热泵+风盘供热制冷项目在山东农业大棚的系统设计和节能分析
山东某市的现代农业大棚，内部植物为热带水果、果类菜、叶菜和花卉等等，采用超低温空气源热泵机组，为大棚提供采暖和制冷需求，很好地满足了各种植物的生长温度需求，目前所有植物长势良好。
该大棚的管理员对空气能的运行效果十分满意，表示：“机组调试好后，基本就不用管了，很好地满足了大棚内各种植物的温度要求，操作起来非常简单方便，大棚集中控制室电脑上也有运行数据，同时手机下载了APP软件，平时没事就在手机看看进出水温什么的。”
一、项目情况
该项目为现代农业大棚，采暖制冷项目。大棚建在半山的斜坡上，分为两个温室大棚：
第一个温室大棚：长72米，宽36米，高6米；第二个温室大棚比较特殊：边长为28米正六边形，高8米，内部植物为热带植物、果类菜、叶菜和花卉提供热源采暖。
大棚顶部覆盖5+5夹胶钢化玻璃，四周为5-6-5中空玻璃。应用时间：全年；应用温度：冬季全天保持16℃，夏季温度不超过30℃；末端：风机盘管。
二、设计说明
主要依据国家规范、行业标准，按照舒适环保、经济实用、高效可靠、豪华美观、操作简便、维护便利的原则，提供本项目采暖方案。
《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB50736-2012)）；《建筑给水排水设计规范（GB50015—2003）》；《暖通供暖及热水系统选用与安装（06SS127）》；《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003；《建筑电气安装工程施工质量验收规范》GB 50303-2002；《层面工程技术规范》GB 50345-2012；《钢结构工程施工质量及验收规范》GB 50205-2001；《室外给水设计规范》GB50013-2006；《建筑结构载荷规范》GB 5009-2001；《温室加热系统设计规范》JB/T10297—2001。
三、种植温室大棚大棚设计参数依据
1、室外计算温度
表1：室外设计温度推荐值/℃
2、室内设定温度
温室采暖室内设计温度温室采暖室内设计温度是温室内应该保证（在采暖设计条件下）达到的最低温度。
表2：温室常见果菜的适宜温度范围/℃
摘自：中华人民共和国机械行业标准JB/T10297--2001《温室加热系统设计规范》。根据推荐值标准以及客户需求，冬季大棚温度维持在16℃，冬季大棚温度不超过30℃。
四、设备选型计算
4.1 环境参数
冬季供暖计算温度：-12℃；极限最低温度：-16℃
气候特征：该大棚地处温带，属于暖温带湿润季风区大陆性气候，四季分明，冬无严寒，夏无酷暑，非常潮湿。年均气温12.7℃，无霜期223天，年平均日照2533小时，年均降水量874毫米。夏季高温多雨，最热8月平均气温25.7℃左右；冬季寒冷少雨，最冷1月平均气温－1.5℃左右。多年极端最高气温在40.6～41.4℃之间，极端最低气温在－20.1～－13.8℃之间。
4.2机组COP曲线表
4.3机组的选型与计算
1.负荷计算
Qr＝q×s
式中：Qr—采暖总负荷，kW，求值；s—实际采暖面积，m2；q—单位面积采暖负荷，w/m2；
参考采暖规范，结合客户要求及实际建筑保温情况，设计采暖负荷为500W/m2，温室大棚1空气能机组的选型计算：Qr1=2592m2X500W/m2÷1000=1296kW；
温室大棚2空气能机组的选型计算：Qr2=2036m2X500W/m2÷1000=1018kW。
2.设备选型配比
根据实际情况，建议选用50P超低温恒温冷暖机。50P超低温恒温冷暖机额定制热量为188kw，参考cop曲线图，机组名义制热量（-12℃工况）为98kw，因此机组选型台数为：N1=（Qr1+Qr2）/W=（1296kW+1018kW）/98KW≈24台。
经计算：该现代农业采暖制冷项目需50P超低温空气源热泵24台。
六、经济效益分析
温室大棚冬季采暖需要消耗大量能源，有人指出，温室采暖的燃油消耗量和温室生产的蔬菜干物质之比是5：1或10：1，能量大量消耗，利用率仅为40％～50％。
我国除热带地区的温室冬季生产不需要加温外，大部分地区冬季都比较寒冷，有的地区严寒期甚至长达120～200天，要保证种植作物的正常生长和发育，温室生产，都必须配置加温，人工补充热量。
根据所在地区不同，温室加温的时间也长短不一，东北地区加温时间大约需要5～6个月，华北地区需要3～5个月。
