设施园艺热泵技术及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

仝宇欣，杨其长，程瑞锋 著

图书标签:

• 设施园艺
• 热泵技术
• 农业工程
• 节能技术
• 温室栽培
• 环境控制
• 可再生能源
• 暖通空调
• 绿色农业
• 现代农业

出版社： 中国农业科学技术出版社

ISBN：9787511628879

版次：1

商品编码：12061245

包装：平装

开本：16开

出版时间：2016-12-01

用纸：胶版纸

页数：167

字数：150000

正文语种：中文

内容简介

　　在化石能源濒临枯竭、节能减排呼声日高的形势下，能源与环境污染问题已成为当今世界各国面临的重大社会问题之一。在我国，随着设施园艺产业的快速发展，温室生产对化石能源的依赖所面临的考验也越来越严峻。发展“节能、高效、低碳”设施园艺已经成为我国设施农业发展的主题。充分利用现有技术减少能耗、提高能源利用效率、降低温室气体排放是当前设施园艺领域研究热点。因此，应当正确利用和充分发挥热泵这种高效节能技术的综合优势。随着热泵技术的进一步发展，热泵节能技术必然会在我国设施园艺产业中得到迅速发展。
　　《设施园艺热泵技术及应用》编写目的是为了让更多的人了解热泵，并使热泵技术在设施园艺领域得到有效利用。

内页插图

目录

概论篇
第一章 设施园艺发展及存在的问题
第一节 我国设施园艺发展
第二节 设施园艺所面临的问题
第三节 热泵技术及其节能、减排效果

基础篇
第二章 热泵基本知识
第一节 热泵基本用语
第二节 热力学基础
第三节 热泵发展历史
第四节 热泵分类
第五节 热泵工作原理
第六节 热力学基本定律
第七节 热泵理论循环
第三章 蒸气压缩式热泵
第一节 热泵基本构成
第二节 热泵的工质
第三节 工质的种类和选择
第四节 热泵的低温热源
第五节 热泵驱动能源
第四章 设施园艺用热泵构成与特点
第一节 热泵驱动方式
第二节 热源
第三节 热供给方式
第四节 蓄热槽
第五节 利用形式
第六节 空气源热泵利用的制约条件及其解决对策
第七节 水源热泵利用的制约条件
第五章 湿空气及其状态变化
第一节 湿空气的概念及其成分
第二节 湿空气的状态及特性
第三节 湿空气的热力学特性
第四节 湿空气状态参数确定
第五节 焓湿图及其应用
第六章 设施加温与降温负荷计算及热泵选择
第一节 设施内温度管理的必要性
第二节 设施加温（降温）负荷的概念
第三节 温室的热量平衡
第四节 温室最大加温负荷的计算
第五节 降温负荷
第六节 人工光植物工厂降温（加温）负荷计算
第七节 热泵选择原则
第七章 设施物理环境及其调控措施
第一节 光照对植物的影响及其调控措施
第二节 温度对植物的影响及其调控措施
第三节 湿度对植物的影响及其调控措施
第四节 CO2浓度对植物的影响及其调控措施
第五节 通风对植物的影响及其调控措施

应用篇
第八章 空气源热泵在设施环境综合控制技术中应用
第一节 设施环境综合控制意义
第二节 空气源热泵在温室内环境综合控制中应用
第三节 热泵用于冬季温室加温
第四节 热泵用于温室夏季夜晚降温
第五节 热泵用于温室夏季夜晚除湿
第六节 热泵用于温室白天降温并进行CO，施肥
第七节 热泵性能系数的确定
第八节 导入热泵功率及其台数的确定
第九章 空气源热泵在植物工厂环境控制技术中的应用
第一节 植物工厂能耗分布
第二节 空气源热泵用于植物工厂环境控制的优势
第三节 室内温度管理
第四节 植物工厂降温节能措施
第五节 室内湿度管理
第六节 室内风速管理
第十章 热泵与燃油机协同加温方法
第一节 加温方式
第二节 协同加温优势
第三节 调控方法
第四节 方法拓展
第十一章 其他热源热泵在设施园艺中应用
第一节 水源热泵
第二节 土壤源热泵
第三节 太阳能辅助热泵
参考文献
图索引
表索引

