地源热泵

热泵在农业农产品和水产养殖(温室)的应用

热泵系统作为一种节能、高效、环保、且耗能较低的新型节能技术,具有制冷和制热的双重功能,受到大众的青睐,在农业领域的可持续发展有较好的应用前景。

 

热泵的分类

热泵通过消耗部分电能将自然界中的水、空气、土壤中获取的低位热能转化为高位热能,与传统的调温设备相比,所需能源是天然环保可再生的,且高效节能,节约成本,污染较小,环保效益显著,节省占地空间。根据提供热源的种类不同,可以将热泵分为空气源热泵水源热泵地源热泵和复合型热泵等。

 

空气源热泵热源来自空气,空气作为热泵的低位热源,来源广泛,取之不尽用之不竭,施工安装十分简便所以空气源热泵的使用较为广泛。由于一年中四季的温差不一,变化较大,空气源热泵机组的工作效率会受外界影响,在低温环境下,空气源热泵并不能高效稳定的运行,蒸发器易结霜,这也是空气源热泵系统的一大问题所在。

 

地源热泵以岩土体、地下水地表水低温热源,根据地热源交换的形式不同分为土壤源热泵地下水源热泵地表水源热泵地源热泵绿色环保,可以一机多用,高效节能,省地,使用寿命长,运行成本低,应用较为广泛。

 

水源热泵利用地球表面浅层水源为热源水源热泵在用水的过程中利用循环水作为冷热交换,把地表浅层水源作为冷热源,不消耗水资源且高效节能,节约成本,可一机多用,无需冷冻机房,占地少,维护可靠。水在一年四季中的温度变化远小于空气,能量利用率要高于空气源热泵40%左右,而且不存在蒸发器表面结霜的问题,因此其稳定性较好,在容易获得温度较稳定水源的地方水源热泵极其方便可行。

 

普通热泵由于热源单一导致其具有一定的局限性,将多种热源的热泵系统结合起来能够打破普通热泵的局限性,在一定程度上提高能源的利用率,让热泵能够工作在各种不同的环境中。常见的复合型热泵有太阳能-空气源热泵、水源-空气源热泵、太阳能-水源热泵等。

 

热泵技术成功用于农产品干燥和农用设施冬季加热,热泵在暖通空调领域应用也更为普遍和娴熟。

 

农产品温室

温室主要用于农产品的栽培,近年来温室得到了广泛的应用。温室可以实现跨季节果蔬种植,温度是果蔬生长发育最重要的因素之一,温度过低会影响植物的光合速率,发育缓慢,导致果蔬的品质降低甚至会冻死,这时就需要对温室进行加温。传统的升温方法用中小型燃煤锅炉进行加温,这种方法耗煤量大,且产生各种有害废气,污染环境。温度过高会导致果蔬生育障碍,这时需要给温室降温。传统的空调降温经济性较差,夏季采用蒸发降温又会导致空气湿度较大,传统的排风扇等降温效果不佳。

 

热泵系统应用到温室中,利用热泵的双向性可对温室温度进行调节,可以极大的节约能源资源,减少环境污染,且易于对温室中的温度进行控制。


热泵在农业农产品和水产养殖(温室)的应用-地源热泵技术-地大热能

 

水产养殖温室

随着国民经济的不断发展,人民的生活水平不断上升,对水产品的需求也日益增加,水产养殖业是中国华南地区的重要产业。水产养殖会受到季节限制,生长周期较长,还有部分热带水产品质需要在较高温度的水中才能存活。

 

现代水产养殖采用人工加温的方法控制水体的温度来加快水产品的生长,提高生产效率和热带水产品的存活率。目前中国水产业大多采用锅炉或电热加温等方法对养殖水进行供热。锅炉燃烧能耗较高,存在着废气污染,电加热的能耗也相对较高。

 

将热泵加温系统运用在水产养殖上,可以更有效地对温度进行控制,节能无污染,是可持续发展绿色战略。水产养殖一般分为特殊水产和普通鱼类。在龟鳖、虾等特殊水产上,广东省海丰县国营梅陇农场采用热泵加温节能系统对虾培苗水体进行加温,测试结果得出热泵加温比电加温系统节能3.5倍左右,与燃油锅炉系统相比每小时节约3 kg柴油。将太阳能+地源热泵供热系统应用与工厂化甲鱼温室中,甲鱼温室室内空气温度在冬季和春季均能达到养殖所需的35℃,室内温度表现出良好的稳定性,波动不大,太阳能集热器的效率平均值为30.1%,热泵性能系数高于2.26。

 

中国幅员辽阔,南北跨度较大,不同地域具有不同的局限性,必须因地制宜的发展热泵技术,合理配置和利用热泵设施,针对不同的农业设施,完善相关技术热泵+清洁能源在今后的应用前景将会更为广阔。