本發(fā)明屬于溫室大棚技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種節(jié)能相變溫室大棚。

背景技術(shù)：
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隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、城市化進(jìn)程以及人民生活水平的不斷提高，人們對于蔬菜、中藥材、花卉等作物的需求越來越大，同時，由于我國氣候冬夏分明，秦嶺淮河以北的廣大地區(qū)冬季溫度低，特別是我國的西北和東北地區(qū)，東部極寒且易發(fā)寒流，而我國目前的溫室大棚保溫被多采用稻草或多層無紡布結(jié)構(gòu)，保溫效果差，且極易吸濕結(jié)凍，這樣的結(jié)構(gòu)在西北和東北地區(qū)顯得力不從心，經(jīng)常使大棚作物收到凍害，造成我國部分地區(qū)果蔬供應(yīng)緊張。

而另一方面，為了保證溫室大棚冬季的種植溫度，許多種植戶采用燃煤取暖或熱風(fēng)采暖，燃煤取暖產(chǎn)生大量粉塵顆粒，是我國每年冬季霧霾的主要推手之一，而熱風(fēng)采暖需要消耗一定電量，在一定程度上加劇了我國能源短缺的局面。此外，由于我國目前高科技大棚種植技術(shù)推廣較為有限，灌溉常采用漫灌方式，用水巨大，這與我國水資源短缺的現(xiàn)實情況形成了鮮明而尖銳的對比。伴隨巨大用水量的同時是化肥農(nóng)藥的過度施用，民間俗稱“水肥一把轟”，使土壤肥力下降，同時作物的吸收效率極為低下，因此實行“水肥耦合”的滴灌模式，通過作物不同生長周期，使用不同溫度水配合相應(yīng)定量的化肥和農(nóng)藥的模式勢在必行。

相變技術(shù)，是指通過相變材料發(fā)生相變時能夠吸收或放出大量的潛熱的特點，以特定的相變材料為載體，將能量進(jìn)行吸收、存儲和釋放的技術(shù)模式，其能彌補(bǔ)能量的時間分布不均問題，使能量在不同時間之間轉(zhuǎn)移。在有多余能量時，可將能量導(dǎo)入相變材料，相變材料吸熱后發(fā)生由固態(tài)到液態(tài)的相變，使能量以潛熱的形式存儲于相變材料中；當(dāng)能量供應(yīng)不足，外界需要補(bǔ)充能量時，可再使相變材料發(fā)生由液態(tài)向固態(tài)的相變，釋放存儲于其中的潛熱，實現(xiàn)能量在時間上的傳遞。

“水肥耦合”技術(shù)，是指通過對作物生長周期的研究和劃分，在作物不同的生長周期內(nèi)，供給不同溫度和量的水，并在其中定量地溶解所需的鹽，達(dá)到最佳的水肥施用效率的技術(shù)。

目前，相變技術(shù)雖然得到了較多的開發(fā)，例如相變保溫墻體、相變保溫杯等技術(shù)，以此來平衡溫差，轉(zhuǎn)移熱量，但是將相變技術(shù)應(yīng)用于溫室大棚系統(tǒng)中的成果較少。目前溫室大棚在冬季有著極大的熱量需求，尤其在夜間，對熱量的要求跟高，而目前主流的保溫措施為夜間生煤爐或者用熱風(fēng)采暖機(jī)。生煤爐的種植用戶多為小型煤爐，熱效率極為低下，一般低于30％，且排放煙氣嚴(yán)重不達(dá)標(biāo)，是我國每年霧霾問題的重要源頭之一，同時夜間生用煤爐，容易產(chǎn)生一氧化碳等有毒有害氣體，安全無法保證；采用熱風(fēng)采暖機(jī)是目前另外一種主要的夜間大棚取暖手段，但熱風(fēng)采暖機(jī)功率高，消耗電量，不夠節(jié)能，另一方面，熱風(fēng)采暖的主要熱傳導(dǎo)方式為對流傳熱，夜間大棚的溫度呈現(xiàn)上高下低的現(xiàn)象，且溫度梯度大，而如果采用相變保溫被系統(tǒng)，則傳熱方式主要為輻射傳熱，能有效避免溫度梯度過大的問題。

