本發(fā)明涉及一種用于溫室大棚的光伏光熱一體化循環(huán)系統(tǒng)，屬于太陽光電、光熱技術(shù)綜合應(yīng)用領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)型推進，規(guī)?；瘻厥掖笈锏膽?yīng)用獲得了迅速發(fā)展。但是目前其能源利用方式仍以電網(wǎng)電能及化石燃料為主（煤、石油、燃氣等），費用昂貴，而且由于廢棄物的排放會產(chǎn)生環(huán)境污染。隨著人們節(jié)能環(huán)保意識的提高，通過利用清潔能源打造新型的綠色、生態(tài)農(nóng)業(yè)模式已成為當下人們推崇的潮流。

太陽能作為一種重要的一次能源以及可再生能源，資源豐富，取之不盡、用之不竭，又無需運輸，清潔無污染，為人類創(chuàng)造了一種新的能源利用方式，使社會及人類進入一個節(jié)約能源減少污染的時代。太陽能的利用方式一般分為兩種：太陽能光電利用和光熱利用。近年來，隨著光伏電池和太陽能集熱器效率的提高，太陽能光伏光熱技術(shù)（PVT）作為一種光電/光熱綜合利用技術(shù)得到了迅速發(fā)展，并在農(nóng)業(yè)溫室大棚中有一定應(yīng)用，如授權(quán)公告號為CN 103986414 B的發(fā)明專利說明書，公開了一種光伏光熱建筑一體化系統(tǒng)實現(xiàn)生活熱水供給；授權(quán)公告號為CN 104025947 B的發(fā)明專利說明書，公開了一種自循環(huán)溫室大棚，利用雨水作為光伏光熱組件的傳熱工質(zhì)，通過保溫前墻和地下保溫層實現(xiàn)溫室的熱循環(huán)以及電能自給。

然而，以上利用的PVT系統(tǒng)的運行模式較為單一，無法進行季節(jié)性運行模式的切換，導(dǎo)致光熱的綜合利用效率不高；另外在極端氣候條件下，難以保證大棚內(nèi)的恒溫恒濕條件。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有的技術(shù)缺陷，提供一種可實現(xiàn)季節(jié)性運行模式的切換、提高熱利用效率的用于溫室大棚的光伏光熱一體化循環(huán)系統(tǒng)，不需要外加輔助加熱設(shè)備實現(xiàn)熱電的自供給。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種用于溫室大棚的光伏光熱一體化循環(huán)系統(tǒng)，包括光伏光熱組件1，低溫蓄熱水箱2，熱泵機組6，高溫蓄熱水箱9，地源換熱器10，風(fēng)機盤管11，濕度傳感器3，空氣加濕器4，循環(huán)水泵12。所述光伏光熱組件1的集熱管道入口通過循環(huán)水泵12與公共水網(wǎng)相連，集熱管道出口與低溫蓄熱水箱2相連，光伏光熱組件1在加熱公共水網(wǎng)的冷水的同時降低了電池表面溫度，利于提高發(fā)電效率，同時得到了低溫?zé)崴?，存儲于低溫蓄熱水?中。低溫蓄熱水箱2末端連接濕度傳感器3和空氣加濕器4，用于溫室大棚內(nèi)的濕度檢測和空氣加濕。所述高溫蓄熱水箱9進水口與低溫蓄熱水箱2連接，在熱泵機組6的作用下不斷將低溫蓄熱水箱2的熱量泵取至高溫蓄熱水箱9中，生產(chǎn)并存儲用于大棚空間加熱的高溫?zé)崴Ｋ鰺岜脵C組6后高溫蓄熱水箱9進水口前設(shè)有地源換熱器10，可按照季節(jié)變化存儲/抽取熱量，用以輔助高溫蓄熱水箱的空間加熱。

進一步，前述高溫蓄熱水箱9末端與風(fēng)機盤管11相連，高溫?zé)崴魅氡P管通過換熱作用加熱空氣；同時，高溫蓄熱水箱9末端與公共水網(wǎng)相連，用于排出經(jīng)換熱后溫度變低的高溫?zé)崴?/p>

進一步，該用于溫室大棚的光伏光熱一體化循環(huán)系統(tǒng)具有季節(jié)性運行模式，可以根據(jù)季節(jié)變化，有效地保持大棚內(nèi)部環(huán)境的恒溫恒濕。

當前述系統(tǒng)處于春秋運行模式時，白天熱泵機組6開啟，低溫蓄熱水箱2的低溫位熱能經(jīng)熱泵機組6提升為高溫位熱能，將熱量泵取至高溫蓄熱水箱9中存儲；夜晚熱泵機組6關(guān)閉，由高溫蓄熱水箱9釋放的熱量用于大棚加熱。

當前述系統(tǒng)處于夏季運行模式時，白天熱泵機組6關(guān)閉，高溫蓄熱水箱9進水口與低溫蓄熱水箱2直接連接，低溫蓄熱水箱2的熱量一部分直接存于高溫蓄熱水箱9中，另一部分通過地源換熱器10存于地下；夜晚僅由高溫蓄熱水箱9釋放熱量用于大棚加熱。

