干货：甲方预算少？教你既满足大棚采暖，又尽可能降低初投资+运行费用
农业大棚采暖近几年成为行业的一个热点市场，厂家和经销商争相进入这一领域。然而，在农业领域，空气源热泵初投资高是目前推广的一大难点。那么，如何在满足农业大棚采暖的前提下，尽可能多地降低用户的初投资成本，同时降低后期的运行费用呢？今天，我们请青州宏德新能源有限公司总经理赵继武，给大家分享低成本农业大棚供暖系统的解决方案！让空气源热泵落地农业的根本是低成本且有效的技术解决方案，投资过高用户就很难接受，需要从这几个方面着手。1.精准的热负荷计算。以山东为例，农业大棚的热负荷配置从70W/㎡到300W/㎡不等，差距是很大的，温室的结构、当地的气候、种植的作物等等都是影响因素。2.蓄热技术。解决甲方低预算与空气源热泵投资高这一矛盾的另一个办法是采用蓄热技术，目前研究了很多种蓄热技术，成本最低、效果最好的还是水蓄热。采用大水箱蓄热，主机可以配置减少1/3，甚至一半。3.科学的末端选择设计。目前大棚供暖的末端有很多种，比如地暖管、园艺管、风机盘管、热风机等等，采用最多的的末端是风机盘管，优点是制热均匀、初投资低。植物种植在苗床上面的大棚可以采用地暖盘管，直接进行加热，减少热负荷的配置，那么初投资就降低了。还有一种是地暖管加风机盘管，这种形式多应用在品类较多的花卉大棚，不同花卉的供暖需求不一样，能够实现更加精准的控温。一是温室的类型结构，不同的大棚类型保温效果是不一样的，比如日光温室保温效果最好，那么热负荷取值也是最小的。二是种植的作物，里面种植的是花卉还是蔬菜种苗，或者瓜果类，每一种作物的夜间温度要求是不一样的，另外供暖的周期也是不一样的，比如花卉的供暖期一般在120~150天左右，而蔬菜的供暖周期就小很多。三是温室的保温性能，包括玻璃的材质和厚度、薄膜的材质和厚度、有没有加棉被保温、中间有没有做二次保温或者三次保温。四是项目所在的地域，不同地区冬季的气温是不一样的，设计的时候需要考虑最低的工况，东北地区和华北地区的热负荷取值是不一样的。五是光照度，农业大棚实际上就是太阳能的原理，同纬度的地区还要考虑光照度的好坏，比如新疆光照度好，白天吸热多，热负荷可能比同纬度的东北地区要低。目前农业大棚的一个重要趋势是物联网与农业供暖的结合，应用NB-IoT、4G、5G等网络技术，使新能源设备联网，同时通过大数据、边缘计算、机器学习等物联技术使热泵具备物联开放功能，实现设备与用户的远程联接。农业大棚不同于民用采暖，如果出现供暖故障，可能导致大棚内的花卉全部报废，给用户带来重大损失，所以必须保证系统的稳定性和供暖的效果。想要做好农业大棚供暖，选择一个好的品牌是最重要的，一是产品的质量，另一个是好的售后服务。厂家的产品要在农业大棚供暖领域有成功的应用案例，且产品要有针对性的设计和升级。在大棚采暖里面，负荷配置需要考虑到大棚保温情况，并留有一定的余量。冬季最冷的时候，热泵主机的制热效果下降，温度达不到要求，就会形成恶性循环，影响大棚内植物的生长，最终给用户带来损失。一是多机组的配置冗余，尽量设计成多台机组，比如本来需要安装一台60P的机组，可以安装成两台30P的机组。二是备用水泵的设置，通常水泵都需要做到一用一备，避免单个水泵出现运行故障后影响大棚的供暖，因为在维修的过程中可能就会导致植物被冻坏。三是电路系统的多重设置，比如风机盘管由一路分成多路，一路跳闸，不影响其他路。四是漏电保护机制，系统设计多个漏电保护开关，减少某一路末端出现问题后对系统的影响。水箱蓄热可以相对减少项目的整体初投资，能够更好地促进用户接受空气源热泵的采暖方案。此外，采用水箱蓄热还能解决冬季化霜难的问题。一次循环系统没水箱，优点是系统配置简单，初投资相对较低。缺点是主机会出现频繁启停的状况，室温波动较明显，影响机组的使用寿命；当主机冬季融霜时，需要从室内取热。一次循环系统加装缓冲水箱，可以减少机组的频繁启停，供暖温度波动较少；主机融霜时，可使用缓冲水箱中的热量，避免了从室内取热，缩短了除霜时间；让系统排污更彻底，防止系统阻塞。二次循环系统加大水箱，在兼顾缓冲水箱优势的同时能达到最大节能的目的。农业大棚主要为夜间供暖，白天气温高的时候可以让主机启动进行蓄能，减少晚上的运行时间，那么就能达到节能的目的。比如白天上午十点到下午两点运行，晚上六点利用水箱蓄能进行供热，以减少夜间运行时间。供电线路设计也是非常重要的，特别是在风盘安装数量很多的项目中。如上图所示，风机盘管和水泵进行联动，一共三个大棚，采用自动温控箱来控制风机盘管的启停，自动温控箱给每一个大棚的交流接触器一个信号，然后给水泵控制箱的交流接触器一个信号，再给水泵一个信号，最后就能实现控制水泵启停的目的。温室大棚内的湿度非常高，温度也高，而大棚外部气温很低，那么就会形成严重的凝露现象，滴到风盘表面后顺着往里面走，积累到一定程度，蜗壳里面就会有很多水，运转后甩到电机里面，最终导致电机烧坏。风机盘管里面最好采用漏电保护，不要用空开，同时设计成多路，避免一个风盘坏了影响整个系统。农业大棚的风机盘管一定要定制，做好防水防潮，在雨帽和管道、钣金的接触点做好密封。在潮湿的空气中，温控器也要做好防潮措施，控制箱做好密封。1.压缩机故障。这种情况的主要原因是负荷选型不科学，主机配置不合理。2.壳管换热器故障。解决办法是一次循环水泵不能选择太大，水箱里面的水尽量加满，减少气泡。3.机组电脑控制箱的防虫、防鼠措施。农业大棚一般都在地里，且位置相对偏僻，因此会存在虫害和鼠害，电脑控制箱外面一定要做好密封，且进线和出线孔要用胶体封死。缩短工期主要是为了减少安装成本，从而降低项目的整体初投资，毕竟目前人工成本很高。传统的供暖项目管路都是采用焊接的方式，农业大棚需要进行改良，尽量采用沟槽式的管件，施工速度更快。橡胶垫尽量不要采用生胶，而要采用硅胶。
版权：本文为2020清洁供暖峰会暨热泵技术大型交流会上的发言实录（有删减和编辑）。演讲嘉宾赵继武，青州宏德新能源有限公司总经理。山东地区空气源热泵农业大棚供暖的实操家，农业大棚供暖领域的集成服务商，目前已经设计安装超过100个农业大棚采暖项目。
