温室大棚用零排放降温系统论文和设计-张君美

全文摘要

本实用新型涉及一种温室大棚用零排放降温系统，其特征是：包括风光互补发电系统、蒸发冷却系统和智能控制系统，所述智能控制系统分别与风光互补发电系统和蒸发冷却系统连接，风光互补发电系统与蒸发冷却系统连接，风光互补发电系统及智能控制系统又与其他耗电设备连接构成温室降温系统。有益效果：本实用新型是温室大棚的零排放降温系统，夏季可通过蒸发冷却系统降温，保证夏季运行时的室温也适宜于作物生长，克服系统使用受季节性影响的不足。本系统能耗全部自给自足，不产生任何污染物，实现了温室全年运行的零排放，提高一次能源的利用率，为温室的供能提供了一种新方案。

设计方案

1.一种温室大棚用零排放降温系统，其特征是：包括发电系统、蒸发冷却系统和智能控制系统，所述智能控制系统分别与发电系统和蒸发冷却系统连接，发电系统与蒸发冷却系统连接，发电系统及智能控制系统又与耗电设备连接构成温室降温系统。

2.根据权利要求1所述的温室大棚用零排放降温系统，其特征是：所述发电系统采用风光互补发电系统，风光互补发电系统包括风力发电机组、太阳能电池组、控制器、整流器和逆变器，所述风力发电机组与整流器、控制器和逆变器依次连接构成风力发电装置；所述太阳能电池组与控制器和逆变器连接构成太阳能发电装置；所述风力发电装置和太阳能发电装置通过控制器构成风光互补的直流或交流发电系统。

3.根据权利要求2所述的温室大棚用零排放降温系统，其特征是：所述风光互补的直流或交流发电系统与蓄电池组连接，用以存储富余电量。

4.根据权利要求1所述的温室大棚用零排放降温系统，其特征是：所述智能控制系统连接有温室环境监测装置，所述温室环境监测系统包括数据传输装置和数据采集装置，数据采集装置将温室环境参数通过数据传输装置输入控制系统，控制系统通过实时采集数据控制蒸发冷却系统调节温室环境，温室环境监测装置与风光互补发电系统连接。

5.根据权利要求1所述的温室大棚用零排放降温系统，其特征是：所述智能控制系统采用PLC控制系统。

6.根据权利要求1所述的温室大棚用零排放降温系统，其特征是：所述蒸发冷却系统采用蒸发式冷风机。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于空调技术领域，尤其涉及一种温室大棚用零排放降温系统。

背景技术

由于太阳能和风能在时间上、地域上、性能上和经济上都存在一定的互补性，因此可以优化二者的配合可以提供稳定的电力，以满足供电需求。风光复合发电这种互补性的优点可以使独立的太阳能和风能结合起来组成风光互补混合供电系统，提高了供电系统的可靠性和经济性，并且可向负载提供更加稳定持久的电能。

蒸发冷却系统大多与空调结合，技术也较为成熟，蒸发冷却机既可以高效降温，又可以对温室内的空气进行调节，其技术相对成熟，机型多样，根据气候条件不同，可降低5-15℃，可满足不同大小温室的需求。

温室大棚的出现为植物反季节生长提供了可能。温室大棚在夏季时，由于室外环境温度过高，导致一部分大棚被闲置，或只能栽种一些特定品种的作物，夏季如何有效降低棚内温度的方法亟待发掘。现有的温室系统能源消耗多、污染程度高、智能化水平低、夏季使用受限。

实用新型内容

本实用新型是为了克服现有技术中的不足，提供一种温室大棚用零排放降温系统，采用分布广泛的风能、太阳能两种可再生清洁能源,结合蒸发冷却系统为温室大棚全年供能、夏季降温，在节能环保的同时也提高了农业大棚的利用率。

本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现，一种温室大棚用零排放降温系统，其特征是：包括发电系统、蒸发冷却系统和智能控制系统，所述智能控制系统分别与发电系统和蒸发冷却系统连接，发电系统与蒸发冷却系统连接，发电系统及智能控制系统又与其他耗电设备连接构成温室降温系统。

所述发电系统采用风光互补发电系统，风光互补发电系统包括风力发电机组、太阳能电池组、控制器、整流器和逆变器，所述风力发电机组与整流器、控制器和逆变器依次连接构成风力发电装置；所述太阳能电池组与控制器和逆变器连接构成太阳能发电装置；所述风力发电装置和太阳能发电装置通过控制器构成风光互补的直流或交流发电系统。

所述风光互补的直流或交流发电系统与蓄电池组连接，用以存储富余电量。

所述智能控制系统连接有温室环境监测装置，所述温室环境监测系统包括数据传输装置和数据采集装置，数据采集装置将温室环境参数通过数据传输装置输入控制系统，控制系统通过实时采集数据控制蒸发冷却系统调节温室环境，温室环境监测装置与风光互补发电系统连接。

所述智能控制系统采用PLC控制系统。

所述蒸发冷却系统采用蒸发式冷风机。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型是温室大棚的零排放降温系统，夏季可通过蒸发冷却系统降温，保证夏季运行时的室温也适宜于作物生长，克服系统使用受季节性影响的不足。本系统能耗全部自给自足，不产生任何污染物，实现了温室全年运行的零排放，提高一次能源的利用率，为温室的供能提供了一种新方案。