另外，利用太陽能發(fā)電和太陽能供給熱水的應(yīng)用已經(jīng)極為廣泛，但目前的應(yīng)用更多偏向于家用生活熱水和部分生活用電，并沒有將熱水、電力以及保溫等作為整體研究溫室大棚的應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的在于提供一種節(jié)能相變溫室大棚，其是以目前北方較多應(yīng)用的半面拋物線型大棚為基礎(chǔ)加以改造的，可以較好解決目前主流溫室大棚系統(tǒng)耗能大、排放高、水肥施用量大以及保暖效果差的問題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種節(jié)能相變溫室大棚，包括太陽能及電熱水系統(tǒng)A、太陽能發(fā)電系統(tǒng)B、溫室大棚相變保溫被系統(tǒng)C、調(diào)溫滴灌系統(tǒng)D以及總供回水回路；其中，

太陽能及電熱水系統(tǒng)A包括太陽能系統(tǒng)；

太陽能發(fā)電系統(tǒng)B包括太陽能發(fā)電板和蓄電池以及供電線纜，其中，太陽能發(fā)電板發(fā)電蓄存于蓄電池，并通過供電線纜為系統(tǒng)供電；

溫室大棚相變保溫被系統(tǒng)C包括溫室大棚，該溫室大棚上敷設(shè)有相變保溫被，相變保溫被內(nèi)設(shè)置有塑料軟盤管，相變保溫被的兩端分別設(shè)置有通過塑料軟盤管相連通的相變保溫被系統(tǒng)分水總管和相變保溫被系統(tǒng)集水總管；

調(diào)溫滴灌系統(tǒng)D包括滴灌分水管、滴灌集水總管和滴灌分管，其中，滴灌分水管和滴灌集水總管通過滴灌分管相連通，且滴灌分管上設(shè)置有若干個滴灌滴口；

總供回水回路包括自來水源、供水泵、第一三通閥、第二三通閥、回水泵和補(bǔ)給水泵，其中，自來水源連接補(bǔ)給水泵的入口，補(bǔ)給水泵的出口分為第一出口和第二出口，第一出口連接太陽能系統(tǒng)的入口，太陽能系統(tǒng)的出口連接供水泵的入口，供水泵的出口連接第一三通閥的A口，第一三通閥的C口連接相變保溫被系統(tǒng)分水總管的入口，相變保溫被系統(tǒng)集水總管的出口分為兩股，一股與第一三通閥的B口合并后連接第二三通閥的A口，第二三通閥的B口連接滴灌分水管的入口，滴灌集水總管的出口與相變保溫被系統(tǒng)集水總管出口的另一股合并后連接回水泵的入口，回水泵的出口連接補(bǔ)給水泵的出口，補(bǔ)給水泵的第二出口連接第二三通閥的C口。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，自來水源連接補(bǔ)給水泵的入口管道上還設(shè)置有補(bǔ)水防結(jié)凍電加熱絲。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，補(bǔ)給水泵出口的管道上設(shè)置有補(bǔ)水電磁閥。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，總供回水回路還包括用于控制供水泵工作的第一電磁閥，用于控制回水泵工作的第二電磁閥，設(shè)置在滴灌集水總管的出口管道上的第三電磁閥以及設(shè)置在相變保溫被系統(tǒng)集水總管出口的另一股管道上的第四電磁閥。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，補(bǔ)給水泵的出口還分為第三出口，太陽能及電熱水系統(tǒng)A還包括加熱水箱以及設(shè)置在加熱水箱內(nèi)的電加熱器，補(bǔ)給水泵的第三出口連接加熱水箱的入口，加熱水箱的出口與陽能系統(tǒng)的出口合并后連接供水泵的入口。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，加熱水箱的出口與陽能系統(tǒng)的出口合并后的管道上還設(shè)置有管道排氣口。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，補(bǔ)給水泵的第三出口管道上還設(shè)置有第五電磁閥。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，太陽能及電熱水系統(tǒng)A中太陽能系統(tǒng)包括太陽能支架以及傾斜設(shè)置在太陽能支架上的真空管。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，相變保溫被包括由內(nèi)向外依次設(shè)置的導(dǎo)熱防水層、相變蓄能層、防水隔斷層、彈性保溫隔熱層和外防水層，且相變蓄能層內(nèi)填充相變膠囊，并敷設(shè)塑料軟盤管。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，還包括與太陽能發(fā)電系統(tǒng)B中的蓄電池相連接的外接電源。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明提供的節(jié)能相變溫室大棚系統(tǒng)，其中太陽能和電熱水系統(tǒng)、溫室大棚相變保溫被系統(tǒng)和調(diào)溫滴灌系統(tǒng)之間的循環(huán)管路通過第一三通閥和第二三通閥相連通，通過控制第一三通閥、第二三通閥的全通、合流或者分流功能，以及供水泵、回水泵、第一電磁閥、第二電磁閥和第四電磁閥的啟閉，能夠?qū)崿F(xiàn)太陽能和電熱水系統(tǒng)向溫室大棚相變的保溫被系統(tǒng)供熱、太陽能和電熱水系統(tǒng)向調(diào)溫滴灌系統(tǒng)供熱、太陽能和電熱水系統(tǒng)向溫室大棚相變保溫被系統(tǒng)和調(diào)溫滴灌系統(tǒng)串聯(lián)供熱以及太陽能和電熱水系統(tǒng)向溫室大棚相變保溫被系統(tǒng)和調(diào)溫滴灌系統(tǒng)并聯(lián)供熱這四種模式運(yùn)行。因而節(jié)能相變溫室大棚系統(tǒng)具有自動化程度高，功能多樣，熱利用效率高的特點。

