溫室不同散熱模式能效分析

2012/4/9 14:21:35

　　使用溫室生產(chǎn)花卉，每年的加溫成本往往占到總成本的20%到40%，是企業(yè)成本核算中不可忽視的一塊。前幾年，業(yè)內(nèi)人士比較關(guān)注加溫能源，如燃油、燃煤、地?zé)岬取，F(xiàn)在，大部分企業(yè)選擇煤為能源后，開(kāi)始關(guān)注溫室內(nèi)不同的散熱模式，這是因?yàn)樯�熱模式不同，不但影響運(yùn)營(yíng)成本，而且影響溫室內(nèi)花卉的整齊度和品質(zhì)。那么，目前業(yè)內(nèi)存在哪幾種溫室散熱模式？這些模式各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？什么樣的模式能降低加溫成本且具有良好的熱效率？
　　沿立柱鋪圓翼片散熱
　　最初溫室內(nèi)的散熱模式跟居民住宅取暖方式類(lèi)似，即沿著溫室立柱兩側(cè)，安裝水暖管道和圓翼片，熱水流經(jīng)管道，將熱通過(guò)圓翼片交換到溫室內(nèi)的空氣中，實(shí)現(xiàn)環(huán)境溫度的加熱。河北衡水鑫星花卉有限公司的衡水基地，一開(kāi)始采用了這種散熱模式，公司總經(jīng)理何連球表示，這種散熱模式存在不同區(qū)域溫度不均衡的缺點(diǎn)，離暖氣片越近，溫度越高，而且熱空氣上升，導(dǎo)致下部溫度低，一些沒(méi)有苗床直接貼地生產(chǎn)的溫室，植物生長(zhǎng)區(qū)域的溫度往往偏低，因此經(jīng)常出現(xiàn)溫度計(jì)顯示的是理想溫度、但植株依然長(zhǎng)勢(shì)不佳的現(xiàn)象，這主要是因?yàn)橹参锷�長(zhǎng)的微氣候環(huán)境達(dá)不到生長(zhǎng)所需溫度，低溫導(dǎo)致根系吸收水肥能力弱所致。這種模式雖然安裝簡(jiǎn)單，但新建溫室基本不予采用。
　　苗床下熱水管道散熱
　　當(dāng)單純依靠立柱暖氣管道難以保障植株品質(zhì)時(shí)，生產(chǎn)者開(kāi)始在苗床底下鋪設(shè)散熱管道。選擇這種模式，主要是考慮到熱空氣的流動(dòng)方向，底部加熱，熱空氣上升，栽培層就能獲得合理的溫度，而且上升的熱空氣也會(huì)帶走一部分濕度，使栽培層的環(huán)境更理想。另一方面，苗床底下鋪設(shè)管道，也不占用溫室可利用空間。
　　同樣是在苗床底下鋪設(shè)熱水管道，但也有幾種不同的散熱方式。陜西苗木繁育有限公司這幾年一直在溫室建造上下工夫，希望能更合理地滿足生產(chǎn)需要。副總經(jīng)理文平告訴記者，目前公司的溫室有兩種苗床下的散熱模式，一種是單管從苗床下經(jīng)過(guò)，一種是U形管在同一苗床下一來(lái)一回。對(duì)比這兩種方式，顯然U形管道更加科學(xué)合理，因?yàn)椴捎脝喂苣Ｊ綍r(shí)，熱水從苗床一頭流進(jìn)，低溫水從另一頭流出，就會(huì)造成苗床一頭溫度高，另一頭溫度低，需要通過(guò)加強(qiáng)空氣對(duì)流來(lái)實(shí)現(xiàn)熱交換。而鋪設(shè)U形管，熱水流進(jìn)和低溫水流出都在同一頭，溫度相對(duì)均勻，而且U形管的散熱面比單管相對(duì)大，能使熱量更好地與空氣交換。
　　苗床上部暖風(fēng)機(jī)散熱
　　這種加熱模式主要是配合暖風(fēng)機(jī)的推廣而出現(xiàn)的。山東青州泮祿園藝設(shè)備有限公司負(fù)責(zé)人李泮祿摸索暖風(fēng)機(jī)散熱模式已近十年，他推廣的散熱模式是在整個(gè)溫室只用一根管道，從一頭穿到另一頭供熱水經(jīng)過(guò)即可，而在管道的不同部位安裝上暖風(fēng)機(jī)，將熱量吹到環(huán)境中。相比在溫室多處來(lái)回安裝水管，這種方式既節(jié)省了大量管道投入，又減少了循環(huán)水量。原先溫室內(nèi)管道中的循環(huán)水量是鍋爐里加熱水量的幾倍，每天鍋爐都需要重復(fù)加熱好幾倍的水，這使提溫需要花費(fèi)兩三個(gè)小時(shí)，而暖風(fēng)機(jī)模式減少了循環(huán)水量，可在十分鐘左右實(shí)現(xiàn)升溫。
　　暖風(fēng)機(jī)送風(fēng)模式剛出現(xiàn)時(shí)，暖風(fēng)機(jī)基本都安裝在苗床上方，它能使環(huán)境溫度快速升降，是原先管道被動(dòng)散熱向風(fēng)機(jī)主動(dòng)散熱方式的轉(zhuǎn)變。山東銘園花卉有限公司、廣州花卉研究中心、山東滕州昕昕花卉園藝研究所等不少企業(yè)都采用了這種模式。但這種模式也有弊端，即熱空氣上升，栽培層的溫度相對(duì)低，如果安裝位置跟苗床等高，那送風(fēng)口的局部空間溫度高、濕度低，對(duì)栽培也極為不利。
　　苗床下送風(fēng)帶散熱
