設施園藝熱泵技術及應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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仝宇欣，楊其長，程瑞鋒 著

圖書標籤:

• 設施園藝
• 熱泵技術
• 農業工程
• 節能技術
• 溫室栽培
• 環境控製
• 可再生能源
• 暖通空調
• 綠色農業
• 現代農業

齣版社： 中國農業科學技術齣版社

ISBN：9787511628879

版次：1

商品編碼：12061245

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2016-12-01

用紙：膠版紙

頁數：167

字數：150000

正文語種：中文

內容簡介

　　在化石能源瀕臨枯竭、節能減排呼聲日高的形勢下，能源與環境汙染問題已成為當今世界各國麵臨的重大社會問題之一。在我國，隨著設施園藝産業的快速發展，溫室生産對化石能源的依賴所麵臨的考驗也越來越嚴峻。發展“節能、高效、低碳”設施園藝已經成為我國設施農業發展的主題。充分利用現有技術減少能耗、提高能源利用效率、降低溫室氣體排放是當前設施園藝領域研究熱點。因此，應當正確利用和充分發揮熱泵這種高效節能技術的綜閤優勢。隨著熱泵技術的進一步發展，熱泵節能技術必然會在我國設施園藝産業中得到迅速發展。
　　《設施園藝熱泵技術及應用》編寫目的是為瞭讓更多的人瞭解熱泵，並使熱泵技術在設施園藝領域得到有效利用。

內頁插圖

目錄

概論篇
第一章 設施園藝發展及存在的問題
第一節 我國設施園藝發展
第二節 設施園藝所麵臨的問題
第三節 熱泵技術及其節能、減排效果

基礎篇
第二章 熱泵基本知識
第一節 熱泵基本用語
第二節 熱力學基礎
第三節 熱泵發展曆史
第四節 熱泵分類
第五節 熱泵工作原理
第六節 熱力學基本定律
第七節 熱泵理論循環
第三章 蒸氣壓縮式熱泵
第一節 熱泵基本構成
第二節 熱泵的工質
第三節 工質的種類和選擇
第四節 熱泵的低溫熱源
第五節 熱泵驅動能源
第四章 設施園藝用熱泵構成與特點
第一節 熱泵驅動方式
第二節 熱源
第三節 熱供給方式
第四節 蓄熱槽
第五節 利用形式
第六節 空氣源熱泵利用的製約條件及其解決對策
第七節 水源熱泵利用的製約條件
第五章 濕空氣及其狀態變化
第一節 濕空氣的概念及其成分
第二節 濕空氣的狀態及特性
第三節 濕空氣的熱力學特性
第四節 濕空氣狀態參數確定
第五節 焓濕圖及其應用
第六章 設施加溫與降溫負荷計算及熱泵選擇
第一節 設施內溫度管理的必要性
第二節 設施加溫（降溫）負荷的概念
第三節 溫室的熱量平衡
第四節 溫室最大加溫負荷的計算
第五節 降溫負荷
第六節 人工光植物工廠降溫（加溫）負荷計算
第七節 熱泵選擇原則
第七章 設施物理環境及其調控措施
第一節 光照對植物的影響及其調控措施
第二節 溫度對植物的影響及其調控措施
第三節 濕度對植物的影響及其調控措施
第四節 CO2濃度對植物的影響及其調控措施
第五節 通風對植物的影響及其調控措施

應用篇
第八章 空氣源熱泵在設施環境綜閤控製技術中應用
第一節 設施環境綜閤控製意義
第二節 空氣源熱泵在溫室內環境綜閤控製中應用
第三節 熱泵用於鼕季溫室加溫
第四節 熱泵用於溫室夏季夜晚降溫
第五節 熱泵用於溫室夏季夜晚除濕
第六節 熱泵用於溫室白天降溫並進行CO，施肥
第七節 熱泵性能係數的確定
第八節 導入熱泵功率及其颱數的確定
第九章 空氣源熱泵在植物工廠環境控製技術中的應用
第一節 植物工廠能耗分布
第二節 空氣源熱泵用於植物工廠環境控製的優勢
第三節 室內溫度管理
第四節 植物工廠降溫節能措施
第五節 室內濕度管理
第六節 室內風速管理
第十章 熱泵與燃油機協同加溫方法
第一節 加溫方式
第二節 協同加溫優勢
第三節 調控方法
第四節 方法拓展
第十一章 其他熱源熱泵在設施園藝中應用
第一節 水源熱泵
第二節 土壤源熱泵
第三節 太陽能輔助熱泵
參考文獻
圖索引
錶索引

前言/序言

　　在全球化石能源瀕臨枯竭、節能減排呼聲日高的形勢下，能源與環境汙染問題已成為當今世界各國麵臨的重大社會問題之一。在我國.隨著設施園藝産業的快速發展，溫室生産對化石能源的依賴所麵臨的考驗也越來越嚴峻。發展“節能、高效、低碳”設施園藝已經成為我國設施農業發展的主題。充分利用現有技術減少能耗、提高能源利用效率、降低溫室氣體排放是當前設施園藝領域研究熱點。因此，應當正確利用和充分發揮熱泵這種高效節能技術的綜閤優勢。隨著熱泵技術的進一步發展，熱泵節能技術必然會在我國設施園藝産業中得到迅速發展。
　　全書主要分為概論篇、基礎篇和應用篇，論及十一個章節內容。第一章介紹瞭設施園藝發展及其所麵臨的問題，分析瞭熱泵的特點及其節能減排效果。第二章介紹瞭熱泵的基本知識，包括熱泵熱力學基礎，發展曆史，熱泵類型，熱泵理論循環等。第三章重點介紹瞭蒸汽壓縮式熱泵的基本構成、循環工質及其低溫熱源和驅動能源等。第四章簡要介紹瞭設施園藝用熱泵特點，利用的製約條件及其解決對策。第五章概述瞭濕空氣狀態、熱力學特性，介紹瞭濕焓圖及其在設施園藝中的利用。

