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熱泵+風盤供熱制冷項目在山東農業大棚的系統設計和節能分析

* 來源: * 作者: admin * 發表時間: 2019-07-23 13:19:04 * 瀏覽: 4

山東某市的現代農業大棚,內部植物為熱帶水果、果類菜、葉菜和花卉等等,采用超低溫空氣源熱泵機組,為大棚提供采暖和制冷需求,很好地滿足了各種植物的生長溫度需求,目前所有植物長勢良好。
該大棚的管理員對空氣能的運行效果十分滿意,表示:“機組調試好后,基本就不用管了,很好地滿足了大棚內各種植物的溫度要求,操作起來非常簡單方便,大棚集中控制室電腦上也有運行數據,同時手機下載了APP軟件,平時沒事就在手機看看進出水溫什么的?!?br>一、項目情況
該項目為現代農業大棚,采暖制冷項目。大棚建在半山的斜坡上,分為兩個溫室大棚:

第一個溫室大棚:長72米,寬36米,高6米;第二個溫室大棚比較特殊:邊長為28米正六邊形,高8米,內部植物為熱帶植物、果類菜、葉菜和花卉提供熱源采暖。
大棚頂部覆蓋5+5夾膠鋼化玻璃,四周為5-6-5中空玻璃。應用時間:全年;應用溫度:冬季全天保持16℃,夏季溫度不超過30℃;末端:風機盤管。
二、設計說明
主要依據國家規范、行業標準,按照舒適環保、經濟實用、高效可靠、豪華美觀、操作簡便、維護便利的原則,提供本項目采暖方案。
《民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范》(GB50736-2012));《建筑給水排水設計規范(GB50015—2003)》;《暖通供暖及熱水系統選用與安裝(06SS127)》;《采暖通風與空氣調節設計規范》GB50019-2003;《建筑電氣安裝工程施工質量驗收規范》GB 50303-2002;《層面工程技術規范》GB 50345-2012;《鋼結構工程施工質量及驗收規范》GB 50205-2001;《室外給水設計規范》GB50013-2006;《建筑結構載荷規范》GB 5009-2001;《溫室加熱系統設計規范》JB/T10297—2001。
三、種植溫室大棚大棚設計參數依據
1、室外計算溫度

2、室內設定溫度

溫室采暖室內設計溫度溫室采暖室內設計溫度是溫室內應該保證(在采暖設計條件下)達到的最低溫度。

四、設備選型計算
4.1 環境參數
冬季供暖計算溫度:-12℃;極限最低溫度:-16℃

氣候特征:該大棚地處溫帶,屬于暖溫帶濕潤季風區大陸性氣候,四季分明,冬無嚴寒,夏無酷暑,非常潮濕。年均氣溫12.7℃,無霜期223天,年平均日照2533小時,年均降水量874毫米。夏季高溫多雨,最熱8月平均氣溫25.7℃左右;冬季寒冷少雨,最冷1月平均氣溫-1.5℃左右。多年極端最高氣溫在40.6~41.4℃之間,極端最低氣溫在-20.1~-13.8℃之間。

4.2機組COP曲線表

4.3機組的選型與計算
1.負荷計算
Qr=q×s
式中:Qr—采暖總負荷,kW,求值;s—實際采暖面積,m2;q—單位面積采暖負荷,w/m2;

參考采暖規范,結合客戶要求及實際建筑保溫情況,設計采暖負荷為500W/m2,溫室大棚1空氣能機組的選型計算:Qr1=2592m2X500W/m2÷1000=1296kW;

溫室大棚2空氣能機組的選型計算:Qr2=2036m2X500W/m2÷1000=1018kW。
2.設備選型配比
根據實際情況,建議選用50P超低溫恒溫冷暖機。50P超低溫恒溫冷暖機額定制熱量為188kw,參考cop曲線圖,機組名義制熱量(-12℃工況)為98kw,因此機組選型臺數為:N1=(Qr1+Qr2)/W=(1296kW+1018kW)/98KW≈24臺。
經計算:該現代農業采暖制冷項目需50P超低溫空氣源熱泵24臺。
六、經濟效益分析
溫室大棚冬季采暖需要消耗大量能源,有人指出,溫室采暖的燃油消耗量和溫室生產的蔬菜干物質之比是5:1或10:1,能量大量消耗,利用率僅為40%~50%。
我國除熱帶地區的溫室冬季生產不需要加溫外,大部分地區冬季都比較寒冷,有的地區嚴寒期甚至長達120~200天,要保證種植作物的正常生長和發育,溫室生產,都必須配置加溫,人工補充熱量。

