本实用新型涉及温室工程技术领域，尤其涉及一种温室蓄热补温系统。
背景技术：
日光温室是我国常见的一种温室类型，得到了广泛的发展和应用。日光温室主要由两侧山墙、维护后墙、支撑骨架及覆盖材料组成，其中由支撑骨架和覆盖材料构成的前屋面是日光温室的全部采光面，白天通过前屋面透射太阳光实现对温室内空气的加热，然后利用后墙对吸收的太阳能实现蓄放热，其在温室内无需加热，仍可以维持室内一定的温度水平，以满足蔬菜作物生长的需要。日光温室由于良好的密封性和采光蓄热能力在我国设施农业生产中受到广泛的欢迎。在日光温室的使用过程中，日光温室采集较多的太阳辐射能升高温度，但温度过高会影响作物生长，所以普遍采用放风的方式将热量散发到室外，但是却易造成能源损失。
连栋温室是温室的一种升级存在，其实就是一种超级大温室，通过把原有的独立单间温室，用科学的手段、合理的设计连接起来。常见的连栋温室空间大，便于机械化操作管理，但抗风保温能力差，运行能耗大，生产成本高，尤其是用于升温的能耗较大。
技术实现要素：
本实用新型实施例提供一种温室蓄热补温系统，用以解决现有的日光温室散热造成能源损失、连栋温室升温能耗大的问题，以提高热能的利用率。
本实用新型实施例提供一种温室蓄热补温系统，包括连栋温室，还包括蓄能罐、散热装置、至少一个日光温室以及至少一个空气源热泵系统，所述日光温室通过所述空气源热泵系统连接于所述蓄能罐的第一换热侧，所述蓄能罐的第二换热侧连接于所述散热装置，所述散热装置安装于所述连栋温室中。
其中，所述空气源热泵系统包括依次连接的压缩机、冷凝器的第一换热侧、节流装置和蒸发器的第一换热侧，所述冷凝器的第二换热侧串联于所述蓄能罐的第一换热侧，所述蒸发器的第二换热侧连接于所述日光温室。
其中，还包括通风系统，所述通风系统包括回风管路和送风管路，所述回风管路和/或所述送风管路上安装有管道风机，所述回风管路的进口和所述送风管路的出口均连通于所述日光温室；所述蒸发器的第二换热侧的两端分别连接于所述回风管路的出口和所述送风管路的进口。
其中，还包括第一输送泵，所述蓄能罐的第一换热侧的第一出口、所述第一输送泵、所述冷凝器的第二换热侧以及所述蓄能罐的第一换热侧的第一进口依次连接，以形成所述蓄能罐的第一换热循环回路。
其中，所述空气源热泵系统还包括第一四通换向阀，所述第一四通换向阀的第一端连接于所述蒸发器的第一换热侧的出口，所述第一四通换向阀的第二端连接于所述压缩机的进口，所述第一四通换向阀的第三端连接于所述冷凝器的第一换热侧的进口，所述第一四通换向阀的第四端连接于所述压缩机的出口；所述蓄能罐的第一换热循环回路还包括第二四通换向阀，所述第二四通换向阀的第一端连接于所述冷凝器的第二换热侧的进口，所述第二四通换向阀的第二端连接于所述第一输送泵的出口，所述第二四通换向阀的第三端连接于所述蓄能罐的第一换热侧的第一出口，所述第二四通换向阀的第四端连接于所述第一输送泵的进口。
其中，所述散热装置包括散热器和第二输送泵，所述蓄能罐的第二换热侧的第二出口、所述散热器、所述第二输送泵以及所述蓄能罐的第二换热侧的第二进口依次连接，以形成所述蓄能罐的第二换热循环回路。
其中，所述散热器为风冷式换热器，或者所述散热器为埋设于所述连栋温室的地面上的散热管。
其中，所述空气源热泵系统安装于所述日光温室的后墙。
其中，所述蓄能罐的外侧设有保温层。
其中，还包括温控系统，所述温控系统包括控制器、安装于所述日光温室内的第一温度传感器、安装于所述蓄能罐内的第二温度传感器以及安装于所述连栋温室内的第三温度传感器；所述控制器电连接于所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器、所述空气源热泵系统和所述散热装置。