當前述系統(tǒng)處于冬季運行模式時，白天熱泵機組6開啟，低溫蓄熱水箱2的低溫位熱能經(jīng)熱泵機組6提升為高溫位熱能，將熱量泵取至高溫蓄熱水箱9中存儲；夜晚熱泵機組6關(guān)閉，地源換熱器10開啟，由高溫蓄熱水箱9和夏季存儲于地下的熱量共同用于大棚空間加熱。

進一步，上述風(fēng)機盤管11采用四管制，其中熱盤管的進出口管道與高溫蓄熱水箱9連接，冷盤管的進出口管道與公共水網(wǎng)直接連接。在極端炎熱氣候下，熱盤管的進出口管道關(guān)閉，冷盤管的進出口管道開啟，公共水網(wǎng)的冷水將直接通入風(fēng)機盤管11進行大棚內(nèi)降溫。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的用于溫室大棚的光伏光熱一體化循環(huán)系統(tǒng)示意圖。

圖2為本發(fā)明的熱電循環(huán)、輸出原理圖。

圖中附圖標記為：1-光伏光熱組件，2-低溫蓄熱水箱，3-濕度傳感器，4-空氣加濕器，5-第一調(diào)節(jié)閥，6-熱泵機組，7-第三調(diào)節(jié)閥，8-第二調(diào)節(jié)閥，9-高溫蓄熱水箱，10-地源換熱器，11-風(fēng)機盤管，12-循環(huán)水泵。

具體實施方式

為了更好闡述本發(fā)明采用的技術(shù)手段及效果，以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作進一步描述。

如圖1所示，本發(fā)明提出的一種用于溫室大棚的光伏光熱一體化循環(huán)系統(tǒng)，包括光伏光熱組件1，低溫蓄熱水箱2，熱泵機組6，高溫蓄熱水箱9，地源換熱器10，風(fēng)機盤管11，濕度傳感器3，空氣加濕器4，循環(huán)水泵12。

具體地，光伏光熱組件1的集熱管道入口通過循環(huán)水泵12與公共水網(wǎng)相連，集熱管道出口與低溫蓄熱水箱2相連，光伏光熱組件1在加熱公共水網(wǎng)的冷水的同時降低了電池表面溫度，利于提高發(fā)電效率，同時得到了低溫?zé)崴鎯τ诘蜏匦顭崴?中。低溫蓄熱水箱2末端連接濕度傳感器3和空氣加濕器4，用于溫室大棚內(nèi)的濕度檢測和空氣加濕。所述高溫蓄熱水箱9進水口與低溫蓄熱水箱2連接，在熱泵機組6的作用下不斷將低溫蓄熱水箱2的熱量泵取至高溫蓄熱水箱9中，生產(chǎn)并存儲用于大棚空間加熱的高溫?zé)崴?。所述熱泵機組6后高溫蓄熱水箱9進水口前設(shè)有地源換熱器10，可按照季節(jié)變化存儲/抽取熱源，用以輔助高溫蓄熱水箱的空間加熱。

如圖2所示，本發(fā)明的用于溫室大棚的光伏光熱一體化系統(tǒng)的控制方式為：

該循環(huán)系統(tǒng)具有季節(jié)性運行模式，可以根據(jù)季節(jié)變化，有效地保持大棚內(nèi)部環(huán)境的恒溫恒濕。

春秋運行模式：白天熱泵機組6開啟，第一調(diào)節(jié)閥5、第二調(diào)節(jié)閥8開啟，第三調(diào)節(jié)閥7關(guān)閉。低溫蓄熱水箱2的低溫位熱能經(jīng)熱泵機組6提升為高溫位熱能，將熱量泵取至高溫蓄熱水箱9中存儲；夜晚熱泵機組6關(guān)閉，第一調(diào)節(jié)閥5、第二調(diào)節(jié)閥8、第三調(diào)節(jié)閥7均關(guān)閉。由高溫蓄熱水箱9釋放熱量用于大棚加熱。

夏季運行模式：白天熱泵機組6關(guān)閉，第一調(diào)節(jié)閥5、第二調(diào)節(jié)閥8、第三調(diào)節(jié)閥7均開啟。高溫蓄熱水箱9進水口與低溫蓄熱水箱2直接連接，低溫蓄熱水箱2的熱量一部分直接存于高溫蓄熱水箱9中，另一部分通過地源換熱器10存于地下；夜晚第一調(diào)節(jié)閥5、第二調(diào)節(jié)閥8、第三調(diào)節(jié)閥7均關(guān)閉，僅由高溫蓄熱水箱9釋放熱量用于大棚加熱。

冬季運行模式：白天熱泵機組6開啟，第一調(diào)節(jié)閥5、第二調(diào)節(jié)閥8開啟，第三調(diào)節(jié)閥7關(guān)閉。低溫蓄熱水箱2的低溫位熱能經(jīng)熱泵機組6提升為高溫位熱能，將熱量泵取至高溫蓄熱水箱9中存儲；夜晚熱泵機組6、第一調(diào)節(jié)閥5關(guān)閉，第二調(diào)節(jié)閥8、第三調(diào)節(jié)閥7、地源換熱器10開啟，由高溫蓄熱水箱9和夏季存儲于地下的熱量共同用于大棚空間加熱。

在極端炎熱氣候下，風(fēng)機盤管11的熱盤管的進出口管道關(guān)閉，冷盤管的進出口管道開啟，公共水網(wǎng)的冷水將直接通入風(fēng)機盤管11進行大棚內(nèi)降溫。