Утилизация отходящего тепла для сельскохозяйственных теплиц

1. Основные сценарии применения рекуперации тепла в теплицах.
1. Отопление теплицы (основное требование)
Цель: утилизировать отходящее тепло для обеспечения зимнего отопления, изоляции в ночное время и обогрева рассады в теплицах, поддерживать подходящую температуру роста сельскохозяйственных культур (15–30 градусов) и решить проблему повреждения от низких-замерзаний в северную зиму.
Подходящие культуры: овощи (помидоры, огурцы, салат), цветы (розы, лилии), рассада, клубника, съедобные грибы и т. д.
Преимущества: он заменяет традиционные угольные-котлы, снижает затраты на отопление на 50–80 % и не имеет выбросов выхлопных газов, что соответствует требованиям по охране окружающей среды.
2. Осушение теплицы и кондиционирование воздуха.
Цель: использовать отходящее тепло для нагрева воздуха, снизить относительную влажность в теплице (контролируемую на уровне 60–80%), уменьшить возникновение болезней (таких как ложная мучнистая роса и серая гниль), а также повысить эффективность вентиляции и воздухообмена.
Решение: Нагрев свежего воздуха отходящим теплом → отправка его в теплицу → удаление воздуха с высокой влажностью, достижение интеграции «нагрев + осушение».
3. Нагрев почвы и подогрев питательного раствора.
Нагрев почвы: отходящее тепло нагревается в корневой зоне через трубы напольного отопления (зарытые в почве), повышая температуру земли (18–22 градуса) и способствуя росту корней сельскохозяйственных культур, что особенно подходит для выращивания рассады и посадки клубники.
Нагрев питательного раствора: в теплицах с гидропонной/туманной культурой остаточное тепло используется для нагрева питательного раствора, поддержания его температуры (20–25 градусов) и повышения эффективности поглощения питательных веществ.
4. Увеличение применения CO₂ (эффективность фотосинтеза)
Использование: При рекуперации отработанного тепла из дымовых газов котла/генератора он синхронно собирает CO ₂ (очищенный) в дымовых газах и передает его в теплицу в качестве газового удобрения для повышения эффективности фотосинтеза сельскохозяйственных культур и увеличения урожайности на 15–30%.
Сценарий адаптации: объединение с газовыми котлами, генераторами биогаза и рекуперацией отработанного тепла котлов, работающих на биомассе, для достижения двойной выгоды: «отопление + увеличение использования CO ₂».

5. Горячее водоснабжение теплицы.
Цель: использовать отходящее тепло для нагрева воды для орошения теплиц, воды для очистки и горячей воды для бытовых нужд сотрудников, удовлетворяя ежедневные потребности в горячей воде для тепличных предприятий и сокращая дополнительное потребление энергии.
2. Основная технология утилизации отработанного тепла и план адаптации к теплице.
1. Утилизация тепла промышленных отходов (наиболее экономичный и распространенный вариант)
Источник тепла:
Отходы тепла с циркуляционной водой электростанции/тепловой электростанции (40–60 градусов)
Низкотемпературные технологические сточные воды/отходные газы химических и пищевых заводов (30–80 градусов)
Отходящее тепло от сухих охладителей/градирней в центрах обработки данных и промышленных парках (35–50 градусов)
Техническое решение:
Тепловой насос с водяным источником: повысьте температуру низкосортных промышленных отходов (30–50 градусов) до 45–60 градусов для подогрева полов в теплицах и обогрева фанкойлов.
Пластинчатый теплообменник: напрямую обменивает промышленное высокотемпературное-отходящее тепло (60–90 градусов) с циркулирующей водой в теплице для нагрева.
Преимущества: Стоимость утилизированного тепла крайне низкая, даже бесплатная, а срок окупаемости инвестиций составляет 1-3 года.
2. Рекуперация тепла сельскохозяйственных отходов (замкнутый-цикл использования).
Источник тепла:
Отходящее тепло выхлопных газов теплицы (горячий воздух, выбрасываемый во время летнего охлаждения, и теплый воздух, выбрасываемый во время зимней вентиляции)
Отходящее тепло от животноводческих и птицеводческих предприятий (теплые выхлопные газы, выделяющиеся из птичников и свинарников)
Отходящее тепло биогазовых котлов/котлов на биомассе

