北京地区温室地源热泵供暖能耗及经济性分析.pdf

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1、第26卷2010焦第3期3月农业工程学报TransactionsoftheCSAE、，01．26No．3‘Mar．2010249北京地区温室地源热泵供暖能耗及经济性分析柴立龙1，马承伟睬，张义1王明磊2，马永良3，籍秀红1(1．中国农业大学水利与土木工程学院，北京100083；2．农业部农业机械试验鉴定总站，北京100122；3．中国农业大学上庄实验站，北京100193)摘要：为研究地热在温室中应用的可行性，该文在北京地区一栋日光温室中采用地下水式地源热泵系统进行了供暖试验研究。试验结果表明，整个供暖期(2007年lO月

2、15日--2008年3月10日)地源热泵系统的供暖性能系数约为3．83，与燃煤热水采暖系统相比，地源热泵系统供暖可节约42％的能源消耗量，具有显著的节能减排效果。温室内单位面积的每日供暖耗电量约为0．15kW·Iv(m2·d)，供暖费用约为0．125fJ(m2·d)。地源热泵供暖、天然气供暖、燃煤热水供暖以及燃油热风供暖几种温室采暖方式的相对运行费用分别约为1．20、1．3l、1．00与3．36，地源热泵供暖的运行费用略高于燃煤热水供暖，但低于天然气供暖和燃油热风供暖。关键词：温室，供暖，经济性分析，能耗，地源热泵doi

3、：10．3969／j．issn．1002—6819．2010．03．042中图分类号：S625．5+1，$215文献标识码：A文章编号：1002—6819(2010)-03—0249-06柴立龙，马承伟，张义，等．北京地区温室地源热泵供暖畿耗及经济性分析[J】．农业工程学报，2010，26(3)：249--254．ChaiLilong，MaChengwei，ZhangYi，eta1．Energyconsumptionandeconomicanalysisofgroundsourceheatpumpusedingreenh

4、ouseinBeijing[J]．TransactionsoftheCSAE，2010，26(3)：249--254．(inChinese、ⅣithEnglishabstrac00引言地源热泵(groundSOU／'CCheatpump，GSHP)是一种以浅层土壤或地下水(200m以内)作为空调热源或冷源，兼具加温和制冷双重功能的热泵技术，也是近年来世界范围内发展迅速和研究较为广泛的一项可再生能源空调工艺之一【l叫。随着设施农业和都市农业的迅速发展，2006年底，北京地区拥有温室及大棚数量达到19321．1hm2，共建成

5、农业观光园区l230个【5J。地源热泵技术逐渐在设施农业热环境调控中引起广泛重视。ToyokiKozai在20世纪80年代采用燃油驱动地下水式热泵系统在日本的一栋温室中进行供暖研究(地下水温为14℃)[61，机组性能系数(coefficientofperformance，COP)达到2．16，比直接采用燃油加热器节能50％。OndcrOzgener和ArifHepbasli在土耳其Ege大学(北纬38。24’)采用一套小型太阳能辅助．地埋管式热泵系统(供暖能力为4kW)给一栋约50m2温室进行供暖【『71，系统供暖系数C

6、OP约为2．27。方卉，杨其长等在北京一栋Venlo型连栋温室中进行了GSHP供暖的研究【8】，系统COP达到3．14。上述研究均证实了GSHP技术在温室供暖中具有较收稿日期：2009-08．14修订口期：2009-9．11基金项目：“十一五”国家科技支撑计划现代高效设施农业工程技术研究与示范课题(2006BAD28807)；资源节约关键技术标准研制课题(2006BAK04A03)作者简介：柴、芏龙(1983一)，男，安徽灵璧人，博士生，研究方向：设施农业环境科学与工程。北京中国农业大学水利与土木工程学院，100083。

7、Email：chaifilon983@yahoo．corn．cn※通信作者：马承伟(1952一)，男，重庆人，教授，博士生导师，中国农业[程学会高级会员(E041100006S)，研究方向：设施园艺环境科学与工程。北京中国农业大学东校区195信箱。100083，Email：macwbs@cau．e由1．∞高的COP，然而与其他供暖方式相比，其经济性如何，由于涉及不同采暖系统的利用方式、配置情况、不同能源的相对成本以及地域和利用时期上的差异等复杂因素，这是需要进一步深入研究和分析的问题。为此，本研究通过在一栋温室中采用GS

8、HP系统进行冬季供暖试验，分析热泵系统在温室供暖中的工作性能和能耗情况及其经济性。1试验系统与试验方法1．1试验温室-GSHP系统试验温室及地下水式GSHP空调系统位于北京市海淀区上庄镇(北纬39040’)，温室为东西走向，长60m，跨度8m，脊高3．5m，北墙高2．5m，围护结构及覆盖材料详见文献[9】。试验选取两