Šilumos atliekos panaudojimas žemės ūkio šiltnamiams
1, Pagrindiniai šiltnamio efektą sukeliančių atliekų šilumos atgavimo taikymo scenarijai
1. Šiltnamio šildymas (pagrindinis reikalavimas)
Tikslas: panaudoti panaudotą šilumą, kad būtų galima šildyti žiemą, naktinį izoliaciją ir sodinukų šildymą šiltnamiuose, palaikyti tinkamą pasėlių augimo temperatūrą (15–30 laipsnių) ir išspręsti žemos-temperatūros užšalimo šiaurės žiemą problemą.
Tinkami augalai: daržovės (pomidorai, agurkai, salotos), gėlės (rožės, lelijos), daigai, braškės, valgomieji grybai ir kt.
Privalumai: jis pakeičia tradicinius{0}}anglį kūrenamus katilus, sumažina šildymo išlaidas nuo 50 % iki 80 %, neišmeta išmetamųjų teršalų, atitinka aplinkos apsaugos reikalavimus.
2. Šiltnamio sausinimas ir oro kondicionavimas
Paskirtis: panaudoti perteklinę šilumą šildyti orą, sumažinti šiltnamio santykinę drėgmę (kontroliuojama 60–80 %), sumažinti ligų atsiradimą (pvz., pelėsio ir pilkojo pelėsio) ir pagerinti vėdinimą bei oro mainų efektyvumą.
Sprendimas: gryno oro šildymas atliekine šiluma → nukreipimas į šiltnamį → didelės drėgmės oro išleidimas, siekiant integruoti „šildymas+sausinimas“.
3. Dirvožemio šildymas ir maistinių medžiagų tirpalo šildymas
Dirvožemio šildymas: Atliekinė šiluma šildoma šaknų zonoje per grindų šildymo vamzdžius (įkasama į dirvą), padidinant žemės temperatūrą (18–22 laipsniai) ir skatinant pasėlių šaknų augimą, ypač tinka sodinukų auginimui ir braškių sodinimui.
Maistinių medžiagų tirpalo šildymas: hidroponiniuose/rūko kultūriniuose šiltnamiuose likutinė šiluma naudojama maistinių medžiagų tirpalui šildyti, jo temperatūrai palaikyti (20–25 laipsniai) ir maistinių medžiagų įsisavinimo efektyvumui pagerinti.
4. Padidinkite CO ₂ naudojimą (fotosintezės efektyvumas)
Naudojimas: atgaunant šilumą iš katilo/generatoriaus išmetamųjų dujų, jis sinchroniškai surenka CO ₂ (išvalytą) išmetamosiose dujose ir perduoda jį į šiltnamį kaip dujines trąšas, kad pagerintų pasėlių fotosintezės efektyvumą ir padidintų derlių nuo 15% iki 30%.
Pritaikymo scenarijus: derinimas su dujiniais katilais, biodujų generatoriais ir biomasės katilų atliekų šilumos atgavimu, kad būtų pasiekta dviguba nauda: „šildymas + CO ₂ naudojimas“.
5. Šiltnamio karšto vandens tiekimas
Paskirtis: panaudoti atliekinę šilumą šiltnamio drėkinimo vandeniui, valymo vandeniui ir darbuotojų buitiniam karštam vandeniui šildyti, tenkinant kasdienius šiltnamio efektą sukeliančių operacijų karšto vandens poreikius ir sumažinant papildomas energijos sąnaudas.
2, Pagrindinės atliekų šilumos regeneravimo technologijos ir šiltnamio pritaikymo planas
1. Pramoninis atliekų šilumos atgavimas (ekonomiškiausias ir dažniausiai naudojamas)
Šilumos šaltinis:
Elektrinė / šiluminė elektrinė, cirkuliuojanti vandens atliekinė šiluma (40 laipsnių ~ 60 laipsnių)
Žemos temperatūros proceso nuotekos / išmetamosios dujos iš chemijos ir maisto gamyklų (30–80 laipsnių)
Šilumos atliekos iš sausų aušintuvų / aušinimo bokštų duomenų centruose ir pramoniniuose parkuose (35–50 laipsnių)
Techninis sprendimas:
Vandens šaltinio šilumos siurblys: pakelkite žemos{0}}pramonės atliekų šilumos kiekį (30–50 laipsnių) iki 45–60 laipsnių šiltnamio grindų šildymui ir ventiliatoriaus šildymui.
Plokštelinis šilumokaitis: tiesiogiai keičia pramoninę aukštos{0}temperatūros šilumą (60–90 laipsnių) su šiltnamio cirkuliaciniu vandeniu šildymui.
Privalumai: Atliekinės šilumos kaina itin maža, netgi nemokama, o investicijų atsipirkimo laikotarpis – 1-3 metai.
