溫室園藝 2019 09 52 溫室裝備 Greenhouse Equipment 南方溫室小型加熱設(shè)備選擇 趙 鵬 北京中農(nóng)富通園藝有限公司 北京 100083 DOI 10 16815 ki 11 5436 s 2019 25 010 摘 要 不同類型設(shè)施園藝的分布存在地域性 南方的設(shè)施園藝大部分都是冷棚 特殊的氣候特點(diǎn)使 得南方冷棚的加溫選擇也異于北方 該篇文章分析了幾種常見的適用于小型溫室加溫的熱風(fēng)爐設(shè)備 綜合比較 5 種熱風(fēng)爐的利弊 并結(jié)合南方氣候條件以及實(shí)際應(yīng)用現(xiàn)狀 推薦南方冷棚使用間接加熱 式燃?xì)鉄犸L(fēng)爐進(jìn)行冬季加溫 設(shè) 施農(nóng)業(yè)從種類上分 主要包括設(shè)施園藝和 設(shè)施養(yǎng)殖 2 大部分 設(shè)施園藝按技術(shù)類別 一般分為連棟溫室 日光溫室 暖棚 塑料大 棚 冷棚 從冷棚到連棟溫室 設(shè)施園藝的制作工藝越 來越復(fù)雜 造價(jià)越來越高 溫室的保溫性能也逐 漸提高 冷棚只是簡(jiǎn)單的塑料薄膜 骨架結(jié)構(gòu) 沒有后土墻及山墻 一般不需要加蓋草苫 少量 冷棚的棚室頂部有專門用于保溫的棉被 日光溫 室是節(jié)能日光溫室的簡(jiǎn)稱 又稱暖棚 由兩側(cè)山墻 維護(hù)后墻體 支撐骨架及覆蓋材料組成 是中國(guó) 地區(qū)獨(dú)有的一種溫室類型 吸熱儲(chǔ)能保溫功能加 強(qiáng) 造價(jià)也更高 玻璃溫室作為現(xiàn)階段生產(chǎn)型溫 室的先進(jìn)形態(tài) 其內(nèi)部通常設(shè)施齊全 包括增溫 系統(tǒng) 保溫系統(tǒng) 降溫系統(tǒng) 通風(fēng)系統(tǒng) 控制系統(tǒng) 灌溉系統(tǒng)等等環(huán)境控制系統(tǒng) 當(dāng)然其造價(jià)也最高 1 設(shè)施園藝的分布存在地域適宜性 南方冬季低 溫時(shí)間短 考慮到成本以及適用性 南方大部分的 設(shè)施園藝都是只有單層或者雙層薄膜覆蓋的冷棚 個(gè)別地方零星存在著一些頂部覆蓋棉被的冷棚 日 光溫室或者大型連棟玻璃溫室在南方極為少見 無(wú)論哪種設(shè)施園藝 保溫性都是衡量其使用 性能的關(guān)鍵指標(biāo) 溫室保溫大體上分為三種 被 動(dòng)保溫 被動(dòng)儲(chǔ)熱 主動(dòng)加溫 被動(dòng)保溫就是通 過草簾 棉被 隔斷等附屬設(shè)施 減少溫室內(nèi)部 熱量的散失 達(dá)到保溫的效果 2 被動(dòng)儲(chǔ)熱 即 通過后墻 集熱水管等裝置白天吸收熱能 并將 熱能儲(chǔ)存 夜間被動(dòng)釋放 3 4 主動(dòng)加溫既增加 熱源 通過向溫室主動(dòng)導(dǎo)入熱量提溫 南方冬季低溫少照 陰雨天居多 白天沒有 足夠的熱源吸收 夜間釋放的熱量有限 被動(dòng)儲(chǔ) 熱在大部分南方不適用 因此 南方冬季想要溫 室提溫 考慮到經(jīng)濟(jì)成本 必然首選被動(dòng)保溫 在被動(dòng)保溫不能滿足需求的情況下 再通過主動(dòng) 加溫達(dá)到理想效果 同時(shí) 