太陽能熱水器大棚應(yīng)用

1、蔬菜大棚利用太陽能地下蓄熱實(shí)踐探討收藏此信息 打印該信息 添加：用戶發(fā)布 來源：未知摘   要：為全面推廣太陽能，我部門對蔬菜大棚利用太陽能增溫進(jìn)行測試、分析、和研究。本項(xiàng)目選在北京大興區(qū)榆垡鎮(zhèn)農(nóng)科院蔬菜種植示范基地進(jìn)行。隨機(jī)挑選兩座大棚安裝我公司生產(chǎn)的太陽能集熱模塊。結(jié)果表明：12個(gè)測溫點(diǎn)的溫室內(nèi)土壤溫度的月平均溫度比沒有安裝太陽集熱模塊的高2-3。土壤溫度的升高有利于蔬菜的生長，提高了溫室大棚的經(jīng)濟(jì)效益。關(guān) 鍵 詞：蔬菜大棚；太陽能；太陽能熱水系統(tǒng)原理；土壤蓄熱北京地區(qū)地理位置北緯：39°57´，氣溫情況：北京10年來最冷月平均氣溫為-13.4。冷水溫度：根據(jù)

2、建筑給排水設(shè)計(jì)規(guī)范GB500152003表最冷月最低水溫推薦表，北京地區(qū)冷水最冷月平均溫度為1015。太陽能源情況：北京地區(qū)屬于太陽能資源較富區(qū)，年日照時(shí)數(shù)在30003200小時(shí)；水平面上太陽能輻照量為54006700MJ/a。（1）這種氣溫限制了蔬菜的露天生長，使蔬菜的產(chǎn)量大幅下降。如何在較冷的季節(jié)獲得較高的土壤溫度，一直以來是該農(nóng)科院的核心問題。雖然建造了塑料薄膜覆蓋溫室，采用日曬法或爐火加熱法提高室溫，但土壤溫度很難提高（2）。地表溫度僅略微升高，這仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足蔬菜的生長所需要的溫度條件。為了提高溫室溫度，我部門在前期科研的基礎(chǔ)上為該蔬菜大棚建設(shè)了兩套土壤蓄積太陽能系統(tǒng)。一、設(shè)備及原

3、理北京大興榆垡農(nóng)科院坐落在京開高速榆垡出站口南1公里路南處，座北朝南，磚砌墻基。北邊磚墻高3m；接北墻向南向上15度角蓋3m寬的室頂；東西兩側(cè)磚墻呈北高南低狀；溫室斜頂面至南面用聚乙烯塑料薄膜覆蓋，屋頂沿北邊磚墻安裝17塊集熱面積為3.4m2的太陽能集熱模塊（北京英豪陽光太陽能工業(yè)有限公司生產(chǎn)），在蔬菜大棚內(nèi)距土壤表面40cm和80cm深處各鋪設(shè)一層散熱PEX管，管間距為40cm。在溫室大棚內(nèi)沿墻壁距地表80cm鋪設(shè)50cm的聚苯板做保溫。運(yùn)行原理圖該系統(tǒng)全自動控制，采用太陽能行業(yè)中熱水工程控制系統(tǒng)，CPU可編程控制具體運(yùn)行原理如下：系統(tǒng)采用浮球補(bǔ)水在集熱模塊上部裝有一個(gè)100L的保溫水箱，用

4、浮球控制補(bǔ)水（接自來水），當(dāng)系統(tǒng)有水損失時(shí)進(jìn)行補(bǔ)水。在系統(tǒng)兩端接自動排氣閥。當(dāng)溫度傳感器T1檢測到補(bǔ)水管道溫度低于設(shè)定值時(shí)（一般在3度）本系統(tǒng)設(shè)定在5度。啟動防凍伴熱帶，防止管道凍裂。當(dāng)溫度傳感器T3檢測到集熱模塊出水溫度和溫度傳感器T2檢測到集熱模塊回水口溫度的差值大于設(shè)定值時(shí)（一般設(shè)定在5度）本系統(tǒng)設(shè)定在10度。啟動循環(huán)水泵P1將集熱模塊內(nèi)的高溫?zé)崴蛉氲叵卤P管經(jīng)行循環(huán)。溫度傳感器T2檢測到集熱模塊回水溫度一般設(shè)定值為35度。可隨意設(shè)定（099度）。溫度傳感器T2檢測到集熱模塊出水溫度一般設(shè)定值為46度。可隨意設(shè)定（099度）。位于地下40cm處的PEX盤管用于冬季對地下土壤換熱，位于地下

5、80cm處的PEX盤管用于夏季對地下土壤換熱。二、經(jīng)濟(jì)性分析此系統(tǒng)初投資4.5萬元，包括（集熱模塊、控制系統(tǒng)、管道、角鐵、水泵、人工等）運(yùn)行費(fèi)用：水泵250W，流量：2.4T/h全年平均每天運(yùn)行：4±2 h。平均每天運(yùn)行費(fèi)用為：0.25×4=1KWh。農(nóng)業(yè)用電：0.42元/度?？傠娰M(fèi)為：1 KWh×0.42元/度=0.42元。平均每月的電費(fèi)為0.42元×30天=12.6元/月。太陽能地下蓄熱和燃煤供熱投資對比  表一 （煤爐）（英豪陽光太陽能）一、技術(shù)情況  （一）供熱時(shí)間24小時(shí)/每天；24小時(shí)/每天（二）介質(zhì)溫

