采用帶蓄能的空氣源熱泵的標(biāo)準(zhǔn)蔬菜大棚冬季供暖設(shè)計(jì)說明

1、冬季供暖：根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)?民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)? (GB50176-2021，用累年最冷月和 最熱月平均溫度作為主要指標(biāo)，累年日平均溫度w 5C和?25C的天數(shù)作為輔助 指標(biāo)，將全國劃分為嚴(yán)寒、寒冷、夏熱冬冷、夏熱冬暖和溫和五個(gè)地區(qū)。標(biāo)準(zhǔn)蔬菜大棚：在北方地區(qū)的寒冷冬季用塑料大棚栽培蔬菜時(shí)，更有經(jīng)濟(jì)價(jià)值。先只實(shí)現(xiàn)大 棚部環(huán)境空氣溫度的調(diào)節(jié)，以保證蔬菜正常生長，防止溫度太低導(dǎo)致蔬菜凍死或 者停止生長。栽培冬季市場看好的番茄、青椒等蔬菜，預(yù)設(shè)定北方冬季塑料大棚 的標(biāo)準(zhǔn)溫度為20 C25 C適合以上蔬菜作物。一般蔬菜大棚使用竹結(jié)構(gòu)或者鋼結(jié)構(gòu)的骨架，上面覆上一層或多層保溫塑料 膜，這樣就形成了一個(gè)溫室空間。

2、外膜很好地阻止部蔬菜生長所產(chǎn)生的二氧化碳 的流失，使棚具有良好的保溫效果。以熱鍍鋅薄壁鋼管為拱架材料的裝配式鍍鋅 鋼管大棚。優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度高，抗風(fēng)雪能力強(qiáng)，防銹蝕性能好，透光率高，操作管理 方便等，使用壽命長達(dá)10-15年。缺點(diǎn)是造價(jià)高,一次性投入大,每畝約20000元。 防止肥害、藥害和旱害。主要以直徑22毫米、厚1.2毫米的鍍鋅薄壁鋼管為大棚 骨架材料的鋼棚棚型，棚寬6米，頂高米，肩高1.2米，土地利用率80% 每平方米造價(jià)10-30元，每畝建造本錢7000-20000元。適合種植蔬菜、花卉等， 缺點(diǎn)是棚寬較小，操作管理效率較低，冬季保溫性較弱。應(yīng)建在地下水位低，水源充足、排灌方便，土質(zhì)疏松肥

3、沃無污染的地塊上； 一般要求座向?yàn)槟媳弊呦?，排風(fēng)口設(shè)于東西兩側(cè)。預(yù)選多功能長壽膜。在聚乙烯吹塑過程中參加適量的防老化料和外表活性劑 制作而成。寬幅7.5米、厚0.06毫米，使用壽命比普通膜長1倍，夜間棚溫比其它 材料高1-2C ;膜不易結(jié)水滴，覆蓋效果好，本錢低、效益高。參考技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：1.蔬菜大棚建設(shè)以東西方向?yàn)榻ㄖ较?，設(shè)計(jì)以最高的采光度為主；2標(biāo)準(zhǔn)蔬菜大棚以寬8-10米為主，60-100米為長；3. 蔬菜大棚后墻和東西側(cè)墻體采用了石料建筑墻體， 后墻高度，長后坡溫室 后墻側(cè)高4米，外墻高度0.8米。山墻距后墻底部側(cè)1.7米處脊高為4.8米，地 基深度應(yīng)大于0.5米；4. 蔬菜大棚設(shè)計(jì)南北方

4、向間距不能少于 4-5米，不能影響后面蔬菜大棚的光 照條件采光度；5. 蔬菜大棚建設(shè)傾角40-45°之間，后破長度不能超過1.5米。6. 立柱結(jié)構(gòu)使用的水泥立柱或者是大棚柱子最小直徑不能少于10公分，立柱下埋在米之間最適宜；7. 鋼架結(jié)構(gòu)建設(shè)，鋼架與預(yù)埋件的連接處要采用焊接處理， 與立柱連接處要 用專用的鋼絲進(jìn)行綁牢；8. 表層保溫被鋪設(shè)要在后墻進(jìn)行鋼絲綁定， 以相隔10公分為適宜間距進(jìn)行綁 牢蓄能技術(shù)：一般有五個(gè)要求：儲能密度大，變換損耗小，運(yùn)行費(fèi)用低，維護(hù)較容易，不 污染環(huán)境空氣源熱泵：空氣源熱泵是一種利用高位能使熱量從低位熱源空氣流向高位熱源的節(jié)能 裝置。把不能直接利用的低位空

