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温室大棚加温加热方案对比选择

状元红心水主论坛  来源:北方温室大棚 阅读数:730

  在温室大棚生产运行中,冬季加热是保证温室大棚高效高质运行的首要条件。温室大棚的加热设备有多种类型,较多采用的是燃煤锅炉,以2吨和4吨的链条型热水锅炉为主;其次为热风炉;另外还有燃油燃气锅炉、燃油燃气热风炉以及电加热设备等。不同的加热设备对应不同的加热方案,具体到某一温室大棚应采取的加热设备和加热方案应根据实际的情况来选择。其目的就是要尽量提高能量的利用效率,降低温室大棚的冬季运行成本。

  一、燃煤热水锅炉

  燃煤热水锅炉使用的燃料是煤,传热介质是热媒水。煤的燃烧热值较低,价格也较低。使用锅炉采暖加热,热水管道可在温室大棚内任意布置,与温室大棚的作物要求密切相关。管道布置越密,温室大棚的温度场分布均匀,温度波动越小。反之,温度场分布不均匀,温度波动大。除此之外,由于水的比热容较大,因此温室大棚受干扰的作用较小,从而使得温室大棚内的温度波动相对较小。

  燃煤锅炉的热效率一般随着锅炉容量的增加而增加。因此,不同的温室大棚规模和不同的锅炉容量同样也影响着供热系统的效率。经对上海某现代化玻璃温室大棚的耗热量进行了分析,其3公顷的温室大棚使用了两台热功率为2.8MW的热水锅炉,实际热效率为68%,温室大棚冬季6个月运行所需热量为2.02x1010KJ,全年耗煤量为1668吨。折算的系统运行单位面积耗煤量为55.6kg/m2,费用为15.57元/m2。如温室大棚面积仅有0.5公顷,根据对该温室大棚热负荷的模拟计算,可以选择0.35-0. 7MW的锅炉,锅炉的热效率将降低4%。系统运行单位面积的耗煤量为59.1kg/m2,费用为16.57元/m2。因此,由于锅炉热效率的降低每平方米的耗煤量增加3.5公斤,费用增加0.98元。如果温室大棚占地面积再小,使得锅炉容量更小。当锅炉容量低于0.35MW时,温室大棚单位面积的耗煤量将达到66.4kg/m2,费用为18.59元/m2。因此,较小型的温室大棚考虑供热方案是应更多地考虑供热设备热效率的变化。

  二、热风炉

  温室大棚 热风炉按燃料的类型分为煤热风炉、燃油热风炉与燃气热风炉。由于热风炉是直接加热方式,与热水锅炉相比,没有启动时热媒介质的热容损失,因此热风炉的加热量可以全部用于温室大棚的室内加热。并且由于热风炉的启动过程中不需要首先加热热媒介质,因此,温室大棚加热的滞后短,温室大棚升温快。在温室大棚的室内外温差较小,或白天室外太阳辐射强度充足的情况下,热风炉可随时关闭与开启来调节室内的温度环境,增加了温室大棚加热的灵活性。由于直接加热的原因,温室大棚内的温度分布均匀度稍差一些,温度波动也要大一些。

  热风炉的送风温度通常为40℃-120℃。送风温度过高,热射流呈自然上升趋势,会使温室大棚下部加热不好。送风温度过低,热风炉出口焓值较小,需要布置更多的热风炉,或提高热风炉的送风风量。因此热风炉出口送风温度的选择对温室大棚内部的温度分布影响较大。与热水锅炉相同,燃煤热风炉的调节性能较差,但温室大棚内加热的热惯性较小。简单的启停控制就能保证温室大棚内部不会过热。

  三、电加热温室大棚

  和其它能源形式相比,电能需要进行热-电-热的二次能量转换,能量品位最高,价格也较高。在热-电的转化中,火力发电的效率只有30%左右。因此,尽管电加热的电-热转换效率较高,但从总体能源的利用来说,电热的能量利用效率是很低的。在种植蔬菜或瓜果的温室大棚中使用电加热是不经济和不合理的。但是对于种苗温室大棚来说,土壤温度关系着种子的发芽率及种苗的正常生长,是温室大棚环境控制的主要对象。实践证明使用电加热方式对土壤局部加热是可行的方案。

  四、电热泵温室大棚

  所谓热泵就是把热量从低温区向高温区输送的设备的总称。热泵的热力循环原理和制冷机的热力循环原理基本相同,但用途和作用刚好相反。电热泵温室大棚就是利用电为动力,将热量由相对低温的环境输送到相对高温的温室大棚中的设备。白天环境温度较高,一部分太阳能辐射能够转化为热量起到对温室大棚加热的作用,使得用煤量相对于其它时间减少。因此,温室大棚所需的加热量大部分是在晚上供给。假设温室大棚白天的采暖供热量占总供热量的40%,而夜晚的供热量占60%。考虑用电系统收费的蜂谷值,则用电费用还可以节省。如果电能的夜晚收费为白天的一半,当工业用电采用蜂谷值电价收费,夜晚收费为白天的1/2,电热泵温室大棚的用电费用相对于单纯电加热减少了一半费用,比燃油燃气锅炉更便宜,仅比燃煤多64.7%的费用,如果电能的夜晚收费为白天的1/3,电热泵比燃煤多42.1%的费用;如果电能的夜晚收费为白天的l/4,电热泵比燃煤增加30.9%的费用。加上电能无污染特性,可见电驱动热泵用于温室大棚加热的应用潜力。

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