Recuperação de calor residual para estufas agrícolas
1, Cenários de aplicação principais para recuperação de calor de resíduos de efeito estufa
1. Aquecimento com efeito de estufa (requisito principal)
Objetivo: Recuperar o calor residual para fornecer aquecimento no inverno, isolamento noturno e aquecimento de mudas para estufas, manter temperaturas de crescimento adequadas para as culturas (15 graus ~30 graus) e resolver o problema de danos por congelamento de baixa-temperatura no inverno do norte.
Culturas adequadas: vegetais (tomate, pepino, alface), flores (rosas, lírios), mudas, morangos, fungos comestíveis, etc.
Vantagens: substitui as caldeiras tradicionais-a carvão, reduz os custos de aquecimento em 50% a 80% e não produz emissões de gases de escape, atendendo aos requisitos de proteção ambiental.
2. Desumidificação de estufa e ar condicionado
Objetivo: Usar o calor residual para aquecer o ar, reduzir a umidade relativa da estufa (controlada em 60% ~ 80%), reduzir a ocorrência de doenças (como míldio e mofo cinzento) e melhorar a ventilação e a eficiência da troca de ar.
Solução: Aquecer ar fresco com calor residual → enviá-lo para a estufa → descarregar ar com alta umidade, conseguindo a integração de “aquecimento + desumidificação”.
3. Aquecimento do solo e aquecimento da solução nutritiva
Aquecimento do solo: O calor residual é aquecido na zona radicular através de tubos de piso radiante (enterrado no solo), aumentando a temperatura do solo (18 graus ~ 22 graus) e promovendo o crescimento das raízes das culturas, especialmente adequado para o cultivo de mudas e plantio de morango.
Aquecimento da solução nutritiva: Em estufas de cultura hidropônica/névoa, o calor residual é usado para aquecer a solução nutritiva, manter sua temperatura (20 graus ~ 25 graus) e melhorar a eficiência de absorção de nutrientes.
4. Aumentar a aplicação de CO ₂ (eficiência fotossintética)
Uso: Ao recuperar o calor residual do gás de combustão da caldeira/gerador, ele coleta sincronizadamente CO ₂ (purificado) no gás de combustão e o passa para a estufa como fertilizante gasoso para melhorar a eficiência da fotossíntese das culturas e aumentar o rendimento em 15% a 30%.
Cenário de adaptação: Combinação com caldeiras a gás, geradores de biogás e recuperação de calor residual de caldeiras de biomassa para obter benefícios duplos de "aquecimento + aumento de CO ₂ na aplicação".
5. Abastecimento de água quente para estufa
Objectivo: Utilizar o calor residual para aquecer a água de irrigação de estufas, água de limpeza e água quente doméstica dos funcionários, satisfazendo as necessidades diárias de água quente das operações de estufas e reduzindo o consumo adicional de energia.
2, Tecnologia convencional de recuperação de calor residual e plano de adaptação a estufas
1. Recuperação de calor residual industrial (a mais econômica e comumente usada)
Fonte de fonte de calor:
Usina de energia/usina térmica que circula calor residual de água (40 graus ~ 60 graus)
Águas residuais de processo de baixa temperatura/gás residual de fábricas de produtos químicos e alimentos (30 graus ~ 80 graus)
Calor residual de refrigeradores secos/torres de resfriamento em data centers e parques industriais (35 graus ~50 graus)
Solução técnica:
Bomba de calor de fonte de água: Eleve o calor residual industrial de baixo-grau (30 graus a 50 graus) para 45 graus a 60 graus para aquecimento de piso de estufa e aquecimento de fan coil.
Trocador de calor de placas: troca diretamente o calor residual industrial de alta-temperatura (60 graus ~90 graus) com água circulante da estufa para aquecimento.
Vantagens: O custo do calor residual é extremamente baixo, até mesmo gratuito, e o período de retorno do investimento é de 1 a 3 anos.
