水源热泵在温室加温中的应用 - 图文

水地源热泵技术在温室加温中的应用

温室的能耗情况

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。

一般，连栋温室加温年耗煤量约为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%

加温温室年耗煤量表

传统加温温室 大型连栋温室

北纬35° 20~26 kg/m2 60~105 kg/m2 北纬40° 40~52 kg/m2 90~120 kg/m2 北纬43° 65~90 kg/m2 105~150 kg/m2 现代温室工程采暖热负荷计算

采暖热负荷是温室加温的主要参数，是温室采暖设计的基础，也是设计时选

择散热设备和供热设备的主要依据。显然，热负荷计算过大，会使初始投资增加，造成浪费；过小，则不能满足使用要求，使生产有可能遭受严重损失。

实际工程中，温室设计一般用冬季最寒冷夜间的后半夜至凌晨的供热量作为采暖设计热负荷。主要由两个部门组成：围护结构热损失和冷风渗透热损失。不同作物，不同品种，不同生长阶段，对环境温度有不同的额要求。下表列出了常见温室瓜果类植物的适宜温度范围。

若不知确切作物，对于几大类作物温室的室内设计温度，可按下表取值。

温室采暖方式

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。

热水采暖

以热水（60℃~80℃）为热媒的采暖系统，由热源锅炉，热水输送管道，循环水泵，散热器一级控制阀门等组成。与热风和蒸汽采暖相比，一次性投资较多，循环动力大，热损失小，运行较为经济。一般冬季室外采暖设计温度在-10℃以下且加温时间超过三个月的，常采用热水采暖系统。我国北方地区大都采用热水采暖。

散热器类型：柱形散热器——占用空间多，目前基本不用；

圆翼型散热器——散热面积大，节省材料，占地小，美观，温

室常用。

光管散热器——常用来做成蛇形，直接给植物根部加热。

经验数据：钢制圆翼型散热器散热量：600～650 W/m

在北京地区温室中的配置数量：0.3～0.6m/m2

蒸汽采暖

以蒸汽为热媒的采暖系统，组成与热水采暖系统相近。一般在有蒸汽资源的地方或有大面积连片温室群供暖时，为了节约投资，才选用蒸汽采暖系统。

热风采暖

热风系统是利用热源将空气加热到要求的温度，然后由风机将加热空气送入温室中。相比热水加温系统，热风采暖设备投资低，安装简单，但是运行费用较高。主要使用在冬季采暖时间短的地区，尤其适合于小面积单栋温室。在我国主要使用在长江流域以南地区。

电热采暖

利用电流通过电阻大的导体将电能转变为热能进行空气或土壤加温的加温方式。温室中常用的电加热线有空气加热线和地热加热线两种。采用电热采暖不受季节地区限制，可根据种植作物的要求和天气条件控制加温的强度和加温时间，具有升温快，温度分部均匀，稳定，操作灵便等优点。缺点是耗电量大，运行费用高。多用于育苗温室的基质加温和实验温室的空气加温等。

地中热交换

在封闭状态下利用贮热原理，白天收集太阳能贮存在土壤中，夜间室内温度低时，再把地下贮存的热量补充到室内，提高夜间室温，有效地均衡昼夜室温。

14℃ ↗ 20～30℃ 冷空气热空气冷空气 地中热交换系统存在问题

1）管道用量大，埋设施工量大，系统建设费用高（20～50元/m2）。 2）蓄、放热效果和加温能力有限。（在室内气温25℃以上且持续相当时间条件下，才能有效蓄热，严冬季节不易达到该条件。夜间难以维持室内12℃以上气温。）

3）白昼温室密闭运行方式，CO2不足的问题突出，应考虑进行CO2施肥。 4）连阴数日时，不能有效发挥作用。 5）风机运行时产生噪音。

18℃ ↘ 8～热空气冷空气热空气火炉采暖

用地炉或铁炉，燃煤的烟气通过烟道散热供暖。热稳定性较好，有辐射加热效果；设备费用低；操作管理较麻烦；主要在日光温室和塑料大棚中使用。

地源热泵应用前景

伴随着我国以设施农业为主体的现代农业的迅速发展，能源对农业生产成本的影响也越来越大。节能高效已经成为我国未来设施农业发展的主题。目前国内外各种大型连栋温室，包括正在全国快速发展的新型生态餐厅多采用燃煤、燃油或天然气等传统能源，锅炉集中供暖，夏季有的还用中央空调集中制冷。由于大型农业设施较普通建筑物所需冷热负荷大得多，采用传统能源消耗比较大，环境污染严重，采用中央空调制冷电能消耗大，能源利用率低；且二者的运行费用都

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