1太陽能跨季節(jié)蓄熱溫室大棚介紹
1.1 傳統(tǒng)溫室大棚的供暖方式
目前，所謂的傳統(tǒng)冬季溫室大棚實(shí)際是自然光照而帶來的自然熱能，自然光熱通過大棚的光膜傳到溫室大棚內(nèi)，通過大棚的外護(hù)圍墻的封閉達(dá)到棚內(nèi)的蓄熱。這種情況棚內(nèi)的空間溫度高而植物的根系在土壤中的溫度是比較低的，因而根本不能滿足各種蔬菜及水果的自然生長，晝夜溫差大，忽冷忽熱，棚內(nèi)地面和土壤溫度與棚內(nèi)空間的溫差大，容易造成植物發(fā)病率增高，從而影響了生長周期。
1.2 太陽能跨季節(jié)蓄熱溫室大棚
采用太陽能真空管集熱器收集熱能產(chǎn)生的45℃熱水為熱媒，在加熱管內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，通過埋藏在土壤里的供熱管道將該部分熱量傳遞到土壤中，從而提高土壤溫度，解決冬季由于氣溫過低導(dǎo)致的地表溫度不足帶來植物無法生長的難題。由于多數(shù)花卉、蔬菜、水果的生長根系主要分布地表以下40mm~50mm，側(cè)根系分布在5mm~20mm深處，側(cè)根一般長30mm~40mm，因而在50mm以下深處埋設(shè)加熱管道，不會(huì)影響植物根系的生長，冬季用40℃~50℃的低溫水循環(huán)加熱，并加自動(dòng)溫控?zé)嵩瓷鸁岜Ｗo(hù)混流器和溫控分水器，埋設(shè)感溫探頭，與混流器相連，可人為設(shè)定出水溫度，便于控制室內(nèi)和地面表層溫度。這種采暖方式無遮陰，無占地，提高溫室利用率，不影響耕作，具有投資少、資金回收快、風(fēng)險(xiǎn)小、一次性投入，終身受益的特點(diǎn)，管理方便，達(dá)到了資源節(jié)能高效，高產(chǎn)利用現(xiàn)有耕地面積的使用原則。
2典型應(yīng)用案例
2.1 工程概況
銀川市太陽能長期蓄熱溫室大棚示范工程位于銀川市郊區(qū)，大棚建筑尺寸寬為10m，長85m，建筑面積850㎡。該類型大棚是北方農(nóng)業(yè)生產(chǎn)地區(qū)普遍采用的通用技術(shù)，具有冬季采光好，抗風(fēng)雪能力強(qiáng)，墻體保溫性能強(qiáng)等特點(diǎn)。
2.2 設(shè)計(jì)理念
整個(gè)溫室項(xiàng)目的設(shè)計(jì)宗旨利用現(xiàn)代化的技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室內(nèi)部溫度、相對(duì)濕度、光照進(jìn)行調(diào)節(jié)，在溫室內(nèi)創(chuàng)造適宜的環(huán)境，以滿足溫室各功能區(qū)的要求；同時(shí)降低運(yùn)行成本，提高管理效率，實(shí)現(xiàn)溫室的高效率運(yùn)行。
為滿足溫室的功能需求，在項(xiàng)目設(shè)計(jì)中會(huì)要求必須充分考慮堅(jiān)持科學(xué)、實(shí)用的原則；堅(jiān)持提高土地資源利用率、節(jié)能、節(jié)水、高效的原則；堅(jiān)持基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)用材以及設(shè)備選購先進(jìn)、可靠、適用的原則；堅(jiān)持行業(yè)領(lǐng)先的原則。
在充分考慮溫室的功能要求后，通常條件下溫室涉及到的主要參數(shù)必須達(dá)到以下指標(biāo)：
2.3太陽能供暖系統(tǒng)工作原理
該系統(tǒng)核心技術(shù)在于通過高性能的太陽能偏心集熱管將收集的太陽熱量通過介質(zhì)循環(huán)的方式提高水溫，將熱能儲(chǔ)存在地下，冬季時(shí)將儲(chǔ)存的熱量與水箱低溫水換熱，提供土壤溫度及室內(nèi)溫度；棚室內(nèi)所有涉及運(yùn)行及種植參數(shù)全部采用智能化控制的方式，即設(shè)定好種植作物所需溫度后，系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行，達(dá)到溫度后自動(dòng)停止運(yùn)行，無須特殊管理及復(fù)雜操作，智能化效率很高。