本实用新型实施例提供的温室蓄热补温系统，包括连栋温室，还包括蓄能罐、散热装置、至少一个日光温室以及至少一个空气源热泵系统，利用日光温室的蓄热能力蓄集热能，通过空气源热泵将日光温室多余的热量转运至蓄能罐进行储存保温，同时提取完热量的冷空气被送回至日光温室，实现日光温室的降温和空气循环；当存在多个日光温室时，可以把每个日光温室采集的热量都输送到蓄能罐里。当连栋温室需要补温或升温时，提取储存于蓄能罐的能源，通过安装在连栋温室内的散热装置释放热能，对连栋温室进行加温。该温室蓄热补温系统通过转运、储存和散热等一系列手段，利用日光温室蓄集的热量对连栋温室进行补温升温，有利于提高日光温室热能利用率，降低化石能源和电能等传统能源对连栋温室加温的能耗，整体系统简单，热交换效率高，运行能耗低，建造成本低。同时通过空气源热泵循环还可以实现日光温室的降温和空气循环等功能，具有多方面的收益和应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例中的一种温室蓄热补温系统的结构示意图；
图2是本实用新型实施例中的一种温室蓄热补温系统的原理示意图；
附图标记说明：
1：连栋温室；2：蓄能罐；21：第一进口；
22：第一出口；23：第二进口；24：第二出口；
3：散热装置；31：第二输送泵；32：散热器；
4：日光温室；5：空气源热泵系统；51：压缩机；
52：冷凝器；53：节流装置；54：蒸发器；
55：第一四通换向阀；6：通风系统；61：送风管路；
62：回风管路；7：第一输送泵；71：第二四通换向阀；
8：温控系统。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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。
在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”“第二”是为了清楚说明产品部件进行的编号，不代表任何实质性区别。“上”“下”“左”“右”的方向均以附图所示方向为准。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。
需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在实用新型实施例中的具体含义。
图1是本实用新型实施例中的一种温室蓄热补温系统的结构示意图，图2是本实用新型实施例中的一种温室蓄热补温系统的原理示意图，如图1～图2所示，本实用新型实施例提供的一种温室蓄热补温系统，包括连栋温室1，还包括蓄能罐2、散热装置3、至少一个日光温室4以及至少一个空气源热泵系统5。日光温室4通过空气源热泵系统5连接于蓄能罐2的第一换热侧，蓄能罐2的第二换热侧连接于散热装置3，散热装置3安装于连栋温室1中。
具体地，日光温室4可以采用一栋或者多栋传统形式的日光温室，例如，日光温室4可以为东西方向延长的、由三面墙体(两个侧墙和一个后墙)一面采光面(前坡)构成的设施结构，日光温室4的净跨为8m～16m，高度为3.5m～8m，长度为60m～300m。对于长度超过100m的日光温室4可安装两个或以上的空气源热泵系统5。在日光温室4在内侧北墙(后墙)处可以预留或制作一个设备间，用于安装空气源热泵系统5。也可以对多栋日光温室4的空气源热泵系统5进行集中并联安装，实现集中采集热能和管控。
白天时，日光温室4通过前坡采光面透射太阳光，实现对室内空气的加热，然后利用空气源热泵系统5，以日光温室4内的热空气作为热源，以蓄能罐2作为冷源，不断地将日光温室4内多余的热量转运至蓄能罐2中，实现蓄热，同时也对日光温室4进行降温，使日光温室4内的温度也能保持一个适宜的水平。当连栋温室1内温度过低，例如白天阴天或者夜晚时，将蓄能罐2内储存的热量再输送给连栋温室1内的散热装置3，利用散热装置3将温度均匀地传递给连栋温室1。当有多栋日光温室4时，可以把每个日光温室4采集的热量都输送至蓄能罐2内。
本实施例提供的一种温室蓄热补温系统，包括连栋温室，还包括蓄能罐、散热装置、至少一个日光温室以及至少一个空气源热泵系统，利用日光温室的蓄热能力蓄集热能，通过空气源热泵将日光温室多余的热量转运至蓄能罐进行储存保温，同时提取完热量的冷空气被送回至日光温室，实现日光温室的降温和空气循环；当存在多个日光温室时，可以把每个日光温室采集的热量都输送到蓄能罐里。当连栋温室需要补温或升温时，提取储存于蓄能罐的能源，通过安装在连栋温室内的散热装置释放热能，对连栋温室进行加温。该温室蓄热补温系统通过转运、储存和散热等一系列手段，利用日光温室蓄集的热量对连栋温室进行补温升温，有利于提高日光温室热能利用率，降低化石能源和电能等传统能源对连栋温室加温的能耗，整体系统简单，热交换效率高，运行能耗低，建造成本低。同时通过空气源热泵循环还可以实现日光温室的降温和空气循环等功能，具有多方面的收益和应用前景。