根據所在地區不同,溫室加溫的時間也長短不一,東北地區加溫時間大約需要5~6個月,華北地區需要3~5個月。

一般的連棟溫室采暖年耗煤量約為90~150kg/m2,燃煤成本占整個生產成本的30%~50%。設計不合理的溫室或地處嚴寒地區的溫室,加溫耗煤可能會遠遠超出上述指標,如沈陽市1996年引進的荷蘭大型連棟溫室,冬季種植花卉耗煤達2300t/hm2,相當于耗煤230kg/m2之多。因此,能量消耗大是影響大型溫室經濟效益的重要因素之一。

空氣源熱泵機組的運行費用是目前所有的設備中最低的,比太陽能節能35%,比油鍋爐節能60%,比燃氣鍋爐節省50%。

空氣源熱泵節能效果明顯,其能效比COP在20℃時達到4.0以上,而燃氣鍋爐機組的熱效率最多能達到0.8,一般情況在0.75以下。也就是說空氣源熱泵消耗1個單位的能量,能產生4個單位以上的熱量轉化成熱水。

而燃氣爐消耗1個單位的能量,才能產生0.70~0.80個單位的熱量。由此可見空氣源熱泵能以最小的能源獲得最大的經濟效益,比燃氣爐效率高得多。適合長期投資。
因此,從成本效益及環境方面看,空氣源熱泵機組是節能行業最經濟實用的,使用壽命長、維護簡單,以電作為能源,會自動根據設定溫度值控制啟、停,無需專人看管,且動作件少,維護簡單。
七、運行效果和客戶評價
夏季運行數據:主機負責總進出水溫度,末端風盤根據實際種植品種來調節風盤溫度;
進水溫度:15℃,出水溫度:11℃;
目前種植的水果有:火龍果、西瓜、圣女果、黃瓜、香蕉、沙田、檸檬等等;植物有一些亞熱帶植物。
另外,該項目還有一個特點是噪音小。24臺機組運行起來基本沒有噪音,大棚一般建在比較偏僻安靜的地方,要是噪音大了很難接受。
八、超低溫空氣源熱泵機組五大核心優勢
四季沐歌空氣源熱泵機組采用高效柔性渦旋壓縮機,且創新性地將多聯機中壓縮機并聯技術應用于系統中,機組運轉穩定、可靠,使用壽命長達15年;采用目前業內最先進的微電腦控制芯片,集系統所有控制于一體,更加智能化,產品適用于-25~43℃,一年四季全天候工作,不受陰雨等惡劣天氣的影響;可用于酒店、賓館、學校、醫院、工礦、桑拿浴室、美容院、游泳池、溫室、住宅小區、別墅等城所;可單獨使用,亦可集中使用,不同的供熱要求可選擇不同的產品系列和安裝設計。

1.恒溫采暖三大智控技術

1)一鍵運行精準控溫。機器內置15個溫度探頭,監控出水溫度、回水溫度、室內溫度、壓縮機排氣溫度,全方位的采集機器運行數據,智能化分析控制機器運行參數,保證精準控溫。
2)極速化霜熱量低耗。創新性的采用PID三態化霜技術,綜合環境溫度、外盤管溫度、壓縮機運行時間三項參數,智能判斷蒸發器結霜情況,日本華鷺四通閥,化霜迅速、干凈,耗能低。
3)制熱熱量穩定。機器內置溫度、壓力等各種檢測工具,實時監控機組運行情況,多達20項保護功能,保證機組正常運行。
2.EVI強熱渦旋技術
EVI強熱渦旋專利技術,特有的噴氣增焓設計,增加20%的冷媒循環量,一臺壓縮機實現雙級壓縮,克服低溫環境制熱效果差的問題,制熱效果更強勁。-30℃正??焖賳?,有效滿足寒冷地區制熱需求,熱水溫度可達55℃。
3.360°監控技術
內置高壓開關、低壓開關、電源檢測裝置、15個溫度探頭,更有高低壓保護、電源保護、吸收氣溫度保護、防凍保護等20個保護項,保證機器穩定運行。
4.智能電控技術
水溫10℃~55℃自由設定,水溫恒定,滿足舒適采暖需求;峰谷電節能設置,三段定時開關機;掉電記憶功能,機器會記錄機組運行狀態,即使意外斷電,來電后即可自動恢復到斷電前狀態。
5.多重降噪技術
全機內貼波浪形吸音棉、鈑金結合處增加減震墊、壓縮機外包吸音腔、外轉子電機,專用風道。
6.集中控制和手機遠程控制系統
系統采用模塊多聯控制技術,一個操作板控制多臺機組:采用模塊多聯控制技術,最多可以將16臺機組組合成一套模塊控制系統,一個操作板就可以控制16臺系統,形成主子模塊控制系統。

手機或者電腦隨時查看或者控制機組運行狀態:只要手機或者電腦下載四季沐歌空氣能APP軟件,就可以隨時隨地查看數據,機組的運行狀態一目了然,同時可以通過手機或者電腦控制機組的開/停,機組的故障會及時上傳到手機或者電腦,因此售后有保障。

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