專利名稱：栽培用毛細管供暖設備、栽培床及栽培溫室的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種栽培用毛細管供暖設備、栽培床及栽培溫室，尤其涉及一種通過毛細管散熱器實現均勻高效散熱，以保證作物生長均勻的栽培用毛細管供暖設備、栽培床及栽培溫室。
背景技術：
以連棟溫室和日光溫室為主的設施農業為現代農業發展的一種重要形式，通過土地、資金、技術和勞動力等要素的集聚,形成了以資金密集、技術密集、勞動力密集為主要特征的集約高效現代農業，有效促進了農業綜合生產能力的增強和農業產業結構的調整。但近年來，隨著傳統化石能源資源的不斷枯竭，世界范圍內能源價格不斷上漲，作為主要依靠能源手段克服外界不利環境進行生產的溫室，遇到了前所未有的壓力。作物栽培用保溫散熱設備，其能耗問題一直是制約其經濟效益的主要障礙。目前的作物冬季采暖與民用建筑一樣，基本靠熱水鍋爐加金屬散熱器供暖，該供暖方式不僅耗能，而且散熱不均勻，在溫室內產生明顯的溫度梯度，造成作物生長不均勻，有時候還造成作物熱灼傷。考慮到能源短缺的影響，目前溫室內環境調控應盡量采用低品位能源，充分發揮能源的利用效率。此外，為了保證作物的產量和品質，保證溫室內適宜、均勻的溫濕度環境，急需尋找一種既經濟又安全的作物栽培供暖設備。中國正在打造現代農業，要求各地結合資源稟賦，探索一條科技要素聚集、資源高效利用、產業結構優化、城鄉統籌發展的現代農業發展之路，探索科技促進高端農業發展的道路。毛細管作為環境調控系統的終端設備，具有散熱面積大，高效節能的特點，可以密閉運行，不占用室內空間，安裝方便。由于低溫低壓運行，壽命長久，還具有免維護的優勢。如果將這樣的毛細管設備應用到溫室中，充分發揮它在環境調節方面的優勢，可提作物栽培環境的均勻和運行的經濟性。但這種毛細管設備只是在民用建筑上設計和使用過，將其應用于作物的栽培供暖目前國內外還未有。因為作物栽培環境不同于民用建筑，其熱惰性小，而且作物對環境的需求多種多樣，不同作物對溫度、濕度、光照、二氧化碳濃度的要求也不一樣。因此，針對上述問題急需提供一種新的栽培用毛細管供暖設備、栽培床及栽培溫室。
發明內容本發明的目的是提供一種栽培用毛細管供暖設備、栽培床及栽培溫室，該栽培用毛細管供暖設備通過毛細管散熱器實現均勻高效散熱，以保證作物生長均勻的目的。本發明的目的是通過以下技術方案實現的:一種栽培用毛細管供暖設備，該設備包括用于提供熱循環水的供熱裝置、用于給熱循環水提供循環動力的循環水泵、用于將熱循環水熱量散出的毛細管散熱器、用于控制供熱設備和循環水泵的總控制電路以及用于輸送熱循環水的循環管路；所述供熱裝置、循環水泵和毛細管散熱器通過所述循環管路連接成一體；所述供熱裝置和循環水泵均與所述總控制電路電連接。所述循環管路上設有用于過濾熱循環水中雜質的過濾器。所述循環管路上設有用于防止熱循環水回流的止回閥；該止回閥與所述總控制電路電連接。所述循環管路上設有用于保證熱循環水水流方向的回水閥；該回水閥與所述總控制電路電連接。所述循環管路上設有用于測量循環管路內熱循環水溫的溫度表、用于測量循環管路內壓力的壓力表。所述循環管路上還設有用于自動監測循環管路內熱循環水溫的溫度傳感器，該溫度傳感器與所述總控制電路電連接。所述循環水管上連接有補水箱。所述的毛細管散熱器包括用于與所述循環管路連接的供回水主干管和多個沿該供回水主干管長度方向順序排列設置的毛細管。一種栽培床，包括如上述中任一所述栽培用毛細管供暖設備。