冬季僅僅依靠自身的 草簾或者棉被覆蓋的話 冷棚保溫效果有限 傳統(tǒng)的大 中型加溫設(shè)施雖然加熱效果明顯 但是資金投入較大 其供熱面積大 但其設(shè)備體 量大 占用的面積也較大 而冷棚受限于其自身 骨架的承載力 棚內(nèi)面積普遍較小 通常在幾百 平米到上千平米之間 因此 傳統(tǒng)的大型加熱設(shè) 備不適合小型冷棚 棚內(nèi)面積在 1000 m 2 以內(nèi) 使用 小型熱風(fēng)爐安裝操作簡(jiǎn)單 移動(dòng)方便 加 熱速度快 供熱面積大 諸如此類特質(zhì) 使其成 為小型冷棚冬季加溫的首選 5 6 熱風(fēng)爐分類 依燃料分類 熱風(fēng)爐依據(jù)燃料不同 可分為燃煤熱風(fēng)爐 生物質(zhì)燃料熱風(fēng)爐 燃油熱風(fēng)爐 燃?xì)鉄犸L(fēng)爐 電加熱熱風(fēng)爐 燃煤熱風(fēng)爐 以煤炭作為燃料 體量在 5 種 熱風(fēng)爐中是最大的 安裝相對(duì)較麻煩 不方便移 動(dòng) 煤炭?jī)r(jià)格便宜 但是燃煤的熱值低 污染嚴(yán) 重 7 8 生物質(zhì)燃料熱風(fēng)爐 以生物質(zhì) 植物秸稈 廢料 動(dòng)物排泄物 垃圾等 為燃料 通過將生 物質(zhì)直接燃燒或者將生物質(zhì)氣化后再利用的方式 供熱 生物質(zhì)資源十分充足 價(jià)格也較為便宜 污染小 受燃料生產(chǎn)廠家數(shù)量的限制以及相關(guān)技 溫室園藝 2019 09 53 農(nóng)業(yè)工程技術(shù) 溫室園藝 術(shù)研究的局限性 生物質(zhì)熱風(fēng)爐在溫室大棚的應(yīng) 用還相對(duì)較少 但此種熱風(fēng)爐應(yīng)用前景廣泛 燃油熱風(fēng)爐 以煤油 柴油或者汽油作為燃 料供熱 熱值高 污染相對(duì)較小 但是燃油中的 成分復(fù)雜 含有多種化學(xué)成分 即使燃燒充分 燃油中通常所含的硫以及灰分等成分 對(duì)溫室內(nèi) 苗子的正常生長(zhǎng)也有影響 燃?xì)鉄犸L(fēng)爐 以天然氣 液化氣或者丙烷作 為燃料供熱 燃料成分單一 污染小 熱值高 普遍體量較小 方便移動(dòng) 管理簡(jiǎn)單 電加熱熱風(fēng)爐 以電為加熱源 由于存在 熱 電 熱的二次能量轉(zhuǎn)換 是 5 種熱風(fēng)爐中熱 效率最低的 在生產(chǎn)型溫室內(nèi)采用電加熱是最不 經(jīng)濟(jì)合算的 依加熱方式分類 根據(jù)其加熱方式的不同 又可將熱風(fēng)爐劃分 為直接加熱式 間接加熱式 2 種類型 直接加熱式 只有燃燒系統(tǒng) 就是直接將燃 燒產(chǎn)生的煙氣作為熱源 直接或者經(jīng)過一定的過 濾處理后將高溫?zé)煔廨斔偷綔厥覂?nèi) 間接加熱式 除了燃燒系統(tǒng)外 還有熱交 換系統(tǒng) 燃燒產(chǎn)生的煙氣不是直接排入溫室內(nèi) 而是進(jìn)入熱風(fēng)爐內(nèi)部的換熱器中 從換熱器內(nèi)排 入室外大氣 溫室內(nèi)的冷空氣通過換熱器 在流 動(dòng)中加熱 直接加熱式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 