民以食为天: 蔬果拼盘,热泵出品

上期聊完了热泵对于主食的贡献,这期我们来说一说饭桌上的蔬果吧。

不同于往日,如今的市场上蔬果品类齐全,以前火热的反季节蔬菜,现在司空见惯,这要归功于蔬菜大棚的流行。说到蔬菜大棚,又是热泵的舞台了,你肯定想不到,饭桌上的食用菌、绿色蔬菜、各种水果背后都有热泵的身影~

让我们来看一个具体的应用案例:

重庆某蔬菜公司空气源热泵工程

民以食为天: 蔬果拼盘,热泵出品

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工程概况

本工程为重庆某蔬菜基地生产工艺用水恒温项目。根据客户提供的信息可知,需为豆芽培育提供恒温用水,在夏季需把自来水降温至20℃-21℃提供给豆芽生产;在冬季则需把水温升至20℃-21℃。豆芽培育生产用水为每小时用水200T,每天总用水量为4800T。

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气象参数

重庆气候温和,属亚热带季风性湿润气候,是宜居城市,年平均气候在18℃左右,冬季最低气温平均在6-8℃,夏季炎热,七月每日最高气温均在35℃以上。

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设计参数

①冬季工况:考虑冬季最不利工况:每小时温升为12℃(不考虑水池散热)

②夏季工况:考虑夏季最不利工况:冷水计算温度:26℃;水池供水设计温度:21℃(不考虑水池散热)

③水的比热:C=4.187KJ/kg.℃=1kcal/kg。

设计生产用水水量:蔬菜生产用水全天设计总用水量为4800T,每小时设计用水量为200T。

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设计计算

4.1冬季耗热量计算

蔬菜培育每天所需4800T生产用水,4800T冷水温升12℃的日耗热量为70325.6kW。以机组每天工作时间为20小时计,则空气源热泵机组设计小时耗热量为3516.3kW。

4.2夏季耗冷量计算

4800T蔬菜培育生产用水,4800T冷水温降5℃的日耗冷量为29302.3kW。以机组每天工作时间为20小时计,则空气源热泵机组设计小时所需供冷量为1465kW。

4.3 设备选型

综合上述计算可知,本项目冬季耗热量大于夏季耗冷量则根据经验初定选用20台60匹模块式风冷冷热水机组。

参照最不利环境工况实验检测工况:环境温度为-2℃,进水温度为9℃,出水温度为21℃时,单台热泵机组制热量约为180KW。那么初定热泵数量的总制热量为:

180KW×20台=3600kW/h>3516.3kW/h(热泵机组设计小时供热量)

那么,初定20台60匹热泵机组基本满足本项目全年热水制备需求。

由上述计算可知,20台热泵机组在冬季全开状态下每小时可制取的热水量为:

M(热水量)=20×180KW×860kcal/12℃=258T。因此能够满足每小时200T生产用水需求。

校核夏季制冷工况:由上述计算可知,夏季空气源热泵机组设计小时所需供冷量为1465KW。

参照实验检测工况:平均环境温度为28℃,进水温度为26℃,出水温度为21℃时,单台60匹热泵机组制冷量约为150KW。则在夏季只需开启10台热泵机组即可满足生产恒温用水需求。

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运行费用分析

1)计算前提

①春秋季183天,平均环境温度17℃,平均水温15℃;夏季92天,平均环境温度28℃,平均水温26℃;冬季90天,平均环境温度7℃,平均水温9℃。

②春秋季日耗热量为35162.8KW;夏季日耗热量为29302.3KW;冬季日耗热量为70325.6KW;

③平均电价0.55元/kWh,电热值860kcal/kWh,热效率95%;

④春秋季:热泵机组在上述工况下,热泵机组COP值约为4;夏季COP值约为4.52;冬季COP值约为3.5;

2)空气源热泵系统运行费用

热泵系统用电量:春秋季:1608698.1KW.h;夏季:596418.5KW.h;冬季:1808372.6KW.h

经上述数据计算本项目全年运行费用约为:220.7万元

本系统平均每吨用水加热运营费用约为:1.43元

本系统平均每吨用水制冷运营费用约为:0.74元

3)电锅炉系统运行费用(原计划)

经计算电锅炉全年运行费用约为:895万元

电锅炉系统平均每吨用水加热运营费用为:5.6元

电锅炉系统平均每吨用水制冷运营费用为:3.5元

由计算可知,电锅炉系统的运行费用是空气源热泵的4倍左右,热泵系统的节能效果显著,为客户节约大笔运行费用,减少生产成本。

民以食为天: 蔬果拼盘,热泵出品

在各类蔬菜生产工艺中,蔬菜的成长发育对温度的反应最为敏感,每种蔬菜生长发育对温度都有一定的要求,在最适温度范围内,蔬菜植物同化作用旺盛,植株生长良好,能获得较高的产量。

除了蔬菜大棚生产,在果蔬脱水、谷物烘干、海产品养殖等领域空气源热泵也能胜任。空气源热泵正在农业领域应用市场慢慢发展,相信在不久的将来,绿色节能生产理念能深入人心,引爆一次绿色生产改革浪潮!

下期,让我们瞧一瞧饭桌上蛋白质的那点事儿!

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