本發(fā)明涉及一種生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，具體的說(shuō)是一種基于燃?xì)忮仩t煙氣熱回收的生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

我國(guó)是世界第一人口大國(guó)，農(nóng)業(yè)的有效供給對(duì)于穩(wěn)定發(fā)展具有不可替代的戰(zhàn)略意義。當(dāng)前，伴隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平有了很大的提升，單位面積糧食產(chǎn)量達(dá)到了363.5公斤/畝。然而，由于人均耕地面積有限，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)在我國(guó)仍舊十分普遍，其帶來(lái)的缺陷諸如單產(chǎn)耗水多、抗風(fēng)險(xiǎn)能力差等阻礙了我國(guó)農(nóng)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。為了解決傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)模式的弊端，越來(lái)越多的地方開(kāi)始試點(diǎn)環(huán)境友好、發(fā)展?jié)摿Υ蟮纳鷳B(tài)農(nóng)業(yè)。

目前，生態(tài)農(nóng)業(yè)主要有三種模式類型。第一種是時(shí)空結(jié)構(gòu)型。該模式類型根據(jù)生物種群的生物學(xué)、生態(tài)學(xué)特征和生物之間的互利共生關(guān)系合理組建而成。它使處于不同生態(tài)位置的生物種群在系統(tǒng)中各得其所，這在一定程度上提升了太陽(yáng)能、水分和礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素的利用率。該模式類型的具體應(yīng)用有果林地立體間套模式、農(nóng)田立體間套模式、水域立體養(yǎng)殖模式，農(nóng)戶庭院立體種養(yǎng)模式等。第二種是食物鏈型。該模式類型依照農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)規(guī)律設(shè)計(jì)而成。它巧妙地將各個(gè)環(huán)節(jié)的投入、產(chǎn)出相結(jié)合，使系統(tǒng)中的廢棄物多次循環(huán)利用，從而提高了能量轉(zhuǎn)換率和資源利用率并有效地防止了農(nóng)業(yè)廢棄物對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染。該模式類型的具體應(yīng)用有種植業(yè)內(nèi)部物質(zhì)循環(huán)利用模式、養(yǎng)殖業(yè)內(nèi)部物質(zhì)循環(huán)利用模式、種養(yǎng)加工三結(jié)合的物質(zhì)循環(huán)利用模式等。第三種是綜合型。該模式類型是前兩者的有機(jī)組合。它使系統(tǒng)中的物質(zhì)得以高效生產(chǎn)和多次利用，是一種高收益、無(wú)污染的模式類型?？偠灾?，當(dāng)前的生態(tài)農(nóng)業(yè)多以生物學(xué)、農(nóng)學(xué)為指導(dǎo)設(shè)計(jì)建造，與工業(yè)生產(chǎn)和能源供給的結(jié)合度較低。

另一方面，伴隨著能源需求的增加和環(huán)保壓力的加大，越來(lái)越多的地方開(kāi)始采用燃?xì)忮仩t。相比傳統(tǒng)的燃煤鍋爐，燃?xì)忮仩t具有熱效率高、環(huán)境污染小、供熱運(yùn)行成本低和維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)勢(shì)。然而，由于缺少煙氣深度熱回收裝置，不少燃?xì)忮仩t的排煙溫度在120℃甚至180℃以上，這極大地浪費(fèi)了能源和水資源。與此同時(shí)，大量高溫?zé)煔獾呐欧乓苍斐扇細(xì)忮仩t所在地附近的熱污染和空氣污染急劇增加，節(jié)能減排迫在眉睫。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種基于燃?xì)忮仩t煙氣熱回收的生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，用于對(duì)燃?xì)忮仩t煙氣進(jìn)行熱回收，減少了熱量的損失和水資源的浪費(fèi)。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種基于燃?xì)忮仩t煙氣熱回收的生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，所述燃?xì)忮仩t的排氣端通過(guò)第一管道連接到農(nóng)作物種植地，其特征在于，所述系統(tǒng)包括設(shè)置在第一管道上的熱交換器和用于將熱交換器產(chǎn)生的冷凝水收集的集水器。

優(yōu)選地，所述農(nóng)作物種植地為農(nóng)作物大棚，所述熱交換器的熱交換管的進(jìn)水端通過(guò)第二管道連接到冷卻水源，熱交換管的出水端通過(guò)第五管道連接到農(nóng)作物大棚用于為農(nóng)作物大棚提供熱量。