进一步地，如图2所示，空气源热泵系统5包括依次连接的压缩机51、冷凝器52的第一换热侧、节流装置53和蒸发器54的第一换热侧，冷凝器52的第二换热侧串联于蓄能罐2的第一换热侧，蒸发器54的第二换热侧连接于日光温室4。
具体地，依次连接的压缩机51、冷凝器52的第一换热侧、节流装置53和蒸发器54的第一换热侧构成热泵循环回路，热泵循环回路中填充有热泵循环工质，如r22、r134a、r12、co2等制冷剂。热泵循环工质在蒸发器54中吸收日光温室4内空气的热量，由低温低压的气液混合态变成同温同压的气态，气态工质进入压缩机51，被压缩成高温高压的气态，气态的热泵循环工质进入冷凝器52的第一换热侧被冷凝为同温同压下的饱和液态，同时将热量传递给蓄能罐2，饱和液态工质经过节流装置53节流成低温低压的气液混合态，然后再次进入蒸发器54中吸热，如此完成热泵循环。更具体地，压缩机51可以为定频压缩机或者变频压缩机。节流装置53可以为热力膨胀阀、电子膨胀阀或者毛细管组件。
更进一步地，如图1和图2所示，日光温室4内还设有通风系统6，通风系统6包括回风管路62和送风管路61，回风管路62和/或送风管路61上安装有管道风机(图中未示出)，回风管路62的进口和送风管路61的出口均连通于日光温室4。蒸发器54的第二换热侧的两端分别连接于回风管路62的出口和送风管路61的进口。
具体地，送风管路61的出口分布于日光温室4的东西两侧和南侧的上部，以将冷却后的空气从日光温室4的东西两侧和南侧送回日光温室4内。回风管路62的进口分布于日光温室4的北侧的下部，以将热空气从日光温室4内导出至蒸发器54的第二换热侧。通风系统6可以在回风管路62上安装有抽风机，以将热空气抽出；或者可以在送风管路61上安装有鼓风机，以将冷空气导入；或者同时在送风管路61和回风管路62都安装风机。具体的安装方式和数量可以根据日光温室4的大小来合理设计。通过设置通风系统6不仅可以加快日光温室4的热空气与空气源热泵系统5之间的热量交换速率，还可以使日光温室4内的空气实现循环，快速均衡的降低室内空气温度，并且还可以凝结空气中的高湿，可以有效降低日光温室4的空气湿度，有利于减少病虫害的发生。
更进一步地，通风系统6还包括连接于送风管路61的新风管路(图中未示出)，以向日光温室4内补充新鲜的空气，以满足好氧生物的生长。
进一步地，如图1和图2所示，还包括第一输送泵7，蓄能罐2的第一换热侧的第一出口22、第一输送泵7、冷凝器52的第二换热侧以及蓄能罐2的第一换热侧的第一进口21依次连接，以形成蓄能罐2的第一换热循环回路。
具体地，蓄能罐2的第一换热循环回路内填充有第一循环工质，如水或者其他制冷剂，本实施例中以水为例进行说明。蓄能罐2的第一换热侧、第一输送泵7以及冷凝器52的第二换热侧之间均通过输水管道连接，输水管道可以埋设于冻土层以下，并对管到进行保温处理，以减少管道上的热量损失，保证最大的能量利用率。
更具体地，蓄能罐2内的第一换热侧可以为直接换热或者间接换热。当采用直接换热时，蓄能罐2可以全部填充有水，水可以直接从第一出口22流出，经过第一输送泵7、冷凝器52后，再从第一进口21直接回到蓄能罐2内，蓄能罐2内部水的温度由上至下依次降低。当采用间接换热时，蓄能罐2可以填充有水或者其他蓄热材料，如相变蓄热材料等等，同时蓄能罐2内还设有连接第一进口21和第一出口22的换热盘管，水从第一出口22流出，经过第一输送泵7、冷凝器52后，再从第一进口21直接回到蓄能罐2内的换热盘管，与蓄能罐2填充的蓄热材料进行间壁式换热，蓄能罐2内的换热过程更加均匀。