進(jìn)一步的，本發(fā)明提供的節(jié)能相變溫室大棚系統(tǒng)采用了調(diào)溫滴灌系統(tǒng)，既實現(xiàn)能量梯級利用，也達(dá)到了“水肥耦合”的化肥施用目標(biāo)。通過第二三通閥分別利用供應(yīng)熱水、溫室大棚相變保溫被系統(tǒng)的回水以及系統(tǒng)回水三方面共同調(diào)整滴灌水溫，實現(xiàn)了能源的分級利用，提高了熱能的利用效率，進(jìn)一步的，由于目前溫室大棚的灌溉普遍采用直接抽取井水漫灌的方式，施肥澆水方式落后，“水肥一把轟”，作物吸收效果極差，且冬季水溫較低，肥料溶解效率差，對植物也具有一定負(fù)面影響，而通過調(diào)溫滴灌系統(tǒng)，會根據(jù)不同時間調(diào)節(jié)不同的水溫，配合適量的肥料，確保灌溉植物生長所需的合適水溫，施用所需的精確的肥量，實現(xiàn)目前農(nóng)業(yè)種植較為提倡的“水肥耦合”技術(shù)，達(dá)到節(jié)水節(jié)肥雙豐收。

進(jìn)一步的，本發(fā)明提供的節(jié)能相變溫室大棚系統(tǒng)中，由于設(shè)置了太陽能電熱水系統(tǒng)并采用了相變保暖技術(shù)，替代了原有的煤爐取暖和熱風(fēng)取暖技術(shù)，保溫能量歸根結(jié)底來自于太陽能，這樣既節(jié)約了能源，避免了許多不安全的因素，如煤爐可能因為空氣不足而產(chǎn)生一氧化碳或夜間用電安全隱患等問題，同時由于原有的煤爐熱效率極為低下，對能源浪費極大，排放煙氣超標(biāo)，是我國冬季霧霾的主要原因之一，而相變?nèi)∨瘎t完全沒有排放，其能量來源主要來自晝間太陽能熱水，具有巨大的節(jié)能減排意義。

進(jìn)一步的，本發(fā)明顯著提高大棚保溫被隔寒保暖的效果。本發(fā)明對于部分冬季極寒的地區(qū)，如西北、東北部分地區(qū)，冬季溫度極低，夜間溫度普遍在-15℃以下，且易發(fā)寒潮，作物在傳統(tǒng)保溫被下極易受到影響。而本發(fā)明提出的相變保溫被在利用新型材料增大自身熱阻的同時，還利用夜間放出的二次熱對大棚進(jìn)行加熱，對這部分地區(qū)大棚種植具有極好的應(yīng)用。此外，農(nóng)戶還可以依據(jù)不同種植作物的不同最佳夜間生長溫度，選定相變材料以控制大棚夜間溫度，實現(xiàn)最佳的種植效果。

進(jìn)一步的，針對目前主流的采暖方式，本發(fā)明極大改善了采暖熱效率。對于熱風(fēng)取暖及煤爐采暖，由于其主要的傳熱方式為對流傳熱，當(dāng)應(yīng)用于較為寬大的溫室大棚時會產(chǎn)生較大的溫度梯度，溫度分布上高下低顯著，必須提高加熱功率才能使大棚內(nèi)夜間地面溫度達(dá)到所需范圍，而相變保溫被系統(tǒng)的主要傳熱方式為輻射傳熱，能夠有效克服溫度梯度過大的問題，因此具有更佳的熱效率。