2. Recuperação de calor residual agrícola (utilização-de circuito fechado)
Fonte de fonte de calor:
Calor residual de exaustão da estufa (ar quente descarregado durante o resfriamento no verão e ar quente descarregado durante a ventilação no inverno)
Calor residual de instalações de criação de gado e aves (gases de exaustão quentes emitidos por galinheiros e suínos)
Calor residual de digestores de biogás/caldeiras de biomassa
Solução técnica:
Calor total/trocador de calor sensível: recupera o calor da exaustão da estufa, pré-aquece o ar fresco que entra na estufa no inverno e reduz o consumo de energia do aquecimento do ar fresco.
Recuperação de calor residual do gerador de biogás: A água da camisa do cilindro e o calor residual dos gases de combustão gerados pela geração de energia a biogás são usados para aquecimento de estufa e adição de CO ₂.
Vantagens: Alcançar a circulação interna de energia na agricultura, zero aquisição externa de energia, adequada para parques agrícolas ecológicos.
3. Complementaridade energia solar+calor residual (solução zero carbono)
Solução: Um coletor solar (tipo tubo de vácuo/placa plana) coleta energia solar e a combina com calor residual industrial/agrícola para servir como fonte dupla de calor para aquecimento de estufa. O sistema de calor residual é ativado em dias nublados/noturnos e a energia solar é priorizada em dias ensolarados.
Vantagens: Reduzir ainda mais o consumo de energia, alcançar "aquecimento com carbono zero" e cumprir os padrões de agricultura verde.
4. Recuperação de calor residual de gases de combustão (aquecimento + adição de CO ₂)
Solução: Após a combustão numa caldeira a gás/biomassa, o gás de combustão é primeiro aquecido por um permutador de calor residual para fazer circular a água na estufa e depois purificado por um dispositivo de purificação para remover poeiras e sulfuretos, e CO₂ é introduzido na estufa.
Vantagens: Um combustível produz um benefício duplo de "calor+CO ₂", resultando em maior rendimento das colheitas e benefícios-de economia de energia.
3, Principais vantagens e benefícios
1. Benefícios económicos
Redução significativa nos custos de aquecimento: em comparação com o aquecimento a carvão/gás-, a recuperação de calor residual pode economizar de 50% a 90% dos custos de combustível.
Aumento do rendimento da colheita e melhoria da qualidade: Temperatura e umidade estáveis + maior aplicação de CO ₂ podem aumentar o rendimento da colheita em 15% a 40%, melhorar a qualidade (como melhor sabor e cor) e aumentar o preço de venda.
Retorno rápido do investimento: o período de retorno do investimento para estufas de grande-escala (mais de 10 acres) é geralmente de 1-3 anos, com retornos significativos a longo prazo.
2. Proteção Ambiental e Benefícios Sociais
Emissões zero de poluição: substituição de caldeiras-a carvão, sem emissões de fumaça, dióxido de enxofre ou óxido de nitrogênio, em conformidade com as políticas ambientais.
Conservação de água e poupança de energia: A recuperação de calor residual é maioritariamente um ciclo fechado, sem consumo de recursos hídricos, reduzindo ao mesmo tempo a utilização de combustíveis fósseis e apoiando o objectivo do "carbono duplo".
Reforçar a resistência aos riscos agrícolas: livrar-se da dependência da energia tradicional, responder ao aumento dos preços da energia e garantir uma produção estável de gases com efeito de estufa.
3. Adaptabilidade técnica
Adaptação a ampla faixa de temperatura: pode recuperar o calor residual de baixa-temperatura de 30 graus a 90 graus, atendendo a diferentes necessidades de aquecimento de estufas.
Instalação flexível: O equipamento pode ser instalado ao ar livre/dentro de casa, e a colocação da tubulação é flexível, adequada para vários tipos de estufas, como estufas de vidro, estufas de painéis solares e estufas conectadas.
Controle inteligente: Combinado com o sistema Internet das Coisas, ajusta automaticamente a temperatura, a umidade e a concentração de CO ₂ para obter um gerenciamento agrícola de precisão.