应用于温室的主动蓄放热系统-热泵联合设备技术方案

本实用新型专利技术属于温室加温技术领域，具体提供一种应用于温室的主动蓄放热系统-热泵联合设备，由主动蓄放热装置、热泵、大小两个蓄液池、机泵、阀门、管道、及流体介质构成。本实用新型专利技术的应用于温室的主动蓄放热系统-热泵联合设备，能以太阳能为能源，以流体介质为蓄放热媒介，以双层黑膜作为集热装置材料，以热泵作为能量提升手段，通过流体介质的不断循环将白天集热装置收集的太阳能高效的转移并储存起来用于温室夜间增温。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术属于温室加温
，具体提供一种应用于温室的主动蓄放热系统-热泵联合设备，由主动蓄放热装置、热泵、大小两个蓄液池、机泵、阀门、管道、及流体介质构成。本技术的应用于温室的主动蓄放热系统-热泵联合设备，能以太阳能为能源，以流体介质为蓄放热媒介，以双层黑膜作为集热装置材料，以热泵作为能量提升手段，通过流体介质的不断循环将白天集热装置收集的太阳能高效的转移并储存起来用于温室夜间增温。【专利说明】 应用于温室的主动蓄放热系统-热泵联合设备
本技术属于温室加温
，具体涉及一种应用于温室的主动蓄放热系统-热泵联合设备。
技术介绍
温室加温是冬季设施农业生产环境调控最重要的环节。主动蓄放热系统白天利用流体介质的循环不断将到达温室墙体表面的太阳辐射能吸收并蓄积起来，夜间再通过流体介质的循环释放热能提高温室温度，变日光温室被动蓄放热方式为主动蓄放热方式，实现热能在空间、时间上的转移，从而提高太阳能利用效率，提升温室夜间温度。但在高寒地区以及太阳辐射较弱的天气等条件下，即使使用主动蓄放热系统，室内温度仍难以保证。热泵(Heat Pump)技术是近年来在全世界倍受关注的新能源技术。人们所熟悉的“泵”是一种可以提高位能的机械设备，比如水泵主要是将水从低位抽到高位。而热泵是一种能从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热能，经过电力做功，提供可被人们所用的高品位热能的装置。热泵作为一种高效的能量提升手段，被越来越多的应用于温室加温，但需要打井、深挖地埋管、安装风机盘管等复杂工序，投资费用高。这就需要提供一种主动蓄放热系统-热泵联合加温的装置，有效提升主动蓄放热系统集热效率，进而提升主动蓄放热系统加温性能和稳定性；同时降低热泵加温的投资和运行费用。
技术实现思路
针对现有主动蓄放热系统和热泵单独用于温室加温所存在的不足，本技术的目的是提出一种应用于温室的主动蓄放热系统-热泵联合设备。—种应用于温室的主动蓄放热系统-热泵联合设备，由主动蓄放热装置、热泵、大小两个蓄液池、机泵、阀门、管道、及流体介质构成；主动蓄放热装置安装在温室北墙内侧，通过装有机泵的管道将小蓄液池内的流体介质导向主动蓄放热装置，并通过装有阀门的管道将流体介质从主动蓄放热装置导回大蓄液池；大蓄液池与小蓄液池以装有阀门的管道相连；同时另设装有阀门的管道将流体介质从主动蓄放热装置导回小蓄液池；热泵上游、下游分别通过装有机泵的管道连接小蓄液池、大蓄液池，以热泵将小蓄液池中流体介质的热能泵到大蓄液池中的流体介质内。其中，所述主动蓄放热装置由若干主动蓄放热单元构成，各单元之间通过管道并联连接；每个主动蓄放热单元由单元管道系统、集热层、隔热层、固定架构成；集热层面向阳面平展地固定于固定架上，隔热层紧贴在集热层的背阴面，单元管道系统将流体介质导入集热层使流体介质升温后导出。其中，所述集热层为紧密贴合的双层黑膜，贴合程度以流体介质能在双层黑膜间流动为准。采用黑膜是由于其太阳辐射吸收系数高。其中，所述单元管道系统由供液管、分液管、集液管、回液管构成，供液管将流体介质导入集热层上部双层黑膜之间的分液管，将流体介质分流为小股液流，使其沿双层黑膜均匀向下流到集热层下部，设在集热层下部的集液管收集并导入回液管，流体介质由回液管导出集热层。其中，所述双层黑膜优选由一块黑膜绕过分液管后贴合形成。其中，所述固定架的材质为能起固定作用的任何材质，优选不锈钢。其中，所述热泵主要由热泵蒸发器，热泵冷凝器、热泵压缩机、热泵膨胀阀构成，热泵蒸发器与上游小蓄液池相连降低小蓄液池内流体介质温度，通过热泵压缩机的作用将热能传递给热泵冷凝器，热泵冷凝器与下游大蓄液池相连提升大蓄液池内流体介质温度，热泵膨胀阀两头分别与热泵蒸发器和热泵冷凝器相连确保热泵工作过程中的安全。