本發(fā)明設(shè)計主要針對冬季夜間溫度較低，降水較少，水資源較為缺乏，但日照充足的地區(qū)，我國典型的代表地區(qū)為西北地區(qū)。利用本發(fā)明節(jié)能，節(jié)水，保溫，高效的四大特點，可以實現(xiàn)該地區(qū)的良好應(yīng)用。

相較于傳統(tǒng)的半圓型大棚，本發(fā)明具有以下明確的優(yōu)勢：

1、承重能力強(qiáng)。由于半面拋物線型大棚是由一面承重墻和四分之一圓弧型鋼架支承結(jié)構(gòu)構(gòu)成，其對保溫被的承重能力相較于一般半圓型大棚有了較大的提高，同時在應(yīng)對極端天氣情況的表現(xiàn)也更加優(yōu)異；

2、保溫被收放更易。普通半圓型大棚保溫被收放繁瑣，而對于半面拋物線型大棚，在收起大棚時，可以解開保溫被上部鎖扣，利用重力讓保溫被自然落下，在鋪放保溫被時，可通過設(shè)置于承重墻上的電機(jī)自動拉起保溫被后，扣合鎖扣即可。電機(jī)可根據(jù)保溫被的重量、寬度等因素綜合考慮后選用，方便靈活。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明提供的一種節(jié)能相變溫室大棚的原理示意圖；

圖2為本發(fā)明提供的節(jié)能相變溫室大棚中溫室大棚相變保溫被系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，圖2(a)為相變保溫被放下時的示意圖，圖2(b)為相變保溫被收起時的示意圖；

圖3為相變保溫被晝間充熱狀態(tài)示意圖；

圖4為相變保溫被晝間充熱時與相變保溫被系統(tǒng)分水總管和相變保溫被系統(tǒng)集水總管連接示意圖；

圖5為相變保溫被平面分層示意圖；

圖6為相變保溫被立體分層及塑料軟盤管布置示意圖；

圖中：1為太陽能系統(tǒng)，2為真空管，3為太陽能支架，4為管道排氣口，5為電加熱器，6為加熱水箱，7為第五電磁閥，8為供水泵，9為第一電磁閥，10為第一三通閥，11為相變保溫被系統(tǒng)分水總管，12為相變保溫被系統(tǒng)集水總管，13為相變保溫被，14為塑料軟盤管，15為第二三通閥，16為滴灌分水總管，17為滴灌集水總管，18為第四電磁閥，19為滴灌滴口，20為滴灌分管，21為第三電磁閥，22為回水泵，23為第二電磁閥，24為太陽能發(fā)電板，25為蓄電池，26為補(bǔ)給水泵，27為補(bǔ)水電磁閥，28為供電線纜，29為補(bǔ)水防結(jié)凍電加熱絲，131為導(dǎo)熱防水層，132為相變蓄能層，133為防水隔斷層，134為彈性保溫隔熱層，135為外防水層。

具體實施方式：

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

本發(fā)明的總體構(gòu)思是：系統(tǒng)由太陽能提供能量，電能作為補(bǔ)充，采用相變蓄能技術(shù)在夜間為大棚保暖，低位的熱能用于調(diào)節(jié)滴灌用水水溫，起到保暖節(jié)能節(jié)水的效果。本發(fā)明利用第一三通閥10連接熱水供應(yīng)總管，相變保溫被系統(tǒng)分水總管11和第二三通閥15。第二三通閥15連接回水支路，滴灌分水總管16和來自第一三通閥10和相變保溫被系統(tǒng)集水總管12的混合水，通過對兩個三通閥的操作就能夠?qū)崿F(xiàn)溫室大棚相變保溫被系統(tǒng)C和調(diào)溫滴灌系統(tǒng)D的順序、并聯(lián)或者單獨供熱，保證能源在不同工況下的合理利用。溫室大棚相變保溫被系統(tǒng)通過設(shè)置在防水隔斷層133和導(dǎo)熱防水層131中間的相變蓄能層實現(xiàn)，蓄能層內(nèi)填充相變膠囊，并在相變膠囊內(nèi)敷設(shè)塑料軟盤管14，分別與相變保溫被系統(tǒng)分水總管11和相變保溫被集水總管12相連，減少充熱流體循環(huán)阻力。

為了詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容以及構(gòu)造和目的，下面結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說明介紹。

由圖1和圖2可知，本發(fā)明提供的一種節(jié)能相變溫室大棚系統(tǒng)，其具體構(gòu)造主要包含四大子系統(tǒng)，即太陽能及電熱水系統(tǒng)A，太陽能發(fā)電系統(tǒng)B，溫室大棚相變保溫被系統(tǒng)C和調(diào)溫滴灌系統(tǒng)D。

