地热在农业生产中应用

地热能的应用温室
一 、温室的介绍
温室又称暖房,英文(greenhouse)。能透光、保温(或加温),用来栽培植物的设施。在不适宜植物生长的季节,能提供生育期和增加产量,多用于低温季节喜温蔬菜、花卉、林木等植物栽培或育苗等。
二 、地热温室的介绍
地热温室(geothermal greenhouse):地热农业利用主要用于地热温室。地热温室的结构形式绝大部分为单屋面钢骨架塑料薄膜温室,夜间尚需加盖草帘,进行保温。地热温室有两种类型:一是利用放热地面建温室;另一种是利用热水作为热源建立温室,多数为地上加温,也可利用地上供暖后的热水再通过地下管道为土壤加温。
三、地热能与温室应用
地热是来自地球内部的一种能量资源。地球是一个庞大的热库,蕴藏着巨大的热能。这种热
量渗出地表,于是就有了地热。地热能是一种清洁能源,是可再生能源,其开发前景十分广阔。
目前, 温室供热系统主要有两种形式, 即热风供热系统和热水供热系统。实际中经常采用热水供热系统。因为热风系统会破坏一些作物的叶面, 使其病变对农作物生长影响大。
四、温室地热的原理
地热供热系统由散热器、循环泵、水箱、热交换器及联接管构成;散热器由若干串联的管子构成,散热器的一端口与循环泵的出口相联,循环泵的进口与水箱相通,解热器的另一端口通过联接管与热交换器的进水口相联,热交换器的出水口与水箱相联;水箱、循环泵、散热器、联接管及热交换器构成一封闭的循环系统;水箱上装有补水管及阀门;热交换器为一根蛇型管或螺旋管。使用时,装散热器分别装在大棚的棚架上,水箱放在大棚内,热交换器深埋在地下3米以下。本系统的工作方式是,通过水的循环,将地下的热量提取出来,并传导到大棚内。本系统安装好后,运行成本低,且不会造成任何污染。
五、地热的前景
等电位端子箱
预计可再生能源将成为世界主要能源消耗的重要构成, 到2050年可再生能源将提供世界主要能源20%~40% , 到了2100年将提供30% ~80%。地热能源比其他可再生能源具有更大的技术潜力。世界可再生能源的技术潜力可充分地满足世界能源需求。如何保证可再生资源以经济的、环保的和社会可接受的方式利用是值得关注的问题。
六、地热温室的发展前景
我国温室的未来发展,随着社会的进步科学技术的发展,我国的温室将向着区域化、节能化、专业化趋势发展,形成高科技、自动化、机械化、规模化、产业化的工厂型的农业,为社会提供更加丰富的无污染安全、优质的绿健康食品。所以,温室的发展前景将与地热紧密相连,用可再生能源发展最为乐观的温室。
地热冬季供暖大棚花房(案例一)
目前地热用于农业还不是很多,沉睡资源待挖掘;通过一根根热水管道,蕴藏于地下1100米的地球能量,以水的形式,输送给花房中的红掌、蝴蝶兰等热带植物,使其在寒冬中也能开出绚丽花朵。这种令人称奇的景象,是地热资源服务于农业生产的鲜活案例。随着地热资源的价值逐渐被世人认知,用地热来进行种养,渐行渐近。
活动装置
花房里各种各样的蝴蝶兰争奇斗艳。这个全部建成后将成为北方最大的花卉生产企业,当初选址于商河,正是看中了当地丰富的地热资源。在紧密排布的花盆下方,是灌着热水的盘管。地下热水抽出来,经过滤后,为蝴蝶兰提供“地暖”。据工作人员李军芳介绍:这里养苗的温室气温在26-33度,摧花房的温度控制在18-22度。
在商河县贾庄镇的乡村绿洲农业科技开发有限公司,地热为红掌、芒果等花卉、果木供暖。公司副总经理叶秀芹说:“红掌对向阳性要求高。如果栽植在冬暖式大棚里,很容易长偏。”花房里的热水用完后,还可以为办公场所供暖。最后,这些热水被用于饲养罗非鱼。在花房附近,记者看到鱼池里热气腾腾。一把鱼食下去,罗非鱼纷纷跳到水面附近抢食。
据了解,罗非鱼作为一种热带鱼,低于17度就不生长了。北方地区到了10月,因为气温降低,罗非鱼得全部出售。但因为有地下热水,罗非鱼已经在这里度过了第2个冬天,这在北方地区非常少见。