3 太陽能蓄熱溫室大棚系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)
通過對(duì)此項(xiàng)目一個(gè)采暖周期考察，系統(tǒng)運(yùn)行正常，綜合評(píng)價(jià)太陽能項(xiàng)目各項(xiàng)指標(biāo)良好，經(jīng)濟(jì)效益可觀，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1.該技術(shù)的應(yīng)用改變了植物生長土壤層的溫度，從而使植物處于一種合理的生長溫度環(huán)境之中，如夏季一樣正常生長；
2.從根本上解決了土壤之中的溫度，可根據(jù)不同的種植作物生長特點(diǎn)和生育時(shí)間需用不同的土壤溫度進(jìn)行增、降溫；
3.能夠使溫室及土壤中溫度保持一個(gè)穩(wěn)定植物生長溫度，增種一個(gè)周期，提高作物產(chǎn)量；
4.利用充足的太陽能資源為“地暖”提供熱源，從而實(shí)現(xiàn)白天太陽光提供熱源和光照，晚上用太陽能集熱器儲(chǔ)存的“熱能”為“地暖”提供熱源，為一些稀有蔬菜和作物的生長提供有力的生長環(huán)境保證。一方面為植物生長提供了必要條件，另一方面也節(jié)約了能源。
5季節(jié)性蓄能技術(shù)將春、夏、秋三個(gè)季節(jié)充足的陽光熱能蓄存到冬季使用，從而有效解決北方寒冷地區(qū)因冬季氣候寒冷、陽光不足、土壤溫度較低的問題。
4 效益分析
4.1 經(jīng)濟(jì)效益分析
此項(xiàng)目主要設(shè)備材料為：真空管集熱器、熱水供水泵、集熱循環(huán)泵、地暖循環(huán)管、蓄熱材料、輔助材料及安裝費(fèi)、運(yùn)輸費(fèi)，總投資約28萬元，根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行設(shè)備功率，按全年使用時(shí)間120天計(jì)算其每年運(yùn)行費(fèi)用約為1260元，其投資平衡期如下表：
投資平衡期計(jì)算（以葡萄為例)
可以看出，此項(xiàng)目為一次性投入成本，運(yùn)行費(fèi)用極低，基本不需要維護(hù)費(fèi)用，回報(bào)周期為3年，最多5年，實(shí)現(xiàn)回本后經(jīng)濟(jì)效益翻倍。
4.2 社會(huì)效益
項(xiàng)目實(shí)施后，使得項(xiàng)目區(qū)內(nèi)農(nóng)民就業(yè)崗位增加，收入增加，項(xiàng)目將輻射到周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)，帶動(dòng)蔬菜種植戶科學(xué)種植，增收致富，對(duì)促進(jìn)當(dāng)?shù)氐氖卟朔N植的快速發(fā)展，調(diào)整農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)意義重大；同時(shí)項(xiàng)目也可帶動(dòng)餐飲業(yè)，農(nóng)家田園觀光業(yè)，旅游等行業(yè)發(fā)展，社會(huì)效益十分顯著。
4.3 生態(tài)效益
根據(jù)國家倡導(dǎo)節(jié)能減排的總體思路，該項(xiàng)目全部采用太陽能新型能源，對(duì)周邊環(huán)境尤其對(duì)作物生長實(shí)現(xiàn)接近零污染、零排放；對(duì)周邊的環(huán)境具有良好的保護(hù)，太陽能溫室的應(yīng)用不僅可以成為農(nóng)民增收致富的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，還可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐淖匀粌?yōu)勢(shì)進(jìn)行觀光農(nóng)業(yè)的發(fā)展，具有較高的生態(tài)效益。
來源：《中國太陽能工程》雜志 12刊專題欄目
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