温室太阳能与空气源热泵联合加温系统的试验

为了探索太阳能、空气源热泵技术在设施农业领域的应用方法和发展潜力,寻求解决温室加温费用高、存在污染等问题的方法,对一种用于温室的太阳能和空气源热泵联合加温系统进行了实验研究,介绍了系统的总体设计和试验方法,并在昆明地区对系统性能和温室加温效果进行了实验。结果表明：在昆明地区最冷月1月,蓄热水箱平均水温可达41.1℃,空气源热泵运行时,制热系数COP平均值均在3以上。无论晴天还是阴天,温室都能够满足作物生长需求。为太阳能空气源热泵联合作为温室有效的加温系统提供了一定的理论依据。     

水源热泵在温室加温中的应用研究

采用多层覆盖、减小直接加热空间的温室节能设计措施,设计建造了试验温室,在水源热泵热风加温条件下,对试验温室的温度、空气相对湿度、水源热泵的实际制热系数进行了测定,对水源热泵加温的节能效果进行了评价,结果表明:夜间在水源热泵加温条件下,温室东西方向的水平温度分布均匀,南北相距12m的水平方向上存在0.9℃的温差,中部距地面上2.2m的垂直空间平均存在1℃的温差,00:00～08:00,空气相对湿度低于80%;试验用水源热泵实际热系数为3.31。与燃煤锅炉热水加温的玻璃温室相比,试验温室采用水源热泵加温相对节能46.5%,直接加温成本较燃煤锅炉加温的玻璃温室高82.2%,经计算,当试验温室与对照玻璃温室面积相等时,采用水源热泵加温可相对节能69.1%,直接加温成本仅较燃煤锅炉加温的玻璃温室高5.8%。     

温室太阳能与空气源热泵联合加热的试验研究

温室太阳能与空气源热泵的结合节能环保,并且能够有效解决太阳能不稳定、不易控制的问题。本文设计了温室太阳能-空气源热泵联合加热系统,并对该装置进行试验研究和讨论,结果表明太阳能-热泵联合运行可以提高系统的制热效率。     

温室太阳能污泥干化系统的设计及试验研究

为提高污水处理厂污泥处理处置水平,探求温室太阳能和热泵技术在污泥干化领域的应用方法,设计一种新型温室太阳能污泥干化系统。该系统主要由温室、翻泥机、辅助热源、通风系统、保温系统组成。在河南地区对系统的核心部件,扰流风机、翻泥机和热泵系统进行了热性能试验研究。结果表明:扰流风机扰乱了温室内部的温度分布,使上部的热能向下部流动,温室底部温度提升了3~5 ℃;在本研究涉及的风速范围内,风速为2~6 m/s时对污泥干化起促进作用,6~8 m/s时,干化含水率减小缓慢,此时对污泥干化系统扰动较大。翻泥机翻泥的时间间隔与温室内热能相关,间隔为30~70 min范围内与干化含水率存在线性关系;在太阳能不足的冬季使用水源热泵系统较使用空气源热泵系统污泥干化含水率提高了11%,双系统较水源热泵系统提高了8%。试验验证结果表明:1 000 m²的温室污泥干化系统,日均处理污泥约10 t。     

双热源太阳能热泵温室供暖系统的设计与构建

当前农业温室的调控消耗了大量的燃煤,该问题制约了温室甲鱼养殖业的发展,因此利用太阳能热泵技术为温室供暖是很有必要的。参照工厂化甲鱼养殖温室构建了30 m~2实验温室,以浙北地区的气象数据为基础计算了实验温室的热负荷。以实验温室为研究对象,设计了双热源混联式太阳能热泵供暖系统并优化了系统结构,提高了系统的能效比和运行的稳定性,且系统的运行方式灵活多选。以实验温室热负荷计算结果为基础进行了系统的部件选型,构建了太阳能热泵供暖系统实验台,实验台设置了开展实验研究所需的温度、流量及辐照度等传感器采集相关参数。系统为太阳能单独运行、空气源热泵单独运行、热泵太阳能串联运行、太阳能热泵并联运行等多种运行模式下的实验研究,可获得各种运行模式下太阳能、热泵和系统整体的性能参数,为开展试验研究打下了基础,同时也可为同类设备的设计与应用提供参考。     