前言/序言

　　在全球化石能源濒临枯竭、节能减排呼声日高的形势下，能源与环境污染问题已成为当今世界各国面临的重大社会问题之一。在我国.随着设施园艺产业的快速发展，温室生产对化石能源的依赖所面临的考验也越来越严峻。发展“节能、高效、低碳”设施园艺已经成为我国设施农业发展的主题。充分利用现有技术减少能耗、提高能源利用效率、降低温室气体排放是当前设施园艺领域研究热点。因此，应当正确利用和充分发挥热泵这种高效节能技术的综合优势。随着热泵技术的进一步发展，热泵节能技术必然会在我国设施园艺产业中得到迅速发展。
　　全书主要分为概论篇、基础篇和应用篇，论及十一个章节内容。第一章介绍了设施园艺发展及其所面临的问题，分析了热泵的特点及其节能减排效果。第二章介绍了热泵的基本知识，包括热泵热力学基础，发展历史，热泵类型，热泵理论循环等。第三章重点介绍了蒸汽压缩式热泵的基本构成、循环工质及其低温热源和驱动能源等。第四章简要介绍了设施园艺用热泵特点，利用的制约条件及其解决对策。第五章概述了湿空气状态、热力学特性，介绍了湿焓图及其在设施园艺中的利用。