2. Žemės ūkio atliekų šilumos atgavimas (uždarojo ciklo{1}}naudojimas)
Šilumos šaltinis:
Šiltnamio išmetamųjų teršalų šiluma (karštas oras išleidžiamas vėsinant vasarą ir šiltas oras išleidžiamas vėdinant žiemą)
Šilumos atliekos iš gyvulių ir paukščių auginimo patalpų (šiltos išmetamosios dujos, išmetamos iš vištų ir kiaulių laikymo vietų)
Atliekinė šiluma iš biodujų pūdytuvų/biomasės katilų
Techninis sprendimas:
Bendra šiluma/jausmingas šilumokaitis: atgauna šilumą iš šiltnamio išmetamųjų dujų, iš anksto pašildo žiemą į šiltnamį patenkantį gryną orą ir sumažina energijos sąnaudas šildant gryną orą.
Biodujų generatoriaus atliekinės šilumos atgavimas: Baliono įdėklo vanduo ir išmetamųjų dujų šiluma, susidaranti gaminant biodujas, yra naudojami šiltnamio šildymui ir CO ₂ papildymui.
Privalumai: Vidinės energijos cirkuliacijos pasiekimas žemės ūkyje, nulinis išorinis energijos pirkimas, tinka ekologiškiems žemės ūkio parkams.
3. Saulės energijos ir atliekinės šilumos papildomumas (nulinės anglies tirpalas)
Sprendimas: Saulės kolektorius (vakuuminis vamzdis / plokščias plokštės tipo) renka saulės energiją ir sujungia ją su pramonine / žemės ūkio atliekų šiluma, kad būtų naudojamas kaip dvigubas šilumos šaltinis šiltnamio šildymui. Atliekinės šilumos sistema įjungiama debesuotomis/naktinėmis dienomis, o saulėtomis dienomis pirmenybė teikiama saulės energijai.
Privalumai: toliau mažinkite energijos sąnaudas, pasiekite „nulinį anglies dioksido šildymą“ ir laikykitės ekologiško žemės ūkio standartų.
4. Atliekos šilumos atgavimas iš išmetamųjų dujų (šildymas + CO ₂ papildymas)
Sprendimas: Sudeginus dujų/biomasės katile, išmetamosios dujos pirmiausia šildomos atliekų šilumokaičiu, kad vanduo cirkuliuotų šiltnamyje, o tada išvalomas valymo įrenginiu, kad būtų pašalintos dulkės ir sulfidai, o į šiltnamį patenka CO ₂.
Privalumai: vienas kuras suteikia dvigubą „šiluma+CO ₂“ naudą, todėl padidėja pasėlių derlius ir sutaupoma energija.
3, pagrindiniai privalumai ir pranašumai
1. Ekonominė nauda
Reikšmingas šildymo išlaidų sumažinimas: palyginti su anglimi -kūrenamu / dujomis-kūrenamu šildymu, panaudotos šilumos atgavimas gali sutaupyti 50–90 % kuro sąnaudų.
Pasėlių derliaus padidėjimas ir kokybės gerinimas: stabili temperatūra ir drėgmė + padidėjęs CO ₂ naudojimas gali padidinti derlių nuo 15% iki 40%, pagerinti kokybę (pvz., geresnis skonis ir spalva) ir padidinti pardavimo kainą.
Greita investicijų grąža: didelių{0}}šiltnamių (daugiau nei 10 akrų) investicijų atsipirkimo laikotarpis paprastai yra 1-3 metai, o ilgalaikė grąža yra didelė.
2. Aplinkos apsauga ir socialinė nauda
Nulinės taršos išmetimas: anglimi kūrenamų-katilų keitimas be dūmų, sieros dioksido ar azoto oksido, laikantis aplinkosaugos politikos.
Vandens taupymas ir energijos taupymas: atliekinės šilumos regeneravimas dažniausiai yra uždaras ciklas, nenaudojant vandens išteklių, tuo pačiu sumažinant iškastinio kuro naudojimą ir remiant „dvigubos anglies dioksido“ tikslą.
Didinti atsparumą žemės ūkio rizikai: atsikratyti priklausomybės nuo tradicinės energijos, reaguoti į kylančias energijos kainas ir užtikrinti stabilią šiltnamių gamybą.
3. Techninis pritaikymas
Platus temperatūros diapazono pritaikymas: gali sugrąžinti žemos{0}}temperatūros šilumą nuo 30 laipsnių iki 90 laipsnių, tenkinant skirtingus šiltnamių šildymo poreikius.
Lankstus montavimas: Įranga gali būti montuojama lauke/patalpoje, o vamzdynų klojimas yra lankstus, tinka įvairaus tipo šiltnamiams, tokiems kaip stikliniai šiltnamiai, saulės kolektorių šiltnamiai, sujungti šiltnamiai.
Sumanus valdymas: kartu su daiktų interneto sistema automatiškai reguliuoja temperatūrą, drėgmę ir CO ₂ koncentraciją, kad būtų galima tiksliai valdyti žemės ūkį.