5、氣熱能轉(zhuǎn)換為可以利用的高位熱能，從而到達(dá)節(jié)約局部高位能如煤、燃?xì)?、電能等的目的?？諝庾鳛闊岜玫牡臀粺嵩?，取之不盡，用之不竭，處處都有，可以無償?shù)孬@ 取，而且，空氣源熱泵的安裝和使用都比擬方便。我國的空氣源熱泵亦稱風(fēng)冷 熱泵的研究、生產(chǎn)、應(yīng)用在20世紀(jì)80年代末才有了較快的開展。目前的產(chǎn)品 有家用熱泵空調(diào)器、商用單元式熱泵空調(diào)機(jī)組和熱泵冷熱水機(jī)組等?？諝庠礋岜镁哂腥缦绿攸c(diǎn)：1空氣源熱泵系統(tǒng)冷熱源合一，不需要設(shè)專門的冷凍機(jī)房、鍋爐房，機(jī) 組可任意放置屋頂或地面，不占用建筑的有效使用面積，施工安裝十分簡便。2空氣源熱泵系統(tǒng)無冷卻水系統(tǒng)，無冷卻水消耗，也無冷卻水系統(tǒng)動(dòng)力消耗。另外，冷卻水污染形成的軍團(tuán)

6、菌感染的病例已有不少報(bào)導(dǎo)，從平安衛(wèi)生的角度，考慮空氣源熱泵也具有明顯的優(yōu)勢。3空氣源熱泵系統(tǒng)由于無需鍋爐、無需相應(yīng)的鍋爐燃料供給系統(tǒng)、除塵 系統(tǒng)和煙氣排放系統(tǒng)，系統(tǒng)平安可靠、對環(huán)境無污染。4空氣源熱泵冷熱水機(jī)組采用模塊化設(shè)計(jì)，不必設(shè)置備用機(jī)組，運(yùn) 行過程中電腦自動(dòng)控制，調(diào)節(jié)機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)，使輸出功率與工作環(huán)境相適應(yīng)。5空氣源熱泵的性能會(huì)隨室外氣候變化而變化。6在我國北方室外空氣溫度低的地方，由于熱泵冬季供熱量缺乏，需設(shè)輔助加熱器?？諝庠礋岜迷谖覈鴳?yīng)用的適應(yīng)性：按我國?建筑氣候區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)?(GB50178-93,全國分為7個(gè)一級區(qū)和20個(gè) 二級區(qū)。與此相應(yīng)，空氣源熱泵的設(shè)計(jì)與應(yīng)用方式等，各地區(qū)都應(yīng)

7、有不同。(1) 對于夏熱冬冷地區(qū)：夏熱冬冷地區(qū)的氣候特征是夏季悶熱，7月份平 均地區(qū)氣溫25-30E,年日平均氣溫大于25C的日數(shù)為40-100天；冬季濕冷，1 月平均氣溫0-10C,年平均氣溫小于5C的日數(shù)為0-90天。氣溫的日較差較小， 年降雨量大，日照偏小。這些地區(qū)的氣候特點(diǎn)非常適合于應(yīng)用空氣源泵。(2) 對于大部，、西南部，南部一小局部地區(qū)：這些地區(qū)1月平均氣溫1-13C, 年日平均氣溫小于5C的日數(shù)0-90天。在這樣的氣候條件下，過去一般建筑物不設(shè)置采暖設(shè)備。但是，近年來隨著現(xiàn)代化建筑的開展和向小康生活水平邁進(jìn)， 人們對居住和工作建筑環(huán)境要求愈來愈高，因此，這些地區(qū)的現(xiàn)代建筑和高級公

8、寓等建筑也開始設(shè)置采暖系統(tǒng)。因此，在這種氣候條件下，選用空氣源熱泵系統(tǒng) 是非常適宜的。(3) 傳統(tǒng)的空氣源熱泵機(jī)組在室外空氣溫度高于 -3C的情況下，均能平安 可靠地運(yùn)行。因此，空氣源熱泵機(jī)組的應(yīng)用圍早已由長江流域北擴(kuò)至黃河流域， 即已進(jìn)入氣候區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)的II區(qū)的局部地區(qū)。這些地區(qū)氣候特點(diǎn)是冬季氣溫較低，1月平均氣溫為-10-0C，但是在采暖期里氣溫高于-3C的時(shí)數(shù)卻占很大的比例， 而氣溫低于-3C的時(shí)間多出現(xiàn)在夜間，因此，在這些地區(qū)以白天運(yùn)行為主的建筑 (如辦公樓、商場、銀行等建筑)選用空氣源熱泵，其運(yùn)行是可行而可靠的。另 外這些地區(qū)冬季氣候枯燥，最冷月室外相對濕度在45%-65%右，因此，選