一種栽培溫室，包括如上述中任一所述栽培用毛細管供暖設備。本發明與現有技術相比具有以下的優點:1、本發明采用毛細管散熱器的設計，該毛細管散熱器利用毛細管所具有的散熱面積大，散熱均勻，高效節能的特點，可以密閉運行，不占用室內空間，安裝方便；而且該種毛細管散熱器特別適合低溫低壓散熱工作，且壽命長久，還具有免維護的優勢；該毛細管散熱器在農業栽培領域中，可充分發揮其在環境調節方面的優勢，可提高栽培環境的均勻性和運行的經濟性；使栽培后的作物生長均勻，提高了設備的使用效率及整體質量，節省了設備的使用成本。2、本發明中所述循環管路采用進水管、回水管和多條連接管的設計，可在栽培用毛細管供暖設備需要連接多個毛細管散熱器，均勻分配熱循環水，不僅使進入各毛細管散熱器的熱循環水流量均勻，以此保證各毛細管散熱均勻；而且還使熱循環水所提供的熱量均衡的分配，從而保證各毛細管散熱器散熱均勻；提高了設備的整體質量，節省了設備的使用成本。3、本發明采用過濾器的設計可有效防止水中雜質沉淀堆積堵塞循環管路；特別是由于所述毛細管非常細，因此極容易被水中雜質堵塞，從而影響散熱效果；過濾器可有效去除水中雜質，保證熱循環水在所述毛細管散熱器內循環順暢；以保證其散熱效率；提高了設備的整體質量，節省了設備的使用成本。4、本發明采用止回閥的設計，可有效防止進水管內的熱循環水回流，進一步保證熱循環水按一定方向在循環水管內順暢流動；提高了設備的整體質量，節省了設備的使用成本。5、本發明采用回水閥的設計，可有效防止回水管內的熱循環水回流，進一步保證熱循環水按一定方向在循環水管內順暢流動；提高了設備的整體質量，節省了設備的使用成本。6、本發明采用溫度傳感器的設計，可實時自動監控循環管路內的水溫，并將溫感信號回傳總控制電路；總控制電路根據溫感信號控制供熱裝置和循環水泵開啟和關閉，以實現控制熱循環水水溫的目的，進而實現控制毛細管散熱器的散熱溫度的目的。7、本發明采用調節閥的設計，可控制流入毛細管散熱器內的熱循環水流量；當毛細管散熱器內的熱循環水流量過大時，打開并調整調節閥，將進水管內的部分熱循環水分流至回水管內，使流入毛細管散熱器內的熱循環水流量減小；可有效防止因水流量過大而導致的對毛細管的破壞，使散熱過程更加充分、均勻；提高了設備的使用效率及整體質量，節省了設備的使用成本。
以下結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
圖1是本發明的連接結構示意圖(管路連接圖)；圖2是本發明的連接結構示意圖(管路連接圖)；圖3是本發明中總控制電路的電路連接框圖；圖4是本發明中栽培床的結構示意圖(立體圖)；圖5是本發明中栽培床的結構示意圖(立體圖)；圖6是本發明中栽培溫室的結構示意圖(立體圖)。
具體實施方式
參見
圖1 (圖中箭頭方向為熱循環水循環流動方向)所示，本發明的一種栽培用毛細管供暖設備，該設備包括用于提供熱循環水的供熱裝置1、用于給熱循環水提供循環動力的循環水泵2、用于將熱循環水熱量散出的毛細管散熱器3、用于控制供熱設備和循環水泵的總控制電路以及用于輸送熱循環水的循環管路4 ;所述循環管路連接在所述供熱裝置上，所述循環水泵和毛細管散熱器均設置在該循環管路上；所述供熱裝置、循環水泵和毛細管散熱器通過所述循環管路連接成一體；所述供熱裝置和循環水泵均與所述總控制電路電連接。本實施例中所述的供熱裝置和循環水泵均外接有穩壓電源(屬現有技術，圖中未顯示);本實施例中所述熱循環水是低溫的熱循環水，其溫度在15-40攝氏度之間；本實施例中所述供熱裝置采用生物質鍋爐、空氣源熱泵系統、水源熱泵系統、土壤源熱泵系統或太陽能集熱器其中一種。