近幾年，出現(xiàn)了苗床下暖風(fēng)機(jī)連接送風(fēng)帶的散熱模式。這種模式具有暖風(fēng)機(jī)提溫快的特點(diǎn)，也結(jié)合了在苗床底下加溫對(duì)植物有利的因素。暖風(fēng)機(jī)需要接上送風(fēng)帶，是因?yàn)槊绱蚕旅嬷Ъ芏�，如果沒(méi)有送風(fēng)帶，吹出的風(fēng)遇到支架會(huì)改變方向，難以實(shí)現(xiàn)均勻加熱。有了送風(fēng)帶，就不存在這個(gè)問(wèn)題。目前山東東方花卉有限責(zé)任公司新建的溫室正在安裝散熱裝置，公司選用了泮祿園藝更新?lián)Q代的暖風(fēng)機(jī)，每1600平方米的區(qū)域使用兩臺(tái)這樣的設(shè)備。放在地面上的暖風(fēng)機(jī)再連接上送風(fēng)帶，鋪設(shè)到苗床底下，安裝非常簡(jiǎn)單，而這種暖風(fēng)機(jī)相比其他常見(jiàn)的暖風(fēng)機(jī)，能夠更好地交換熱，如果從鍋爐出來(lái)的水溫是60℃，這種暖風(fēng)機(jī)出風(fēng)口的溫度就能達(dá)到55℃，這樣高的熱效率自然能降低煤的使用量。
　　采用送風(fēng)帶，還需考慮送風(fēng)帶上出風(fēng)口的間距。李泮祿說(shuō)，送風(fēng)帶上的孔間距一般是先松后密，因?yàn)樵浇咏�送風(fēng)口，空氣的溫度越高，流動(dòng)速度也越快，所以孔間距可以大一點(diǎn)；后端空氣流動(dòng)速度和溫度都有所下降，孔間距就要小一點(diǎn)，具體數(shù)值可視溫室情況而定，目的是讓熱量盡量分布均勻。
　　苗床上下雙層散熱
　　所謂雙層散熱模式，即在苗床底下安裝一層散熱裝置，在苗床栽培層的上空再安裝一層散熱裝置。這種模式在業(yè)內(nèi)還比較少見(jiàn)。鑫星花卉公司在北京延慶的溫室就是采用了雙層散熱模式，結(jié)合了苗床上放暖風(fēng)機(jī)送風(fēng)和苗床下暖風(fēng)機(jī)連接送風(fēng)帶兩種方式，把原先采用一種散熱模式需要的暖風(fēng)機(jī)數(shù)量，三分之一安裝在苗床上方，三分之二安裝在地面上，安裝的成本在原先采用一層加溫的基礎(chǔ)上，主要增加了部分管道的成本。
　　雙層散熱最大的優(yōu)點(diǎn)是能讓植株生長(zhǎng)的栽培層溫度穩(wěn)定、均衡。何連球分析，一般溫室都會(huì)安裝內(nèi)保溫層，當(dāng)白天拉開(kāi)內(nèi)保溫層時(shí)，內(nèi)保溫層上下的熱交換劇烈，會(huì)使栽培層的溫度劇烈波動(dòng)，如果在內(nèi)保溫層上端安裝加熱裝置，在拉開(kāi)內(nèi)保溫層前先啟動(dòng)加熱，當(dāng)上層與下層溫差較小時(shí)，再拉開(kāi)內(nèi)保溫層，就不會(huì)使栽培層溫度劇烈變動(dòng)。另外，在北方有些地區(qū)冬天下雪大，當(dāng)溫室上積雪時(shí)，如果單純依靠苗床下面的散熱化掉溫室頂部的積雪，就需要非常大的熱能耗，而上層的散熱裝置在這種情況下能起到很大作用。由于兩層裝置都安裝了溫控儀，栽培層上下都能控溫，加上暖風(fēng)機(jī)能快速升降溫，能使溫度在很小的波動(dòng)范圍內(nèi)及時(shí)得到調(diào)整，比其他單層的散熱模式，溫度波動(dòng)范圍要小得多。眾所周知，溫度波動(dòng)范圍越小，加溫的強(qiáng)度就越低，自然也就越省運(yùn)營(yíng)成本了。
　　這種模式是荷蘭、以色列等國(guó)家采用的散熱模式的改造版。在北京房山，北京瑞雪環(huán)球科技有限公司的溫室散熱模式就是荷蘭普遍使用的三層散熱模式，除了苗床底下和苗床植株上方各有一層加溫散熱裝置外，再向上貼近頂部還有一層。瑞雪環(huán)球總裁黃瑞清表示，使用時(shí)先啟動(dòng)下面兩層加溫散熱裝置，在晚上或者極端天氣時(shí)，才啟動(dòng)最上面一層的加溫散熱裝置。這種模式雖然初裝成本較高，但使用時(shí)，需要的管道水溫不用太高，就能滿足植物生長(zhǎng)的溫度，運(yùn)營(yíng)成本較低，栽培層的溫度也更加穩(wěn)定，因此在荷蘭被普遍采用。
　　國(guó)內(nèi)種植者綜合考慮初裝成本、運(yùn)營(yíng)成本、加溫效果等因素，比較看好苗床上下雙層加溫散熱模式。荷蘭的三層加熱散熱模式更適合6米多高的溫室，而國(guó)內(nèi)溫室目前多數(shù)還是4米多高，或許隨著溫室高度的改變，加溫空間的加大，加溫散熱模式也會(huì)隨之再次改變。

　　傳統(tǒng)的圓翼片散熱方式。

　　鑫星花卉公司北京基地采用雙層散熱模式。

　　瑞雪環(huán)球公司采用三層散熱模式。

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