太陽能及電熱水系統(tǒng)A包括太陽能系統(tǒng)1，真空管2，太陽能支架3，第五電磁閥7，電加熱器5，加熱水箱6和管道排氣口4組成。

太陽能發(fā)電系統(tǒng)B主要由太陽能發(fā)電板24，蓄電池25和供電線纜28組成。

溫室大棚相變保溫被系統(tǒng)C包括保相變保溫被系統(tǒng)分水總管11，相變保溫被13，塑料軟盤管14和相變保溫被系統(tǒng)集水總管12組成，其中根據(jù)圖2可知，相變保溫被13由內(nèi)向外分別為導(dǎo)熱防水層131、相變蓄能層132、防水隔斷層133、彈性保溫隔熱層134和外防水層135，相變蓄能層132內(nèi)填充相變膠囊，并敷設(shè)塑料軟盤管14。

具體實施的相變保溫被13最內(nèi)層為導(dǎo)熱防水層131，該層既能起到防水隔濕的作用，也能在夜間有效傳導(dǎo)相變蓄能層中釋放的熱量，使其盡可能高效地進(jìn)入溫室大棚中。本發(fā)明采用碳纖維布作為該層選材，因為碳纖維布具有良好的熱導(dǎo)性、防水性，另外還具有非常高的拉伸強(qiáng)度。因此相變溫室大棚保溫被在鋪放過程中，最內(nèi)層碳纖維布可承受較強(qiáng)拉伸應(yīng)力，減少形變，保護(hù)大棚塑料薄膜不受損壞。

第二層為本發(fā)明相變保溫被13中的核心相變蓄能層132。在本層中，為了防止相變材料的相變膨脹問題和放熱后相變材料凝固不能發(fā)生形變的問題，本發(fā)明填充了目前應(yīng)用較為廣泛的相變膠囊，即將相變材料封閉于一個個微型的類似于球體或膠囊狀的導(dǎo)熱容器中，利用膠囊之間的縫隙解決膨脹和形變問題。相變膠囊內(nèi)填充的相變材料可根據(jù)需要選擇，如新型石蠟相變材料RT5的相變溫度為9℃，在夜間相變材料放熱后，可基本維持大棚內(nèi)溫度在作物適宜溫度范圍內(nèi)，既能起到抑制作物呼吸作用，也能使作物免受凍害，對于夜間溫度要求較高的作物，可以適當(dāng)改變相變材料加以調(diào)整。在相變蓄能層132中，應(yīng)在相變膠囊之間敷設(shè)塑料軟管14，并在保溫被邊緣設(shè)置兩接口作為充熱流體的進(jìn)口和出口，用以提供晝間相變材料相變所需要的能量。在白天時，可利用太陽能加熱水并持續(xù)通入相變材料中為其提供相變能量。塑料軟盤管14之間的間距過于緊密，會使相變溫室大棚保溫被鋪卷過程困難，如果過于稀松，相變材料難以完全相變，蓄熱能力受到影響.

再向上方為防水隔斷層133，該層采用大棚用無紡布作為主要材料，其作用是隔絕外部水汽防止其深入相變蓄能層使蓄能效果下降，并且作為相變蓄能層的上邊界約束相變膠囊的填充。同時，由于無紡布兼具一定的隔熱作用，也部分起到了在夜間保持相變蓄能層單向放熱的功能，保持蓄存能量的高效利用。

防水隔斷層向上為彈性保溫隔熱層134，采用的主要材料為塑膠保溫棉。由于塑膠保溫棉具有非常好的隔熱效果，其導(dǎo)熱系數(shù)僅為0.03-0.05w/m²·K，相交于目前主流的稻草氈布和多層無妨布均具有較大的優(yōu)勢。

最外層為外防水層135，本層主要采用防水PE布。由于目前防水PE布應(yīng)用十分廣泛，其拒水效果十分優(yōu)秀，并且成本較為低廉，因此在能較好的應(yīng)對雨雪霜凍天氣，防止水汽向相變保溫層內(nèi)部滲漏的同時，也能大規(guī)模鋪設(shè)應(yīng)用。同時防水PE布兼具一定絕熱效果，用以輔助保溫層絕熱，增加部分熱阻。

