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)

冬季供暖：根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50176-2016)，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≤5℃和≥25℃的天數(shù)作為輔助指標(biāo)，將全國(guó)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)大棚內(nèi)部環(huán)境空氣溫度的調(diào)節(jié)，以保證蔬菜正常生長(zhǎng)，避免溫度太低導(dǎo)致蔬菜凍死或者停止生長(zhǎng)。栽培冬季市場(chǎng)看好的番茄、青椒等蔬菜，預(yù)設(shè)定北方冬季塑料大棚內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)溫度為20℃～25℃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。外膜很好地阻止內(nèi)部蔬菜生長(zhǎng)所產(chǎn)生的二氧化碳的流失，使棚內(nèi)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10-15,20000避免肥害、藥害和旱害。主要以直徑22毫米、厚毫米的鍍鋅薄壁鋼管為大棚骨架680%，每平方米造價(jià)10-307000-20000應(yīng)建在地下水位低，水源充足、排灌方便，土質(zhì)疏松肥沃無(wú)污染的地塊上；一般要求座向?yàn)槟媳弊呦颍棚L(fēng)口設(shè)于東西兩側(cè)。預(yù)選多功能長(zhǎng)壽膜。在聚乙烯吹塑過(guò)程中加入適量的防老化料和表面活性劑制作而成。寬幅米、厚毫米，使用壽命比普通膜長(zhǎng)1倍，夜間棚溫比其它材料高1-2℃；膜不易結(jié)水滴，覆蓋效果好，成本低、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(zhǎng)；墻內(nèi)側(cè)高4米，外墻高度米。山墻距后墻底部?jī)?nèi)側(cè)米處脊高為米，地基深度應(yīng)大于米；蔬菜大棚設(shè)計(jì)南北方向間距不能少于4-5米，不能影響后面蔬菜大棚的光照條件采光度；蔬菜大棚建設(shè)傾角40-45°之間，后破長(zhǎng)度不能超過(guò)米。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，柱下埋在米之間最合適；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；表層保溫被鋪設(shè)要在后墻進(jìn)行鋼絲綁定，以相隔10公分為合適間距進(jìn)行綁牢蓄能技術(shù)：一般有五個(gè)要求：儲(chǔ)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氣熱能轉(zhuǎn)換為可以利用的高位熱能，從而達(dá)到節(jié)約部分高位能（如煤、燃?xì)狻㈦娔艿龋┑哪康??？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(wú)償?shù)孬@取，而且，空氣源熱泵的安裝和使用都比較方便。我國(guó)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發(fā)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)：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(jiǎn)便。空氣源熱泵系統(tǒng)無(wú)冷卻水系統(tǒng)，無(wú)冷卻水消耗，也無(wú)冷卻水系統(tǒng)動(dòng)力消度，考慮空氣源熱泵也具有明顯的優(yōu)勢(shì)。和煙氣排放系統(tǒng)，系統(tǒng)安全可靠、對(duì)環(huán)境無(wú)污染?？諝庠礋岜美洌幔┏讨须娔X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)。空氣源熱泵的性能會(huì)隨室外氣候變化而變化。輔助?？諝庠礋岜迷谖覈?guó)應(yīng)用的適應(yīng)性：按我國(guó)《建筑氣候區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)》（GB50178-93），全國(guó)分為7個(gè)一級(jí)區(qū)和20個(gè)二級(jí)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)有不同。對(duì)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25-30℃，年日平均氣溫大于25℃的日數(shù)為40-100天；冬季濕冷，1月平均氣溫0-10℃，年平均氣溫小于5℃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。對(duì)于云南大部，貴州、四川西南部，西藏南部一小部分地區(qū)：這些地區(qū)1月平均氣溫1-13℃，年日平均氣溫小于5℃的日數(shù)0-90天。在這樣的氣候條件下，過(guò)去一般建筑物不設(shè)置采暖設(shè)備。但是，近年來(lái)隨著現(xiàn)代化建筑的發(fā)展和向小康生活水平邁進(jìn)，人們對(duì)居住和工作建筑環(huán)境要求愈來(lái)愈高，因此，這些地區(qū)的現(xiàn)代建筑和高級(jí)公寓等建筑也開(kāi)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)是非常合適的。傳統(tǒng)的空氣源熱泵機(jī)組在室外空氣溫度高于-3℃的情況下，均能安全可靠地運(yùn)行。因此，空氣源熱泵機(jī)組的應(yīng)用范圍早已由長(zhǎng)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)的部分地區(qū)內(nèi)。這些地區(qū)氣候特點(diǎn)是冬季氣溫較低，1-10-03氣溫低于-3℃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(chǎng)、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)冬季氣候干燥，最冷月室外相對(duì)濕度在右，因此，選用空氣源熱泵其結(jié)霜現(xiàn)象又不太嚴(yán)重。

