華北地區(qū)

“地熱能+”多種能源結合助力烏蘭察布園區(qū)農業(yè)大棚溫室供熱制冷

地大熱能地熱能+多能互補新聞網訊:現階段,我國農業(yè)不僅面臨著人均占有資源量少以及生態(tài)環(huán)境差等問題,同時也面臨著從傳統(tǒng)產業(yè)結構到現代化農業(yè)調整的挑戰(zhàn)。隨著“菜藍子”工程的實施,溫室和蔬菜大棚得到廣泛應用。 但是,在北方的部分地區(qū),冬春兩季氣溫低,在室內無強制供暖的情況下,蔬菜、植物生長無法得到保障,極大影響了農民的經濟效益。因此,溫室大棚供暖是保障設施農業(yè)生產健康發(fā)展的必要措施。

 

內蒙古自治區(qū)烏蘭察布園區(qū)內,采用“地熱能+水源熱泵)、工業(yè)余熱、燃氣鍋爐等多種能源結合的形式為溫室供暖,取得了很好的成效,使其在烏蘭察布冬季平均氣溫在-18℃~-4℃的情況下仍能實現供暖成本低于50元/m2。


現代溫室注重采光結構的設計和透光材料的研究開發(fā),室內平均透光率可達70%。但溫室白天由于強烈的太陽輻射,溫室內溫度往往會超過作物生長適宜的溫度,對作物的營養(yǎng)吸收和果實品質造成不利影響。而夜間又會因為熱量散失,室溫降于作物生育適溫以下,影響作物生長發(fā)育。


地熱溫室冷熱聯(lián)供系統(tǒng)幫助烏蘭察布園區(qū)農業(yè)大棚供熱制冷-地源水源熱泵-地大熱能


中國北方地區(qū),冬季嚴寒,溫室圍護結構及溫室內作物的蓄熱能力低,溫室白天積蓄的熱量難以維持夜間作物生長所需的溫度環(huán)境。因此,溫室必須配備與溫室熱負荷相匹配的供暖設備和散熱器。

 

地熱溫室冷熱聯(lián)供系統(tǒng)能源中心采用4臺14 MW燃氣鍋爐,可以滿足極寒天氣的供暖和夏季炎熱制冷需求。

 

余熱水源熱泵系統(tǒng)燃氣鍋爐系統(tǒng)相串聯(lián),互為備用,不同工況時分別啟動。水源熱泵系統(tǒng)由板式換熱器水源熱泵機組系統(tǒng)組成。當過渡季節(jié)負荷需求較低時,可利用余熱水通過板式換熱器轉換后,進入采暖末端系統(tǒng)的分集水器。當室外溫度低于一定溫度時,供熱負荷需求進一步提高,則關閉板換直供系統(tǒng),開啟水源熱泵系統(tǒng)。當溫室需求供水溫度高于70℃時,水源熱泵系統(tǒng)通過設置在鍋爐房的電動閥切換,進入燃氣鍋爐系統(tǒng)進行補充加熱至80℃,再進入分集水器。


通過余熱、水源熱泵和鍋爐串聯(lián)的形式可以有效降低燃氣的使用量。實際生產中試驗表明,在外界氣溫相同的情況下,余熱溫度35℃配合良好的溫室保溫效果,可以有效延遲鍋爐的開啟時間,降低鍋爐運行功率,從而達到燃氣使用量節(jié)能51%。


溫室內供熱系統(tǒng)主要有兩種形式,即熱風供熱系統(tǒng)和熱水供熱系統(tǒng)。熱水系統(tǒng)與熱風系統(tǒng)相比,室內溫度場更均勻,不容易造成植物葉面結露,所以熱水系統(tǒng)適用范圍更廣。園區(qū)采用三維立體式熱水散熱系統(tǒng)。溫室底部每8 m跨度用10個φ51×2.3 mm加熱管來加熱,組成軌道加熱系統(tǒng)。柱間采暖采用每8 m跨度用10個DN38的株間散熱器加熱,組成植株間加熱系統(tǒng)。所有天溝布置兩根融雪加溫管,兩側各一根φ51×2.3 mm加溫管道,組成頂部融雪加熱系統(tǒng)。但是,熱水系統(tǒng)為保持系統(tǒng)中流動的水不結冰,在極寒地區(qū)的冬季生產中即使不下雪也需要為天溝融雪段供給額外的熱量,產生能源的浪費。


由于北方地區(qū)冬季氣溫較低,溫室大部分時間是密閉的,只有在晴朗的中午會少許開窗。在這樣密閉的條件下,溫室內的CO2氣體如果得不到補充,作物的光合作用必然受到影響??梢酝ㄟ^配備儲熱罐的形式,將白天燃燒燃氣產生的熱量以熱水的形式儲存于儲熱罐中,同時將產生的CO2氣體排放入溫室中,作為溫室的氣肥補充,有效節(jié)省CO2成本。


地熱溫室冷熱聯(lián)供系統(tǒng)幫助烏蘭察布園區(qū)農業(yè)大棚供熱制冷-地源水源熱泵-地大熱能


烏蘭察布園區(qū)通過綜合運用以上技術手段,有效減少了北方大型連棟玻璃溫室冬季加溫所產生的能源費用。烏蘭察布園區(qū)燃氣消耗量為2.03m3/m2,與北京園區(qū)相比降低了37.11%;能源費用為5.23元/m2,與北京園區(qū)相比降低了43.52%,之所以能源費用較燃氣消耗量降低幅度更大,是因為烏蘭察布的燃氣價格和電價相對較低。


碳達峰、碳中和目標提出后,國家和各省市結合“十四五”規(guī)劃,出臺文件明確要求控制化石能源用量,實施可再生能源替代行動,因地制宜大力發(fā)展清潔可再生能源冷熱聯(lián)供。


作為一家專注于地熱能開發(fā)地熱能利用的企業(yè),地大熱能擁有專家團隊和豐富的項目經驗,地熱能清潔供暖,既節(jié)約成本,又能改善空氣環(huán)境。一直以來,地大熱能憑借專業(yè)的技術,可靠的產品質量、完善的施工服務,在全國地熱能供暖事業(yè)上收獲了很高的贊譽。未來,地大熱能將繼續(xù)突破創(chuàng)新,繼續(xù)為祖國的藍天貢獻力量。推動城市基礎設施和清潔能源領域的建設,為國節(jié)能、為民節(jié)資。