高效益承受高成本
能够向地下要热能的农业项目,无一不效益好、利润高,否则便无力负担初期的钻探成本。即便如此,这仍然要比烧煤的成本低得多。
春节期间,在北方市场上,罗非鱼是一片空白,而从南方调运成本又太高。有了地热供热水后,春节时的罗非鱼,价格是国庆时的3倍。叶秀芹告诉记者,如果这种热水养鱼的模式能够再经历一个冬天的考验,今后这个渔场的罗非鱼都将在春节期间上市。“云南等地冬季连阴天比较多,对种红掌的来说,很难种出特级花;我们这里冬季晴天多,加上室温高,光照均匀,产出的特级花自然就多,效益也就更好。”叶秀芹说。对把供暖作为“刚需”的花卉种植者来说,利用地热很划算。
据了解,打这样一眼地热井,初期成本为200多万元;而烧锅炉,初期成本只有数十万元。但到了后期,地热供暖每月每平方米的成本最高为22元,而烧煤的单位成本超过了50元。以5万平方米的花房计算,3个月的采暖季下来,地暖养花比烧煤养花,能节约400多万元。而且,地暖不产生环境污染,在温控环节的成本也更低,一个阀门就能搞定。
潜力大管理不宜粗放
在商河县国土资源局副局长马明华办公室的墙上,一幅地图显示:商河县98.5%的土地下面,都蕴藏着地热资源。据统计,我省17市均有地热资源赋存,热能资源量远大于煤炭、石油。在分布上,主要以鲁西、鲁西北平原地区为主。但地热资源的开采利用很少,并且
主要用于供暖、洗浴等。“除了德州有不少农业上的应用外,在我省,地热用于农业还是很少的。”马明华说。据了解,在无棣县也有利用地热进行水产养殖的案例。在全国范围内,地热在农业上主要用于花卉、水产、育苗等高效农业上。
地热农业虽然潜力很大,但是一旦管理粗放,就是一种只节能不环保的资源。由于地下热水含盐量较高,如果不回灌,将会污染土壤并使得地下资源过快消耗。马明华介绍说,目前商河县正在对地热资源进行统一利用,避免过度开发。他建议,地热用于农业,要和用于娱乐业区别对待,分别定价。而且要在综合利用上多研究,尽量让地热水在地面多转几圈,提高使用效率。
地热农业综合开发及观光度假园建设(案例二)
一、项目名称:地热农业综合开发及观光度假园建设
二、项目地址:元坝区昭化镇
三、项目内容:项目拟占地500亩,以当地丰富的地热水为依托,建设地热温室大棚250亩,种植热带瓜果、花卉等;建设地热温室鱼池150亩,养殖热带鱼类和虾类;建设地热
家禽孵化车间5000平方米;利用种养殖尾水进行农业灌溉,同时建设观光旅游等配套设施。
四、建设条件:广元区位独特,地处四川盆地北部,位于成都、重庆、西安、兰州四大城市之间,广元机场到北京、杭州、广州航线已开通,数条高速公路和铁路在广元形成“米”字型交汇,是四川省旅游资源最丰富的地区之一。元坝区昭化镇拥有丰富的地热水资源,昭化地热资源位于元坝区昭化镇,面积2.397平方公里。出水量大于500方/日,出水温度可达50℃以上。矿化度1-8克/升,酸碱度7.0-8.0,水质类型为SO4-Ca型,含硫化氢、锶、氟等还原环境成分。昭化地热水勘查区距绵广高速出口3公里,距宝成铁路7公里,交通便利。昭化镇四季分明,光照适宜,气候宜人,十分适合进行地热资源农业综合开发及观光度假园的建设。
五、项目总投资:1.5亿元。
六、经济效益:项目建成后,农业种养殖业产生的直接经济效益将十分可观。预计年可接待游客50万人次,年收入可达3000万元。
华清地热设施农业应用—北京国际鲜花港(案例三)
一、工程概况
  鲜花港一期建筑面积22万平方米,以智能温室为主,冬季需要对温室进行供热。温室分为高温区和中温区两部分。高温区冬季室内温度23℃;中温区冬季室内温度20℃。
二、温室供热方式的选择 
  温室鲜花生产季节性强,国内销售旺季为春节前后。鲜花在冬季生长的适宜温度为18℃~25℃,北京市地处严寒区,冬季室外最低温度一般在零下15℃以下,温室需要供热才能满足鲜花生长需求。
  如何选择高效、经济、节能的供热方案?