相變溫室大棚每片的寬度設(shè)置在1m左右，雖然大棚單位面積重量略有增大，但完全在目前主流半拋物面線型大棚的承重范圍內(nèi)，尤其是本發(fā)明提出的相變溫室大棚保溫被主要面向西北、東北地區(qū)，該地區(qū)的大棚在設(shè)計時考慮較大的降雪承壓，結(jié)構(gòu)設(shè)計余量大，因此本發(fā)明提出的相變溫室大棚保溫被可直接鋪設(shè)于目前主流的大棚支承結(jié)構(gòu)上。在實際操作中，預(yù)估相變溫室大棚保溫被重量后，選用一定功率卷簾機(jī)電機(jī)。鋪放相變保溫被時，利用重力自動滑下，在收起保溫被時，利用選定的電機(jī)輔助拉起保溫被，操作方便。

在以上各個子系統(tǒng)中，太陽能及電熱水系統(tǒng)A的出水口處設(shè)置供水泵8，并在其旁設(shè)置第一電磁閥9，供水泵8的出口分別用第一三通閥10和第二三通閥15與溫室大棚相變保溫被系統(tǒng)C和調(diào)溫滴灌系統(tǒng)D連接，溫室大棚相變保溫被系統(tǒng)C的出水處設(shè)置第四電磁閥18。回水總管處設(shè)置回水泵22，并設(shè)置旁通第二電磁閥23。在電加熱器供熱支路設(shè)置第五電磁閥7。在太陽能和電加熱器的供水管設(shè)置補(bǔ)給水泵26和補(bǔ)水電磁閥27，調(diào)節(jié)補(bǔ)給水量，另外補(bǔ)水支路設(shè)置補(bǔ)水防結(jié)凍電加熱絲29，防止冬季補(bǔ)水管路結(jié)凍爆裂，電熱絲能量來自太陽能發(fā)電系統(tǒng)B中的蓄電池25。

本發(fā)明提出的節(jié)能相變溫室大棚系統(tǒng)，各管路和系統(tǒng)之間的循環(huán)工質(zhì)均為水，因而在溫室大棚外部分需設(shè)置保暖層。

第一三通閥10分為A、B、C三口，其中A口連接著系統(tǒng)的總供熱水管路的供水泵8與第一電磁閥9，B口連接著第二三通閥15，中間與相變保溫被系統(tǒng)的回水混合，指向調(diào)溫滴灌系統(tǒng)，C口連接著保溫被系統(tǒng)的相變保溫被系統(tǒng)分水總管11，指向相變保溫被。第一三通閥10的三口可以全通，也可以合流或者分流。

第二三通閥15分為A、B、C三口，A口連接著來自第一三通閥10和相變保溫被系統(tǒng)集水總管12的部分回水，B口連接著滴灌系統(tǒng)的滴灌分水總管16，指向調(diào)溫滴灌系統(tǒng)，C口由總回水口處引入回水。第二三通閥15的三口可以全通，也可以合流或者分流。

供水泵8的進(jìn)出方向由太陽能熱水系統(tǒng)和電加熱器出水口指向第一三通閥的A口，回水泵22的進(jìn)出方向由各集水總管的出口指向太陽能熱水系統(tǒng)和電加熱器系統(tǒng)的入水口。

相變保溫被13中設(shè)置有相變蓄能層132，內(nèi)敷設(shè)相變膠囊，可在夜間持續(xù)相變向室內(nèi)放熱，為了防止熱量向室外散失，在相變蓄能層132的外層設(shè)置彈性保溫隔熱層134，并在最外層設(shè)置防水層，使相變保溫被兼具保溫防水的作用，具體操作時可根據(jù)不同作物的需要，填充不同的相變材料，冬季夜間鋪設(shè)相變保溫被后，溫室大棚室內(nèi)溫度約為10℃-20℃。

由圖2可知，相變保溫被的具體結(jié)構(gòu)和材料設(shè)置為：保溫被由內(nèi)向外分別為導(dǎo)熱防水層131、相變蓄能層132、防水隔斷層133、彈性保溫隔熱層134和外防水層135組成。其中，導(dǎo)熱防水層131采用碳纖維布，相變蓄能層132內(nèi)填充含有相變介質(zhì)的膠囊，并在相變膠囊中敷設(shè)軟塑料盤管，在晝間可結(jié)合太陽能熱水器熱水或家庭余熱煙氣將其導(dǎo)入塑料盤管加熱相變層使其相變蓄熱，防水隔斷層133采用大棚用無紡布，彈性保溫層為塑膠保溫棉，外防水層135兼具防水和隔熱作用，選用防水PE布。各層的厚度可由當(dāng)?shù)貧夂驐l件適當(dāng)計算和調(diào)整得到。