一般的连栋温室采暖年耗煤量约为90～150kg/m2，燃煤成本占整个生产成本的30％～50％。设计不合理的温室或地处严寒地区的温室，加温耗煤可能会远远超出上述指标，如沈阳市1996年引进的荷兰大型连栋温室，冬季种植花卉耗煤达2300t/hm2，相当于耗煤230kg/m2之多。因此，能量消耗大是影响大型温室经济效益的重要因素之一。
空气源热泵机组的运行费用是目前所有的设备中最低的，比太阳能节能35%，比油锅炉节能60%，比燃气锅炉节省50%。
表3：各种采暖性能比较
空气源热泵节能效果明显，其能效比COP在20℃时达到4.0以上，而燃气锅炉机组的热效率最多能达到0.8，一般情况在0.75以下。也就是说空气源热泵消耗1个单位的能量，能产生4个单位以上的热量转化成热水。
而燃气炉消耗1个单位的能量，才能产生0.70～0.80个单位的热量。由此可见空气源热泵能以最小的能源获得最大的经济效益，比燃气炉效率高得多。适合长期投资。
因此，从成本效益及环境方面看，空气源热泵机组是节能行业最经济实用的，使用寿命长、维护简单，以电作为能源，会自动根据设定温度值控制启、停，无需专人看管，且动作件少，维护简单。
七、运行效果和客户评价
夏季运行数据：主机负责总进出水温度，末端风盘根据实际种植品种来调节风盘温度；
进水温度：15℃，出水温度：11℃；
目前种植的水果有：火龙果、西瓜、圣女果、黄瓜、香蕉、沙田、柠檬等等；植物有一些亚热带植物。
另外，该项目还有一个特点是噪音小。24台机组运行起来基本没有噪音，大棚一般建在比较偏僻安静的地方，要是噪音大了很难接受。
八、超低温空气源热泵机组五大核心优势
四季沐歌空气源热泵机组采用高效柔性涡旋压缩机，且创新性地将多联机中压缩机并联技术应用于系统中，机组运转稳定、可靠，使用寿命长达15年；采用目前业内最先进的微电脑控制芯片，集系统所有控制于一体，更加智能化，产品适用于-25～43℃，一年四季全天候工作，不受阴雨等恶劣天气的影响；可用于酒店、宾馆、学校、医院、工矿、桑拿浴室、美容院、游泳池、温室、住宅小区、别墅等城所；可单独使用，亦可集中使用，不同的供热要求可选择不同的产品系列和安装设计。
1.恒温采暖三大智控技术
1）一键运行精准控温。机器内置15个温度探头，监控出水温度、回水温度、室内温度、压缩机排气温度，全方位的采集机器运行数据，智能化分析控制机器运行参数，保证精准控温。
2）极速化霜热量低耗。创新性的采用PID三态化霜技术，综合环境温度、外盘管温度、压缩机运行时间三项参数，智能判断蒸发器结霜情况，日本华鹭四通阀，化霜迅速、干净，耗能低。
3）制热热量稳定。机器内置温度、压力等各种检测工具，实时监控机组运行情况，多达20项保护功能，保证机组正常运行。
2.EVI强热涡旋技术
EVI强热涡旋专利技术，特有的喷气增焓设计，增加20%的冷媒循环量，一台压缩机实现双级压缩，克服低温环境制热效果差的问题，制热效果更强劲。-30℃正常快速启动，有效满足寒冷地区制热需求，热水温度可达55℃。
3.360°监控技术
内置高压开关、低压开关、电源检测装置、15个温度探头，更有高低压保护、电源保护、吸收气温度保护、防冻保护等20个保护项，保证机器稳定运行。
4.智能电控技术
水温10℃～55℃自由设定，水温恒定，满足舒适采暖需求；峰谷电节能设置，三段定时开关机；掉电记忆功能，机器会记录机组运行状态，即使意外断电，来电后即可自动恢复到断电前状态。
5.多重降噪技术
全机内贴波浪形吸音棉、钣金结合处增加减震垫、压缩机外包吸音腔、外转子电机，专用风道。
6.集中控制和手机远程控制系统
系统采用模块多联控制技术，一个操作板控制多台机组：采用模块多联控制技术，最多可以将16台机组组合成一套模块控制系统，一个操作板就可以控制16台系统，形成主子模块控制系统。
手机或者电脑随时查看或者控制机组运行状态：只要手机或者电脑下载四季沐歌空气能APP软件，就可以随时随地查看数据，机组的运行状态一目了然，同时可以通过手机或者电脑控制机组的开/停，机组的故障会及时上传到手机或者电脑，因此售后有保障。
手机或者电脑随时查看或者控制机组运行状态：只要手机或者电脑下载四季沐歌空气能APP软件，就可以随时随地查看数据，机组的运行状态一目了然，同时可以通过手机或者电脑控制机组的开/停，机组的故障会及时上传到手机或者电脑，因此售后有保障。
版权：图文由四季沐歌提供，特此致谢。