采用毛細管散熱器的設計，該毛細管散熱器利用毛細管所具有的散熱面積大，散熱均勻，高效節能的特點，可以密閉運行，不占用室內空間，安裝方便；而且該種毛細管散熱器特別適合低溫低壓散熱工作，且壽命長久，還具有免維護的優勢；該毛細管散熱器在農業栽培領域中，可充分發揮其在環境調節方面的優勢，可提高栽培環境的均勻性和運行的經濟性；使栽培后的作物生長均勻，提高了設備的使用效率及整體質量，節省了設備的使用成本。本實施例中所述循環管路包括進水管5、回水管6和連接管7,所述進水管和回水管均與所述供熱裝置連接；所述進水管通過連接管與所述回水管連接；所述循環水泵和過濾器均連接在所述進水管上，所述毛細管散熱器連接在所述回水管上。也就是說所述進水管的一端與所述供熱裝置的供水口對應連接，所述回水管的一端與所述供熱裝置的回水口對應連接；所述進水管的另一端通過所述連接管與所述回水管的另一端連接。本實施例中所述循環管路包括多條連接管，各連接管并行設置在進水管和回水管之間。所述連接管的數量可如實際需要連接的毛細管散熱器數量自由選取；參見
圖1所示，例如在所述回水管上連接有一個毛細管散熱器，則循環管路包括一條連接管，該連接管設置在所述進水管與回水管的尾端，形成串聯的循環管路，使得供熱裝置、循環水泵和毛細管散熱器串連在一起；參見圖2所示，例如在所述回水管上連接有兩個毛細管散熱器，則循環管路包括兩條連接管，其中一條連接管設置在所述進水管與回水管的尾端，另一條連接管設置在位于兩毛細管散熱器之間的進水管和回水管之間，形成串并聯的循環管路，使得兩毛細管散熱器并聯設置，且同與所述供熱裝置和循環水泵串連在一起；以此類推。所述循環管路采用進水管、回水管和多條連接管的設計，可在栽培用毛細管供暖設備需要連接多個毛細管散熱器，均勻分配熱循環水，不僅使進入各毛細管散熱器的熱循環水流量均勻，以此保證各毛細管散熱均勻；而且還使熱循環水所提供的熱量均衡的分配，從而保證各毛細管散熱器散熱均勻；提高了設備的整體質量，節省了設備的使用成本。本實施例中所述的毛細管散熱器包括用于與所述循環管路連接的供回水主干管8和多個沿該供回水主干管長度方向順序排列設置的用于散熱的毛細管9。本實施例中所述各毛細管均與所述供回水主干管連通，本實施例中所述供回水主干管連接在所述回水管上。本實施例中所述供回水主干管的外徑在15mm-25mm之間，優選為20mm (壁厚2mm或
2.3mm);所述毛細管的外徑在3.5mm_5.0mm之間,優選為4.0mm (壁厚0.9mm)。本實施例中所述循環管路上設有多個用于控制熱循環水水流方向的控水閥10 ；所述控水閥均與所述總控制電路電連接。本實施例中所述循環管路上設有用于過濾熱循環水中雜質的過濾器11。該過濾器設置在所述循環水泵與所述供熱裝置之間的進水管內。采用過濾器的設計可有效防止水中雜質沉淀堆積堵塞循環管路；特別是由于所述毛細管非常細，因此極容易被水中雜質堵塞，從而影響散熱效果；過濾器可有效去除水中雜質，保證熱循環水在所述毛細管散熱器內循環順暢；以保證其散熱效率；提高了設備的整體質量，節省了設備的使用成本。本實施例中所述循環管路的進水管上設有用于防止熱循環水回流的止回閥12 ；該止回閥與所述總控制電路電連接。采用止回閥的設計，可有效防止進水管內的熱循環水回流，進一步保證熱循環水按一定方向在循環水管內順暢流動；提高了設備的整體質量，節省了設備的使用成本。