空气源热泵案例助力智慧农业种植大棚、畜牧养殖和水产养殖的采暖供热
阿狸粑粑与企鹅
2020年08月24日 13:53:35
来自于热泵工程
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近几年,随着煤改清洁能源政策的持续推进,空气能除了在民用、商用和工业供热领域大展身手外,在农业供热领域也得到了很好的应用,涉及到种植大棚、畜牧养殖和水产养殖等场所。 相比传统的民用和商用供热项目,农业领域的供热项目建筑类型更加复杂,对于恒温的要求更高,因此需要根据项目的实际情况和供热需求来进行系统的设计。 以下为空气能在农业供热领域的典型样板案例,凭借突出的产品性能以及优秀的设计和施工,项目的使用效果均得到了用户的高度认可。


近几年,随着煤改清洁能源政策的持续推进,空气能除了在民用、商用和工业供热领域大展身手外,在农业供热领域也得到了很好的应用,涉及到种植大棚、畜牧养殖和水产养殖等场所。

相比传统的民用和商用供热项目,农业领域的供热项目建筑类型更加复杂,对于恒温的要求更高,因此需要根据项目的实际情况和供热需求来进行系统的设计。

以下为空气能在农业供热领域的典型样板案例,凭借突出的产品性能以及优秀的设计和施工,项目的使用效果均得到了用户的高度认可。


案例一:山东日照某现代农业种植大棚冷暖

1.项目简介

该项目为现代农业大棚,采暖制冷项目,位于日照市,大棚建在半山的斜坡上,分为两个温室大棚:第一个温室大棚长72米,宽36米,高6米;第二个温室大棚比较特殊,边长为28米正六边形,高8米,内部植物为热带植物、果类菜、叶菜和花卉提供热源采暖。

大棚顶部覆盖5+5夹胶钢化玻璃,四周为5-6-5中空玻璃。应用时间:全年;应用温度:冬季全天保持16℃,夏季温度不超过30℃;末端:风机盘管。

2.负荷计算

参考采暖规范,结合客户要求及实际建筑保温情况,计算得出温室大棚1的总热负荷为1296kW;温室大棚2的总热负荷为1018kW。

3.设备选型配比

根据实际情况,选用空气能50P超低温恒温冷暖机。50P超低温恒温冷暖机额定制热量为188kw,参考cop曲线图,机组名义制热量(-12℃工况)为98kw。

因此,该现代农业采暖制冷项目安装了50P超低温空气能机组24台,可以满足冬季采暖的需求。

4.客户评价

该大棚的管理员对空气能的运行效果十分满意,表示:

“机组调试好后,基本就不用管了,很好地满足了大棚内各种植物的温度要求,操作起来非常简单方便,大棚集中控制室电脑上也有运行数据,同时手机下载了APP软件,平时没事就在手机看看进出水温什么的。”

另外,该项目还有一个特点是噪音小。24台机组运行起来基本没有噪音,大棚一般建在比较偏僻安静的地方,要是噪音大了很难接受。


案例二:云南师宗县温氏养猪场采暖

1.项目简介

本工程是云南省师宗县温氏养猪场采暖项目,总采暖面积为4500㎡,分3个厂房,每个厂房建筑面积约1500㎡,内置6间大猪舍,每间有猪栏16间,每间采用2个5路分集水器,地暖管间距15~20cm。

建筑为24cm的外墙,层高约4~5m,无外墙保温,顶部为彩钢瓦内置泡沫保温,每间猪舍顶部配有一个换气扇。猪舍采用自动投食系统,自动饮水系统,和全自动通风换气系统。

2.设计参数

师宗县,年平均气温13.9℃,平均最低气温9.7℃,1月最冷,历年平均气温6.5℃。冬季供暖设计室内地面温度16~22℃,供水温度48℃至55℃,供回水温在5~10℃之间。

计算采暖时间:11月15日到次年3月15日,共120天,如遇特殊气候变化,提前供热或延长供热期限。

3.机组选型

师宗地区室外参考计算温度为1.1℃,要充分考虑建筑物的外围体积、传热系数、密闭性或通风条件。建筑物的类型和外形,墙体门窗面积,以及猪本身的产热情况等因素,供暖设备的制热量必须满足户内供暖负荷需要。