《绿色动力：现代农业设施温控新纪元》 引言 随着全球人口的持续增长和对高质量农产品的需求日益攀升，现代农业正经历一场深刻的技术变革。其中，设施园艺作为一种集约化、高效化的农业生产模式，在保障粮食安全、提高农产品附加值方面扮演着举足轻重的角色。而支撑设施园艺高效运转的核心要素之一，便是对作物生长环境进行精确、可控的温度管理。传统的供暖和制冷方式往往能耗高、效率低，甚至对环境造成二次污染，难以满足现代农业对可持续发展和绿色生产的迫切需求。《绿色动力：现代农业设施温控新纪元》一书，正是应运而生，旨在全面而深入地探讨一种颠覆性的温控技术——热泵技术，并展望其在现代设施园艺领域的广阔应用前景。 本书并非简单地罗列热泵设备的性能参数，而是致力于构建一个完整的知识体系，从热泵技术的基本原理出发，层层递进，直至分析其在不同作物、不同生长阶段、不同气候条件下的具体应用策略。我们力求以科学严谨的态度，结合丰富的实践案例，为读者呈现一个清晰、全面、实用的温控解决方案。 第一章：设施园艺的温控挑战与绿色解决方案的呼唤 本章将首先剖析当前设施园艺在温控方面所面临的严峻挑战。我们将从自然环境的不可控性（如季节性气候波动、极端天气事件）出发，深入探讨传统供暖（如燃煤锅炉、电加热器）和制冷（如蒸发冷却、空调）方式的弊端。这些弊端不仅体现在高昂的运行成本和巨大的能源消耗上，更在于其对环境造成的负面影响，例如温室气体排放、水资源浪费、土壤盐碱化等。 同时，本章还将强调作物对温度的敏感性。不同的作物，甚至同一种作物的不同生长阶段，都有其最佳的生长温度范围。偏离这一范围，轻则影响产量和品质，重则导致作物死亡。因此，实现精准控温，既是提高作物产量和品质的关键，也是降低生产风险、保障农业经济效益的重要手段。 在阐述完挑战之后，本章将正式引入“绿色解决方案”的概念，并初步勾勒出热泵技术作为一种清洁、高效、可持续的温控技术，如何契合这一时代需求。我们将简要介绍热泵技术的节能特性和环保优势，为后续章节深入探讨其原理和应用奠定基础。 第二章：热泵技术：原理、分类与核心优势解析 本章将是本书的核心技术解析部分。我们将以通俗易懂的语言，详细阐述热泵技术的工作原理。区别于传统的能源消耗型设备，热泵技术是一种能量转移设备，它并非直接产生热量或冷量，而是利用少量的电能驱动制冷剂在蒸发器和冷凝器之间进行循环，从低品位热源（如空气、水、土壤）中吸取热量，并将其转移到高品位热源（如温室内部空气），从而实现供暖；反之，则可以实现制冷。我们将通过图文并茂的方式，展示制冷循环的各个环节，以及焓-熵图等专业工具在理解热泵工作过程中的作用。 接着，我们将对当前主流的热泵技术进行分类介绍，主要包括： 空气源热泵（ASHP）： 分析其工作原理、在不同空气温度下的性能表现、以及其在设施园艺中作为供暖和制冷的通用性。 水源热泵（WHP）： 探讨利用地下水、地表水等作为热源或冷源的优势，以及其对水源条件的依赖性。 地源热泵（GSHP）： 详细介绍利用土壤或地下岩石作为热源或冷源的技术，包括地埋管系统（水平、垂直）的布置方式、土壤热物性参数的重要性，以及其稳定性高的特点。 其他新型热泵技术： 简要介绍如吸收式热泵、废水热泵等，并探讨其潜在应用领域。 在本章的最后，我们将系统总结热泵技术的核心优势，重点突出其与传统温控方式的根本区别，包括： 极高的能效比（COP/EER）： 解释其含义，并说明为何能效比是衡量热泵效率的关键指标。 显著的节能减排效果： 量化其在降低能源消耗和减少碳排放方面的贡献。 环保性： 强调其使用清洁能源，减少对化石燃料的依赖，以及对环境的友好性。 多功能性： 指出其既可供暖又可制冷，实现一年四季的温控需求。 运行稳定性与安全性： 介绍其运行过程中相对稳定，且避免了传统燃烧方式带来的安全隐患。 第三章：热泵技术在设施园艺中的关键应用场景解析 本章将深入探讨热泵技术在设施园艺不同应用场景下的具体实践。我们将根据作物的种类、种植模式以及地理气候条件，细化其应用策略。 蔬菜温室的精确控温： 育苗期： 针对幼苗对温度的敏感性，介绍如何通过热泵技术提供恒定的、适宜的温度，加速出苗，提高成活率。 生长季： 分析不同蔬菜（如番茄、黄瓜、叶菜类）在不同生长阶段的最适温度，以及热泵技术如何通过精细调节，优化光合作用，提高产量和品质。 越冬栽培： 重点介绍在寒冷季节，空气源或地源热泵如何提供持续稳定的热量，保证蔬菜的正常生长，实现反季节生产。 果树和花卉的周年生产： 促花、保花、壮果： 探讨热泵技术如何通过控制温度和湿度，调节果树的生长周期，实现反季节开花、结果，提高产量和商品价值。 花卉品种的特殊需求： 针对观赏性花卉对温度、光照、湿度的精细化要求，分析热泵技术如何满足其个性化生长条件。 药用植物和珍稀作物的仿生栽培： 模拟特定生长环境： 介绍热泵技术如何为一些对环境要求极高的药用植物或珍稀作物，如人参、灵芝、稀有兰花等，提供高度仿生化的生长环境，提高药用成分含量或培育质量。 智能化温室的温控集成： 与物联网、传感器技术的结合： 探讨热泵系统如何与环境传感器、自动化控制系统、物联网平台等深度融合，实现温室环境的智能监测、数据分析和远程控制，进一步提升温控的精准度和效率。 在本章中，我们不仅会介绍应用，还会通过大量的案例分析，展示热泵技术在实际应用中取得的成效，包括能源消耗的降低、生产成本的节约、作物产量和品质的提升，以及环境效益的改善。 