浅层地能水源热泵供暖在日光温室的应用

我国北方,冬季寒冷,日光温室长年生产,冬季须人工辅助加温。现行的煤炉加温,费用高、污染重、劳动强度大。用浅层地能与水源热泵供暖方式给温室供暖,可节约煤炭,减轻污染,环保安全,具有很好的经济效益、社会效益和生态效益。1浅层地能水源热泵供暖的工作原理浅层地能是利用地表浅层水源如地下水、河流和湖泊中吸取的太阳能和地热能资源,并采用热泵原理,     

直膨式太阳能热泵用于温室番茄根际-空气加温的试验研究

针对直膨式太阳能热泵所集热能利用率低,温室加温不足的问题,采用直膨式太阳能热泵为集热系统,根际-空气加温为放热系统,对大跨度主动蓄能型温室在不同天气仅根际加温和根际与空气同时加温的加温效果,集、放热系统运行性能,集热效率,热能利用率,节能率和集热系统的优化运行模式进行研究。结果表明:1)连续阴天和连续晴天,放热系统的热能利用率分别高于97.2%和92.7%;2)不同天气试验区的根际温度在17.9℃以上,比对照区高1.5℃,空气温度在11.6℃以上,比对照区高3.6℃,相对湿度在90.8%以下,比对照区低3.2%;3)不同天气整套系统的节能率R在47.2%以上,性能系数在1.9以上;4)不同天气集热系统均能在设定时间内达到设定集热温度目标,且其集热性能系数COPc在2.3以上,其集热效率在149.6%以上;5)9:30—11:30集热系统COPc随太阳辐射强度的增大,从1.4增大至3.0,11:30—14:50集热系统的集热性能系数均高于3.8,15:10以后,蓄热水池水温高于47℃时,集热性能系数由3.2最终降至0.8。该研究表明根际与空气结合的加温方式不仅提高了温室加温效果,还提高了热能利用率和直膨式太阳能热泵的集热性能。此外,根据集热条件调节集热系统的运行模式,可提高集热性能,达到温室加温节能的目的。     

温室太阳能辅助加温系统的设计与试验

寒冷地区,日光温室越冬生产需要补充热能来满足作物生长需求的温度环境,传统加温方式不但增加农业生产的运营成本,也污染环境。为了改善这一问题,研究设计温室太阳能辅助加温系统,利用太阳能集热器收集太阳能,用水做媒介存储热能,在温室后墙布设散热水管,根据室内外环境条件控制运行,对温室内小气候主动调节,创造温室作物生长的适宜环境条件。该研究对系统墙挂水管散热方式的加温效果、热效率、节能减排效率进行试验分析。结果表明:该加温系统,在晴天条件下,可使温室内平均气温提高5.7℃,最低气温提高3.7℃;在阴天条件下,应用加温系统使温室内平均气温提高3.5℃。最低气温提高7.1℃。但墙挂式加温系统对土壤温度的影响较小。选择沈阳地区冬季最寒冷的4个月为加温系统的运行测试和试验数据采集时段,计算得到墙挂式太阳能辅助加温系统的工作热效率为41.1%,对比传统燃煤锅加温方式,系统可节约传统能源量折合成标煤5.13t,同时可减少CO_2排放量12.8 t,减少SO_2排放量0.38 t。同时,根据该试验结果对前期系统优化的模拟结果进行了验证,二者满足吻合度要求。该设计为生态温室墙挂式太阳能辅助加温系统的应用推广提供科学依据。     

太阳能辅助加温系统对日光温室中茄子生长的影响

针对我国北方地区日光温室冬季农业生产需要辅助加温的问题,设计了太阳能温室辅助加温系统以保证冬季进温室作物的正常生长,并阐述了其工作原理.通过温室内茄子地块分区种植试验,利用PVC水管不同埋深对比,测出地温及茄子生长数据,提出加温系统的设计参数,为研究太阳能辅助加温系统对温室作物生长的影响效果提供依据.     

