徐 匆，鄭芝波※，葉智東，黃 軍，梁展釗，羅 詩(shī)

（1.東莞市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究中心，東莞 523086；2，東莞市農(nóng)星生物工程有限公司，東莞 523323）

華南地區(qū)花卉生產(chǎn)中不同熱源加溫系統(tǒng)應(yīng)用比較

徐 匆1，鄭芝波1※，葉智東1，黃 軍2，梁展釗2，羅 詩(shī)1

（1.東莞市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究中心，東莞 523086；2，東莞市農(nóng)星生物工程有限公司，東莞 523323）

通過(guò)調(diào)查東莞地區(qū)花卉溫室冬季加溫設(shè)施投入及運(yùn)行情況，從經(jīng)濟(jì)、系統(tǒng)功能以及生態(tài)方面，對(duì)現(xiàn)行的主要加溫方式如燃煤鍋爐、燃油鍋爐、空調(diào)、空氣能進(jìn)行了綜合分析、比較。根據(jù)調(diào)查顯示，空氣能與空調(diào)使用所需的費(fèi)用較低，還有一機(jī)兩用的效果，生態(tài)效益相對(duì)較高。

花卉溫室 加溫 空調(diào) 空氣能

近年來(lái)，隨著社會(huì)發(fā)展需要，我國(guó)設(shè)施園藝栽培面積愈來(lái)愈大。與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)相比，設(shè)施農(nóng)業(yè)對(duì)自然環(huán)境的依賴程度大幅降低，能夠?qū)崿F(xiàn)全周年性的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)，保證了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的連續(xù)性[1]。溫室作為一種重要的農(nóng)業(yè)栽培設(shè)施，可以使室內(nèi)溫度不隨外界溫度的降低而大幅下降，但是，在寒冷的冬春季節(jié)，需要適當(dāng)?shù)募訜岵拍軌蛱峁┳魑镎Ｉa(chǎn)發(fā)育所需要的溫度。在現(xiàn)代化溫室內(nèi)，尤其是在高檔花卉生產(chǎn)行業(yè)中，加熱系統(tǒng)及設(shè)施的應(yīng)用極為普遍，是現(xiàn)代化溫室中不可或缺的重要部分。溫室加熱設(shè)施的投入在投資與生產(chǎn)成本中占有很大的比重，如何選擇適合的加熱系統(tǒng)，提高溫室的保溫性能，降低加溫設(shè)施投資和運(yùn)行成本，是花卉生產(chǎn)行業(yè)亟待解決的問(wèn)題。

從溫室加溫系統(tǒng)的熱源來(lái)分，加溫系統(tǒng)主要有燃煤加溫、燃油加溫、燃?xì)饧訙?、生物質(zhì)加溫、空氣能加溫、電能加溫、地?zé)峒訙氐取］^為傳統(tǒng)的有燃煤、燃油、燃?xì)?、電能加溫，生物質(zhì)、空氣能等則屬于新興的熱源。熱源的選擇與許多因素相關(guān)，包括設(shè)施成本、運(yùn)行成本、環(huán)境因素等。筆者調(diào)查了幾種不同熱源的加溫方式，并從設(shè)施投入、運(yùn)營(yíng)以及生態(tài)成本等角度對(duì)華南地區(qū)幾種常用及新興且具有潛力的熱源進(jìn)行分析、比較。

1 不同加溫系統(tǒng)建造運(yùn)營(yíng)成本分析

1.1 燃煤加溫

燃煤鍋爐是最常見(jiàn)的溫室加溫方式[2]。燃煤鍋爐主要由煤粉制備系統(tǒng)、燃燒器、受熱面、空氣預(yù)熱器等主要部分組成。通常的做法是將煤燃燒，加熱鍋爐內(nèi)的水后，再將水（或蒸汽）通過(guò)事先布好的加熱管道供給溫室內(nèi)安裝好的散熱器；或通過(guò)加熱空氣交換器內(nèi)的空氣，當(dāng)空氣被加熱后進(jìn)入溫室內(nèi)進(jìn)行流動(dòng)，如此不斷循環(huán)，使溫室內(nèi)的空氣加熱[3]。這種方式適應(yīng)性強(qiáng)，易操作，但原始投入大，系統(tǒng)復(fù)雜，安裝難度大。

以2000m2的溫室為例，在華南地區(qū)1年中使用加熱系統(tǒng)3個(gè)月（夜晚加溫一下），配備一臺(tái)1萬(wàn)cal燃煤蒸汽鍋爐。燃煤蒸汽鍋爐加熱系統(tǒng)的設(shè)施投入為40元/m2，一次性的設(shè)施投入為8萬(wàn)元；夜間鍋爐操作工人工資15元/h，一晚工作8 h，每天需要燃煤約為0.12 t，燃煤價(jià)格為1 000元/t，運(yùn)行成本為2.16萬(wàn)元/年。以10年使用壽命來(lái)計(jì)算，燃煤鍋爐的使用成本為2.96萬(wàn)元/年。當(dāng)生產(chǎn)的規(guī)模增加時(shí)，單位面積使用的人工成本相應(yīng)會(huì)下降。華南地區(qū)燃煤鍋爐通常夜晚使用，需要工人徹夜看守。在用工荒的今天，這一點(diǎn)也成為了燃煤鍋爐的弊端之一。

