温室大棚恒温采暖系统
摘要
1.温室大棚恒温采暖系统，包括制备热水的热源，以及用以向大棚输送热水进行采暖的管道，其特征在于：所述采暖系统还包括一个或一组水塔，所述水塔用以储存所制备的热水并提供输水所需的压力，所述管道为并联供水管路，包括一主进水管和若干分进水管，各分进水管均与主进水管相通、并梯次向所在大棚区域进行供暖，且各分进水管按照由远及近的顺序依次作为其前方分进水管的供暖补充。
2.如权利要求1所述的温室大棚恒温采暖系统，其特征在于：所述各分进水管中，靠近热源方向的分进水管其布管供暖范围依次包含位于其后的分进水管的供暖范围。
3.如权利要求2所述的温室大棚恒温采暖系统，其特征在于：所述管路还包括回水管， 所述各分进水管均与回水管相连。
4.如权利要求3所述的温室大棚恒温采暖系统，其特征在于：所述进水管路和回水管之间具有一定的高度差。
5.如权利要求4所述的温室大棚恒温采暖系统，其特征在于：所述采暖系统还包括温控装置，所述温控装置包括用以监测棚内温度的测点以及位于分进水管前端的温控阀，当棚内温度低于设定的较低温度时，温控阀打开；当棚内温度高于设定的温度上限时，温控阀关闭。
6.如权利要求5所述的温室大棚恒温采暖系统，其特征在于：所述回水管与土培区域的地埋管供暖系统相连，大棚采暖后产生的回水经过土培区域的地埋管采暖系统进行再次采暖。
7.如权利要求6所述的温室大棚恒温采暖系统，其特征在于：所述经过土培采暖的回水排入蓄水池中，并通过水源热泵系统再次提取回水池中回水的热能，以制备热水循环利用。
8.如权利要求1所述的温室大棚恒温采暖系统，其特征在于：所述热源可以为各种燃煤或燃油锅炉，也可以为太阳能热水装置，或者是直接开采的地下热水。
9.如权利要求8所述的温室大棚恒温采暖系统，其特征在于：当热源采用地下热水时， 所述管道为PE管或玻璃钢管。
10.如权利要求9所述的温室大棚恒温采暖系统，其特征在于：当热源采用地下热水时，包括用以开采地下热水的采水深井和回水的回水深井，所述蓄水池中回水经过水源热泵系统提取热量后，通过回水深井均勻回灌至地下。
说明
温室大棚恒温采暖系统
技术领域
[0001] 本发明涉及农业温室大棚恒温采暖技术。 背景技术
[0002] 作为现代农业的代表，大棚农业生产以其高效低能耗得到了快速而广泛的应用和发展，为了保证大棚具有稳定的温度，以便于能在四季进行高效的农业生产，人们广泛使用各种热源对农业大棚进行采暖，以保证大棚内具有适宜的恒定的温度，从而提高农业生产的效率。
[0003] 但是，目前大棚采暖主要依靠热源制备热水后，利用高压泵将制备的热水通过金属管道以串联式单向输送对大棚进行供暖。
[0004] 首先，采用这样的输送方式，一方面，高压泵需要持续不断的工作，不但需要消耗巨大的能源，而且高压泵自身的损耗也很大，实践证明，在这样的工作环境中，高压泵的使用寿命基本上在2年左右，而高压泵成本很高，造成运行费用高，另一方面，采用高压泵泵送井水，管道中会产生交变的冲击载荷，这种冲击载荷本身会对管道产生侵蚀，而且还会加剧管道的腐蚀。
[0005] 其次，这种串联式单向输送供暖系统，由于热水在管道输送中逐次散热降温，因此，供暖管网前后各段的温度差别明显，不利于控制大棚内各区域的采暖温度，同时，由于供暖管网各段温差较大，也会造成热能的浪费。
[0006] 最后，现有的大棚采暖尽尽限于利用管网对大棚内进行供暖，其末端的回水仍然含有较大的热能不能充分利用，造成热能的巨大浪费。
发明内容
[0007] 本发明的目的在于：针对现有的农业大棚采暖技术存在的缺陷和不足，提供一种新型的供暖系统，通过改变供水方式、管路结构，并利用阶梯式供热方式达到高效采暖，降低能耗，提高热源的利用率。
[0008] 本发明的技术方案如下：
[0009] 温室大棚恒温采暖系统，包括制备热水的热源，以及用以向大棚输送热水进行采暖的管道，其特征在于：所述采暖系统还包括一个或一组水塔，所述水塔用以储存所制备的热水并提供输水所需的压力，所述管道为并联供水管路，包括一主进水管和若干分进水管， 各分进水管均与主进水管相通、并梯次向所在大棚区域进行供暖，且各分进水管按照由远及近的顺序依次作为其前方分进水管的供暖补充。
[0010] 所述各分进水管中，靠近热源方向的分进水管其布管供暖范围依次包含位于其后的分进水管的供暖范围。
[0011] 所述管路还包括回水管，所述各分进水管均与回水管相连。
[0012] 所述进水管路和回水管之间具有一定的高度差。
[0013] 所述采暖系统还包括温控装置，所述温控装置包括用以监测棚内温度的测点以及位于分进水管前端的温控阀，当棚内温度低于设定的较低温度时，温控阀打开；当棚内温度高于设定的温度上限时，温控阀关闭。
[0014] 所述回水管与土培区域的地埋管供暖系统相连，大棚采暖后产生的回水经过土培区域的地埋管采暖系统进行再次采暖。
[0015] 所述经过土培采暖的回水排入蓄水池中，并通过水源热泵系统再次提取回水池中回水的热能，以制备热水循环利用。