價(jià)格相對(duì)低廉 加熱 效果也較為明顯 但是無(wú)論其燃料是什么 都有 一個(gè)共同的缺點(diǎn) 就是煙氣直接排到溫室內(nèi)部 生產(chǎn)型溫室內(nèi)部大部分都是綠植 對(duì)煙氣敏感 與之相比 間接加熱式的熱風(fēng)爐煙氣不與溫室內(nèi) 部空氣接觸 尾氣外排到溫室外部 雖然在熱效 率上有所損失 但其對(duì)苗木無(wú)污染的特性 使得 在實(shí)際應(yīng)用中 溫室大棚加溫大部分都采用間接 加熱式熱風(fēng)爐 5 加熱設(shè)備選擇 溫室究竟采用哪種加熱方式 要根據(jù)溫室實(shí) 際生產(chǎn)用途而定 同時(shí)必須要考慮溫室所在地的 能源情況以及氣候特征 具體到南方地區(qū)的冷棚 到底該選擇哪種加溫方式 我們通過實(shí)際應(yīng)用對(duì) 比 得出以下結(jié)論 1 燃煤熱風(fēng)爐由于煤炭污染嚴(yán)重 逐漸 已被淘汰 燃油熱風(fēng)爐在北方地區(qū) 由于空氣濕 度較小 實(shí)際使用時(shí)效果良好 機(jī)械故障較少發(fā) 生 操作也相對(duì)簡(jiǎn)單 燃油性熱風(fēng)爐在北方應(yīng)用 較廣 9 但是南方特殊的氣候特點(diǎn)決定燃油熱風(fēng) 爐并不適合南方使用 燃油熱風(fēng)爐的工作原理是 霧化噴嘴將燃油充分霧化后 直接將霧化燃油點(diǎn) 燃 然后直接或者間接的加熱空氣達(dá)到加溫的目 的 南方冬季大部分地區(qū)低溫少照 陰雨天居 多 空氣濕度極大 尤其夜間 溫室大棚內(nèi)由于 本身空氣濕度就大 加上溫室內(nèi)外的溫差影響 溫室內(nèi)部的空氣濕度往往飽和 這就給燃油熱風(fēng) 爐的正常使用帶來一個(gè)非常嚴(yán)峻的問題 因?yàn)榭?氣濕度大 燃油霧化不完全 導(dǎo)致燃燒不充分 進(jìn)而導(dǎo)致熱風(fēng)爐內(nèi)積碳積累 燃燒后的廢氣中一 氧化碳等有毒氣體的量也隨之增加 越霧化不完 全 爐內(nèi)積碳越多 積碳越多 燃燒越不充分 如此循環(huán)往復(fù) 通常的燃油熱風(fēng)爐機(jī)械故障率極 高 嚴(yán)重影響正常使用 另外 出風(fēng)口的溫度高 達(dá) 800 過高的溫度 也導(dǎo)致局部小氣候異常 溫室內(nèi)溫度分布不均衡 生物質(zhì)熱風(fēng)爐應(yīng)用前景 廣泛 但目前各方面技術(shù)還不是十分成熟 電加 熱熱風(fēng)爐應(yīng)用于生產(chǎn)型溫室是最不合適的 能耗 高 熱轉(zhuǎn)化率最低 供熱面積也較小 2 鑒于此上種種原因 經(jīng)過試驗(yàn)對(duì)比 建議南方小型溫室加溫首選燃?xì)鉄犸L(fēng)爐 燃?xì)鉄?風(fēng)爐燃料本身就是氣態(tài) 不存在霧化不完全的問 題 天然氣 液化氣 丙烷等的價(jià)格與柴油相當(dāng) 甚至更低 但是污染更小 操作也更為簡(jiǎn)單 安 全系數(shù)高 3 燃?xì)鉄犸L(fēng)爐市面上的生產(chǎn)廠家眾多 原理大同小異 區(qū)別在于安全性 以及熱效率上 面 通過分析比較 推薦使用間接加熱式燃?xì)鉄?