全面解析溫室大棚地源熱泵工作原理及優(yōu)缺點(diǎn)

采暖系統(tǒng)一般由熱源，室內(nèi)散熱設(shè)備和熱媒輸送系統(tǒng)組成。目前用于溫室的采暖方式主要有熱水采暖，蒸汽采暖，熱風(fēng)采暖，電熱采暖和輻射采暖等。目前溫室中最常用的熱源有燃煤鍋爐，燃?xì)忮仩t和電鍋爐。散熱方式主要有熱水管道散熱和熱風(fēng)散熱。今天小編就來(lái)給大家普及下溫室大棚里常見(jiàn)的地源熱泵。

地源熱泵技術(shù)是一種利用地?zé)豳Y源，如土壤、地下水或河流、湖泊中吸收儲(chǔ)存的太陽(yáng)能、地?zé)崮?，通過(guò)輸入少量高品位能源，實(shí)現(xiàn)低品位熱能向高品位熱能轉(zhuǎn)移，從而對(duì)室內(nèi)供暖的高效節(jié)能空調(diào)技術(shù)。根據(jù)換熱介質(zhì)的不同，地源熱泵系統(tǒng)一般分為地表水源熱泵、地下水源熱泵、污水源熱泵和土壤源熱泵。為促進(jìn)地?zé)崮墚a(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展，2017年國(guó)內(nèi)頒發(fā)了《地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)利用“十三五”規(guī)劃》，從國(guó)家層面對(duì)地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)行業(yè)做出頂層設(shè)計(jì)。《中國(guó)地?zé)崮馨l(fā)展報(bào)告（2018）》中提到現(xiàn)今國(guó)內(nèi)地源熱泵工程數(shù)量、設(shè)備生產(chǎn)能力已居世界第一，相關(guān)技術(shù)達(dá)世界一流水平。

地表水源熱泵

地表水源熱泵因其高效節(jié)能、綠色環(huán)保等特點(diǎn)，近年來(lái)發(fā)展迅速。常用的水源為城市附近的江河水、湖泊水和海水。系統(tǒng)可分為開(kāi)式循環(huán)與閉式循環(huán)。

試驗(yàn)表明，地表水源熱泵冬季制熱工況COP約為3.282，具有很好的適應(yīng)性，在我國(guó)地表水資源相對(duì)豐富的長(zhǎng)江流域地區(qū)有廣泛的應(yīng)用前景。

地源熱泵技術(shù)現(xiàn)如今正處在一個(gè)急速上升的過(guò)程中，作為地源熱泵技術(shù)本身不管在國(guó)外還是國(guó)內(nèi)已經(jīng)非常成熟。已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于農(nóng)業(yè)科普館、智能溫室、住宅、辦公、商場(chǎng)、工廠、體育場(chǎng)館以及多種大型建筑。作為一個(gè)完全無(wú)污染的綠色環(huán)?？照{(diào)形式，他得最大的優(yōu)點(diǎn)還在于節(jié)省了空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用以及土地空間，而我們需要付出的僅僅是多一點(diǎn)點(diǎn)的投資。

開(kāi)且，我們可以從技術(shù)萬(wàn)面分析熱泉技木應(yīng)用十溫室大棚的可行性。

1、大多數(shù)溫室大棚的溫度需求范圍為30℃以內(nèi)，不管是使用燃油還是電加熱系統(tǒng)，所得到的溫度都要遠(yuǎn)高于這個(gè)溫度范圍，無(wú)形中增加溫度損耗。而熱泵空調(diào)系統(tǒng)供暖溫度在45℃~55℃，屬于低溫供暖，溫差小，損耗小，避免了能源的浪費(fèi)。

2、熱泵系統(tǒng)的供暖能效比高達(dá)4.0，意思就是說(shuō)，我們利用1kM的電能，經(jīng)過(guò)熱泵轉(zhuǎn)換，就能得到4kW甚至更多的熱能。大大超過(guò)了電加熱系統(tǒng)1.0的能效，更不用說(shuō)燃油還不到1.0的能效了。由此可見(jiàn)，大大減少后期的運(yùn)行費(fèi)用。