[0016] 所述热源可以为各种燃煤或燃油锅炉，也可以为太阳能热水装置，或者是直接开采的地下热水。
[0017] 当热源采用地下热水时，所述管道为PE管或玻璃钢管。
[0018] 当热源采用地下热水时，包括用以开采地下热水的采水深井和回水的回水深井， 所述蓄水池中回水经过水源热泵系统提取热量后，通过回水深井均勻回灌至地下。
[0019] 本发明的技术效果为：
[0020] 本发明通过设置水塔，可以将制备或采集的用以采暖的热水储存在水塔中，利用水塔的高度产生输水所需的压力，本发明利用水塔供水代替现有的高压泵供水，节省了高压泵及其相关设备的投资和运行成本，能够显著降低高压泵运行所消耗的电能；而且利用水塔提供输水压力，输水管路中承受的液压载荷平稳且均勻，能显著改善因高压泵供水方式所引起的不规则的交变载荷，提高管路的工作寿命。
[0021] 本发明利用梯次采暖供热的方式，首先，利用单向单管并联供水方式向大棚供热采暖，采暖热水由温控阀控制，可以根据棚内的温度自动控制供水和回水，在保证棚内采暖的同时，减少了热水的用量，克服了现有的单向单管串联供水方式供水量大、棚内温度难以控制、热耗高、热能浪费严重的缺陷，节能降耗明显；然后，利用大棚供热后所产生的回水温度仍然较大的特点，通过地埋管向土培区域再次采暖供热，这样可以进一步提高热水的热效率，节能的效果更为显著。
[0022] 为了进一步提高热水的热利用效率，本发明的采暖系统还通过水源热泵系统对供热后的回水再次提取其热量，并利用所制得的热水供公共设施、会所泡浴所用。
附图说明
[0023] 图1所述为本发明的温室大棚恒温采暖系统的结构示意图。 具体实施方式
[0024] 以下结合附图对本发明做进一步说明。
[0025] 如图1所示，利用各种热源将制备或采集的热水送到水塔1中，水塔1的侧壁上装有保温层，以防止塔内热水散热降温，水塔1远高于地面采暖管路，利用塔内的液体高度差提供足够的输水压力。
[0026] 本发明的温室大棚恒温采暖系统的热源可以是各种燃煤或燃油锅炉，也可以采用太阳能热水系统，或者是利用深井开采地下热水。当采用地下热水作为热源时，由于地下热水富含硫成分，如果采用钢质管路则腐蚀严重，其使用寿命很短，其使用寿命在5年左右， 造成维护成本很高，本实施例中采用耐腐蚀的PE管或玻璃钢管，可以显著地提高管路的使用寿命。[0027] 由于采用水塔供水以代替现有的高压泵供水，既节约了高压泵及其配套设施的采购成本和运行、维护成本，大量的降低了电能的消耗，还可以改善供水对管路所产生的液压冲击，改善了管路的受力状况，提高了管路的使用寿命，相应的也提高了整个系统的使用寿命，降低了维护的成本。
[0028] 主进水管5与水塔1直接相连，主进水管5上并联设置有若干级分进水管6，各级分进水管6按照由近及远的原则，梯次相容，即越靠近进水侧的分进水管6其在大棚2内的布管长度越长，其后侧的分进水管均包含在其采暖的范围之内，即下一级的分进水管是其上级分进水管的采暖补充。
[0029] 这样的采暖管道布设方式，可以充分有效利用每一级的进水采暖，只有当该级进水采暖无法满足采暖要求时，利用设置在分进水管上的温控阀8，逐次开启下一级分进水管，以补充采暖的需要。
[0030] 各级分进水管均与回水管7相连，且回水管路上均设置有温控阀8，当棚内温度达到设定温度下限时，进水管6上的温控阀8 (以下简称进水温控阀，相应的回水管上的温控阀简称为回水温控阀）打开，主进水管5中高温热水进入分进水管6中进行采暖供热，则棚内温度升高；当棚内温度达到设定温度上限时，进水温控阀关闭，大棚进行保温，这样可以避免浪费热水资源；当分进水管6中的热水温度不足时，回水温控阀开启，将管内的水通过回水管7排出。
[0031] 回水管7中的回水可以引入土培大棚3，通过埋设在土壤中的地埋管路，可以利用回水管7中的回水提高和保持土培大棚内土壤的温度，这样的梯次采暖方式，可以有效提高热水的热能利用率，具有非常显著的节能降耗的效果。
[0032] 从土培大棚流出的回水直接排入具有保温效果的回水池4中收集储存起来。
[0033] 实验证明，采用本发明的供暖方式，当塔内热水温度即大棚采暖区域的进水温度为65°C时，经过回水管7进入土培大棚的回水温度为35°C左右，当土培大棚埋设地埋管 (PEX-DN32)，埋管深度40公分时，可使土壤地温提升10°C以上，土培大棚的出水温度温差为 10°C。
[0034] 本发明采用梯次采暖供热，可以进一步充分利用热水的热量，达到高效采暖的目的。
[0035] 为了保证回水顺畅，各进水管的位置应高于回水管6。
[0036] 为了进一步提高热能的充分利用，可以通过水源热泵系统10提取回水池4中回水的热量以制备新的热水，新的热水可以既可以供周围的居民或园区的公共设施采暖或会所泡浴所用，也可以直接输送到水塔1中循环利用。
[0037] 当利用深井开采地下热水作为热源时，回水池4中的回水经过水源热泵系统10再次提取热量后，可以通过回水深井均勻回灌至地下。