9、用空氣源熱泵其結(jié)霜現(xiàn)象又不太嚴(yán)重?？諝庠礋岜迷诤涞貐^(qū)應(yīng)用的問題我國寒冷地區(qū)冬季氣溫較低，而氣候枯燥。采暖室外計(jì)算溫度根本在-5至-15C，最冷月平均室外相對濕度根本在 45%-65陸間。在這些地區(qū)選用空氣源 熱泵，其結(jié)霜現(xiàn)象不太嚴(yán)重。因此說，結(jié)霜問題不是這些地區(qū)冬季使用空氣源熱 泵的最大障礙。但卻存在以下一些制約空氣源熱泵在寒冷地區(qū)應(yīng)用的問題。(1) 當(dāng)需要的熱量比擬大的時(shí)候，空氣源熱泵的制熱量缺乏。(2) 空氣源熱泵在寒冷地區(qū)應(yīng)用的可靠性差。(3) 在低溫環(huán)境下，空氣源熱泵的能效比(EER會(huì)急速下降。在北方地區(qū)的寒冷冬季用塑料大棚栽培蔬菜時(shí)，更有經(jīng)濟(jì)價(jià)值。先只實(shí)現(xiàn)大 棚部環(huán)境空氣溫度的調(diào)節(jié)

10、，以保證蔬菜正常生長，防止溫度太低導(dǎo)致蔬菜凍死或 者停止生長空氣源作為綠色節(jié)能產(chǎn)品，何鑫何鑫.廣區(qū)某住宅樣板間空氣源熱泵地暖效果不佳原因的探討在廣區(qū)某住宅工程安裝了一套空氣源熱泵 三聯(lián)供系統(tǒng)，針對冬季地暖采暖運(yùn)行時(shí)地暖差而提出利用空氣源熱泵做地暖應(yīng)有 實(shí)際情況校核熱負(fù)荷，選用熱阻小的地暖專用板 ，不采用傳統(tǒng)的塑料 或泡沫防潮墊，縮小管道布管間距，提高空氣源熱泵出水溫度。吳衛(wèi)平等人在小型低溫空氣源熱泵采暖在農(nóng)村的適用性研究后，分析得到隨著低溫空氣源熱泵 的技術(shù)上突破與即耐寒的特性，這使得小型低溫空氣源熱泵在我國北方廣袤的土 地上也有了可以大面積使用的根底條件。建平于2021年，在阿勒泰市首次在溫

11、室大棚中試用碳纖維紅外電采暖， 通過1個(gè)采暖季的運(yùn)行比照試驗(yàn)，到達(dá)降低溫室種植本錢，溫室取暖與病蟲防治 相結(jié)合，零廢氣排放，減少大氣污染的目的，能夠在首月收回投注本錢，且比普 通溫室增產(chǎn)20%車國平等人在結(jié)合在熱泵系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)中存在的熱泵運(yùn)行工 況點(diǎn)不明晰、熱泵容量確定不準(zhǔn)確以與針對熱泵系統(tǒng)中需要采取的技術(shù)得出熱泵 性能系數(shù)不應(yīng)小于限定值，熱泵輸出的熱量完全滿足供暖計(jì)算熱負(fù)荷；或不完全滿足供暖計(jì)算熱負(fù)荷。盡可能選擇可再生能源與低品位能源。 當(dāng)采用電力供熱 時(shí)應(yīng)盡可能利用低谷電力蓄熱供熱。逐步依次增加啟動(dòng)熱泵臺數(shù)；在保證室設(shè)計(jì) 溫度的前提下盡可能減少其余時(shí)段的供暖時(shí)間，即以間歇供暖方式為主、連續(xù)

12、方 式為輔的供暖模式。碩等人將太陽能熱利用系統(tǒng)和空氣源熱泵系統(tǒng)相結(jié)合而成的太陽能輔助 空氣源熱泵系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)空氣與太陽能的資源互補(bǔ)，可靠性和適應(yīng)性較單一熱源熱泵得到 了全面的提升。在Xu和Zhang9對一種新型直膨式復(fù)合熱源太陽能熱泵熱水器進(jìn) 行模擬和實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明：新系統(tǒng)在不同天氣下可以以不同熱源模式高 效的制取55E熱水。夏季晴天平均能效比為 3.83，在夏季陰天以空氣源熱泵運(yùn) 行模式下平均能效比為3.97。在冬季晴天，系統(tǒng)以太陽能熱泵模式運(yùn)行，系統(tǒng) 先經(jīng)過太陽能的預(yù)熱提高了熱泵蒸發(fā)溫度，緩解了蒸發(fā)器的結(jié)霜問題。周光芒、 寅等人設(shè)計(jì)了以非同態(tài)雙熱源復(fù)合換熱器為核心技術(shù)部件的太陽能輔助