第四章：热泵系统选型、设计与安装的关键考量 本章将从实践操作层面，为读者提供热泵系统在设施园艺中选型、设计和安装的实用指导。 负荷计算： 详细阐述设施园艺温室的负荷计算方法，包括传热损失（围护结构、通风）、太阳辐射得热、作物蒸腾散热等因素，以及如何根据作物种类、地理位置、温室结构等确定所需的热量和冷量。 热泵机组选型： 容量选择： 如何根据计算出的负荷，选择合适的机组容量，避免过大或过小带来的问题。 机组类型选择： 根据水源、地质条件、预算等因素，选择最适合的空气源、水源或地源热泵机组。 品牌与性能考量： 介绍选择知名品牌、关注能效比（COP/EER）、制热/制冷能力、运行噪音、使用寿命等关键性能指标。 配套设备选型与匹配： 末端设备： 如风机盘管、空气加热/冷却箱、地暖盘管等，如何根据热泵机组的出水温度和流量，选择合适的末端设备，以达到最佳的换热效果。 水泵、阀门、管路系统： 强调系统管路的合理设计、保温措施以及水泵的选型，以保证系统运行的稳定性和效率。 控制系统： 介绍温控器、PLC、变频控制等，以及如何实现精准的温度、湿度和新风控制。 安装要点与注意事项： 室外机/换热器安装： 详细说明空气源热泵室外机的安装位置、防风雨措施；地源热泵埋管的深度、间距、回填土要求；水源热泵取水、排水的设计。 室内机/管路连接： 强调管路的密封性、保温性、以及室内机的位置选择，以保证空气流通和换热效率。 电气连接与安全： 明确电气接线规范、接地保护、过载保护等安全要求。 系统调试与验收： 介绍系统初步运行检查、参数设定、性能测试等关键步骤。 第五章：热泵系统运行维护与节能优化策略 再先进的技术，也需要科学的运行和精心的维护才能发挥其最大效能。《绿色动力：现代农业设施温控新纪元》的第五章将重点关注热泵系统的长期高效运行。 日常运行管理： 参数设定与调整： 如何根据作物生长需求、外界气候变化，合理设定温度、湿度、昼夜温差等参数。 运行模式选择： 介绍不同运行模式（如制热优先、制冷优先、节能模式）的适用场景。 定期检查： 列举日常检查清单，包括水泵运行、压力指示、温度显示、制冷剂泄漏等，及时发现潜在问题。 定期维护保养： 空气源热泵： 清洁室外机翅片、检查风机运行、清洁空气过滤器。 水源/地源热泵： 清洁换热器、检查水质、检查水泵运行状况、定期对地埋管系统进行压力测试。 系统清洗与除垢： 强调定期清洗冷凝器、蒸发器等换热部件，防止结垢影响换热效率。 制冷剂补充与检漏： 在专业人员指导下，进行制冷剂的检查和补充，防止泄漏。 节能优化策略： 与智能控制系统联动： 进一步优化温度控制策略，避免过度制热或制冷。 结合自然通风与遮阳： 在适宜的时段，充分利用自然通风和遮阳系统，减少热泵的运行负荷。 余热回收利用： 探讨将热泵在制冷过程中产生的余热用于其他用途（如温室灌溉用水预热），实现能源的梯级利用。 变频技术应用： 强调变频热泵能够根据实际负荷需求，自动调节运行功率，大幅提升节能效果。 定期性能评估： 记录运行数据，定期评估系统的能效比，及时发现并纠正效率下降的问题。 第六章：案例分析：热泵技术在不同地区设施园艺中的成功实践 本章将精选来自不同气候条件、不同作物类型的成功案例，为读者提供直观、可借鉴的实践经验。每个案例都将围绕以下几个方面展开： 项目背景： 介绍设施园艺的类型、作物种类、地理位置、气候特点。 面临的温控挑战： 详细描述在引入热泵技术之前，所遇到的具体问题。 选用的热泵技术及系统配置： 说明选择何种热泵类型，以及具体的机组容量、末端设备、控制系统等。 实施过程与关键技术难点： 记录项目实施过程中的一些创新点或遇到的技术挑战。 运行效果评估： 经济效益： 能源消耗对比、运行成本节约、产量/品质提升带来的经济收益。 环境效益： 碳排放减少、水资源节约等。 社会效益： 提高农业生产的稳定性、保障农产品供应等。 经验总结与推广建议： 从案例中提炼出可推广的经验和建议。 通过这些生动的案例，本书将证明热泵技术并非理论上的理想方案，而是切实可行、能够为设施园艺带来显著效益的现实技术。 第七章：展望：热泵技术在未来设施园艺发展中的前沿探索 在对现有技术和应用进行深入分析后，本章将着眼未来，展望热泵技术在设施园艺发展中的前沿探索和发展趋势。 更高效、更智能的热泵技术： 探讨新型制冷剂、更高能效比的压缩机、智能化的控制算法等最新技术进展。 与可再生能源的深度融合： 光伏+热泵： 结合太阳能光伏发电，为热泵系统提供绿色电力，实现能源的自给自足。 储能技术： 探讨蓄热/蓄冷技术的应用，以平滑电网负荷，提高能源利用效率。 智慧农业与大数据应用： 论述热泵系统如何成为智慧农业大数据平台的重要组成部分，通过数据分析优化种植决策和能源管理。 模块化、集成化解决方案： 预测未来热泵系统将趋向于模块化、集成化，便于快速部署和个性化定制。 政策驱动与市场前景： 分析国家及地方政府在鼓励发展清洁能源和绿色农业方面的政策导向，以及热泵技术在设施园艺领域的广阔市场前景。 结语 《绿色动力：现代农业设施温控新纪元》不仅仅是一本技术手册，更是一份对未来农业发展模式的深度思考。我们坚信，随着热泵技术的不断成熟和广泛应用，设施园艺将迎来一个更加高效、绿色、可持续的崭新时代。本书的出版，正是希望能够为从事设施园艺生产、规划、设计、研究的专业人士，以及对现代农业技术感兴趣的读者，提供一份宝贵的参考，共同推动中国乃至全球农业的现代化进程。