優(yōu)選地，在所述第五管道上設(shè)置有保溫水箱，保溫水箱的出水端連接到農(nóng)作物大棚，同時(shí)保溫水箱內(nèi)的水能夠作為生活用水。

優(yōu)選地，在熱交換器與集水器之間的第一管道上通過(guò)管道連接有尾氣處理裝置，所述集水器的設(shè)置高度低于尾氣處理裝置的設(shè)置高度。

優(yōu)選地，在位于集水器與農(nóng)作物種植地之間的第一管道上設(shè)置有儲(chǔ)水器，所述儲(chǔ)水器通過(guò)第三管道與第二管道連通，位于儲(chǔ)水器與農(nóng)作物種植地之間的第一管道上設(shè)置有第三閥門，在第三管道上設(shè)置有第七閥門，所述第三閥門和第七閥門能夠選擇性地打開(kāi)或者關(guān)閉。

優(yōu)選地，所述集水器和儲(chǔ)水器上設(shè)置有水位傳感器，在第一管道和第三管道上均設(shè)置有水泵，所述水泵能夠根據(jù)水位傳感器采集的數(shù)據(jù)增大或者減少排水量。

優(yōu)選地，在位于儲(chǔ)水器與第三閥門的第一管道上設(shè)置有用以對(duì)所述冷凝水的酸堿度進(jìn)行監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)的處理池。

優(yōu)選地，在所述第二管道上且位于第二管道與第三管道的連接處之前設(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥。

優(yōu)選地，所述燃?xì)忮仩t的排氣端還通過(guò)第四管道與尾氣處理裝置連接，在第四管道靠近燃?xì)忮仩t的一端和第一管道靠近燃?xì)忮仩t的一端分別設(shè)置有第一閥門和第五閥門，所述第一閥門和第五閥門能夠選擇性地打開(kāi)或者關(guān)閉。

優(yōu)選地，所述第一管道采用耐腐蝕材料制成。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

1、該發(fā)明將煙氣深度熱回收裝置與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有機(jī)結(jié)合，既解決了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中熱量和水的來(lái)源問(wèn)題，又使深度熱回收所得的熱能和冷凝水有了穩(wěn)定的輸出，這使燃?xì)忮仩t的能源利用率提高了5％以上，起到了節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境的效果。同時(shí)，由于煙氣冷凝水呈酸性，而部分農(nóng)作物喜酸性土壤(例如草莓、百合、花生、馬鈴薯等)，因而在農(nóng)作物大棚內(nèi)種植該類作物將有利于其生長(zhǎng)發(fā)育，這將降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，提高農(nóng)作物的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。另外，該發(fā)明解決了生態(tài)農(nóng)業(yè)與工業(yè)生產(chǎn)和能源供給的結(jié)合度較低的問(wèn)題，進(jìn)一步拓展了生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展思路。

2、該發(fā)明的靈活度高、適應(yīng)性強(qiáng)。鑒于鍋爐運(yùn)行和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可能出現(xiàn)的非重疊現(xiàn)象，該發(fā)明設(shè)計(jì)了兩種運(yùn)行模式。當(dāng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和鍋爐運(yùn)行基本同步時(shí)，關(guān)閉第一閥門、第二閥門，開(kāi)啟第四閥門、第五閥門，此時(shí)鍋爐煙氣深度熱回收后所得的熱能和冷凝水被農(nóng)業(yè)生產(chǎn)利用且通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度可以控制系統(tǒng)運(yùn)行。當(dāng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和鍋爐運(yùn)行不同步時(shí)，關(guān)閉第四閥門、第五閥門，開(kāi)啟第一閥門，第二閥門，此時(shí)高溫?zé)煔饨?jīng)尾氣回收后直接排入大氣。兩種模式的設(shè)計(jì)解決了回收資源與鍋爐運(yùn)行之間的矛盾。

3、該發(fā)明在尾氣處理裝置、儲(chǔ)水器、處理池、保溫水箱和農(nóng)作物大棚中設(shè)置了報(bào)警裝置，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)與設(shè)定狀態(tài)不符時(shí)，報(bào)警裝置將提醒用戶，這確保了系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運(yùn)行。