附图说明

图1是本实用新型在温室大棚内的总系统连接框图；

图2是图1中风光互补发电系统的结构连接框图；

图3是温室环境监测系统的结构图。

具体实施方式

以下结合较佳实施例，对依据本实用新型提供的具体实施方式详述如下：

详见附图，本实施例提供了一种温室大棚用零排放降温系统，包括发电系统、蒸发冷却系统和智能控制系统，所述智能控制系统分别与发电系统和蒸发冷却系统连接，发电系统与蒸发冷却系统连接，发电系统及智能控制系统又与其他耗电设备连接构成温室降温系统。

本实施例的优选方案是，所述风光互补发电系统采用风光互补发电系统，风光互补发电系统包括风力发电机组、太阳能电池组、控制器、整流器和逆变器，所述风力发电机组与整流器、控制器和逆变器依次连接构成风力发电装置；所述太阳能电池组与控制器和逆变器连接构成太阳能发电装置；所述风力发电装置和太阳能发电装置通过控制器构成风光互补的直流或交流风光互补发电系统。所述风光互补的直流或交流风光互补发电系统与蓄电池组连接，用以存储富余电量。

详见附图3，所述智能控制系统连接有温室环境监测装置，所述温室环境监测系统包括数据传输装置和数据采集装置，数据采集装置将温室环境参数通过数据传输装置输入控制系统，控制系统通过实时采集数据控制蒸发冷却系统调节温室环境，温室环境监测装置与风光互补发电系统连接以取用电能。

本实施例的智能控制系统采用三菱FX_{2N<\/sub>系列PLC控制系统。}

所述蒸发冷却系统采用蒸发式冷风机。

工作原理

详见附图1,供电系统采用目前发展较为完善的风光互补发电系统，互补发电系统的发电量可以供应温室内所有电气设备,风光互补设备根据当地气象数据和设备的电力负荷来选择，主要使其功率满足要求，基本可以实现温室大棚零排放供能。

所述风光互补发电系统利用可再生能源发电，可满足温室系统所有设备的电力需求，风光互补发电系统产生的富余电能将由储能系统储存起来，当风光互补发电系统供电不足时，蓄电池内的直流电通过电力变化系统逆变成与温室负载各项指标匹配的交流电以供温室使用，温室内设有环境监测和智能控制系统，用于夏季室内实时温度情况的反馈与蒸发冷却系统的调控，从而实现温室的智能化管控。

详见附图2，它由风力发电机组、太阳能电阵列、蓄电池组、控制器、逆变器、系统监控系统组成。控制器用来控制太阳能电池和风力发电机的供能分配，并将富余电量存储于蓄电池中，当负载为直流负载时，通过控制器可将直流电直接输送给负载当负载为交流时，控制器先通过逆变器将其转化为交流电再供给负载使用。

蒸发冷却系统使用的是市面上技术较为成熟的蒸发式冷风机，冷却水与室外空气以叉流形式进入相对湿帘并直接接触，空气中的水蒸气遇到温度较低的冷却水后开始蒸发并吸收汽化潜热从而使空气温度降低，以此代替传统制冷空调，其降温效果良好，投资成本较低，节能效果明显。当温室内的环境监测设备显示室温高于设定值时，智能控制系统将根据环境信息开启蒸发式冷风机，以降低室内温度。

工作过程

本实用新型采用风光互补发电技术,将清洁无污染的一次能源转化成高品位电能，提供温室系统的全部电力需求，实现零排放；以低能耗蒸发冷却系统作为降温设备在夏季温度过高时对室内空气进行调节。智能控制终端根据温室内的环境监测系统反馈的环境参数在室内温度高于设定值时开启蒸发冷却系统调节室内空气，同时以适当的控制逻辑调整风光互补发电系统的发电和储能系统,配置其工作的时间段,既保证温室内的温度维持在稳定的范围内,又避免了不必要的损耗,提高能源利用率。

本实用新型用于温室大棚所有用电设备的全年供能与夏季环境温度的调节，用户可根据温室作物的生长习性在智能控制系统中设置适宜作物生长的温度范围值，温室内放置的数据采集装置将监测到的实时温度值通过数据传输装置反馈到智能控制系统，控制系统经过适当的计算逻辑判断温度实时值高于最大设定值时，将启动蒸发式冷风机，冷却水经由配水管从相对湿帘的顶部向下喷淋并附着在湿帘表面，而待处理的室内空气则与冷却水呈叉流形式由相对湿帘的侧面通过在湿帘表面将热量传递给冷却水，实现空气温降；温室内的一切用电设备又可通过风光互补发电系统进行全年供电，由于太阳能和风能的在时间上的互补性，白天阳光充足，可利用太阳能发电，而夜间风力较大，又可将风能转换为电能，该风光互补发电系统同时也与控制系统相连并以一定的控制逻辑实现风光互补发电系统和储能系统的合理配置，风光互补发电系统产生的富余电能将由储能系统储存起来，当风光互补发电系统供电不足时，蓄电池内的直流电又将通过电力变化系统逆变成与温室负载各项指标匹配的交流电以供设备使用。整个系统运行时既不产生有害物质，也不排放污染气体，完全实现了产能用能的自给自足。

上述参照实施例对该一种温室大棚用零排放降温系统进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本实用新型总体构思下的变化和修改，应属本实用新型的保护范围之内。

设计图

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设计说明书

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