其中，大蓄液池和小蓄液池的容积及容积比由温室所处纬度、主动蓄放热装置集热功率、热泵吸热功率、温室面积等因素共同决定，其中，优选大蓄液池和小蓄液池的容积比为3:1。其中，大蓄液池和小蓄液池能隔热且内表面防水，为:1)由砖和混凝土砌成，或2)单独的或外包隔热材料的水箱。所述隔热材料优选聚苯板。其中，大蓄液池和小蓄液池优选埋入地下，在利用了土壤的隔热作用的同时，避免侵占温室种植空间。其中，所述热泵优选液/液热泵，在流体介质为水时更优选水/水热泵。热泵吸热功率应大于等于主动蓄放热系统最大集热功率。其中，所述热泵放置于干燥处，以防止其受潮。优选放置于水泥台上。其中，所述管道优选为PVC管，各部分管道根据流量需要选用不同口径。管道优选外包保温套。其中，所述流体介质为比热较大的液体，优选为水(方便、低成本、无污染)。应用于温室的主动蓄放热系统-热泵联合设备的使用方法，具体步骤如下:I)白天，打开大蓄液池和小蓄液池之间的阀门，关闭将流体介质从主动蓄放热装置导回小蓄液池管道上的阀门，打开将流体介质从主动蓄放热装置导回大蓄液池管道上的阀门，运行机泵，形成“小蓄液池-主动蓄放热装置-大蓄液池-小蓄液池”回路:机泵使流体介质从小蓄液池经管道导入主动蓄放热装置，吸收太阳辐射所提供的热能升温后，流体介质顺管道导出主动蓄放热装置并流回大蓄液池，大蓄液池内流体介质顺势从管道流回小蓄液池，实现流体介质在大小两个蓄液池、主动蓄放热装置之间循环流动，持续吸热；2)当大蓄液池与小蓄液池内的流体介质达到一定温度，关闭大蓄液池和小蓄液池之间的阀门，打开热泵将小蓄液池中流体介质的热能泵到大蓄液池中流体介质内，在稳步提升大蓄液池中流体介质温度的同时，降低小蓄液池中流体介质的温度；3)与步骤2)同时进行，打开将流体介质从主动蓄放热装置导回小蓄液池管道上的阀门，关闭将流体介质从主动蓄放热装置导回大蓄液池管道上的阀门，形成“小蓄液池-主动蓄放热装置-小蓄液池”回路:机泵使流体介质从小蓄液池经管道导入主动蓄放热装置，吸收太阳辐射所提供的热能升温后，流体介质顺管道导出主动蓄放热装置并流回小蓄液池，实现流体介质在小蓄液池、主动蓄放热装置之间循环流动，持续吸热；并通过同步进行的步骤2)将热能泵到大蓄液池中流体介质中储存起来，同时降低“小蓄液池-主动蓄放热装置-小蓄液池”回路中流体介质的温度以提高主动蓄放热装置集热效率；4)晚上，打开大蓄液池和小蓄液池之间的阀门，关闭将流体介质从主动蓄放热装置导回小蓄液池管道上的阀门，打开将流体介质从主动蓄放热装置导回大蓄液池管道上的阀门，运行机泵，形成“小蓄液池-主动蓄放热装置-大蓄液池-小蓄液池”回路:机泵使流体介质从小蓄液池经管道导入主动蓄放热装置，放出流体介质蕴藏的热能后温度降低，流体介质顺管道导出主动蓄放热装置并流回大蓄液池，大蓄液池内流体介质顺势从管道流回小蓄液池，实现流体介质在大小两个蓄液池、主动蓄放热装置之间循环流动，持续放热。本技术的有益效果在于:1、本技术的应用于温室的主动蓄放热系统-热泵联合设备，能以太阳能为能源，以流体介质为蓄放热媒介，以双层黑膜作为集热装置材料，以热泵作为能量提升手段，通过流体介质的不断循环将白天集热装置收集的太阳能高效的转移并储存起来用于温室夜间增温。2、本技术的使用过程中:热能供给全部来源于太阳辐射，提供了一种低碳无污染的温室加温方法。3、本技术的热泵与主本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于温室的主动蓄放热系统‑热泵联合设备，其特征在于，由主动蓄放热装置、热泵、大小两个蓄液池、机泵、阀门、管道、及流体介质构成；主动蓄放热装置安装在温室北墙内侧，通过装有机泵的管道将小蓄液池内的流体介质导向主动蓄放热装置，并通过装有阀门的管道将流体介质从主动蓄放热装置导回大蓄液池；大蓄液池与小蓄液池以装有阀门的管道相连；同时另设装有阀门的管道将流体介质从主动蓄放热装置导回小蓄液池；热泵上游、下游分别通过装有机泵的管道连接小蓄液池、大蓄液池，以热泵将小蓄液池中流体介质的热能泵到大蓄液池中的流体介质内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙维拓，杨其长，方慧，张义，卢威，
申请(专利权)人：中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所，
类型：新型
国别省市：北京;11