基于太阳能-空气能双能源温室加温的试验平台设计及节能效益分析

目前,我国现代温室冬天普遍采用燃煤锅炉或者直接电加热进行加温,这2种方式运行成本都较高,不符合我国大力提倡节约和开发新能源的政策,为此,提出基于PLC可编程控制的太阳能-空气能双能源加温系统进行温室加温,可充分利用可再生能源,并以微型温室为载体进行太阳能-空气能双能源加温系统中的加热设备、控制设备、蓄热设备和散热设备进行设计,并通过本试验平台给微型温室进行单独太阳能-空气能双能源加温、单独空气能温室加温和单独电加热加温,在能源消耗方面进行节能效益分析,试验结果表明,运用太阳能-空气能双能源加温系统比单独运行空气能加温、电加温在节能方面效益明显,节能10%以上。     

地源热泵在日光温室中的应用

介绍了一种新型加热方式-地源热泵,并在顺义三高建造了地源热泵加热温室,对其加热效果进行了试验。测试结果表明,室外、试验温室与对照温室夜间平均温度分别为-7.9℃、14.4℃和8.7℃,加温效果明显。地源热泵加热与传统燃煤锅炉相比,平均节能为29.6%。     

地源热泵空调系统在温室中跨季节蓄热运行的性能

温室作为设施农业的主体,其温度调节尤为重要。通过地源热泵空调系统,对温室进行跨季节蓄热,高效节能,清洁环保。以北京某温室及其地源热泵空调系统为研究对象,分析跨季节蓄热系统在温室中的运行性能。采用DeST软件进行建模,分析负荷和室温变化规律,确定系统的运行特性,再结合工程实际数据,探究地源热泵空调系统的运行效果,分析系统运行的稳定性。结果表明,全年热、冷负荷总量比值为1.0:1.1,可实现温室能源跨季节的自供给利用;温室室温维持在20.0~25.0 ℃,能够满足高档花卉的生长温度需求;热泵源侧进水温度维持在11.4~23.7 ℃,可以满足相关规范要求;全年地埋管处土壤温度升高1.3 ℃,变化相对稳定。综上可知,地源热泵系统在温室中运行效果显著,稳定性较强,具有良好的经济和节能减排效益。     

太阳能与热泵技术在原油加热系统的应用

利用燃油、燃气加热炉加热原油会造成能源浪费和环境污染,以太阳能和回注水热交换所获热量为高温水源热泵的低温热源,以电加热器为备用热源,用于集输原油的循环加热,可以达到节能减排的目的。分别建立了太阳能集热器和高温水源热泵的数学模型,采用Matlab中的Simulink仿真技术建模,输入现场运行参数进行仿真,通过模拟仿真预测太阳能与热泵联合供热系统的运行情况,并将模拟运行结果与其他供热系统进行经济性比较。结果表明:太阳能与高温热泵联合供热系统的制热温度达75℃,制热系数达3.5,年运行费用较电锅炉加热节省40.23×104元,增加的投资14个月即可收回,经济效益比较显著。     

能源转移设计在农业大棚中的应用(英文)

通过在新型转移能源设计方面的研究应用,开发了一种新型转移能源农业大棚,建造了面积为180 m2的新型转移能源生态农业大棚示范工程试验房。该试验房采用复合太阳能电池板、废弃物为原料的无机泡沫保温材料作为农业大棚建造材料,应用空气-地源热泵互补蓄能系统,使能源采集和农业大棚一体化,达到零能源消耗的目的。该研究内容符合国家发展战略,具有巨大的经济效益和社会效益。     

多源感知高效循环智能控制设施大棚架构与实现

以提高作物经济效益、减少资源消耗、增加农业循环利用为目标,提出一种多源感知高效循环设施大棚智能控制及农业专家系统。利用太阳能加热相变储热材料增加棚温;通过特殊通风窗设计增大空气对流面积降低棚温,减少高能耗设备的启用;阴阳棚混合种植实现农业循环利用;采用多源感知提高控制精准,采用动态权值融合算法提高数据融合精度,可通过计算机、手机实时监控。该农业专家系统控制策略结合作物生长模型、温室控制模型与能耗模型3种模型,提出根据大棚作物光合作用速率的多因素节能优化控制方法。根据计算控制增加的经济效益与付出能耗费用的差值最大,得出最优控制策略输出,以促进作物光合作用产生高收益,并减少温室控制成本。整套监控系统已试运行于徐州现代农业实验示范基地。     