我國(guó)煤炭?jī)?chǔ)備量豐富，燃煤鍋爐技術(shù)成熟，運(yùn)行費(fèi)用低廉。但是由于其廢氣、粉塵及產(chǎn)出的廢水等對(duì)環(huán)境有難以避免的污染作用，而我國(guó)燃煤鍋爐年耗煤量大、熱效率不高，大多數(shù)沒(méi)有有效的污染措施，治理刻不容緩。目前，從中央到各地政府都非常重視環(huán)境保護(hù)，針對(duì)燃煤鍋爐制定了一系列嚴(yán)格的管控措施，根據(jù)新的《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，現(xiàn)行的很多鍋爐都將被淘汰。尋找節(jié)能、環(huán)保的替代方法已經(jīng)是大勢(shì)所趨。

1.2 燃油加溫

燃油鍋爐是指燃料使用燃油的鍋爐，主要使用的燃料為柴油。燃油鍋爐是在燃煤鍋爐基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，總體布置與燃煤鍋爐類似。使用燃油鍋爐時(shí)，燃油通過(guò)燃燒器加熱，燃油霧化效果好，燃燒充分，所以燃油鍋爐較燃煤鍋爐綠色環(huán)保、高效節(jié)能。

在2000m2的溫室中，配備3萬(wàn)cal燃油鍋爐一臺(tái)。進(jìn)口的柴油鍋爐一次性設(shè)施投入為4.5萬(wàn)元/臺(tái)，每年需消耗柴油2.5萬(wàn)元。在華南地區(qū)1年中使用加熱系統(tǒng)3個(gè)月（夜晚加溫），以10年計(jì)，使用成本為2.95萬(wàn)元/年。本文調(diào)查的燃油加溫設(shè)施配備溫度調(diào)節(jié)裝置，當(dāng)溫度低于設(shè)定溫度時(shí)，鍋爐自動(dòng)啟動(dòng)，加熱空氣，熱空氣直接對(duì)溫室進(jìn)行加溫。

隨著人們對(duì)環(huán)保意識(shí)的提高，許多新型環(huán)保鍋爐，比如電加熱鍋爐、燃油鍋爐、燃?xì)忮仩t等逐漸出現(xiàn)在人們的視線內(nèi)。其中，電加熱鍋爐的運(yùn)行成本最高；而燃?xì)忮仩t需要開(kāi)通燃?xì)夤艿?；柴油燃燒熱值高，運(yùn)輸和存儲(chǔ)都較為方便，但是價(jià)格較高。燃油鍋爐以相對(duì)低的污染，能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、負(fù)荷調(diào)節(jié)及安全性好等因素在20世紀(jì)末和21世紀(jì)初期得到廣泛的應(yīng)用。

1.3 空調(diào)加溫

電能加熱也是替代燃煤鍋爐的方法之一。空調(diào)加溫是溫室加溫上應(yīng)用較少的一種方式。溫室空調(diào)能夠直接代替燃煤鍋爐等傳統(tǒng)供暖方式，解決了勞動(dòng)強(qiáng)度大、控溫不準(zhǔn)確、耗能大等傳統(tǒng)供暖的缺點(diǎn)。電能加熱在農(nóng)業(yè)溫室中也有一定的發(fā)展。

在2000m2的溫室中，配備6臺(tái)3.68 kW（5馬力）空調(diào)?？照{(diào)投入為4.68萬(wàn)元，一晚用電需210元，1年用電1.89萬(wàn)元。在華南地區(qū)1年中使用加熱系統(tǒng)3個(gè)月（夜晚加溫），以10年計(jì)，使用成本為2.358萬(wàn)元/年。

空調(diào)加溫的方式環(huán)保，成本亦不高，但采用空調(diào)加溫，氣流相對(duì)不均勻，可能會(huì)有些區(qū)域加溫效果會(huì)有偏差。另外，如果在會(huì)結(jié)冰下雪的區(qū)域使用，空調(diào)的外機(jī)會(huì)被凍結(jié)，影響空調(diào)加溫的總體功能。

1.4 空氣能加溫

空氣能顧名思義就是把空氣中的熱量通過(guò)冷媒轉(zhuǎn)移到水中，由于大部分熱量從空氣中吸收，熱效率可達(dá)到300%以上。壓縮機(jī)將設(shè)備中的冷媒壓縮，壓縮后冷媒溫度升高，經(jīng)過(guò)水箱中的冷凝器進(jìn)行熱交換，產(chǎn)生熱水。熱交換后的冷媒回到壓縮機(jī)進(jìn)行下一循環(huán)。產(chǎn)生出的熱水可通過(guò)管道進(jìn)行溫室加溫。