3、熱泵系統(tǒng)特別是水地源熱泵系統(tǒng)大大減少了對(duì)場(chǎng)地的占用，并且系統(tǒng)真正實(shí)現(xiàn)了0排放。不僅減少了對(duì)耕地的占用，并且大大減少了對(duì)環(huán)境的污染。

溫室冬季生產(chǎn)需要消耗大量能源。我國(guó)除熱帶地區(qū)的溫室冬季生產(chǎn)不需要加溫外，大部分地區(qū)冬季都比較寒冷，有的地區(qū)嚴(yán)寒期甚至長(zhǎng)達(dá)120-200天，要保證種植作物的正常生長(zhǎng)和發(fā)育，溫室生產(chǎn)，都必須配置加溫，人工補(bǔ)充熱量。根據(jù)所在地區(qū)不同，溫室加溫的時(shí)間也長(zhǎng)短不一，東北地區(qū)加溫時(shí)間大約需要5~6個(gè)月，華北地區(qū)需要3~5個(gè)月。我國(guó)南方地區(qū)的連棟溫室，尤其是花卉生產(chǎn)溫室和育苗溫室，冬季生產(chǎn)也需要進(jìn)行加溫或臨時(shí)加溫。

一般，連棟溫室加溫年耗煤里約為90~150kg/m2，燃煤成本占整個(gè)生產(chǎn)成本的30%~50%。設(shè)計(jì)不合理的溫室或地處嚴(yán)寒地區(qū)的溫室，加溫耗煤可能會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出上述指標(biāo)。因此，能量消耗大是影響大型溫室經(jīng)濟(jì)效益的重要因素之一。目前，我國(guó)建設(shè)的大型溫室，北緯35°地區(qū)，冬季加溫耗能費(fèi)約占總成本的30%~40%，北緯40°地區(qū)約占40%~50%，北緯43°及以上地區(qū)約占60%~70%。

北緯40度左右地區(qū)：

連棟溫室加溫能耗100~250W/m2燃煤消耗60~150kg/（m2·年）

=40~100噸/（畝·年）采暖煤、水電費(fèi)用占生產(chǎn)成本的50%~70%。

冬季在溫室中使用地源熱泵系統(tǒng)供暖比采用傳統(tǒng)的燃煤熱水或燃油燃?xì)夤┡绞竭\(yùn)行費(fèi)用要低30%以上。而夏季降溫工況下，由當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)觀察和理論分析可知，地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)無(wú)論在降溫效果方面還是節(jié)能方面都落后于當(dāng)前中國(guó)溫室普遍采用的濕簾-風(fēng)機(jī)降溫系統(tǒng)。這是因?yàn)闈窈?風(fēng)機(jī)系統(tǒng)是利用水的蒸發(fā)潛熱降溫，而熱泵系統(tǒng)風(fēng)機(jī)盤管制冷采用的是顯熱降溫，所以，前者的降溫效果要快，運(yùn)行費(fèi)用也相應(yīng)地要低一些（溫室采用濕簾-風(fēng)機(jī)系統(tǒng)降溫風(fēng)機(jī)耗能約為2元/（m2·a），不過(guò)顯簾-風(fēng)機(jī)系統(tǒng)存在耗水量大和空氣濕度大等缺點(diǎn)。因此，夏季在溫室中可以采用濕簾-風(fēng)機(jī)、地源熱泵聯(lián)合降溫系統(tǒng)，合理搭配使用兩個(gè)系統(tǒng)，既可以減少投資費(fèi)用和運(yùn)行成本，又可以解決單一使用濕簾-風(fēng)機(jī)系統(tǒng)帶來(lái)相對(duì)濕度較大，易引發(fā)病蟲害和抑制蒸騰作用等問(wèn)題。

地源熱泵作為一種低溫供暖形式已經(jīng)逐漸的取代常規(guī)供熱形式使用在溫室大棚中。而溫室大棚技術(shù)也在新農(nóng)村建設(shè)中起到尤為重要的作用。利用地源熱泵技術(shù)，解決溫室溫度需求，減少了污染，使用壽命遠(yuǎn)大于電加熱及燃油鍋爐形式。運(yùn)行費(fèi)用減少了70%以上。值得在溫室大棚建設(shè)中大力推廣。