置取暖裝置的方法，這種牛舍供暖技術能耗大，存在大量能源的消耗，還會損害養牛場的空氣品質和周圍的生態環境。如何設計節能綠色且保證牛場的空氣品質和周圍的生態環境的供暖系統系統是一個亟需解決的技術問題。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題，特別創新地提出了一種一種零能耗太陽能牛床供暖系統及供暖方法，解決現有技術中牛舍供暖技術能耗大且損害養牛場的空氣品質和周圍的生態環境的問題。

為了實現本發明的上述目的，根據本發明的一個方面，本發明提供了一種零能耗太陽能牛床供暖系統，其包括集熱系統和蓄熱系統；所述集熱系統包括太陽能集熱器、集熱工質箱和蓄熱工質箱；所述太陽能集熱器的入口與集熱工質箱的第一出口相連，所述太陽能集熱器的出口與集熱工質箱的第一入口相連；所述集熱工質箱的第二出口與蓄熱工質箱的第一入口相連且在連接管路上設置有第三閥門，所述集熱工質箱的第二入口與蓄熱工質箱的第一出口相連且在連接管路上設置有第四閥門；所述蓄熱系統包括短期蓄熱子系統和/或長期蓄熱子系統；所述短期蓄熱子系統包括至少在牛床地面下變溫層內設置的短期蓄熱板，所述短期蓄熱板的入口與蓄熱工質箱的第二出口相連，所述短期蓄熱板的出口與蓄熱工質箱的第二入口相連；所述短期蓄熱板的入口與蓄熱工質箱的第二出口的連接管路上設置有第五閥門，所述短期蓄熱板的出口與蓄熱工質箱的第二入口的連接管路上設置有第七閥門；所述長期蓄熱子系統包括設置在短期蓄熱板之下、恒溫層之上的長期蓄熱板，所述長期蓄熱板的入口與蓄熱工質箱的第二出口相連，所述長期蓄熱板的出口與蓄熱高工資箱的第二入口相連；所述長期蓄熱板的入口與蓄熱工質箱的第二出口的連接管路上設置有第六閥門，所述長期蓄熱板的出口與蓄熱工資箱的第二入口的連接管路上設置有第八閥門。

本發明利用太陽能資源，將太陽能利用與奶牛飼養設施—牛床相結合，實現飼養設施與供暖設施一體化，符合國家節能減排，綠色發展的大方向，是造福民生的綠色技術發明。

本發明在循環系統上，分為集熱循環和蓄熱循環，利用熱壓作用，形成無動力循環，實現供暖系統近零能耗運行，經濟效益和社會效益明顯。

本發明涵蓋集熱、蓄熱、釋熱三大環節。在收集環節，通過熱壓自然循環，實現太陽能集熱器與屋頂集熱工質箱的聯合集熱。在蓄熱環節，利用牛床下面不同深度的土壤存儲太陽能，其中通過表層土壤(變溫層)進行冬季白天太陽能的短期蓄存；下層土壤(恒溫層)進行夏秋兩季太陽能的長期季節蓄存。在釋熱環節，利用表層土壤白天蓄存的太陽能為牛床提供穩定的表面溫度分布，實現奶牛所在的牛床區域溫度10-20℃的局部供暖。下層土壤蓄存的夏秋兩季太陽能，源源不斷地補充到表層土壤，確保牛床整個冬季節溫度滿足要求。

在本發明的一種優選實施方式中，所述太陽能集熱器設置在牛舍屋頂。充分利用牛舍斜坡屋頂的建筑特點，實現太陽能的高效收集。

在本發明的另一種優選實施方式中，所述集熱工質箱設置在牛舍屋頂且集熱工質箱的第一入口高于太陽能集熱器的出口，所述集熱工質箱的第一出口高于太陽能集熱器的入口。通過熱壓自然循環，實現太陽能集熱裝置與屋頂集熱工質箱的聯合集熱。

在本發明的再一種優選實施方式中，所述蓄熱工質箱設置于土壤恒溫層。蓄存夏秋兩季太陽能，在冬季時源源不斷地補充到表層土壤，確保牛床整個冬季節溫度滿足要求。

在本發明的再一種優選實施方式中，所述集熱工質箱的第二入口與蓄熱工質箱的第一出口的連接管路上設置有工質泵。保證工質的順利高效輸送。

在本發明的再一種優選實施方式中，在每個牛床下設置有一塊短期蓄熱板，相鄰短期蓄熱板之間通過管路連接。利用表層土壤白天蓄存的太陽能為牛床提供穩定的表面溫度分布，實現奶牛所在的牛床區域溫度10-20℃的局部供暖。

在本發明的再一種優選實施方式中，所述長期蓄熱板至少設置在牛床區域之下，其為一個整體結構或者分為多塊且每一塊設置在一個牛床區域之下。實現夏秋兩季太陽能的長期季節蓄存。