45%-65%左-515之間。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(shuō)，結(jié)霜問(wèn)題不是這些地區(qū)冬季使用空氣源熱泵的最大障礙。但卻存在下列一些制約空氣源熱泵在寒冷地區(qū)應(yīng)用的問(wèn)題。當(dāng)需要的熱量比較大的時(shí)候，空氣源熱泵的制熱量不足。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)大棚內(nèi)部環(huán)境空氣溫度的調(diào)節(jié)，以保證蔬菜正常生長(zhǎng)，避免溫度太低導(dǎo)致蔬菜凍死或者停止生長(zhǎng)[1]空氣源作為綠色節(jié)能產(chǎn)品，何鑫[2]在廣西地區(qū)某住宅項(xiàng)目安裝了一套空氣源熱泵三聯(lián)供系統(tǒng)，針對(duì)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[3]等人在小型低溫空氣源熱泵采暖在北京農(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)上突破及即耐寒的特性，這使得小型低溫空氣源熱泵在我國(guó)北方廣袤的土地上也有了可以大面積使用的基礎(chǔ)條件。楊建平[4]于2013年，在阿勒泰市首次在溫室大棚中試用碳纖維紅外電采暖，通過(guò)1個(gè)采暖季的運(yùn)行對(duì)比試驗(yàn)，達(dá)到降低溫室種植成本，溫室取暖與病蟲(chóng)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成本，且比普通溫室增產(chǎn)20%。車國(guó)平[5]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)確以及針對(duì)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及低品位能源。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(tái)數(shù)；在保證室內(nèi)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)方式為輔的供暖模式。馮碩[6]等人將太陽(yáng)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(yáng)能輔助空氣源熱泵系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)空氣與太陽(yáng)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。Xu和Zhang[9]對(duì)一種新型直膨式復(fù)合熱源太陽(yáng)能熱泵熱水器進(jìn)行模擬和實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：新系統(tǒng)在不同天氣下可以以不同熱源模式高效的制取熱水。夏季晴天平均能效比為，在夏季陰天以空氣源熱泵運(yùn)行模式下平均能效比為。在冬季晴天，系統(tǒng)以太陽(yáng)能熱泵模式運(yùn)行，系統(tǒng)先經(jīng)過(guò)太陽(yáng)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(wèn)題。周光輝、劉寅[8]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(yáng)能輔助空氣源復(fù)合熱泵，按照國(guó)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)果表明，在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的環(huán)境溫度為—7℃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(guò)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(duì)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(wèn)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。陳少杰[9]宅樓搭建采暖系統(tǒng)為低溫空氣源熱泵采暖系統(tǒng)由熱泵機(jī)組、動(dòng)力循環(huán)裝置、補(bǔ)水定壓裝置以及用戶末端組成，研究建筑室內(nèi)末端為已有的地板輻射采暖，建筑內(nèi)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COPs劉元芳[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: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 -10℃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)及低溫高效404A制冷制，既能解決空氣源熱泵衰減問(wèn)題，同時(shí)還可有效的正常制熱，可在--25℃的環(huán)境溫度工作，-20℃以上可達(dá)到理想的應(yīng)用效果。黃利凱[11]提出冬季對(duì)于空氣源熱泵冷熱水機(jī)組的選擇可以將最佳經(jīng)濟(jì)平衡點(diǎn)確定下來(lái)，可以提高能源的利用率，降低機(jī)組的運(yùn)行成本。曹陽(yáng)[12]用流體動(dòng)力學(xué)三維紊流數(shù)值模擬方法來(lái)研究大棚內(nèi)部流場(chǎng)的氣流運(yùn)動(dòng)情況,并在上述流場(chǎng)計(jì)算的基礎(chǔ)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(chǎng)的三維數(shù)值模擬及換氣計(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[13]等人針對(duì)華南地區(qū)大棚發(fā)展中大棚蔬菜產(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(yáng)網(wǎng)覆蓋配合噴灌設(shè)備降溫。參考韓玉英.冬季塑料大棚供暖系統(tǒng)的自動(dòng)控制[J].成都信息工程學(xué)院學(xué)報(bào)2002(4):261-264.何鑫.[J].吳衛(wèi)平吳琛,張偉竇秀華,程明新.[J].山東工業(yè)技術(shù);2017;269.楊建平.[J].農(nóng)業(yè)科技2014(12)61.車國(guó)平曲波,孔慶洋[A].778-81.馮碩胡文舉,張帥[A].供熱工程建設(shè)與高效運(yùn)行研討會(huì)20