更进一步地，如图2所示，空气源热泵系统5还包括第一四通换向阀55，第一四通换向阀55的第一端(即a端)连接于蒸发器54的第一换热侧的出口，第一四通换向阀55的第二端(即b端)连接于压缩机51的进口，第一四通换向阀55的第三端(即c端)连接于冷凝器52的第一换热侧的进口，第一四通换向阀55的第四端(即d端)连接于压缩机51的出口。蓄能罐2的第一换热循环回路还包括第二四通换向阀71，第二四通换向阀71的第一端(即a端)连接于冷凝器52的第二换热侧的进口，第二四通换向阀71的第二端(即b端)连接于第一输送泵7的出口，第二四通换向阀71的第三端(即c端)连接于蓄能罐2的第一换热侧的第一出口22，第二四通换向阀71的第四端(即d端)连接于第一输送泵7的进口。其中，第一四通换向阀55和第二四通换向阀71处于初始状态时，第一端(即a端)与第二端(即b端)连通，第三端(即c端)与第四端(即d端)连通；处于转换状态时，第一端(即a端)与第四端(即d端)连通，第二端(即b端)与第三端(即c端)连通。
当白天进行日光温室4的蓄热时，第一四通换向阀55和第二四通换向阀71均处于初始状态，热量不断从日光温室4输送至蓄能罐2。当处于夜晚或者白天阴天时，如果日光温室4自身积蓄的热量不足时，可以使第一四通换向阀55和第二四通换向阀71均处于转换状态，此时冷凝器52起到蒸发作用，蒸发器54起到冷凝作用，蓄能罐2的第一换热循环回路和热泵循环回路全部逆向流动，将蓄能罐2内的热量再重新输送给日光温室4，以满足日光温室4的温度需求。通过设置两个四通换向阀可以实现对日光温室4的反向补温。
进一步地，如图1和图2所示，散热装置3包括第二输送泵31和散热器32，蓄能罐2的第二换热侧的第二出口24、散热器32、第二输送泵31以及蓄能罐2的第二换热侧的第二进口23依次连接，以形成蓄能罐2的第二换热循环回路。更进一步地，蓄能罐2的第一换热循环回路和蓄能罐2的第二换热循环回路可以为逆向循环，形成逆向换热。如第一换热循环回路在蓄能罐2内为由上至下，第二换热循环回路在蓄能罐2内为由下至上。蓄能罐2上部分的温度大于下部分的温度。
进一步地，如图2所示，散热器32为风冷式换热器，或者散热器32为埋设于连栋温室1的地面上的散热管。通过风冷式换热器可以将热量转换为热风，对连栋温室1进行加温补温。通过散热管可以将热量传递至土壤，对连栋温室1进行加温补温。
进一步地，如图1所示，还包括温控系统8，温控系统包括控制器、安装于日光温室4内的第一温度传感器、安装于蓄能罐2内的第二温度传感器以及安装于连栋温室1内的第三温度传感器。控制器电连接于第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、空气源热泵系统5和散热装置3。
具体地，控制器可以采用通用单片机(如mcs-51系列或者at89系列)或者plc系统(如西门子s7系列)，该控制器包括相互电连接的温度比较模块和温度输出模块，第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器均电连接于温度比较模块，空气源热泵系统5和散热装置3均电连接于温度输出模块。第一温度传感器用于采集日光温室4内的空气温度，第二温度传感器用于采集蓄能罐2内的温度，第三温度传感器用于采集连栋温室1内的温度。
设定日光温室4的第一预设温度为25℃，设定连栋温室1的第二预设温度为18℃。当日光温室4的温度大于25℃时，即温度比较模块计算出日光温室4的实测温度与第一预设温度之间的差值大于零时，则通过温度输出模块输出控制信号给空气源热泵系统5，启动空气源热泵系统5提取日光温室4的热量，输送并保存在蓄能罐2中。当连栋温室1的温度小于18℃时，即温度比较模块计算出连栋温室1的实测温度与第二预设温度之间的差值大于零时，则通过温度输出模块输出控制信号给散热装置3，启动散热装置3提取蓄能罐2的热量，输送至连栋温室1中升温，实现智能化控制和监测。
在一个具体的实施例中，还提供一种利用上述温室蓄热补温系统的方法，包括：
利用空气源热泵系统5提取日光温室4内的热量，并将热量储存于蓄能罐2内；当连栋温室1的温度低于预设温度时，将蓄能罐2内储存的热量释放至连栋温室1。
具体地，可以建造一个或若干个日光温室4和连栋温室1并存的设施农业园区；在日光温室4的后墙安装空气源热泵系统5；当日光温室4的温度高于第一预设温度时，利用空气源热泵系统5提取多余的日光温室4的热量，并将热量储存于蓄能罐2内；当连栋温室1的温度低于第二预设温度时，将蓄能罐2内储存的热量通过散热装置3释放至连栋温室1，对连栋温室1进行升温补温。可以利用温控系统8进行整套系统的监测和智能控制。