一般情況下，第一電磁閥9和第二電磁閥22均關(guān)閉，只在供水泵8或回水泵22停止運(yùn)行檢修時開啟。

需要指出的是，圖2為本發(fā)明提供的相變保溫被的結(jié)構(gòu)示意圖，該結(jié)構(gòu)示意圖只是建立在本發(fā)明提供的相變蓄能的原理上的一種具體的布置結(jié)構(gòu)形式，并不對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)形式做任何的限制。在不超出權(quán)利要求的前提下還有其他的變體及改型，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

本系統(tǒng)的運(yùn)行可根據(jù)當(dāng)?shù)靥鞖庠偬柲芗半姛崴到y(tǒng)部分A分三種情況運(yùn)行：

一、當(dāng)天氣較好太陽能資源較為充沛時，太陽能系統(tǒng)1制得的熱量完全足夠相變保溫被晝間充熱和滴灌用水需求時，完全關(guān)閉第五電磁閥7，系統(tǒng)所有的熱量通過太陽能系統(tǒng)1制得。

二、若當(dāng)?shù)靥鞖鉅顩r一般，太陽能系統(tǒng)1不能完全提供系統(tǒng)所需的熱量時，可根據(jù)熱量缺失程度適當(dāng)啟閉第五電磁閥7，將電加熱器接通至蓄電池25，使太陽能系統(tǒng)1和電加熱器5并聯(lián)運(yùn)行，共同為系統(tǒng)提供相應(yīng)熱量。

三、若當(dāng)?shù)剡B續(xù)多日陰天，系統(tǒng)中的太陽能系統(tǒng)1完全無法提供相變保溫被13和調(diào)溫滴灌系統(tǒng)D所需的熱量時，將第五電磁閥開至最大，全部利用電加熱器5提供所需熱量，如果當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)用電享受峰谷電價政策，可在夜間開啟電加熱器5在加熱水箱6內(nèi)加熱。

本發(fā)明提供的節(jié)能相變溫室大棚系統(tǒng)，通過控制第一三通閥10、第二三通閥15的全通、合流或者分流功能，以及供水泵8、回水泵22、第一電磁閥9、第二電磁閥23和第四電磁閥18的啟閉，能夠?qū)崿F(xiàn)太陽能及電熱水系統(tǒng)A向溫室大棚相變保溫被系統(tǒng)C供熱、太陽能及電熱水系統(tǒng)A向調(diào)溫滴灌系統(tǒng)供熱D、太陽能及電熱水系統(tǒng)A向溫室大棚相變保溫被系統(tǒng)C和調(diào)溫滴灌系統(tǒng)D串聯(lián)供熱、太陽能及電熱水系統(tǒng)A向溫室大棚相變保溫被系統(tǒng)C和調(diào)溫滴灌系統(tǒng)D并聯(lián)供熱這四種模式運(yùn)行，下面分別介紹這四種運(yùn)行模型。

一、太陽能及電熱水系統(tǒng)A向溫室大棚相變保溫被系統(tǒng)C供熱。當(dāng)溫室大棚內(nèi)不需要滴灌系統(tǒng)運(yùn)行時，可采用如下運(yùn)行方式，即第一三通閥10的A口和C口全開，B口關(guān)閉，第二三通閥15的A口、B口和C口全部關(guān)閉，供水泵8和回水泵22開啟，第四電磁閥18全部開啟，第三電磁閥21關(guān)閉。由于調(diào)溫滴灌系統(tǒng)D更沒有運(yùn)行，系統(tǒng)內(nèi)水總量基本保持不變，僅需讓補(bǔ)給水泵26在低頻運(yùn)轉(zhuǎn)，適當(dāng)開啟補(bǔ)給電磁閥27補(bǔ)充系統(tǒng)少量漏水即可。此時，系統(tǒng)由供水泵8，流入第一三通閥10的A口，并由C口流出進(jìn)入溫室大棚相變保溫被系統(tǒng)C的相變保溫被系統(tǒng)分水總管11，再并聯(lián)進(jìn)入相變保溫被13中敷設(shè)的塑料軟盤管14，對相變蓄能層132充熱后，由相變保溫被系統(tǒng)集水總管12流出，充熱后的流體流過第四電磁閥18和回水泵22后流回太陽能及電熱水系統(tǒng)，根據(jù)當(dāng)?shù)靥鞖馇闆r再次加熱后循環(huán)。