日光温室冬季加温热负荷的计算和热风炉补温试验验证

【目的】研究日光温室冬季补温热负荷以及相应加温设备配套功率选型的准确性,计算日光温室冬季能耗的热损失,研究温室专用热风炉补温设备与理论计算能耗一致性问题。【方法】分析温室的总体热损失,研究各个围护结构的热工性能,取值计算温室总热损失量,分别计算出温室围护结构热损失、冷风渗透热损失以及温室内地面热损失占温室总散失热量的比例。【结果】温室理论计算单位面积能耗为166 W/(m²·h);单位面积能耗为142 W/(m²·h),二者基本趋于一致。【结论】各个围护结构的热工值取值合理,温室加温设备配套功率选型较为准确。温室加温热负荷计算时,不应考虑白天温室获得的太阳辐射热量,应将温室夜间最低温度时刻和极端灾害气候下温室需要补充满足的热量作为温室的加温热负荷值。     

热泵型太阳能密集烤房烘烤节能途径探讨

为了探索节能减排的烤烟烘烤模式,2009-2010年,在贵州省黔西南州兴义市修建了2栋热泵太阳能密集烤房,并进行了烤烟烘烤节能试验.每栋烤房可装鲜烟叶3 500 kg,烘烤烟叶质量与普通密集烤房相当.使用热泵烘烤烟叶(CK),每千克干烟叶耗电3.08 kW·h,能耗成本为1.40元.使用热泵并利用太阳能作为辅助能源,则...     

低能耗日光温室建筑空间形态特征参数的取值原则

【目的】建造低能耗日光温室,提高日光温室冬季反季节蔬菜作物生产太阳能被动利用率、降低温室供热需求。【方法】基于建筑热工设计理论和建筑能耗模拟,研究日光温室建筑空间形态特征参数对温室光热环境营造的影响规律,并结合日光温室建筑构造特点,以及反季节蔬菜作物生产过程的光热环境需求特点,给出低能耗日光温室建筑空间形态特征参数的设计条件。【结果】同一地区日光温室高跨比不受跨度变化的影响,只与当地室外空气温度以及太阳辐射强度的变化相关;大暑日至翌年小满日期间,后屋面水平投影长度不应影响日光温室后排蔬菜作物接收太阳光照;确保冬至日至大寒日期间北墙可接收太阳光照射,对冬季反季节蔬菜作物生产期及日光温室高效利用太阳能具有重要的影响。【结论】基于该取值原则优化设计的温室,较北京地区现行常见温室需要提供的累积补充供热量减少15.7%,节能效果明显,为低能耗日光温室优化设计提供重要设计依据和方法参考。     

不同热源密集型烤房对烟叶烘烤能耗的影响

[目的]研究不同类型供热源密集烤房对烟叶烘烤能耗的影响.[方法]对3种不同供热方式的烤房进行烟叶烘烤对比,严格记录鲜烟叶总重量、烤后烟叶总干重、耗能情况、烘烤时间、用工成本以及在烘烤过程中不同供热源烤房对烘烤工艺的执行情况.[结果]高温热泵烤房虽然一次性投入较大,但节能效果好（耗电量为2.57 （kW· h）/kg干烟）,与传统常规燃煤烤房相比,高温热泵烤房总烘烤成本低,且技术成熟,性能可靠,在供电资源充沛、烤烟季节电力有保障、环境要求高的烟区可推广使用.电加热烤房投入较小,和传统燃煤烤房相当,具备热泵烤房的全自动控制、控制精度高、无污染等优点,但电加热烤房能耗较高,在电价较低[不超过0.45元/（kW·h）]和供电电力设施容量较大的地区,也可推广使用.[结论]研究探索出适合烟叶烘烤“零排放”的加工处理办法,解决了烟叶烘烤带来的能源有效利用和环境污染等问题,可为实现烟叶烘烤环节降本增效提供技术依据.