6、度熱輻射40-50(三）土壤溫度（地表下200cm） 增溫1攝氏度供熱設(shè)備位置溫棚內(nèi)溫棚外壽命（年）1015二、投資(元)20000*30%=600045000*10/15=30000三、經(jīng)濟(jì)效益  （一）蔬菜增收 5000（二）全年運(yùn)行成本（元）3000151.2(三)全年運(yùn)行效果=全年收費(fèi)-全年運(yùn)行成本0-3000=-30005000-151.2=4848.8(五) 全年運(yùn)行效果全年運(yùn)行效果4848.8-（-3000）=7848.8(六)投資還本年限（年）（30000-6000）/7848.8=3.0四 優(yōu)缺點(diǎn)  （一）優(yōu)點(diǎn)可提供

7、足夠多二氧化碳供蔬菜生長供水溫度和全年（365天）使用效果未變，經(jīng)濟(jì)效果比較好，國家提倡環(huán)保節(jié)能。實(shí)現(xiàn)能源的一次性利用。（二）缺點(diǎn)隨著常規(guī)能源的緊缺，運(yùn)行費(fèi)用不斷上升，熱能利用率較低。需要解決資金來源。三、獨(dú)立太陽能蓄熱系統(tǒng)安全與環(huán)境（一）安全 1 、承載力（ 1 ）獨(dú)立太陽能熱水器對屋面的壓力： 50 千克力 / 平方米。（ 2 ）屋面承受力： 70-150 千克力 / 平方米。屋面能夠承受太陽能集熱模塊壓力。 2 、雷電保護(hù) 3 、太陽能熱水集熱模塊設(shè)置在溫室大棚北側(cè)。按照規(guī)定太陽能集熱模塊支架與北側(cè)墻面上避雷線連網(wǎng)。 4 、太陽能集熱模塊設(shè)置在大棚北側(cè)面。按照規(guī)定在屋面上增加避

8、雷裝置。（二）環(huán)境獨(dú)立太陽能供熱系統(tǒng)節(jié)約用地（建在屋面）、不影響室內(nèi)外環(huán)境、節(jié)省能源，采用該項(xiàng)技術(shù)符合全社會推行“綠色建筑”的要求。四、溫室大棚地下蓄熱太陽能工程的社會效益、經(jīng)濟(jì)效益太陽能蓄熱工程系統(tǒng)是清潔能源利用，上述工程二氧化碳的減排量為：根據(jù)公式：Qco2=(Qsave×n×Fco2×44)/(W×Eff×12)，則15年內(nèi)二氧化碳的減排量     Qco2=227T在可再生能源大量開發(fā)的同時(shí)，太陽能得到了廣泛的運(yùn)用。太陽能集熱模塊的生產(chǎn)銷售逐年遞增，現(xiàn)年銷售量突破了七八百萬臺。太陽能能為創(chuàng)造多大的

9、經(jīng)濟(jì)價(jià)值，取決于決策者的綜合能力。目前，我國太陽能熱水器用戶2000萬戶，而每年又2030%的速度發(fā)展，從這組數(shù)字，可以看出未來太陽能取代常規(guī)能源是必然的發(fā)展之路。五、政策支持在國家大力發(fā)展可再生能源的今天，也同時(shí)給予了大量的優(yōu)惠政策，鼓勵(lì)可再生能源項(xiàng)目及配套設(shè)備的開發(fā)與應(yīng)用。1、2006年，國家發(fā)改委主任馬凱在中宣部等六部委會議上講：“政府將制定節(jié)能產(chǎn)品目錄，實(shí)施節(jié)能產(chǎn)品政府強(qiáng)制性采購政策，特別優(yōu)現(xiàn)企業(yè)首相節(jié)能納入政府采購目錄。2、如果選在郊區(qū)或農(nóng)村，則可申請新農(nóng)村建設(shè)低息貸款。六、結(jié)論和討論通過地下蓄積太陽熱能的途徑，溫室內(nèi)部的能量得以增加。新增熱量還由此實(shí)現(xiàn)了動態(tài)平衡。驗(yàn)證了熊培桂等教授（3）發(fā)表的相關(guān)文章，相關(guān)的溫度分析此處不做重點(diǎn)闡述。著重論述溫室大棚地下蓄積太陽能工程控制和經(jīng)濟(jì)分析。此工程采用太陽能熱水工程控G制柜（北京英豪陽光太陽能工業(yè)有限公司生產(chǎn)的GZC型CPU控制系統(tǒng)（4），該系統(tǒng)具有溫差循環(huán)、防凍循環(huán)、防凍伴熱等功能，造價(jià)低、便于安裝調(diào)試等特點(diǎn)。目前市場上廣泛采用PLC編程控制（相對造價(jià)較高），此工程亦可采用PLC編程控制系統(tǒng)。安裝太陽能集熱模塊后，直接蓄積太陽熱能到地下土壤，供蔬菜生長，既節(jié)能減排、有增加了蔬菜的經(jīng)濟(jì)收入。是已有