風(fēng)爐 其可以最大限度的規(guī)避由于南方空氣濕度 大帶來的問題 燃?xì)鉄犸L(fēng)爐燃料的選擇 燃?xì)鉄犸L(fēng)爐適用的燃?xì)廨^廣泛 通常天然氣 液化氣 丙烷等都可以 在這 3 種氣體中 建議 首選丙烷 丙烷屬于液化石油氣 天然氣一般是指甲烷 液化氣成分較復(fù)雜 為多種氣體的混合物 丙烷 熱值最高 在 1 2 10 7 卡左右 天然氣熱值較低 溫室園藝 2019 09 54 溫室裝備 Greenhouse Equipment 在 8 5 10 6 卡左右 同等條件下 同樣重量的丙 烷和液化氣 天然氣相比較 丙烷更耐用 熱度 更高 而且丙烷的沸點(diǎn)是 42 是特別有用的 輕便燃料 這就意味著即使溫度很低 丙烷從高 壓容器釋放后 也能立刻汽化 由于成分單一 相較于液化氣 丙烷污染也更小 價(jià)格方面 以江蘇省淮安市為例 天然氣的 價(jià)格為 3 7 4 元 m 3 液化氣的價(jià)格為 6 7 元 kg 丙烷為 6 5 7 5 元 kg 3 種燃?xì)庵?天然氣的價(jià) 格相對(duì)最低 但天然氣的使用一般需要專用的天 然氣管道或者專用的儲(chǔ)氣罐 而溫室通常分布在 位置相對(duì)偏遠(yuǎn)的農(nóng)村地區(qū) 因此并不適用于小型 溫室的加溫選擇 液化氣與丙烷的價(jià)格相當(dāng) 但 是液化氣的成分較復(fù)雜 而且各成分的含量通常 會(huì)根據(jù)季節(jié)的變化來進(jìn)行調(diào)整 因此熱值以及純 凈度明顯丙烷優(yōu)于液化氣 熱風(fēng)爐具體配置選擇 現(xiàn)在市面上的燃?xì)鉄犸L(fēng)爐形制多樣 廠家較 多 在具體挑選時(shí) 我們建議在考慮熱效率的前 提下 要著重考慮熱風(fēng)爐的安全性 操作性以及 適配性 1 安全性 安全性主要是因?yàn)槿細(xì)庾陨韺?于易燃易爆品 選擇過程中要注意考察熱風(fēng)爐是 否帶有斷火保護(hù) 過熱保護(hù) 泄露保護(hù)報(bào)警 超 壓限制等等安全防護(hù)設(shè)置 確保用戶的人身 財(cái) 產(chǎn)安全 2 操作性 操作性是指要檢查產(chǎn)品的自動(dòng) 化控制程度 安全措施是否可以自動(dòng)啟動(dòng)完成 可否實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)安全控制 機(jī)身上的運(yùn)行開關(guān)溫度 控制器的智能化程度 以及機(jī)組的控制性及運(yùn)行 參數(shù)監(jiān)控等指標(biāo) 3 適配性 適配性是指要根據(jù)棚室面積的 大小選擇合適功率的熱風(fēng)爐 間接加熱型燃?xì)?熱風(fēng)爐單臺(tái)的供熱面積通常在 200 500 m 2 功 率在 20 kw 左右的熱風(fēng)爐 丙烷消耗量通常在 0 6 1 3 kg h 可為 200 m 2 的冷棚供暖 當(dāng)功率 達(dá)到 50 kw 左右時(shí) 熱風(fēng)爐的燃料 以丙烷為例 消耗量通常在 2 4 kg h 供暖面積可達(dá)到 500 m 2 在實(shí)際應(yīng)用中 要根據(jù)棚室面積的大小 合理選 擇熱風(fēng)爐 棚室內(nèi)設(shè)置單臺(tái)熱風(fēng)爐時(shí) 建議將熱 風(fēng)爐擺放在棚內(nèi)中間位置 