图1 PLC控制器
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YAN JIU
JIAN SHE
微波消解
太阳能和地源热泵联合控制系统对温室大棚进行调控中，本文给出的设计方案如下图1。图1中，太阳能集热器、换热片分别和对应管路中的控制阀、储热水箱四个装置构成循环，热水箱出口、控制阀、箱体入口三者相连，热水箱出口、PLC 控制阀、热水系统三者连通，储热水箱入口、水井管路、PLC 控制器、水井、第二循环水泵这几样连接在一起。 灭茬机
从图1中我们了解到PLC 控制器经由接口和上位机网络实现数据交互，同时在显示器中显示设备状态，
上位机从PLC 中实时获取信息，借助来回向PLC、液位传感器、温度传感器等设备中发送信号，最终由控制阀、循环泵开启或暂停设备，控制温室大棚中的温度进行自动调整。 WWW.02245.INFO2.回路运行与控制
从图2中，我们了解到，这一联合系统的运行工况主要为以下几点。
冬季供暖情况为：若太阳能足以满足温室大棚中设定温度，T10、T11、T12 、地源热泵等开关会闭合，太阳能系统即T1-T4控制阀将打开，集热器为其提供热能，然后加热储水箱，并在储水箱中设定所需温度，当加热器温度达到这一温度后，加热开关则自行关闭，并和换热片组成控制回路。
利用大棚温度计测定室内温度，确保植物生长温度适宜；若这一温度与大棚室内温度不符，还应开启地源热泵与太阳能大棚系统，然后开启T1-T4控制阀与T10-T12控制阀，这时，地源热泵对缺失的太阳能进行补充。地源热泵向热水箱供热，同时控制换热片温度，以此确保室内温室大棚温度达到设定值。
夏季制冷情况：夏季外界气温较高，当外界温度高于室内大棚温度时，地源热泵自动打开，太阳能系统关闭，与此同时，和两个系统相对的控制阀门相继关闭和打开。此时地源热泵与地下土壤进行热交换，组建空调回路，对大棚进制冷，保证这一温度符合大棚内部植株生长。
昼夜交替：地源热泵在夜间实现对大棚的温度控制，与此同时，和太阳能系统相关的阀门关系，与地源热泵相关的阀门开启；相反，白天则是太阳能系统发挥作用，在一阶段恢复特让温度，这种方法常用于冬季昼夜应做好保温处理的植物。
耐寒输送带生活用水系统：将T5、T6、T8控制阀打开，如此方能使用T8、热水箱、储热水箱、生活用水系统满足人们生活用水所需。将第一液位传感器安装到热水箱中，当水位较低时，系统将开启B2循环泵进行上水。
灌溉系统：将太阳能系统、灌溉系统打开，并关闭其他系统。冬季外界气温较低，相应的地下水温度较低，不能满足植物灌溉需求，此时T1、T6、T2、T9分别开启，水井水经由B2抽出，流经储热水箱控制阀，即T9位置，实现对水的混合预热，然后在开展实际灌溉工作；夏天大棚温度较高需要对其进行灌溉时，应结合实际，将T9控制阀关闭，同时打开T7阀门，将水井水从B2抽出，接着使用喷灌法对棚内植物进行灌溉，减少室内大棚温度，促进室内植株健康生长。
三、可行性研究1.技术方面
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太阳能及地源热泵技术相对成熟。其中，太阳能技术可以分为光伏太阳能与热力太阳能。这里面家庭常用太阳能主要是指热力太阳能。地源热泵技术由热泵系统低温热源这一概念发展而来，地源热泵技术已经在很多国家被使用，且技术相对成熟。从上述两方面看，我们认为这一联合系统可以用于温室
大棚中。
2.经济方面
结合相关数据统计，陆地年太阳能辐射总量类似于煤，且国内有2/3的地方日照时间很长，这些丰富的太阳能—地源热泵系统资源，我们不应该浪费掉，将其合理应用可以创造一定经济价值。
本文给出的大棚构造坐北朝南，墙基是砖结构，南北向长度为，东西向为主体为热浸镀锌钢制骨架，其他结构材料是专用铝型材，覆盖材料为PC 阳光板、PVC 棚膜，大棚中南面距离地面高1m 位置安装风机，控制实际间距成5m。结合某市温室大棚案例与市场价格，一套大棚中会使用2.5万煤炉，一年消耗0.5万成本，这里以10年寿命为例来计算。地源热泵机组35万，寿命30年，可供4个大棚使用，另外每个大棚需要用到3套太阳能，结合相关调查数据显示，这种太阳能的热效率达95%，寿命近20年，每套装置价格为0.5万元，每个大棚建设总投资达8.5万元，每个大棚年增收0.5万元，运营成本达0.1万元。
FOSY从计算中我们了解到，虽然这一系统需要大量投资，其回收需要很长时间，但因这项投资是一次性的，且不会在发生价格变化，且无论春夏秋冬都可以使用，再加上太阳能系统与地源热泵系统自身的寿命较长，所以站在经济视角分析，这一联合系统应用起来相对可观。
3.环保方面
煤炭燃烧有大量的二氧化碳、烟雾及很多有害气体产生，会对环境带来污染。但将太阳能与地源热泵联合系统应用到温室大棚里面，就不会出现这种问题出现。因而这两种系统所使用的都是清洁能源，不会产生对环境及人们生存有害的物质，有必要在温室大棚中合理应用这一联合系统。此外，使用这一联合系统代替普通能源不仅可以达到最佳的生态环保效益，还能为农民增产增收提供相应渠道，为人们创造更多经济效益，因此从环保视角分析，这一联合系统可以被应用到温室大棚建设中。
四、结语
综上所述，面对当前温室大棚中出现的问题，本文设计了一种太阳能和地源热泵技术温室大棚系统，同时在这一系统中融入了PLC 控制回路，分析了系统运行工况与经济、技术、环保等方面价值，充分认识到太阳能—地源热泵系统联合的技术优势，相信随着节能环保理念的盛行、新科技的不断发展，这一联合计数将被应用到更多行业中。
（作者单位：山东宜美科节能服务有限责任公司）
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