略论地热技术在温室供暖中的应用

略论地热技术在温室供暖中的应用
摘要：地热技术不仅改变了传统温室供暖的形式，更解决了传统供暖的弊端，并且对温室作物大有裨益，因此，本文对其相关应用展开探讨。

关键词：地热技术温室供暖技术应用
中图分类号：te44文献标识码： a 文章编号：
前言
地热技术是一种地面采暖技术，地面底层铺设的管道内有不超过60度的热水流经，热量也因此地面也因此被辐射、传导到地面。

在管道内部施加不大于0.8mpa的气压，让热水循环性在通过管道在地底流动，从而将地面的热量提升。

整个地面犹如散发热量的机器，将从热水管处得来的热量散发至温室内的空气中，一般高度的温室地面温度适宜20至24度，而1.8米高的温室地面温度只需18至20度即可。

我国北方地区由于冬季寒冷农作物难以生长的问题因地热技术的应用被彻底解决了。

地热技术与日光温室以及地膜栽培技术相比，经济上所得的效益要高上几倍。

通过地热技术将农作物的生长环境控制到如夏天一样。

优点有，投入低，获得收益快，只需投入一次，就可长期使用等。

其便捷的管理，可以实现最大限度节约能源，将现有耕地面积充分利用以达到高产的原则。

解决了北方地区冬季严寒，昼夜温度相差大的生产难题，使其也能自产冬季蔬菜水果，并对国家建设节能型社会的国策做出了响应。

由于气候变更、自然灾害很难对其造成损伤，所以经济效益较稳定，适宜在进
行大面积推广，提高农民收入，改变农业生产经济链。

1传统的温室供暖方式
蔬菜、水果大棚是传统温室种植方式中的一种，其也是冬季种植的蔬菜和水果的方式之一。

有些气候相当寒冷的地区其所搭建的蔬菜、水果大棚往往会由于外围墙等结构的缺陷，被室外冷空气侵入，从而导致大棚内种植的蔬菜、水果等受到损伤。

这些地区人们往往在大棚内部布置取暖设施，以免经济收入被影响。

内部放置炉子是常用的方式，但这些方式管难以将大棚内部的温度整体提升，管理上也不易，而且供热很不稳定。

所以新型供暖设施的研发刻不容缓。

当前，冬季温室大棚的主要供暖方式是自然光。

四周封闭严密的温室大棚，将阳光透过大棚上部光膜传递进来的热量积蓄起来，提升棚内的温度。

但提升的温度仅能为棚内植物的叶、茎光合作用服务，扎于土壤内部的植物根系温度却没有得到提升。

地表温度过低，造成植物在土壤内部吸收的养分、水分根本不足以满足其生长所需。

同时根系温度过低也会影响植物的生长。

一般情况下植物在距地表20到25cm的位置扎根，地表温度20到30℃才能满足植物正常生长的需求。

大棚内的植物要想生长正常，就必须将棚内地表温度白天保持在20到22℃，夜晚保持在15到18℃。

使用传统采暖方式的温室大棚，具有昼夜温度相差大，温度变动大等缺点。

而棚内室温和地表温度相差大，也容易引起植物发生病害，防治病害会投入更多成本。

棚内温度不稳定，导致植物出现各种病害，生长周期也因此被影响。

减产的蔬菜和水果直接减少了农
民的经济收益。

此外，传统形式的日光温室大棚还有很多缺陷。

如结构不完善，高度和跨度较小，采光保温性能低等，冬季若低温连绵或冷空气盘桓植物低温冷害及病虫害就易发生。

冬季气温过低，种植的种类单一，棚内地表温度过低，高杆及有茎杆的植物难以生长，只能种植因受冬季寒冷气候的影响，种植品种单一，因地面温度低而不能正常种作物，只有种植菠菜、香菜等无杆的短茎作物，产量往往都不高。

人们的经济收益低，而劳动强度却没有减轻。

2 温室大棚中的新型地热供暖技术
温室大棚中采用地热技术供暖的原理是：地底靠近地表的位置铺设热水管道，让温度在50℃以下的热水在管道内以循环的形式流动。

热量从地表传出将土壤温度提升，进而提升整个大棚的温度。

该方式原本是在民用建筑、工业建筑中应用的，现在被扩展应用在蔬菜大棚中。

加热管道的埋藏位置一般是距地底40cm处，因为多数蔬菜和水果的生长根系一般在地表40---50cm以下，侧根系分布在5到20cm处，侧根一般长30至40cm处，所以将热水管道埋藏在40cm处对植物的生长并不造成影响。

冬季时，管道内循环性流动40到50度的低温热水来加热，并安装自动温控热源生热保护混流器及温控分水器，埋设感温探头，与混流器相连，以便可以人工控制水管水温，从而控制室内及地表的温度。