附圖說(shuō)明

圖1是本生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的原理圖

圖2是集水器的結(jié)構(gòu)原理圖

圖3是導(dǎo)流管的結(jié)構(gòu)圖

圖4是部分管道的截面圖

具體實(shí)施方式

以下描述用于揭露本發(fā)明以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明。以下描述中的優(yōu)選實(shí)施例只作為舉例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到其他顯而易見(jiàn)的變型。

如圖1-4所示的一種基于燃?xì)忮仩t煙氣熱回收的生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，包括與燃?xì)忮仩t1的排氣端通過(guò)管道g1、g2、g3連通的尾氣處理裝置4、設(shè)置在管道g1和g2之間的熱管換熱器2，從所述燃?xì)忮仩t排出的煙氣經(jīng)過(guò)管道g1、熱管換熱器2、管道g2和g3進(jìn)入到尾氣處理裝置4，外來(lái)較冷的水w1經(jīng)過(guò)管道g9進(jìn)入到熱管換熱器2并從熱管換熱器2中的熱交換管中排出，外來(lái)較冷的水w1與燃?xì)忮仩t1排出的煙氣在熱管換熱器2中進(jìn)行熱交換，外來(lái)較冷的水w1的溫度升高，煙氣的溫度下降，并且煙氣中的水汽在降溫后部分形成冷凝水。

在管道g2上連接有集水器3，所述煙氣經(jīng)過(guò)熱管交換器2形成的冷凝水依靠自身重力的作用進(jìn)入到集水器3中，所述集水器3通過(guò)導(dǎo)流管31與管道g2連通，并且在導(dǎo)流管31上設(shè)置有用于過(guò)濾煙氣中雜質(zhì)的過(guò)濾網(wǎng)32。為了使冷凝水盡可能地進(jìn)入到集水器3中，所述集水器3的設(shè)置位置低于尾氣處理裝置4。

所述集水器3的出水端通過(guò)管道g5與水泵6的進(jìn)水端連接，所述水泵6的出水端通過(guò)管道g6與儲(chǔ)水器7的進(jìn)水端連通，所述儲(chǔ)水器7的出水端通過(guò)管道g7與處理池8的進(jìn)水端連通，所述處理池8的出水端通過(guò)管道g8將處理后的冷凝水輸送到大棚10中用于對(duì)大棚10中的農(nóng)作物進(jìn)行灌溉。

所述集水器3上設(shè)置有用以監(jiān)測(cè)水位的水位傳感器c1，所述水位傳感器c1與控制器信號(hào)連接，所述水泵6也與控制器信號(hào)連接，控制器能夠根據(jù)水位傳感器c1采集的水位來(lái)控制水泵6的排水量，即當(dāng)集水器3中的水位較高時(shí)，控制器增大水泵6的排水量以避免集水器3中的水位過(guò)高而溢出。所述儲(chǔ)水器7用以將集水器3收集的冷凝水進(jìn)行儲(chǔ)存以根據(jù)需要將其輸送到大棚中，在所述儲(chǔ)水器7上設(shè)置有與所述控制器信號(hào)連接的水位傳感器c2和報(bào)警裝置a2，所述水位傳感器c2用以檢測(cè)儲(chǔ)水器7的水位，當(dāng)儲(chǔ)水器7出現(xiàn)故障或者水位過(guò)高時(shí)，控制器能夠控制報(bào)警裝置a2報(bào)警。所述處理池8用于監(jiān)測(cè)并調(diào)節(jié)冷凝水的酸堿度進(jìn)而能夠根據(jù)農(nóng)作物的類型對(duì)酸堿度進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述處理池8中也設(shè)置有與所述控制器信號(hào)連接的水位傳感器c3和報(bào)警裝置a3，所述水位傳感器c3用以檢測(cè)處理池8中的水位，當(dāng)處理池8出現(xiàn)故障或者水位過(guò)高時(shí)，所述控制器控制報(bào)警裝置a3進(jìn)行報(bào)警。