本實施例中所述循環管路的回水管上設有用于保證熱循環水水流方向的回水閥13 ;該回水閥與所述總控制電路電連接。采用回水閥的設計，可有效防止回水管內的熱循環水回流，進一步保證熱循環水按一定方向在循環水管內順暢流動；提高了設備的整體質量，節省了設備的使用成本。本實施例中所述循環管路上設有用于測量循環管路內熱循環水溫的溫度表、用于測量循環管路內壓力的壓力表。所述溫度表包括設置在所述進水管上的進水管溫度表14和設置在所述回水管上的回水管溫度表15 ;所述壓力表包括設置在所述進水管上的進水管壓力表16和設置在所述回水管上的回水管壓力表17。本實施例中所述循環管路上還設有用于自動監測循環管路內熱循環水溫的溫度傳感器，該溫度傳感器與所述總控制電路電連接。所述溫度傳感器包括設置在所述進水管上的進水溫度傳感器18和設置在所述回水管上的回水溫度傳感器19。采用溫度傳感器的設計，可實時自動監控循環管路內的水溫，并將溫感信號回傳總控制電路；總控制電路根據溫感信號控制供熱裝置和循環水泵開啟和關閉，以實現控制熱循環水水溫的目的，進而實現控制毛細管散熱器的散熱溫度的目的。本實施例中所述的進水溫度傳感器和回水溫度傳感器均采用信號為TR/02013的溫度傳感器。本實施例中所述循環管路上還設有調節管路20，該調節管路連接在所述進水管與回水管之間，在該調節管路上設有用于控制毛細管散熱器內熱循環水流量的調節閥21。該調節管路設置在供熱裝置與毛細管散熱器之間；該調節管路一端連接在所述循環水泵與所述止回閥之間的進水管上，另一端與設置在所述回水管上的回水閥對應連接；該調節閥為手動調節閥。采用調節閥的設計，可控制流入毛細管散熱器內的熱循環水流量；當毛細管散熱器內的熱循環水流量過大時，打開并調整調節閥，將進水管內的部分熱循環水分流至回水管內，使流入毛細管散熱器內的熱循環水流量減小；可有效防止因水流量過大而導致的對毛細管的破壞，使散熱過程更加充分、均勻；提高了設備的使用效率及整體質量，節省了設備的使用成本。本實施例中所述循環水管上連接有補水箱22。該補水箱一端通過注水管23與所述循環管路的進水管連接，該補水箱另一端通過補水管24與外接的補水裝置(屬現有技術，圖中未顯示)連接，該補水裝置包括熱水儲存罐、泵送裝置，通過泵送裝置將熱水儲存罐內的熱水輸送至補水箱內，從而以此對循環管路內的熱循環水進行補充；為更好地對補水過程進行控制，在所述的補水管上設有補水閥25，該補水閥與所述總控制電路電連接。本實施例中所述的補水裝置屬于現有技術，關于其具體結構此處不再過多贅述。采用補水箱的設計，可在熱循環水不足的時候，通過外部水源向循環管路內補充熱循環水。參見圖3所示，本實施例中所述總控制電路包括用于接收溫度傳感器回傳的溫感信號的信號接收端、用于發送循環管路控制信號的信號發送端以及用于數據運算的數據處理器；所述信號接收端與所述溫度傳感器通過信號線電連接；所述信號發送端分別與所述控水閥、循環水泵、補水閥、回水閥和止回閥通過信號線電連接；所述數據處理器分別與所述信號接收端和信號發送端電連接。所述總控制電路通過統一控制所述控水閥、循環水泵、補水閥、回水閥和止回閥的開啟和關閉實現對栽培用毛細管供暖設備的總控。本發明中所述的栽培用毛細管供暖設備工作原理如下:所述供熱裝置將水加熱并送至所述循環管路內，所述循環水泵將熱水泵送形成熱循環水，該熱循環水在所述循環管路內循環流動；熱循環水經回水管流入供回水主干管，并流入毛細管內，經毛細管將熱循環水產生的熱量散出；散熱后的熱循環水經供回水主干管流回回水管內，并最終沿回水管流回供熱裝置進行加熱。