二、太陽能及電熱水系統(tǒng)A向調(diào)溫滴灌系統(tǒng)D供熱。此時為溫室大棚的相變保溫被已經(jīng)充熱完成或者不需要向保溫被充熱，且需要一定溫度的水作為滴灌用水時的情況。此時，第一三通閥A口、B口打開，C口關(guān)閉，第二三通閥A口、B口、C口全部打開，第四電磁閥18關(guān)閉，第三電磁閥21全開。在供水泵8作用下，熱水通過第一三通閥10的A口流進(jìn)，B口流出，在第二三通閥15處與從C口進(jìn)入的回水混合調(diào)溫后，進(jìn)入調(diào)溫滴灌系統(tǒng)D，后從第三電磁閥21處流出。

三、太陽能及電熱水系統(tǒng)A向溫室大棚相變保溫被系統(tǒng)C和調(diào)溫滴灌系統(tǒng)D串聯(lián)供熱。此時大棚需要為相變保溫被系統(tǒng)充熱的同時，還需要提供溫度不太高的滴灌熱水。此時，第一三通閥10的A口和C口打開，B口關(guān)閉，第二三通閥15的A口、B口和C口均打開，第三電磁閥21打開，第四電磁閥18關(guān)閉，此時的熱水首先流入相變保溫被系統(tǒng)充熱后，再順次流入滴灌系統(tǒng)，能源分級利用，效率較高。熱水通過第一三通閥10的A口進(jìn)入，并從C口流出后，進(jìn)入溫室大棚相變保溫被系統(tǒng)C的分水總管11，再分流進(jìn)入各個相變保溫被13內(nèi)的塑料軟盤管14，對相變材料進(jìn)行充熱后流入相變保溫被系統(tǒng)集水總管12，從C系統(tǒng)流出后，順次流入第二三通閥1的A口，在與回水混合調(diào)節(jié)溫度后，從B口流出進(jìn)入滴灌分水總管16進(jìn)行滴灌作業(yè)，富余的熱水從滴灌集水總管17流出，流過第三電磁閥21后流回，形成一次熱量利用的回路。

四、太陽能及電熱水系統(tǒng)A向溫室大棚相變保溫被系統(tǒng)C和調(diào)溫滴灌系統(tǒng)D并聯(lián)供熱。此時大棚同時需要為相變保溫被和滴灌系統(tǒng)提高較高溫度的熱水。運(yùn)行過程中，第一三通閥A口、B口和C口全部打開，第二三通閥A口、B口和C口全部打開，第三電磁閥21和第四電磁閥18全開。熱水通過第一三通閥10的A口進(jìn)入口分流，分別從C口進(jìn)入溫室大棚相變保溫被系統(tǒng)C和從B口流出進(jìn)入第二電磁閥15的A口，從保溫被系統(tǒng)流回的部分回水與第一電磁閥10的B口流出的熱水混合進(jìn)行第一次調(diào)溫后，與第二三通閥15的C口流入的總回水再次混合進(jìn)行第二次調(diào)溫后，從C口流入滴灌系統(tǒng)，流出后與保溫被系統(tǒng)剩余的回水混合流回，形成熱量利用的并聯(lián)回路。

上述四種運(yùn)行模式，可以根據(jù)溫室大棚內(nèi)，對相變保溫被充熱量和滴灌所需用水熱量的不同需求，通過控制第一三通閥10、第二三通閥15的全通、合流或者分流功能以及第三電磁閥21、第四電磁閥18的啟閉，進(jìn)行靈活控制。

特別指出的是，對于部分設(shè)置于極寒地區(qū)的溫室大棚，如東北、西北的地區(qū)，夜間溫度極低，即便擁有管路保暖措施依舊可能會結(jié)凍，爆裂管線，因此在此時應(yīng)將系統(tǒng)調(diào)節(jié)至第三種運(yùn)行工況，即太陽能及電熱水系統(tǒng)A向溫室大棚相變保溫被系統(tǒng)C和調(diào)溫滴灌系統(tǒng)D串聯(lián)供熱，全開第五電磁閥7，將電加熱器5電源接至蓄電池25，低功率運(yùn)行，開啟供水泵8，在低頻狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，使工質(zhì)在管路內(nèi)緩慢加熱，緩慢流動，防止結(jié)凍。

上述結(jié)合附圖進(jìn)行說明的具體內(nèi)容只是示意性的，并非構(gòu)成對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所述領(lǐng)域的研究人員在本發(fā)明提供的節(jié)能相變保溫大棚的基礎(chǔ)上，不需付出創(chuàng)造性勞動而做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。