农业的微利性安全配资门户网,决定了温室大棚的控温系统必须做到以下两点:一、造价足够低廉;二、使用费用足够低。
要想让温室大棚控温系统的使用费用足够低,就不能使用常规能源,只能在太阳能、空气能、地热能、风能等自然能源之中选择。空气能和浅层地热能都需要压缩机做工,所以他们虽然也比较节能,但能效比依然不高,只有1.5-4.0,即输入1度电的工,可以获取1.5-4.0度电的热量,显然不适合用于为大多数温室大棚的加温。
因为1kg5000大卡的煤,燃烧就可以产生4.07度电的热量(燃烧效率按70%计算),而售价仅为1元左右,也就是说,热量的度电成本,约合0.246元,煤的燃烧,空气能和浅层地热能,虽然在特定环境下,其制热能效可以达到4.0以上,但外界环境是在不断地变化之中的,所以北方地区,空气能冬季的实际平均制热能效,往往连2.0都做不到,地源热泵的制热能效较高,能够达到3.0左右。
因为燃煤采暖只需要简单的炉具就可以实现,一座室内面积一亩的温室大棚,采用燃煤采暖,购买炉具只需要花费3000元左右,不需要散热末端,安装炉具,是个农民都会安装,但如果使用空气能或地源热泵,则除了购买主机外,还需要购买散热器、风机盘管、水泵、管道等,这些设备就不是一个普通农民就能设计安装的了,此外,地源热泵还牵扯到一个打井或水平埋管的问题,成本更高。
因为农民计算投资收益时,首先要考虑系统的投资收回年限,燃煤采暖,当年就能收回投资,而且可以实现盈利,否则那些农民,也不会傻到给温室大棚生炉子搞反季节种植的。除附加值特别高的种养殖行业外(比如育苗和仔猪繁育),大家见过有几个农民安装空气能或地源热泵来种植瓜果蔬菜的(政府投资或大额补贴的除外)?
风能和太阳能的利用,最大的难点在于储能,相对而言,太阳能的储能,要简单的多,因为风能的利用是生产电,电的储能相对复杂的多,以风能来给大棚控温,还需要有散热散冷末端。太阳能的利用,既可以是电,也可以是热,光热利用,是目前最成熟的技术,温室大棚环境下,热和冷的储存也非常简单,大棚内的土地,就是天然的储能场。大棚环境下,太阳能储能场的面积,往往等于所需控温面积,这一先天优势,可以极大地降低储能的设施费用,因为造价更低水平埋管方式,就可以满足,温室大棚生产中对温度的管理需求问题。
平板太阳能集热器,拆掉外面的壳子,安装到大棚内部,也可以充当散热器使用,必要时提取地下储存的能量,来加热或冷却棚内空气,让棚内空气温度,始终维持到动植物的生长适温范围内。目前市面上的太阳能温室,大多也是拿平板太阳能集热器的内胆,作为太阳能温室的集散热器来使用的。
大棚内使用的太阳能集热器的内胆,表面一般为黑色的
然温室大棚控温,毕竟不像太阳能热水器那么简单,所以把平板太能能集热器的内胆,直接用于温室大棚控温,存在诸多的不合理性。首先是造价昂贵,农业是个微利行业,太阳能又是一种低品质能源,想要大量收集太阳的热量,就必须安装面积足够大太阳能集热器,对于一些经济附加值低的农产品,这种集热器,显然不适合。
其次是它的集散热效率低下,温室大棚的白天,在太阳的照射下,温度会非常高,平板太阳能的内胆,吸热的同时,也在散热,大棚内的动植物,对温度,有一个适应范围,超过这个温度范围,无论是高还是低,都不利于动植物的健康生长,所以,安装有这种太阳能集热器的太阳能温室,在冬季白天太阳升起后不长时间,就需要打开风口,进行降温除湿,这显然与我们的设想大相径庭,因为它利用温室大棚白天富裕热量的能力,非常有限。
透明全面积换热集散热器
后半夜的时候,尤其是早上太阳升起前的那段时间,是温室大棚棚内气温最低的时间段,也是温室大棚热负荷最大的时间段,这段时间,急需向空气中补充大量的热量,但是我们能使用的能源在哪?能源的温度又是多少呢?我们所依赖的能源,来自于地下土壤,温度通常在28度以下,非跨季储能的土壤温度,通常在25度以下,这么低的温度,埋设在其内部的管道,流经这些管道的水,会是多高的温度呢?通常只有26~23度,而且随着运行时间的推移,这一温度还会进一步下降。这么低的水温,金属暖气片的散热量又能有多少呢(平板太阳能集热器的内胆,一般为铜铝复合的,也有纯铝、钢制和陶瓷的)?
供暖水温与空间温度的低差值应用环境,迫使采用太阳能集热器的内胆,作为大棚跨季土壤储能控温系统冷热源收集器的用户,还要给这套系统上,添加上一套辅助热源,以应对早上或阴雨雪霾天气,大棚气温不足时提升大棚气温。太阳能跨季储能冷暖大棚,在北纬47度以下地区,冬季采暖,还需要添加辅助热源,大家不觉得可笑吗?
大棚土壤储能换热管道
大棚太阳能跨季土壤储能冷暖系统,由太阳能集散热器和土壤储能两大部分组成,土壤储能的初投资费用,无论是由哪家来做,价格都差不了多少,因为大家的技术路径大同小异,所使用管材种类,也基本相同。
要想降低成本,只有在太阳能集散热器上想办法。什么样的太阳能集散热器,才能满足大棚这种特殊使用环境呢?当然安全配资门户网是透明全面积换热集散热器!因为第一、它的制造成本低。第二、它的集散热效率高。第三、它具有除湿的功能。第四、它非常轻,可以悬挂在大棚顶部。第五,它适用于所有棚型。
全钢架温室中安装的透明太阳能集散热器
我经常在直播间跟网友们讲,判断一款大棚集散热器集散热效率的标准:冬季阳光明媚的日子,我们可以看该大棚需要打开风口的时间的长短,看它的表面有没有冷凝水,也可以拿手去摸这款集散热器的表面温度。冬季阳光明媚的日子,需要打开风口的时间越短、表面有冷凝水形成、表面温度低于棚内空气温度的太阳能集散热器,就是最适合大棚环境的集散热器,这种集散热器的集散热能力,无疑是最强的。
大棚环境下,为什么透明集散热器的集散热效率会最高呢?因为集热时,它可同时吸收太阳的直接辐射热、棚内空气当中的热量、以及棚内空气中的气态水的冷凝潜热。散热时,它是直接辐射散热加对流散热。是直接,不是二次传导,市面上所有的太阳能集热器,都是二次传导集散热,所以其集散热能力,自然大打折扣了。
当然,这种透明全面积换热集散热器,也有一个致命的缺点,那就是它只能应用于大棚环境下,因为它是根据大棚环境,专门研发出来的一种大棚专用太阳能集散热器。
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