Техническое решение:
Полное тепло/чувствительный теплообменник: рекуперирует тепло выхлопных газов теплицы, предварительно нагревает свежий воздух, поступающий в теплицу зимой, и снижает потребление энергии при нагреве свежего воздуха.
Рекуперация отходящего тепла биогазового генератора: вода из гильз цилиндров и отходящее тепло дымовых газов, образующееся при производстве биогаза, используются для отопления теплиц и добавления CO ₂.
Преимущества: Достижение внутренней циркуляции энергии в сельском хозяйстве, отсутствие внешних затрат энергии, подходит для экологических сельскохозяйственных парков.
3. Взаимодополняемость солнечной энергии и отходящего тепла (решение с нулевым выбросом углерода)
Решение: Солнечный коллектор (вакуумная трубка/плоская пластина) собирает солнечную энергию и объединяет ее с отходящим теплом промышленных/сельскохозяйственных предприятий, чтобы служить двойным источником тепла для отопления теплиц. Система отработанного тепла активируется в пасмурные/ночные дни, а солнечная энергия имеет приоритет в солнечные дни.
Преимущества: дальнейшее снижение энергопотребления, достижение «нулевого отопления углекислого газа» и соответствие стандартам зеленого сельского хозяйства.
4. Утилизация отходящего тепла из дымовых газов (отопление+добавка CO ₂)
Решение: После сжигания в газовом/биомассовом котле дымовые газы сначала нагреваются утилизатором для циркуляции воды в теплице, а затем очищаются с помощью очистительного устройства от пыли и сульфидов, а в теплицу вводится CO₂.
Преимущества: одно топливо дает двойную выгоду: тепло + CO ₂, что приводит к повышению урожайности и-экономии энергии.

3. Основные преимущества и преимущества
1. Экономические выгоды
Значительное снижение затрат на отопление. По сравнению с отоплением, работающим на угле,-/газе-, рекуперация отходящего тепла может сэкономить от 50 % до 90 % затрат на топливо.
Увеличение урожайности и улучшение качества: стабильная температура и влажность + повышенное применение CO₂ могут увеличить урожайность сельскохозяйственных культур на 15–40%, улучшить качество (например, улучшить вкус и цвет) и увеличить продажную цену.
Быстрая окупаемость инвестиций. Срок окупаемости инвестиций в крупные-теплицы (более 10 акров) обычно составляет 1-3 года со значительной долгосрочной отдачей.
2. Охрана окружающей среды и социальные льготы
Нулевые выбросы загрязняющих веществ: замена угольных котлов-, работающих без дыма, диоксида серы и оксидов азота, в соответствии с экологической политикой.
Сохранение воды и энергосбережение: Рекуперация отходящего тепла в основном представляет собой замкнутый цикл без потребления водных ресурсов, при этом сокращается использование ископаемого топлива и поддерживается цель «двойного углерода».
Повышение устойчивости к сельскохозяйственным рискам: избавление от зависимости от традиционной энергетики, реагирование на рост цен на энергоносители и обеспечение стабильного тепличного производства.
3. Техническая адаптируемость
Адаптация к широкому температурному диапазону: он может рекуперировать низкотемпературное отходящее тепло-от 30 до 90 градусов, удовлетворяя различные потребности в отоплении теплиц.
Гибкая установка: оборудование можно устанавливать на открытом воздухе/в помещении, а прокладка трубопроводов является гибкой и подходит для различных типов теплиц, таких как стеклянные теплицы, теплицы с солнечными панелями и подключенные теплицы.
Интеллектуальное управление: в сочетании с системой Интернета вещей оно автоматически регулирует температуру, влажность и концентрацию CO ₂ для достижения точного управления сельским хозяйством.