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溫室大棚建造冷熱源方案分析

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溫室大棚建造冷熱源方案分析

發布日期:2018-10-08 作者: 點擊:

溫室大棚簡介

    溫室大棚建造是以采光覆蓋材料作為全部或部分圍護結構材料,在冬季或其它不適宜植物露地生長的季節供栽培植物的建筑。生活中我們常見的玻璃育花房和蔬菜大棚就是典型的溫室。溫室主要使用原理是讓陽光直接照射進溫室,加熱室內空氣,而同時玻璃或透明塑料薄膜又可以不讓室內的熱空氣向外散發,使室內的溫度保持高于外界的狀態,以提供有利于植物快速生長的條件。這樣溫室形成了兩個特點:溫度較室外高、不散熱。

    根據溫室的最終使用功能,可分為生產性溫室、試驗(教育)性溫室和允許公眾進入的商業性溫室。蔬菜栽培溫室、花卉栽培溫室、養殖溫室等均屬于生產性溫室;人工氣候室、溫室實驗室等屬于試驗(教育)性溫室;各種觀賞溫室、零售溫室、商品批發溫室等則屬于商業性溫室。

    本文所介紹的溫室坡面和三個側面均為玻璃結構材料,另一側面緊貼水環境治理工程的中心控制室(新鳳河水環境治理工程的一個組成部分),主要為水環境治理過冬綠化提供植物培養種苗。該溫室占地面積1300m2,位于大興區郊外新鳳河河畔,是一棟把使用功能和景觀揉為一體的建筑物,但需獨立配置采暖空調設施。 

冷熱源方案比較

     采暖方式和采暖設備選擇是一個涉及溫室投資、 運行成本、生產經濟效益的問題。因此,在設計方案階段,應充分考察工程的特點,對溫室所可能采用的熱源方式進行詳細比較分析。分述如下:因工程所處位置遠離城市供熱管網,溫室的熱源需要自行解決。常用的熱源設備從燃料選用上可分為:燃油式、燃氣式、燃煤式和電熱式等四種。其中燃氣式的設備裝置最簡單,造價最低,但氣源上沒有保證。 燃油式的設備雖然具有設備簡單、操作簡便、自動化控制程度高、造價也比較低、占地面積比較小及土建投資低等,但燃油設備的運行費用相對較高,相同的熱值比燃煤費用高3倍以上。盡管燃煤式的設備最復雜,操作也比較復雜,需要鍋爐工人責任心強,精心操作,并且燃煤式設備費用最高,土建費用比較高,但燃煤設備運行費用是各種熱源設備中最低的。燃煤式設備最重要的缺點是污染空氣和環境,與本工程的環保主題不一致。 電能是最清潔、方便的能源,但電能是二次能源,本身比較貴,且當地電力負荷也較為緊張,為此還需再配套電力增容設施。若能充分考慮電能峰谷價差的優惠,電能也是一個可選項。(設計溫室白天熱負荷較低約為總負荷的1/4,夜間熱負荷最高。剛好符合谷峰電價的使用要求,運行成本將比白天用電低1-2倍。)對南方地區而言,采暖期短熱負荷低,采用燃油式的設備比較好。但對北京而言,冬季加溫時間長(采暖天數130天),采用燃煤熱水鍋爐雖然一次投資比較大,但可以節約運行費用,長期計算還是合適的。

    溫室供熱系統選擇應結合初投資、運行成本、生產技術水平、操作管理簡單、設備可靠性及環保等諸方面綜合考慮。除上述幾種形式外地熱、水源熱泵也可解決冬季供暖問題。

    地熱作為新能源的一種應合理規劃,尤其需重點解決好水資源的合理使用問題。深層水為數萬年前形成的一次性優質水,具有不可再生性。而工程所處位置是否具有該資源,且開發費用都是未知數,且北京水資源嚴重短缺該方案不予考慮。

    水源熱泵系統,夏季供冷冬季可供熱。該種供熱方式效率能效比可高達4.1,供冷效率能效比可達4.2-5.1,較單純電熱采暖效率高的多,但需要有連續穩定的水源作保證。水源熱泵與鍋爐(電、燃料)的供熱系統相比,水源熱泵具有明顯的優勢。鍋爐供熱只能將90%~98%的電能或70%~85%的燃料內能轉化為熱量,供用戶使用,因此水源熱泵要比電鍋爐加熱節省三分之二以上的電能,比燃料鍋爐節省二分之一以上的能量。由于水源熱泵的水源溫度(12~28℃)全年較為穩定,其制冷、制熱系數可達3.5~4.4,與傳統的空氣源熱泵相比,要高出40%左右,其運行費用為普通中央空調的50~60%.從工程現有條件來看:連續穩定的水源只有來自污水處理廠的中水可以滿足,能否采用中水作為該工程的水源呢?若采用中水水源熱泵該工程還會成為此項目的一個設計亮點。

    經考察研究,只要采用適于污水運行的換熱器,利用城市污水的水量大、水溫適宜的特點,就可形成一套特殊的水源熱泵系統。該系統可充分利用城市污水處理廠二級出水(水溫12~28℃)作為水源,合理利用出水的流量和溫差進行制冷和供熱,而不影響二次出水的后續回用。對城市污水水源熱泵系統而言,由于水源穩定,設備的制冷、供熱效果將會有可靠的保證。經與設備生產商和業主的多次溝通,最終確定采用污水水源熱泵機組作為本工程的冷熱源。

    隨著可持續發展和公眾環保意識的提高,世界利用能源的結構都正在轉變,從原有的煤、石油取暖過渡到以天然氣及電等清潔能源。北京作為大氣污染最為嚴重的城市之一,其治理大氣污染的政策中就包括能源結構的調整,從以煤為主改為天然氣和電力替代能源。但是,替代能源雖然可以部分解決大氣污染的問題,而天然氣和石油等都屬于不可再生的能源,從可持續發展的角度看,必須提高能源利用效率或者尋找可以再生的能源。本工程中提出的利用集中城市生活污水作為水源的污水水源熱泵,提取低位能源進行制冷、供暖,既節能又環保,具有一定的現實意義。

溫室大棚建造公司

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