  温室供热为什么不用燃煤锅炉
  燃煤锅炉:传统的燃煤锅炉供热,建造成本较低,既经济又实惠,是一种极为普遍的供热方式。
  不利因素:
  北京市限制二氧化碳排放;煤燃烧的时候产生大量的二氧化碳、一氧化碳和一些有害物质,对鲜花生长不利。燃煤的粉尘沿着温室进风口进入温室,附着在花卉的表面,影响了花卉的品质。 
  温室供热为什么不用燃气锅炉
  燃气锅炉:运行成本较高。燃气供热每平方米运行费用135元,每年运行费用达到2970万元,如此高的运行费用会大大增加企业生产成本;燃气价格上升空间幅度较大。
正弦波信号发生器
  组织考察
  管委会前后花了8个月时间考察能源。就在一筹莫展时,《北京日报》上一篇报导引起了他们的注意:位于北京市昌平区大东流的国家北方苗木培训基地2万平方米温室改造,改造前采用燃油锅炉供热,年每平方米运行费用180元;改造后采用地源热泵供热,每平方米年运行费用仅60元,每年可节省运行费用240万元。
  管委会迅速对大东流项目进行实地考察,听取了大东流领导、运行人员和承担该项目设计、施工的北京华清荣益新能源公司对温室采用地源热泵的交流。
  组织专家讨论
  经过多次邀请国内相关知名专家和新能源公司及对鲜花港供热项目进行讨论,最终决定采用地热梯级利用、地源热泵及燃气锅炉调峰的复合式能源利用方案。此方案比利用传统能源节能效率低30%~50%。 
  能源价格
  电价:该系统采用农用分时电价,具体为:
 
时间范围
电价(元kWh)
高峰段
10:00-15:00
 0.733
18:00-21:00
平  段
07:00-10:00
 0.506
15:00-18:00
21:00-23:00malaki paul
低谷段
23:00-07:00
 0.294
  地热水:全部回灌不收费;
  天然气价格:2.35元/Nm3。
  三、温室供热方案
  温室节能措施
  温室建筑节能措施:温室围护结构采用德国拜耳公司生产的阳光板;温室内增加2道电动保温遮荫幕;温室屋顶增加外遮阳措施;温室地面上砖墙增加50mm厚聚苯板外保温措施。 
  温室供热设计热指标
  中温温室和高温温室全部采用地板辐射采暖系统。
  对于中温和高温温室,采用地源热泵和地热利用满足室外气温大于-14℃的供热负荷,作为基础负荷;冬季在-14℃以下的负荷由燃气锅炉调峰解决。
  温室供热采用地板辐射采暖
  温室内采用地板辐射采暖供热,有利于鲜花均匀生长  与风机盘管或风管供热方式加热相比,加热均匀,鲜花生长均匀;有利于鲜花生长  辐射供热下面温度高,上面温度低,热量集中在花的根部,有利于鲜花生长;有利于节省运行费用  在供热过程中热量损失小,热效率高,节能幅度达15%以上。 
高强钢
  三、温室供热方案
  供热能源方式:
  地热井 采用4口地热井,二抽二灌。深度在2800米左右,单井出水量1500m3/天,水温45℃。
  地源热泵 1900个,地埋管深度150米。
  采用33口水源抽灌井。
  燃气锅炉 燃气锅炉作为调峰热源。 
  水源直供系统
等离子体处理
  温室配套建筑末端采用高温风机盘管,利用地下水这一天然冷源,实现夏季供冷。
  四、供热控制系统
  温室温度控制系统
  在温室不同部位设置温度传感器,同时在供水干管上设置温控调节阀,保证温室温度达到设定值。
在进每个温室前的管路上设置插卡型热量表,做到“先付费,后用热”。
  供热机房控制系统

本文发布于:2024-09-21 19:54:00,感谢您对本站的认可!

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