在2000m2溫室中，裝配18.4 kW（25馬力）空氣能加溫系統(tǒng)，可維持溫室內(nèi)溫度為18℃，建造成本為50元/m2，一次性投入為10萬(wàn)元，一年所需電費(fèi)為1.6萬(wàn)元，以10年計(jì)，使用成本為2.6萬(wàn)元/年。

空氣能僅僅將空氣中的熱量用來(lái)加熱水，除了具有節(jié)能、高效的特點(diǎn)外，還不會(huì)排放有毒有害氣體，適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)節(jié)能減排的需要。空氣能產(chǎn)品在國(guó)外已經(jīng)應(yīng)用了幾十年，而在國(guó)內(nèi)目前還屬于起步階段，將空氣能運(yùn)用在溫室上更是近年來(lái)才出現(xiàn)的?？諝饽懿粌H能運(yùn)用在南方地區(qū)，由于其使用的冷媒的特殊性，也能夠運(yùn)用在北方地區(qū)，從北方寒冷的空氣中得到熱量，供給溫室。

表1 不同加溫方式比較

2 不同能源系統(tǒng)應(yīng)用效果分析

表1為不同加熱方式的應(yīng)用效果比較。

燃煤系統(tǒng)當(dāng)生產(chǎn)的規(guī)模增加時(shí)，單位面積使用的人工成本相應(yīng)會(huì)下降。

空氣能調(diào)溫系統(tǒng)與空調(diào)不僅可用于冬天加溫，還可用于夏天降溫，起到一機(jī)兩用的效果。針對(duì)一些性狀優(yōu)良、對(duì)外界環(huán)境要求高的盆花品種，采用一般的2層遮陽(yáng)網(wǎng)、抽風(fēng)、濕簾降溫等措施尚未能達(dá)到良好生長(zhǎng)的預(yù)期目的，可以采用空氣能調(diào)溫系統(tǒng)與空調(diào)輔助降溫，促使植物渡過(guò)夏季高溫的瓶頸時(shí)期，實(shí)現(xiàn)周年高效栽培的目的。只是機(jī)器在長(zhǎng)期負(fù)荷條件下，其使用期限及其它因素還未十分明確。

3 討論

溫室在寒冷的冬春季節(jié)需要有人工加溫以提供適合溫室作物生長(zhǎng)的環(huán)境。溫室加溫有燃煤鍋爐、燃油鍋爐、燃油熱風(fēng)爐、電能、空氣能等多種形式，所用能源包括煤炭、燃油、電能及空氣能等。根據(jù)能量品位和熱轉(zhuǎn)化效率，這些加熱方式各有其優(yōu)缺點(diǎn)。我國(guó)煤炭資源豐富，煤炭?jī)r(jià)格便宜，但其燃燒熱值低，環(huán)境污染問(wèn)題嚴(yán)重；柴油燃燒熱值高，運(yùn)輸和存儲(chǔ)方便，但價(jià)格較貴；天然氣燃燒熱值高且無(wú)污染，但是需要天然氣輸送管道；電能清潔、高效，但同樣價(jià)格較高；空氣能作為一種可再生能源，其熱效率能夠達(dá)到300%以上，但其產(chǎn)業(yè)發(fā)展尚不完善，目前使用空氣能進(jìn)行加溫所需的一次性投入較大。根據(jù)筆者的調(diào)查，從表1的統(tǒng)計(jì)，可以看到，空氣能與空調(diào)使用所需的費(fèi)用較低，還有一機(jī)兩用的效果，生態(tài)效益相對(duì)較高。

溫室采用何種加熱方式既要根據(jù)溫室的用途，又要考慮各地的資源情況和氣候條件而定。空氣能不僅能夠在南方地區(qū)應(yīng)用，在寒冷的北方地區(qū)也能使用，基于這種加熱方式的低能耗及綠色環(huán)保的特質(zhì)，空氣能在將來(lái)可能會(huì)成為溫室的主要加溫方式之一。

[1]周長(zhǎng)吉.我國(guó)日前使用的主要溫室類型及性能（一）[J].農(nóng)村實(shí)用工程技術(shù),2000（1）：8-9.

[2]金鼎.溫室供熱系統(tǒng)評(píng)價(jià)及節(jié)能供熱技術(shù)研究[D].上海：上海交通大學(xué)，2001.

[3]趙麗平，劉春旭，張連萍，等.寒冷地區(qū)現(xiàn)代溫室加溫系統(tǒng)[J].農(nóng)機(jī)化研究，2011（10）：245-248.

廣東省科技計(jì)劃農(nóng)業(yè)攻關(guān)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)2012BO2041000）；廣東省農(nóng)業(yè)廳農(nóng)業(yè)建設(shè)與改革發(fā)展專項(xiàng)（粵財(cái)農(nóng)[2011]561號(hào)）。

徐匆（1982-），女，博士，農(nóng)業(yè)生物技術(shù)，E-mail:wswdg@126.com

※通訊作者：鄭芝波（1973-），女，碩士，研究員，花卉栽培技術(shù)，E-mail:zme@163.com