通过以上实施例可以看出，本实用新型提供的温室蓄热补温系统，包括连栋温室，还包括蓄能罐、散热装置、至少一个日光温室以及至少一个空气源热泵系统，利用日光温室的蓄热能力蓄集热能，通过空气源热泵将日光温室多余的热量转运至蓄能罐进行储存保温，同时提取完热量的冷空气被送回至日光温室，实现日光温室的降温和空气循环；当存在多个日光温室时，可以把每个日光温室采集的热量都输送到蓄能罐里。当连栋温室需要补温或升温时，提取储存于蓄能罐的能源，通过安装在连栋温室内的散热装置释放热能，对连栋温室进行加温。该温室蓄热补温系统通过转运、储存和散热等一系列手段，利用日光温室蓄集的热量对连栋温室进行补温升温，有利于提高日光温室热能利用率，降低化石能源和电能等传统能源对连栋温室加温的能耗，整体系统简单，热交换效率高，运行能耗低，建造成本低。同时通过空气源热泵循环还可以实现日光温室的降温、除湿和空气循环等功能，具有多方面的收益和应用前景。适宜应用于设施农业园区、休闲农业、种苗培育、观光农业和农业嘉年华等，有很强的实用性和推广前景。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
1.一种温室蓄热补温系统，包括连栋温室，其特征在于，还包括蓄能罐、散热装置、至少一个日光温室以及至少一个空气源热泵系统，所述日光温室通过所述空气源热泵系统连接于所述蓄能罐的第一换热侧，所述蓄能罐的第二换热侧连接于所述散热装置，所述散热装置安装于所述连栋温室中。
2.根据权利要求1所述的温室蓄热补温系统，其特征在于，所述空气源热泵系统包括依次连接的压缩机、冷凝器的第一换热侧、节流装置和蒸发器的第一换热侧，所述冷凝器的第二换热侧串联于所述蓄能罐的第一换热侧，所述蒸发器的第二换热侧连接于所述日光温室。
3.根据权利要求2所述的温室蓄热补温系统，其特征在于，还包括通风系统，所述通风系统包括回风管路和送风管路，所述回风管路和/或所述送风管路上安装有管道风机，所述回风管路的进口和所述送风管路的出口均连通于所述日光温室；所述蒸发器的第二换热侧的两端分别连接于所述回风管路的出口和所述送风管路的进口。
4.根据权利要求2所述的温室蓄热补温系统，其特征在于，还包括第一输送泵，所述蓄能罐的第一换热侧的第一出口、所述第一输送泵、所述冷凝器的第二换热侧以及所述蓄能罐的第一换热侧的第一进口依次连接，以形成所述蓄能罐的第一换热循环回路。
5.根据权利要求4所述的温室蓄热补温系统，其特征在于，所述空气源热泵系统还包括第一四通换向阀，所述第一四通换向阀的第一端连接于所述蒸发器的第一换热侧的出口，所述第一四通换向阀的第二端连接于所述压缩机的进口，所述第一四通换向阀的第三端连接于所述冷凝器的第一换热侧的进口，所述第一四通换向阀的第四端连接于所述压缩机的出口；
所述蓄能罐的第一换热循环回路还包括第二四通换向阀，所述第二四通换向阀的第一端连接于所述冷凝器的第二换热侧的进口，所述第二四通换向阀的第二端连接于所述第一输送泵的出口，所述第二四通换向阀的第三端连接于所述蓄能罐的第一换热侧的第一出口，所述第二四通换向阀的第四端连接于所述第一输送泵的进口。
6.根据权利要求4所述的温室蓄热补温系统，其特征在于，所述散热装置包括第二输送泵和散热器，所述蓄能罐的第二换热侧的第二出口、所述散热器、所述第二输送泵以及所述蓄能罐的第二换热侧的第二进口依次连接，以形成所述蓄能罐的第二换热循环回路。
7.根据权利要求6所述的温室蓄热补温系统，其特征在于，所述散热器为风冷式换热器，或者所述散热器为埋设于所述连栋温室的地面上的散热管。
8.根据权利要求1所述的温室蓄热补温系统，其特征在于，所述空气源热泵系统安装于所述日光温室的后墙。
9.根据权利要求1所述的温室蓄热补温系统，其特征在于，所述蓄能罐的外侧设有保温层。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的温室蓄热补温系统，其特征在于，还包括温控系统，所述温控系统包括控制器、安装于所述日光温室内的第一温度传感器、安装于所述蓄能罐内的第二温度传感器以及安装于所述连栋温室内的第三温度传感器；所述控制器电连接于所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器、所述空气源热泵系统和所述散热装置。
技术总结