单个厂房采暖面积约1500㎡,热负荷指标采用65w/㎡,总共需要热负荷97.5KW。

师宗温氏养猪场单个厂房采暖面积约为1500㎡,冬季采暖需要负荷约97.5KW,由于房屋结构比较高,外墙未做保温,所需配置适当提高。


4.客户评价

建筑物为新建厂房,室内水泥地面还比较潮湿,因甲方怕地面不容易干,影响小猪仔正常入住,采用红外保温灯烘干几天效果仍然不佳。

第一套空气能系统施工完调试完毕后,试运行一个晚上,室内埋地暖管地面部分已经完全干透,地面温度达到26℃左右。室内温度完全达标,第二天小猪仔已经正常入住猪舍,甲方对空气能采暖效果相当满意。

该养猪场的负责人说道:

“刚开始出现了一点小插曲,现在供暖的效果十分稳定,温度波动很小,对于猪仔的成长起到了很好的作用,病发率和死亡率大大降低。空气能采暖可以根据不同季节和生长周期来合理调整供暖温度,操作起来也十分方便灵活。”


案例三:湖南常德甲鱼温室养殖池供热

1.项目简介

该工程地址位于湖南省常德市,养殖池规格约为110㎡,水深为0.6m~0.7m,养殖池总容积为77m3,原系统为燃煤锅炉,因涉及能源及环保问题,计划将原燃煤系统改造为清洁能源,采用空气能来进行有效替代。

该项目使用时间为9月至来年4月(约240天),冷水补水采用地下井水,在冬季每周需要换水30%,春秋季每两天需换水30%,养殖池水水温需维持在28~31℃之间,池水需保持浑浊状态。

设计日用水量:满足养殖池每日的热量需求;

热水供给方式:空气能设备制热,间接与养殖池水换热;

基础水温:本项目取用地下水,参照《建筑给排水设计规范》GB50015标准,取全年平均环境温度,本项目基础水温取17.4℃;池水温度选用29.5℃(换水时水温不低于25℃)。


2.日需热水量计算

养殖池设计规格尺寸110㎡,为不通风式大棚结构,水深为0.6~0.7m,总水量约为77m3。进水温度为17.4℃,水池恒温为29.5℃。

养殖池初次加热:Qь=Cm(t终-t初)/th,th-游泳池和水上游乐池池水的初次加热时间要根据当地热源条件、热负荷和使用要求等因素确定。初次加热时间一般24h(快速)~48h(慢速),本项目取48h。

根据实际数据,可计算出:本项目Qь=4.187×77×(29.5-17.4)*1000/48/3600 =22.58KW。

养殖池的热负荷计算:由于新鲜水的补充属于不定时补充,且补水量较大,故在设计时,为降低成本及热量负荷,在补水过程中不进行加热,只需保证池水温度不低于25℃。

原水池中有30℃池水77吨,再补充换取23吨17.4℃冷水后,即养殖池内为54吨30℃池水和23吨17.4℃池水,充分混合后,养殖池水温约为25.8℃,在48h内将水温升高到29.5℃。(注:冬季每周补充新水30%。)

Q=77*0.3*(29.5-17.4)*4.187*1000/48/3600=6.77kw。


3.设备选型

根据上述计算数据,仅考虑维持水温,设备小时提供热量为28.85KW(22.58kw+6.77kw),由于使用时间段为9月至来年4月,由气象数据分析,常德平均最低气温5.2℃,故可考虑最低使用温度为5℃。

本项目选用四季沐歌空气能5P空气能机组,设备在5℃的制热功率为14.89KW,故选择2台该设备,小时制热量为29.78KW>28.85KW,可满足项目使用需求。

为保证设备效率及成本(防止空气能频繁启停,系统排污),水箱考虑储存55℃热水(水箱与养殖池换热,考虑换热温差,最低出水温度为30℃,水箱储水温差25℃),储存1小时热量103.9MJ,可选取有效容积为0.99m3水箱一台,最终确定1m3圆形水箱一台。


4.用户评价

该项目运行效果良好,得到了甲方的高度评价,该甲鱼养殖场的负责人表示:

“原来采用燃煤锅炉加热,不仅效果不稳定,而且人工成本很高。采用空气能设备后,可以保证池内的恒温需求,甲鱼的成活率和品质均得到了很好的提升,大大地增加了养殖场的经济效益。”


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