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溫室大棚加溫加熱方案對比選擇

溫室網  來源:北方溫室大棚 閱讀數:859

  在溫室大棚生產運行中,冬季加熱是保證溫室大棚高效高質運行的首要條件。溫室大棚的加熱設備有多種類型,較多采用的是燃煤鍋爐,以2噸和4噸的鏈條型熱水鍋爐為主;其次為熱風爐;另外還有燃油燃氣鍋爐、燃油燃氣熱風爐以及電加熱設備等。不同的加熱設備對應不同的加熱方案,具體到某一溫室大棚應采取的加熱設備和加熱方案應根據實際的情況來選擇。其目的就是要盡量提高能量的利用效率,降低溫室大棚的冬季運行成本。

  一、燃煤熱水鍋爐

  燃煤熱水鍋爐使用的燃料是煤,傳熱介質是熱媒水。煤的燃燒熱值較低,價格也較低。使用鍋爐采暖加熱,熱水管道可在溫室大棚內任意布置,與溫室大棚的作物要求密切相關。管道布置越密,溫室大棚的溫度場分布均勻,溫度波動越小。反之,溫度場分布不均勻,溫度波動大。除此之外,由于水的比熱容較大,因此溫室大棚受干擾的作用較小,從而使得溫室大棚內的溫度波動相對較小。

  燃煤鍋爐的熱效率一般隨著鍋爐容量的增加而增加。因此,不同的溫室大棚規模和不同的鍋爐容量同樣也影響著供熱系統的效率。經對上海某現代化玻璃溫室大棚的耗熱量進行了分析,其3公頃的溫室大棚使用了兩臺熱功率為2.8MW的熱水鍋爐,實際熱效率為68%,溫室大棚冬季6個月運行所需熱量為2.02x1010KJ,全年耗煤量為1668噸。折算的系統運行單位面積耗煤量為55.6kg/m2,費用為15.57元/m2。如溫室大棚面積僅有0.5公頃,根據對該溫室大棚熱負荷的模擬計算,可以選擇0.35-0. 7MW的鍋爐,鍋爐的熱效率將降低4%。系統運行單位面積的耗煤量為59.1kg/m2,費用為16.57元/m2。因此,由于鍋爐熱效率的降低每平方米的耗煤量增加3.5公斤,費用增加0.98元。如果溫室大棚占地面積再小,使得鍋爐容量更小。當鍋爐容量低于0.35MW時,溫室大棚單位面積的耗煤量將達到66.4kg/m2,費用為18.59元/m2。因此,較小型的溫室大棚考慮供熱方案是應更多地考慮供熱設備熱效率的變化。

  二、熱風爐

  溫室大棚 熱風爐按燃料的類型分為煤熱風爐、燃油熱風爐與燃氣熱風爐。由于熱風爐是直接加熱方式,與熱水鍋爐相比,沒有啟動時熱媒介質的熱容損失,因此熱風爐的加熱量可以全部用于溫室大棚的室內加熱。并且由于熱風爐的啟動過程中不需要首先加熱熱媒介質,因此,溫室大棚加熱的滯后短,溫室大棚升溫快。在溫室大棚的室內外溫差較小,或白天室外太陽輻射強度充足的情況下,熱風爐可隨時關閉與開啟來調節室內的溫度環境,增加了溫室大棚加熱的靈活性。由于直接加熱的原因,溫室大棚內的溫度分布均勻度稍差一些,溫度波動也要大一些。

  熱風爐的送風溫度通常為40℃-120℃。送風溫度過高,熱射流呈自然上升趨勢,會使溫室大棚下部加熱不好。送風溫度過低,熱風爐出口焓值較小,需要布置更多的熱風爐,或提高熱風爐的送風風量。因此熱風爐出口送風溫度的選擇對溫室大棚內部的溫度分布影響較大。與熱水鍋爐相同,燃煤熱風爐的調節性能較差,但溫室大棚內加熱的熱慣性較小。簡單的啟停控制就能保證溫室大棚內部不會過熱。

  三、電加熱溫室大棚

  和其它能源形式相比,電能需要進行熱-電-熱的二次能量轉換,能量品位最高,價格也較高。在熱-電的轉化中,火力發電的效率只有30%左右。因此,盡管電加熱的電-熱轉換效率較高,但從總體能源的利用來說,電熱的能量利用效率是很低的。在種植蔬菜或瓜果的溫室大棚中使用電加熱是不經濟和不合理的。但是對于種苗溫室大棚來說,土壤溫度關系著種子的發芽率及種苗的正常生長,是溫室大棚環境控制的主要對象。實踐證明使用電加熱方式對土壤局部加熱是可行的方案。

  四、電熱泵溫室大棚

  所謂熱泵就是把熱量從低溫區向高溫區輸送的設備的總稱。熱泵的熱力循環原理和制冷機的熱力循環原理基本相同,但用途和作用剛好相反。電熱泵溫室大棚就是利用電為動力,將熱量由相對低溫的環境輸送到相對高溫的溫室大棚中的設備。白天環境溫度較高,一部分太陽能輻射能夠轉化為熱量起到對溫室大棚加熱的作用,使得用煤量相對于其它時間減少。因此,溫室大棚所需的加熱量大部分是在晚上供給。假設溫室大棚白天的采暖供熱量占總供熱量的40%,而夜晚的供熱量占60%。考慮用電系統收費的蜂谷值,則用電費用還可以節省。如果電能的夜晚收費為白天的一半,當工業用電采用蜂谷值電價收費,夜晚收費為白天的1/2,電熱泵溫室大棚的用電費用相對于單純電加熱減少了一半費用,比燃油燃氣鍋爐更便宜,僅比燃煤多64.7%的費用,如果電能的夜晚收費為白天的1/3,電熱泵比燃煤多42.1%的費用;如果電能的夜晚收費為白天的l/4,電熱泵比燃煤增加30.9%的費用。加上電能無污染特性,可見電驅動熱泵用于溫室大棚加熱的應用潛力。

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