所述儲(chǔ)水器7的出水端通過(guò)管道g16與第二水泵19的進(jìn)水端連通，所述第二水泵19的出水端通過(guò)管道g17與管道g9連通，所述第二水泵19用以將儲(chǔ)水器7中的一部分冷凝水輸送到熱管換熱器2的進(jìn)水端以補(bǔ)充外來(lái)較冷的水w1，減少了水的浪費(fèi)。在管道g8、g16、g17以及在管道g9上且位于管道g9與g17的連接處之前分別設(shè)置有第三閥門14、第七閥門18、第六閥門17以及調(diào)節(jié)閥11，通過(guò)第三閥門14、第七閥門18以及第六閥門17能夠調(diào)節(jié)儲(chǔ)水器7中的冷凝水是進(jìn)入到大棚10中還是輸送到到熱管換熱器2中。

所述第二水泵19與所述控制器信號(hào)連接，所述控制器能夠根據(jù)儲(chǔ)水器7和處理池8中的水位來(lái)控制第二水泵19的排水量進(jìn)而能夠合理分配冷凝水的使用，通過(guò)調(diào)節(jié)閥11能夠調(diào)節(jié)管道g9中的流水量進(jìn)而能夠與第二水泵19進(jìn)行配合，在保證熱管換熱器2中的進(jìn)水量的同時(shí)又不致于浪費(fèi)水資源。所述第三閥門14、第七閥門18、第六閥門17以及調(diào)節(jié)閥11可以手動(dòng)操作也可以采用自動(dòng)控制。

所述熱管換熱器2的熱交換管的出水端通過(guò)管道g10連接到保溫水箱9的進(jìn)水端，保溫水箱9中水一部分通過(guò)管道g12作為生活用水排出，一部分通過(guò)管道g11進(jìn)入到大棚中用以對(duì)大棚供熱。在所述保溫水箱9內(nèi)設(shè)置有與控制器信號(hào)連接的水位傳感器c4和報(bào)警裝置a4，控制器通過(guò)水位傳感器c4監(jiān)測(cè)保溫水箱9內(nèi)的水位，當(dāng)保溫水箱9出現(xiàn)故障或者水位過(guò)高時(shí)，控制器控制報(bào)警裝置a4發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

在燃?xì)忮仩t1的排氣端與尾氣處理裝置4之間還通過(guò)管道g13、g14和g15連接，所述管道g13、g14和g15形成的通路與管道g1、g2和g3形成的通路相互并聯(lián)，在管道g13與g14之間和g14和g15之間分別設(shè)置有第一閥門12和第二閥門13，在管道g1上設(shè)置有第五閥門，在管道g2與g3之間設(shè)置有第四閥門15，同時(shí)調(diào)節(jié)第一閥門12和第五閥門16能夠選擇煙氣從哪一通路進(jìn)入到尾氣處理裝置4中，這樣當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)中不再需要冷凝水時(shí)，將煙氣直接排到尾氣處理裝置4中而不再經(jīng)過(guò)熱管換熱器2。所述尾氣處理裝置4用于監(jiān)測(cè)并處理煙氣，從所述尾氣處理裝置4排出的煙氣通過(guò)管道g4進(jìn)入到煙囪5中，并通過(guò)煙囪5排出到外界。在所述尾氣處理裝置4中設(shè)置有與控制器信號(hào)連接的報(bào)警裝置a1，當(dāng)尾氣處理裝置4監(jiān)測(cè)到煙氣超標(biāo)或者出現(xiàn)故障時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，所述尾氣處理裝置4屬于現(xiàn)有技術(shù)，此處不再詳述。

所述熱管換熱器2、集水器3、尾氣處理裝置4、水泵6、儲(chǔ)水器7、處理池8、調(diào)節(jié)閥11、第一閥門12、第二閥門13、第三閥門14、第四閥門15、第五閥門16、第六閥門17、第七閥門18、第二水泵19、管道g1、管道g2、管道g3、管道g4、管道g5、管道g6、管道g7、管道g8、管道g13、管道g14、管道g15、管道g16和管道g17均采用耐酸腐蝕材料100，該耐酸腐蝕材料100為不銹耐酸鋼。所述管道g1、管道g4、管道g10、管道g11、管道g12、管道g13、管道g14和管道g15上均包裹保溫層101。該保溫層101為保溫棉。所述儲(chǔ)水器7的體積應(yīng)大于冷凝水小時(shí)流量的24倍，所述處理池8的體積應(yīng)大于冷凝水小時(shí)流量的6倍，所述保溫水箱9的體積應(yīng)大于自來(lái)水小時(shí)流量的12倍。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明要求的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。