13、空氣源復(fù)合熱泵，按照國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的單一空氣源熱泵的 3種冬季供熱工況進(jìn)行實(shí) 驗(yàn)研究。研究結(jié)果說明，在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的環(huán)境溫度為一 7C的超低溫工況下，復(fù)合 熱泵較單一空氣源熱泵，制熱量提高 24%能效比提高25%以上?？諝庠礋岜孟到y(tǒng)通過熱泵技術(shù)直接將周圍空氣環(huán)境中的熱量轉(zhuǎn)移到采暖熱 水中。由于在實(shí)際運(yùn)行中取熱便捷、效率高、安裝方便、初投資相對較小，空氣 源熱泵系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用，北方各地紛紛將其視為“煤改電清潔供熱的優(yōu) 選形式。但其在北方寒冷地區(qū)的應(yīng)用中還存在一些問題，如：低溫適應(yīng)性、空氣 源熱泵產(chǎn)熱與建筑熱負(fù)荷不匹配、室外換熱器結(jié)霜與除霜等。少杰9為省博山區(qū)某住宅樓搭建采暖系統(tǒng)為低溫空氣源熱泵采

14、暖系統(tǒng)由熱泵機(jī)組、動(dòng)力循環(huán)裝置、 補(bǔ)水定壓裝置以與用戶末端組成，研究建筑室末端為已有的地板輻射采暖， 建筑 管道布置為雙管制同程系得到在整個(gè)供暖季的最冷月1月份，該采暖系統(tǒng)的月平均綜合能效比COPs為2.76，最冷月累計(jì)總耗電量為29873.3KWh，結(jié)果說明最 冷月低溫空氣源熱泵采暖系統(tǒng)可提供持續(xù)穩(wěn)定的供熱，并且節(jié)能性明顯。元芳10決定了供暖末端宜采用低溫的散熱設(shè)備。目前采用的末端設(shè)備是：地 板輻射供暖、風(fēng)機(jī)盤管供暖、散熱器供暖，一般適用于最低溫度在-10C以上的地區(qū)，超低溫空氣源熱泵采用超低溫工況壓縮機(jī)與低溫高效404A制冷制，既能解決空氣源熱泵衰減問題，同時(shí)還可有效的正常制熱，可在-25

15、 C的環(huán)境溫度工 作，-20 C以上可到達(dá)理想的應(yīng)用效果。黃利凱11提出冬季對于空氣源熱泵冷熱 水機(jī)組的選擇可以將最正確經(jīng)濟(jì)平衡點(diǎn)確定下來，可以提高能源的利用率，降低 機(jī)組的運(yùn)行本錢。陽12用流體動(dòng)力學(xué)三維紊流數(shù)值模擬方法來研究大棚部流場的氣流運(yùn)動(dòng)情 況,并在上述流場計(jì)算的根底上，創(chuàng)造性的提出了大棚一次換氣時(shí)間這一指標(biāo)，同 時(shí)給出了其數(shù)學(xué)計(jì)算模型和求解方法。綜合蔬菜大棚流場的三維數(shù)值模擬與換氣 計(jì)算結(jié)果,可以從定量的角度得出較為科學(xué)合理的大棚斷面型式優(yōu)化。梁肇均13J.等人針對華南地區(qū)大棚開展棚蔬菜產(chǎn)量不高，夏季高溫季節(jié)大棚使用率，提出使 用地膜覆蓋，用遮陽網(wǎng)覆蓋配合噴灌設(shè)備降溫。 玉英.冬季

16、塑料大棚供暖系統(tǒng)的自動(dòng)控制J.信息工程學(xué)院學(xué)報(bào) 2002(4):261-264. 23 吳衛(wèi)平,吳琛，偉,竇秀華,程明新.小型低溫空氣源熱泵采暖在農(nóng)村的適用性研究J.工業(yè)技術(shù);2021;269.4 建平.北疆溫室大棚碳纖維紅外電采暖運(yùn)行分析J.農(nóng)業(yè)科技2021(12)61.5 車國平，曲波，冷玉娜，孔慶洋.關(guān)于空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)假設(shè)干問題的探討A.第7屆全國建筑環(huán)境與能源應(yīng)用技術(shù)交流大會(huì)文集，空調(diào)制冷：78-81.6 碩,胡文舉，帥.關(guān)于太陽能輔助空氣源熱泵系統(tǒng)的探討A.供熱工程建設(shè)與高效運(yùn)行研討會(huì)2021(5) : 109-111.7 顏慧磊，華，邵秋萍.一種太陽能與空氣源雙熱源熱泵系統(tǒng)的性能研究J.理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2021(2) : 177-180.8 周光芒，寅，岑，圣潔.太陽