华南地区花卉生产中不同热源加温系统应用比较

徐 匆，郑芝波※，叶智东，黄 军，梁展钊，罗 诗

（1.东莞市农业科学研究中心，东莞 523086；2，东莞市农星生物工程有限公司，东莞 523323）

华南地区花卉生产中不同热源加温系统应用比较

徐 匆1，郑芝波1※，叶智东1，黄 军2，梁展钊2，罗 诗1

（1.东莞市农业科学研究中心，东莞 523086；2，东莞市农星生物工程有限公司，东莞 523323）

通过调查东莞地区花卉温室冬季加温设施投入及运行情况，从经济、系统功能以及生态方面，对现行的主要加温方式如燃煤锅炉、燃油锅炉、空调、空气能进行了综合分析、比较。根据调查显示，空气能与空调使用所需的费用较低，还有一机两用的效果，生态效益相对较高。

花卉温室 加温 空调 空气能

近年来，随着社会发展需要，我国设施园艺栽培面积愈来愈大。与传统农业相比，设施农业对自然环境的依赖程度大幅降低，能够实现全周年性的农业生产活动，保证了农业生产的连续性[1]。温室作为一种重要的农业栽培设施，可以使室内温度不随外界温度的降低而大幅下降，但是，在寒冷的冬春季节，需要适当的加热才能够提供作物正常生产发育所需要的温度。在现代化温室内，尤其是在高档花卉生产行业中，加热系统及设施的应用极为普遍，是现代化温室中不可或缺的重要部分。温室加热设施的投入在投资与生产成本中占有很大的比重，如何选择适合的加热系统，提高温室的保温性能，降低加温设施投资和运行成本，是花卉生产行业亟待解决的问题。

从温室加温系统的热源来分，加温系统主要有燃煤加温、燃油加温、燃气加温、生物质加温、空气能加温、电能加温、地热加温等。较为传统的有燃煤、燃油、燃气、电能加温，生物质、空气能等则属于新兴的热源。热源的选择与许多因素相关，包括设施成本、运行成本、环境因素等。笔者调查了几种不同热源的加温方式，并从设施投入、运营以及生态成本等角度对华南地区几种常用及新兴且具有潜力的热源进行分析、比较。

1 不同加温系统建造运营成本分析

1.1 燃煤加温

燃煤锅炉是最常见的温室加温方式[2]。燃煤锅炉主要由煤粉制备系统、燃烧器、受热面、空气预热器等主要部分组成。通常的做法是将煤燃烧，加热锅炉内的水后，再将水（或蒸汽）通过事先布好的加热管道供给温室内安装好的散热器；或通过加热空气交换器内的空气，当空气被加热后进入温室内进行流动，如此不断循环，使温室内的空气加热[3]。这种方式适应性强，易操作，但原始投入大，系统复杂，安装难度大。

以2000m2的温室为例，在华南地区1年中使用加热系统3个月（夜晚加温一下），配备一台1万cal燃煤蒸汽锅炉。燃煤蒸汽锅炉加热系统的设施投入为40元/m2，一次性的设施投入为8万元；夜间锅炉操作工人工资15元/h，一晚工作8 h，每天需要燃煤约为0.12 t，燃煤价格为1 000元/t，运行成本为2.16万元/年。以10年使用寿命来计算，燃煤锅炉的使用成本为2.96万元/年。当生产的规模增加时，单位面积使用的人工成本相应会下降。华南地区燃煤锅炉通常夜晚使用，需要工人彻夜看守。在用工荒的今天，这一点也成为了燃煤锅炉的弊端之一。

我国煤炭储备量丰富，燃煤锅炉技术成熟，运行费用低廉。但是由于其废气、粉尘及产出的废水等对环境有难以避免的污染作用，而我国燃煤锅炉年耗煤量大、热效率不高，大多数没有有效的污染措施，治理刻不容缓。目前，从中央到各地政府都非常重视环境保护，针对燃煤锅炉制定了一系列严格的管控措施，根据新的《锅炉大气污染物排放标准》，现行的很多锅炉都将被淘汰。寻找节能、环保的替代方法已经是大势所趋。

1.2 燃油加温

燃油锅炉是指燃料使用燃油的锅炉，主要使用的燃料为柴油。燃油锅炉是在燃煤锅炉基础上发展起来的，总体布置与燃煤锅炉类似。使用燃油锅炉时，燃油通过燃烧器加热，燃油雾化效果好，燃烧充分，所以燃油锅炉较燃煤锅炉绿色环保、高效节能。

在2000m2的温室中，配备3万cal燃油锅炉一台。进口的柴油锅炉一次性设施投入为4.5万元/台，每年需消耗柴油2.5万元。在华南地区1年中使用加热系统3个月（夜晚加温），以10年计，使用成本为2.95万元/年。本文调查的燃油加温设施配备温度调节装置，当温度低于设定温度时，锅炉自动启动，加热空气，热空气直接对温室进行加温。