排氣管與出風(fēng)口反方 向排氣 并在室外排風(fēng)口處安裝引風(fēng)機(jī) 這樣可 以最大限度的利用熱風(fēng)爐產(chǎn)生的熱量 提高熱效 率值 要注意排氣管的長(zhǎng)度不應(yīng)過長(zhǎng) 小于 30 m 為宜 排氣管過長(zhǎng) 尾氣排出受阻 尾氣容易 內(nèi)排 影響熱風(fēng)爐正常使用 安全隱患大 其他注意事項(xiàng) 由于熱風(fēng)爐加熱方式的局限性 溫室內(nèi)部地 面溫度通常低于上部 為達(dá)到局部地表加熱或者水 體加熱的目的 可以配合地?zé)峋€以及電加熱棒使 用 二者結(jié)合使用 對(duì)冬季南方溫室的加溫效果有 顯著的增益效果 普通小型溫室購(gòu)買的液化氣或者 丙烷通常都是罐裝 在使用時(shí)要注意罐體溫度的保 持 液化氣罐內(nèi)的燃?xì)庹Ｊ褂眯枰粋€(gè)汽化的過 程 而汽化需要吸熱 如果罐體溫度過低 罐內(nèi)燃 氣汽化不完全 壓力不足 影響燃?xì)庹Ｊ褂?在 實(shí)際操作中 可將罐體坐入裝入熱水的桶中 或者 將液化氣罐放置在距離熱風(fēng)爐稍近的安全位置 利 用熱風(fēng)爐產(chǎn)生的熱量加熱罐體 參考文獻(xiàn) 1 劉湘?zhèn)?大型現(xiàn)代化溫室加溫技術(shù)的應(yīng)用及思考 J 農(nóng)業(yè)工程 技術(shù) 溫室園藝 2017 37 34 31 34 2 李萍萍 胡永光 冬季塑料大棚多重覆蓋及電加熱增溫效果研 究 J 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) 2002 2 76 79 3 樊平聲 馮偉民 盧昱宇 等 不同墻體日光溫室保溫性能研究 J 山東農(nóng)業(yè)科學(xué) 2014 3 25 27 4 閆彥濤 鄒志榮 李凱 太陽(yáng)能相變蓄熱系統(tǒng)在溫室加溫中的應(yīng) 用 J 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 2016 21 5 139 146 5 趙全云 利用生物質(zhì)燃料的氣化加熱設(shè)備設(shè)計(jì)與分析研究 D 太原 太原理工大學(xué) 2011 6 吳靜怡 金鼎 溫室加熱方案選擇 J 農(nóng)業(yè)工程技術(shù) 溫室園 藝 2001 21 1 8 9 7 朱文學(xué) 熱風(fēng)爐原理與技術(shù) M 北京 化學(xué)工業(yè)出版社工業(yè)裝 備與信息工程出版中心 2005 8 孫鋒 邱立春 王秀珍 燃煤熱風(fēng)爐在溫室生產(chǎn)中的應(yīng)用 J 農(nóng) 機(jī)化研究 2006 6 179 181 9 孫鋒 北方溫室供熱設(shè)備及熱風(fēng)爐的研究 D 沈陽(yáng) 沈陽(yáng)農(nóng)業(yè) 大學(xué) 2006 作者簡(jiǎn)介 趙鵬 1988 男 山東青島人 農(nóng)藝師 碩士研究生 研究方向及學(xué)術(shù)成就 現(xiàn)主要從事設(shè)施 園藝方面的研究工作 引用信息 趙鵬 南方溫室小型加熱設(shè)備選擇 J 農(nóng)業(yè)工程技術(shù) 2019 39 25 52 54