調(diào)查 | 地源熱泵為西安靈山寺村設(shè)施農(nóng)業(yè)供暖提供新思路

實地參訪

11月29日，西安國際地熱學術(shù)研討會暨第十四期全國地熱、淺層地溫能勘查開發(fā)高級研修班參會人員參觀了靈山寺村溫室淺層地熱能供暖示范工程項目。

進入大棚區(qū)，清一色的長度60米跨度10米的大棚依次排開，其中9個蓋著黑色棉被的大棚緊挨著地源熱泵機房分布，這就是我們的重點考察對象。在熱泵機房墻體上12個紅色大字格外引人注目——開發(fā)淺層地熱，助力高效農(nóng)業(yè)。

為解決農(nóng)業(yè)大棚(葡萄)作物冬季越冬及采摘期間生長需求，在充分考慮了大棚自身增溫特性、農(nóng)作物生長溫度需求特點和淺層地熱供暖低成本，清潔無污染，資源可再生優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，該工程創(chuàng)新性提出了以淺層地熱能作為主要熱源的方案。

據(jù)悉，該項目服務(wù)于9個種植葡萄的農(nóng)業(yè)大棚，供暖面積5400平方米，總投資73萬元。工程設(shè)計熱負荷181千瓦(約33.5瓦/平方米)，由1臺地源熱泵機組，40個120米深單U地埋管換熱孔提供熱源。大棚內(nèi)由36臺FP-85WM風機盤管輸出熱量。同期建設(shè)了1個換熱區(qū)地溫監(jiān)測孔、1個背景值地溫監(jiān)測孔、1個氣溫監(jiān)測點、2個棚內(nèi)溫度監(jiān)測點的監(jiān)測系統(tǒng)。

走進大棚，我們看到大棚內(nèi)共安裝4臺FP-85WM風機盤管，間隔20余米，兩兩為一組對吹在棚內(nèi)形成對流循環(huán)系統(tǒng)，以保證棚內(nèi)各處溫度均衡。據(jù)介紹，在大棚里距離地面1.8米高度和距離地面0.2米高度還各設(shè)溫度監(jiān)測點一個，實時監(jiān)測棚內(nèi)不同位置溫度。

陜西省西安市鄠邑區(qū)被譽為“中國戶太葡萄之鄉(xiāng)”，是中國十大優(yōu)質(zhì)葡萄基地。本次供暖的大棚作物為含香美人嬌葡萄，該“含香美人嬌”葡萄品種吃起來有一股濃郁的玫瑰味，口感香甜獨特，是西安市科技局經(jīng)過調(diào)研對村子土壤水質(zhì)氣候分析后，從日本引進的品種，比一般葡萄上市早。目前西安僅有三處種植地共三十多個棚。

由于大棚為單弓單層塑料膜鋼骨架結(jié)構(gòu)，自然條件下保溫能力不足，僅具有夜間增溫6℃的保溫能力。在當?shù)?～2月份夜間氣溫-3℃時，棚內(nèi)溫度只能達到2～3℃，不能滿足含香美人嬌葡萄夜間>10℃的生長需求。而含香美人嬌葡萄在氣溫低于-6℃時就面臨著凍害絕收的風險，為此必須采取人工輔助增溫措施，來保證冬季大棚葡萄生產(chǎn)的順利進行。

據(jù)監(jiān)測，自2019年1月30日地源熱泵系統(tǒng)運行以來，以室外夜間氣溫-6℃為例，實測棚內(nèi)溫度16.0～16.4℃;預(yù)測可滿足-12℃極冷天氣，大棚室內(nèi)溫度大于10℃的供暖需求。工程運行地溫由18.73℃初始值，穩(wěn)定于12.36℃，供暖期結(jié)束7天后，地溫就能恢復到18.48℃，低溫恢復率95%以上。

據(jù)介紹，在2019年供暖期地源熱泵系統(tǒng)總供暖148小時，消耗電量10972千瓦時，產(chǎn)生運行費5886元。在產(chǎn)生相同熱量的情況下，采用地源熱泵系統(tǒng)供暖比電加熱系統(tǒng)節(jié)省運行費約3997元，比天然氣鍋爐供暖節(jié)省運行費約11727元。

2019年含香美人嬌葡萄成熟時間提早45天，實際平均每斤售價35元，比45天后上市的同類產(chǎn)品每斤售價提高16元，此外，葡萄成熟期，大棚采摘單價為40元，地源熱泵發(fā)揮制冷供能，在為前來采摘的游客緩解夏日的酷熱，同時可以將葡萄的采摘期延長至一個半月以上。據(jù)悉，該地源熱泵系統(tǒng)當年產(chǎn)生直接經(jīng)濟效益43.2萬元，靜態(tài)投資回收期1.7年，節(jié)能和經(jīng)濟效益顯著。

關(guān)中地區(qū)目前還有冬季種植花卉、冬棗、櫻桃等高附加值設(shè)施農(nóng)業(yè)都需要冬季供暖。本工程的成功經(jīng)驗為設(shè)施農(nóng)業(yè)供暖提供了新思路，新模式，打破了田間地頭無集中供暖與天然氣管配套網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施限制，又不能燃煤燃薪的困境。系統(tǒng)運行零排放、高效益，又為社會治污減霾攻堅戰(zhàn)，實現(xiàn)鄉(xiāng)村振興目標起到了積極的引領(lǐng)示范作用。