全面解析温室大棚地源热泵工作原理及优缺点

2019-07-15 09:08:30 0
全面解析温室大棚地源热泵工作原理及优缺点



采暖系统一般由热源,室内散热设备和热媒输送系统组成。目前用于温室的采暖方式主要有热水采暖,蒸汽采暖,热风采暖,电热采暖和辐射采暖等。目前温室中最常用的热源有燃煤锅炉,燃气锅炉和电锅炉。散热方式主要有热水管道散热和热风散热。今天小编就来给大家普及下温室大棚里常见的地源热泵。

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地源热泵技术是一种利用地热资源,如土壤、地下水或河流、湖泊中吸收储存的太阳能、地热能,通过输入少量高品位能源,实现低品位热能向高品位热能转移,从而对室内供暖的高效节能空调技术。根据换热介质的不同,地源热泵系统一般分为地表水源热泵、地下水源热泵、污水源热泵和土壤源热泵。为促进地热能产业持续健康发展,2017年国内颁发了《地热能开发利用“十三五”规划》,从国家层面对地热能开发行业做出顶层设计。《中国地热能发展报告(2018)》中提到现今国内地源热泵工程数量、设备生产能力已居世界第一,相关技术达世界一流水平。

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地表水源热泵

地表水源热泵因其高效节能、绿色环保等特点,近年来发展迅速。常用的水源为城市附近的江河水、湖泊水和海水。系统可分为开式循环与闭式循环。

试验表明,地表水源热泵冬季制热工况COP约为3.282,具有很好的适应性,在我国地表水资源相对丰富的长江流域地区有广泛的应用前景。

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地源热泵技术现如今正处在一个急速上升的过程中,作为地源热泵技术本身不管在国外还是国内已经非常成熟。已经广泛的应用于农业科普馆、智能温室、住宅、办公、商场、工厂、体育场馆以及多种大型建筑。作为一个完全无污染的绿色环保空调形式,他得最大的优点还在于节省了空调系统的运行费用以及土地空间,而我们需要付出的仅仅是多一点点的投资。

开且,我们可以从技术万面分析热泉技木应用十温室大棚的可行性。

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1、大多数温室大棚的温度需求范围为30℃以内,不管是使用燃油还是电加热系统,所得到的温度都要远高于这个温度范围,无形中增加温度损耗。而热泵空调系统供暖温度在45℃~55℃,属于低温供暖,温差小,损耗小,避免了能源的浪费。

2、热泵系统的供暖能效比高达4.0,意思就是说,我们利用1kM的电能,经过热泵转换,就能得到4kW甚至更多的热能。大大超过了电加热系统1.0的能效,更不用说燃油还不到1.0的能效了。由此可见,大大减少后期的运行费用。

3、热泵系统特别是水地源热泵系统大大减少了对场地的占用,并且系统真正实现了0排放。不仅减少了对耕地的占用,并且大大减少了对环境的污染。

温室冬季生产需要消耗大量能源。我国除热带地区的温室冬季生产不需要加温外,大部分地区冬季都比较寒冷,有的地区严寒期甚至长达120-200天,要保证种植作物的正常生长和发育,温室生产,都必须配置加温,人工补充热量。根据所在地区不同,温室加温的时间也长短不一,东北地区加温时间大约需要5~6个月,华北地区需要3~5个月。我国南方地区的连栋温室,尤其是花卉生产温室和育苗温室,冬季生产也需要进行加温或临时加温。

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一般,连栋温室加温年耗煤里约为90~150kg/m2,燃煤成本占整个生产成本的30%~50%。设计不合理的温室或地处严寒地区的温室,加温耗煤可能会远远超出上述指标。因此,能量消耗大是影响大型温室经济效益的重要因素之一。目前,我国建设的大型温室,北纬35°地区,冬季加温耗能费约占总成本的30%~40%,北纬40°地区约占40%~50%,北纬43°及以上地区约占60%~70%。

北纬40度左右地区:

连栋温室加温能耗100~250W/m2燃煤消耗60~150kg/(m2·年)

=40~100吨/(亩·年)采暖煤、水电费用占生产成本的50%~70%。

冬季在温室中使用地源热泵系统供暖比采用传统的燃煤热水或燃油燃气供暖方式运行费用要低30%以上。而夏季降温工况下,由当前的实验观察和理论分析可知,地源热泵空调系统无论在降温效果方面还是节能方面都落后于当前中国温室普遍采用的湿帘-风机降温系统。这是因为湿帘-风机系统是利用水的蒸发潜热降温,而热泵系统风机盘管制冷采用的是显热降温,所以,前者的降温效果要快,运行费用也相应地要低一些(温室采用湿帘-风机系统降温风机耗能约为2元/(m2·a),不过显帘-风机系统存在耗水量大和空气湿度大等缺点。因此,夏季在温室中可以采用湿帘-风机、地源热泵联合降温系统,合理搭配使用两个系统,既可以减少投资费用和运行成本,又可以解决单一使用湿帘-风机系统带来相对湿度较大,易引发病虫害和抑制蒸腾作用等问题。

地源热泵作为一种低温供暖形式已经逐渐的取代常规供热形式使用在温室大棚中。而温室大棚技术也在新农村建设中起到尤为重要的作用。利用地源热泵技术,解决温室温度需求,减少了污染,使用寿命远大于电加热及燃油锅炉形式。运行费用减少了70%以上。值得在温室大棚建设中大力推广。

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