地热技术是现代农业科技温室供暖技术中一种先进技术，它的优点有，无荫蔽处，不额
外占据土地，提高温室利用效率，不影响生产活动等。

蔬菜大棚冬季供暖方式采用地热技术，从根本上解决寒冷气候制约蔬菜、水果生长的问题。

传统的供暖方式无法提升大棚地表温度，由于生长根部所需的温度不足，蔬菜一会长一会停，甚至进入冬眠，生长的周期被严重影响，植物经常处于生病状态。

该技术将棚内环境营造成夏季状态，稳定合理的地表、棚内温度促进植物健康的生长。

3地热技术在温室供暖应用中需要解决的技术问题
温室大棚在使用地热技术生产反季蔬菜时需要解决下述技术问题。

3.1.果菜类蔬菜生产需较高的土壤温度
地热技术在没有实行前，大棚内部的传统供热方式是，自然光通过棚顶光膜加热棚内温度、再使用火炉、散热器等加热装备进行补充性加热，温室内采用上述方式，阴天气温仅有12℃左右，夜晚更低6℃左右，10到20cm深的土壤温度只有9℃左右。

这样的温度条件，温室内仅能种植一些叶菜类，无法生产一些果菜类蔬菜；此外山区的一些逆温带温室，冬季灌溉水源的温度仅有4℃左右，棚内地表温度在灌溉后大幅下降，也是影响果菜类蔬菜生长的一大问题。

3.2大棚温室内地温不均匀
太阳光并不能完全均匀的照射在温室中，栽培床土壤势必会出现受热不均的情况。

一般情况下，温室大棚南侧散发热量的速度快，
所以地温通常是呈南低北高的不均匀形式分布。

因此必须要采取一定的措施，将温室的地表温度有效提升，使其分布较为均匀，以确保果蔬类蔬菜有一个好的生长环境。

3.3创造各种作物根系需要的适宜地温
《蔬菜作物主要根群深度及温度要求表》上明确说明了各类作物的根系深度不同，对气温及土壤温度的需求也各不相同。

因此大棚内种植的果菜类蔬菜作物生长所需的温度条件只有通过人工创造
才能得到满足。

3.4技术关键要点
地热技术在温室供暖中的应用是一种补充性的供暖方式，温室内的主要热源是太阳辐射，而温室吸收太阳辐射的能力与其结构、材料、朝向以及保温方式等有关。

我们将土壤作为传播热量的媒介，将用来给地表增热的热水管埋入其中。

土壤与一般的工程建设中的传热媒介不同，其导热能力不能简单的套用公式计算，而需将各种作物的生长机能以及土壤的传热性能考虑进去。

对土壤传热性能造成影响的因素主要有土壤导热率、土壤的热容量及土壤的热扩散率等几方面。

3.5技术难点
为作物创造一个适宜的生长环境，是使用地热技术为温室供暖的目的，以期取得更好的经济收益。

然而各种作物所需的温度（气温、地温）、水分及养分等需求各不相同，甚至同一作物在不同时期的需求也不同，必须随时要对温度进行调整。

这也为地热技术在温室
供暖中的运行增加了难度，若使用机器调控温度成本太高，当前只能是人工进行观测调节。

3.6创新性
我国北方一些省市首先将地热技术应用在园艺中，依据该地区的气候特性和土壤、温室结构及栽培技术，研究出日光温室中需补充热量的计算方法及地表温度的调节措施。

将困扰新疆地区多年的冬季地温偏低影响果菜生长的技术难题攻克。

不仅可以在冬季为该地提供新鲜果菜还可以提高农民的经济收益，有助农民奔向小康社会。

4效益分析
推广一向新技术的目的都是为了取得更高的经济收益以及社会
效益，否则该技术就没有推广的必要。

4.1经济效益
经过几年的效益估算，使用地热技术与传统的供热措施（火炉供热）相较，一年的收入便可将铺设热水管道的全部成本收回。

该项目的效益系数（静态下）e为0.96，项目的效益费用比r值为10.29，项目的内部回收率（内部报酬率）为95.8%。

4.2社会效益
温室中使用地热技术进行供暖够，既降低了能源消耗又将供热的效率提升了，将人们的劳动量减轻，劳动强度降低。

也促进了能源的多样化，在燃料稀少的地区，特别是广大农牧区都能得到应用。

地热技术在一些冬季气候严寒的北方地区得到应用后，既能大量
的生产反季果菜类蔬菜和花卉以及水果以满足市场对新鲜蔬菜、瓜果的需求，又能提升农民的收入，从而为农民造就一条园艺致富的道路。

小结
采用地热技术进行地面增温后，温室内将不会出现由于火炉而引起的烟尘弥漫、煤灰充斥的现象，使温室内的空气环境得到很大改良，为温室工作人员营造了一个健康卫生的工作环境，为瓜果、蔬菜提供了一个良好的生长环境。

该技术的应用将温室作物的生长环境彻底改善，也提升了温室吸收太阳光照的能力，为作物的光合作用提供良好条件。

参考文献
[1]蔡龙俊,蔡志红,鲁雅萍;农业温室供热系统的研究和设计[j];能源研究与信息;2010年04期
[2]雷海燕,李惟毅,李兆力;地热温室供热节能技术的研究[j];
河北工业大学学报;2011年06期
[3]王永维;梁喜凤;苗香雯;双层覆盖温室地下蓄热系统保温效
果试验[j];农业机械学报;2011年01期。