參見圖4、圖5所示，本發明還提供一種栽培床101，該栽培床包括上述中所述栽培用毛細管供暖設備。所述栽培床還包括床架102和設置在該床架上的床面103 ;所述栽培用毛細管供暖設備的毛細管散熱器104可水平鋪設在所述床面上，也可以設置在所述床面下端的安裝框105上。所述的栽培床通常放置在栽培溫室中，將作物放置在所述床面上，通過毛細管散熱器直接或間接對作物進行保溫供暖，以促使作物均勻生長。參見圖6所示，本發明還提供一種栽培溫室201，該栽培溫室包括上述中所述栽培用毛細管供暖設備。所述栽培用毛細管供暖設備的毛細管散熱器202可豎直鋪設在所述栽培溫室的墻體203上；本實施例中所述的栽培溫室可以是連棟溫室、日光溫室或塑料溫室大棚其中一種。
權利要求1.一種栽培用毛細管供暖設備，其特征在于:該設備包括用于提供熱循環水的供熱裝置、用于給熱循環水提供循環動力的循環水泵、用于將熱循環水熱量散出的毛細管散熱器、用于控制供熱設備和循環水泵的總控制電路以及用于輸送熱循環水的循環管路；所述供熱裝置、循環水泵和毛細管散熱器通過所述循環管路連接成一體；所述供熱裝置和循環水泵均與所述總控制電路電連接。
2.如權利要求1所述栽培用毛細管供暖設備，其特征在于:所述循環管路上設有用于過濾熱循環水中雜質的過濾器。
3.如權利要求2所述栽培用毛細管供暖設備，其特征在于:所述循環管路上設有用于防止熱循環水回流的止回閥；該止回閥與所述總控制電路電連接。
4.如權利要求3所述栽培用毛細管供暖設備，其特征在于:所述循環管路上設有用于保證熱循環水水流方向的回水閥；該回水閥與所述總控制電路電連接。
5.如權利要求4所述栽培用毛細管供暖設備，其特征在于:所述循環管路上設有用于測量循環管路內熱循環水溫的溫度表、用于測量循環管路內壓力的壓力表。
6.如權利要求5所述栽培用毛細管供暖設備，其特征在于:所述循環管路上還設有用于自動監測循環管路內熱循環水溫的溫度傳感器，該溫度傳感器與所述總控制電路電連接。
7.如權利要求6所述栽培用毛細管供暖設備，其特征在于:所述循環水管上連接有補水箱。
8.如權利要求1-7其中之一所述栽培用毛細管供暖設備，其特征在于:所述的毛細管散熱器包括用于與所述循環管路連接的供回水主干管和多個沿該供回水主干管長度方向順序排列設置的毛細管。
9.一種栽培床，其特征在于:包括如權利要求1-8中任一所述栽培用毛細管供暖設備。
10.一種栽培溫室，其特征在于:包括如權利要求1-8中任一所述栽培用毛細管供暖設備。
專利摘要本實用新型涉及一種栽培用毛細管供暖設備、栽培床及栽培溫室，尤其涉及一種通過毛細管散熱器實現均勻高效散熱，以保證作物生長均勻的栽培用毛細管供暖設備、栽培床及栽培溫室。該設備包括用于提供熱循環水的供熱裝置、用于給熱循環水提供循環動力的循環水泵、用于將熱循環水熱量散出的毛細管散熱器、用于控制供熱設備和循環水泵的總控制電路以及用于輸送熱循環水的循環管路；所述供熱裝置、循環水泵和毛細管散熱器通過所述循環管路連接成一體；所述供熱裝置和循環水泵均與所述總控制電路電連接。本實用新型采用毛細管散熱器的設計，利用毛細管所具有的散熱面積大，散熱均勻，高效節能的特點，提高了設備的使用效率及整體質量，節省了設備的使用成本。
文檔編號A01G9/24GK203152138SQ20132006830
公開日2013年8月28日 申請日期2013年2月5日 優先權日2013年2月5日
發明者丁小明, 段靜, 何芬, 齊飛, 曹干, 魏曉明 申請人:農業部規劃設計研究院