评分☆☆☆☆☆

从目录结构来看，本书的逻辑推进是清晰的，章节之间衔接紧密，围绕着“热泵”这个核心技术点展开了层层递进的探讨。特别是关于系统集成和能耗分析的章节，展示了作者在实际工程项目中的丰富经验。然而，对于设施园艺领域近年来的其他热点技术，例如物联网（IoT）在环境监测中的应用、精准营养液配方的智能调控，或者光照光谱调控技术，书中提及甚少，或者仅仅是作为背景知识被一笔带过。我原以为一本名为“设施园艺”的技术应用书籍，会涵盖一个现代智慧温室所必需的多元化技术栈。这本书的命名和内容之间存在一定的“名不副实”感，它更像是一本《设施园艺热泵系统设计与优化指南》，而不是一个涵盖领域广泛的技术概览。对于希望了解当前设施园艺技术全貌的读者来说，这本书提供的视角过于单一，可能需要搭配阅读其他书籍来补足那些未被覆盖的领域。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值在于它对某一特定能源利用技术的深入挖掘，对于想要在现有设施园艺系统基础上，重点提升供暖和制冷能效的工程技术人员来说，绝对是一本宝贵的工具书。它详细拆解了如何根据不同气候区和不同作物需求，定制和优化热泵解决方案。但从园艺生产管理的角度来看，它提供的信息是有限的。例如，书中对于“热泵系统引入后的运营成本结构变化”的分析非常透彻，但对于“热泵系统对作物产量和品质的长期、细微影响”的探讨却略显单薄。我希望能看到更多关于能源使用效率与最终农产品经济效益挂钩的实证研究。毕竟，在农业生产中，技术的先进性必须最终转化为经济上的可持续性。这本书似乎更偏向于“工程可行性”的论证，而在“经济效益最大化”和“农业可持续发展”的综合考量上，留下了可供进一步拓展的空间。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计着实吸引人，那种蓝绿交织的色调，隐约透着一丝科技感和自然的和谐，让人对里面的内容充满好奇。我本来是抱着对“设施园艺”这个主题的广泛兴趣来翻阅的，特别是想看看关于自动化控制和环境调控的前沿技术。然而，当我深入阅读后，发现这本书的侧重点似乎更集中于一个非常具体的领域——热泵技术。它详细阐述了热泵在提升能效和环境控制方面的原理，从热力学基础到不同类型热泵的结构解析，内容扎实，理论深度足够。对于那些对园艺领域本身的发展趋势，比如新型栽培模式、病虫害绿色防控策略，或者市场营销和产业化运作方面有兴趣的读者来说，这本书可能不会提供他们期待的广阔视野。它更像是一本为专业工程师或深度研究人员准备的技术手册，详细到每一个部件的选型和系统的集成，对于我这种希望了解宏观行业动态的普通园艺爱好者来说，技术细节的堆砌稍显晦涩，有些部分读起来需要反复琢磨才能跟上作者的思路。它无疑在某个特定技术点上做到了极致，但对于构建一个全面的园艺技术知识体系来说，缺少了其他关键维度的支撑。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和插图质量非常高，很多复杂的系统流程图和热力学循环图都绘制得精准且易于理解，这在技术书籍中是难能可贵的。但即便如此，阅读过程中我还是感到了一种强烈的技术壁垒。作者在介绍特定热泵机组的运行机制时，大量使用了行业内非常专用的术语，有些甚至没有提供详尽的解释或脚注，这使得非专业人士在理解某些关键概念时会感到吃力。比如，关于“变频驱动”和“多级压缩循环”的描述，虽然技术上无可指摘，但如果能结合一个具体的、可量化的园艺应用场景进行“情景模拟”，比如“在冬季寒冷地区，采用此循环如何保证草莓生长期的稳定温度”，读者的代入感会更强。这本书在理论深度上毋庸置疑，但在“知识的普及性”和“跨学科交流”方面，做得还不够充分，更像是一本面向同行交流的内部资料，而非面向更广阔读者的技术普及读物。

评分☆☆☆☆☆

这本书的行文风格非常严谨，学术气息浓厚，大量引用了最新的研究数据和标准规范，这无疑保证了其内容的权威性和前沿性。我本期待能看到一些基于实际案例的、生动有趣的应用故事，比如某个温室通过引进新技术后，产量翻了多少倍，或者某个地区如何利用地热资源成功实现了反季节蔬菜生产的喜悦和挑战。但这本书似乎更倾向于用公式、图表和实验数据来支撑论点，对于缺乏相关工程背景的读者来说，阅读体验略显单调。比如在讨论到土壤热力学性质对热泵效率的影响时，作者深入剖析了土壤导热系数的计算模型，这部分内容对于设计人员至关重要，但对于我这种关注“如何种好菜”的读者来说，显得有些“跑偏”了。我更希望看到一些关于作物生理响应与环境参数匹配的讨论，毕竟技术手段的最终目的是服务于作物的健康生长和品质提升，这本书似乎把重点放在了“技术实现”的层面，而“园艺目标”的描述相对薄弱。