随着人们对环保意识的提高，许多新型环保锅炉，比如电加热锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉等逐渐出现在人们的视线内。其中，电加热锅炉的运行成本最高；而燃气锅炉需要开通燃气管道；柴油燃烧热值高，运输和存储都较为方便，但是价格较高。燃油锅炉以相对低的污染，能实现自动控制、负荷调节及安全性好等因素在20世纪末和21世纪初期得到广泛的应用。

1.3 空调加温

电能加热也是替代燃煤锅炉的方法之一。空调加温是温室加温上应用较少的一种方式。温室空调能够直接代替燃煤锅炉等传统供暖方式，解决了劳动强度大、控温不准确、耗能大等传统供暖的缺点。电能加热在农业温室中也有一定的发展。

在2000m2的温室中，配备6台3.68 kW（5马力）空调。空调投入为4.68万元，一晚用电需210元，1年用电1.89万元。在华南地区1年中使用加热系统3个月（夜晚加温），以10年计，使用成本为2.358万元/年。

空调加温的方式环保，成本亦不高，但采用空调加温，气流相对不均匀，可能会有些区域加温效果会有偏差。另外，如果在会结冰下雪的区域使用，空调的外机会被冻结，影响空调加温的总体功能。

1.4 空气能加温

空气能顾名思义就是把空气中的热量通过冷媒转移到水中，由于大部分热量从空气中吸收，热效率可达到300%以上。压缩机将设备中的冷媒压缩，压缩后冷媒温度升高，经过水箱中的冷凝器进行热交换，产生热水。热交换后的冷媒回到压缩机进行下一循环。产生出的热水可通过管道进行温室加温。

在2000m2温室中，装配18.4 kW（25马力）空气能加温系统，可维持温室内温度为18℃，建造成本为50元/m2，一次性投入为10万元，一年所需电费为1.6万元，以10年计，使用成本为2.6万元/年。

空气能仅仅将空气中的热量用来加热水，除了具有节能、高效的特点外，还不会排放有毒有害气体，适应当今社会节能减排的需要。空气能产品在国外已经应用了几十年，而在国内目前还属于起步阶段，将空气能运用在温室上更是近年来才出现的。空气能不仅能运用在南方地区，由于其使用的冷媒的特殊性，也能够运用在北方地区，从北方寒冷的空气中得到热量，供给温室。

表1 不同加温方式比较

2 不同能源系统应用效果分析

表1为不同加热方式的应用效果比较。

燃煤系统当生产的规模增加时，单位面积使用的人工成本相应会下降。

空气能调温系统与空调不仅可用于冬天加温，还可用于夏天降温，起到一机两用的效果。针对一些性状优良、对外界环境要求高的盆花品种，采用一般的2层遮阳网、抽风、湿帘降温等措施尚未能达到良好生长的预期目的，可以采用空气能调温系统与空调辅助降温，促使植物渡过夏季高温的瓶颈时期，实现周年高效栽培的目的。只是机器在长期负荷条件下，其使用期限及其它因素还未十分明确。

3 讨论

温室在寒冷的冬春季节需要有人工加温以提供适合温室作物生长的环境。温室加温有燃煤锅炉、燃油锅炉、燃油热风炉、电能、空气能等多种形式，所用能源包括煤炭、燃油、电能及空气能等。根据能量品位和热转化效率，这些加热方式各有其优缺点。我国煤炭资源丰富，煤炭价格便宜，但其燃烧热值低，环境污染问题严重；柴油燃烧热值高，运输和存储方便，但价格较贵；天然气燃烧热值高且无污染，但是需要天然气输送管道；电能清洁、高效，但同样价格较高；空气能作为一种可再生能源，其热效率能够达到300%以上，但其产业发展尚不完善，目前使用空气能进行加温所需的一次性投入较大。根据笔者的调查，从表1的统计，可以看到，空气能与空调使用所需的费用较低，还有一机两用的效果，生态效益相对较高。

温室采用何种加热方式既要根据温室的用途，又要考虑各地的资源情况和气候条件而定。空气能不仅能够在南方地区应用，在寒冷的北方地区也能使用，基于这种加热方式的低能耗及绿色环保的特质，空气能在将来可能会成为温室的主要加温方式之一。

[1]周长吉.我国日前使用的主要温室类型及性能（一）[J].农村实用工程技术,2000（1）：8-9.

[2]金鼎.温室供热系统评价及节能供热技术研究[D].上海：上海交通大学，2001.

[3]赵丽平，刘春旭，张连萍，等.寒冷地区现代温室加温系统[J].农机化研究，2011（10）：245-248.

广东省科技计划农业攻关项目（项目编号2012BO2041000）；广东省农业厅农业建设与改革发展专项（粤财农[2011]561号）。

徐匆（1982-），女，博士，农业生物技术，E-mail:wswdg@126.com

※通讯作者：郑芝波（1973-），女，硕士，研究员，花卉栽培技术，E-mail:zme@163.com