《綠色動力：現代農業設施溫控新紀元》 引言 隨著全球人口的持續增長和對高質量農産品的需求日益攀升，現代農業正經曆一場深刻的技術變革。其中，設施園藝作為一種集約化、高效化的農業生産模式，在保障糧食安全、提高農産品附加值方麵扮演著舉足輕重的角色。而支撐設施園藝高效運轉的核心要素之一，便是對作物生長環境進行精確、可控的溫度管理。傳統的供暖和製冷方式往往能耗高、效率低，甚至對環境造成二次汙染，難以滿足現代農業對可持續發展和綠色生産的迫切需求。《綠色動力：現代農業設施溫控新紀元》一書，正是應運而生，旨在全麵而深入地探討一種顛覆性的溫控技術——熱泵技術，並展望其在現代設施園藝領域的廣闊應用前景。 本書並非簡單地羅列熱泵設備的性能參數，而是緻力於構建一個完整的知識體係，從熱泵技術的基本原理齣發，層層遞進，直至分析其在不同作物、不同生長階段、不同氣候條件下的具體應用策略。我們力求以科學嚴謹的態度，結閤豐富的實踐案例，為讀者呈現一個清晰、全麵、實用的溫控解決方案。 第一章：設施園藝的溫控挑戰與綠色解決方案的呼喚 本章將首先剖析當前設施園藝在溫控方麵所麵臨的嚴峻挑戰。我們將從自然環境的不可控性（如季節性氣候波動、極端天氣事件）齣發，深入探討傳統供暖（如燃煤鍋爐、電加熱器）和製冷（如蒸發冷卻、空調）方式的弊端。這些弊端不僅體現在高昂的運行成本和巨大的能源消耗上，更在於其對環境造成的負麵影響，例如溫室氣體排放、水資源浪費、土壤鹽堿化等。 同時，本章還將強調作物對溫度的敏感性。不同的作物，甚至同一種作物的不同生長階段，都有其最佳的生長溫度範圍。偏離這一範圍，輕則影響産量和品質，重則導緻作物死亡。因此，實現精準控溫，既是提高作物産量和品質的關鍵，也是降低生産風險、保障農業經濟效益的重要手段。 在闡述完挑戰之後，本章將正式引入“綠色解決方案”的概念，並初步勾勒齣熱泵技術作為一種清潔、高效、可持續的溫控技術，如何契閤這一時代需求。我們將簡要介紹熱泵技術的節能特性和環保優勢，為後續章節深入探討其原理和應用奠定基礎。 第二章：熱泵技術：原理、分類與核心優勢解析 本章將是本書的核心技術解析部分。我們將以通俗易懂的語言，詳細闡述熱泵技術的工作原理。區彆於傳統的能源消耗型設備，熱泵技術是一種能量轉移設備，它並非直接産生熱量或冷量，而是利用少量的電能驅動製冷劑在蒸發器和冷凝器之間進行循環，從低品位熱源（如空氣、水、土壤）中吸取熱量，並將其轉移到高品位熱源（如溫室內部空氣），從而實現供暖；反之，則可以實現製冷。我們將通過圖文並茂的方式，展示製冷循環的各個環節，以及焓-熵圖等專業工具在理解熱泵工作過程中的作用。 接著，我們將對當前主流的熱泵技術進行分類介紹，主要包括： 空氣源熱泵（ASHP）： 分析其工作原理、在不同空氣溫度下的性能錶現、以及其在設施園藝中作為供暖和製冷的通用性。 水源熱泵（WHP）： 探討利用地下水、地錶水等作為熱源或冷源的優勢，以及其對水源條件的依賴性。 地源熱泵（GSHP）： 詳細介紹利用土壤或地下岩石作為熱源或冷源的技術，包括地埋管係統（水平、垂直）的布置方式、土壤熱物性參數的重要性，以及其穩定性高的特點。 其他新型熱泵技術： 簡要介紹如吸收式熱泵、廢水熱泵等，並探討其潛在應用領域。 在本章的最後，我們將係統總結熱泵技術的核心優勢，重點突齣其與傳統溫控方式的根本區彆，包括： 極高的能效比（COP/EER）： 解釋其含義，並說明為何能效比是衡量熱泵效率的關鍵指標。 顯著的節能減排效果： 量化其在降低能源消耗和減少碳排放方麵的貢獻。 環保性： 強調其使用清潔能源，減少對化石燃料的依賴，以及對環境的友好性。 多功能性： 指齣其既可供暖又可製冷，實現一年四季的溫控需求。 運行穩定性與安全性： 介紹其運行過程中相對穩定，且避免瞭傳統燃燒方式帶來的安全隱患。 第三章：熱泵技術在設施園藝中的關鍵應用場景解析 本章將深入探討熱泵技術在設施園藝不同應用場景下的具體實踐。我們將根據作物的種類、種植模式以及地理氣候條件，細化其應用策略。 蔬菜溫室的精確控溫： 育苗期： 針對幼苗對溫度的敏感性，介紹如何通過熱泵技術提供恒定的、適宜的溫度，加速齣苗，提高成活率。 生長季： 分析不同蔬菜（如番茄、黃瓜、葉菜類）在不同生長階段的最適溫度，以及熱泵技術如何通過精細調節，優化光閤作用，提高産量和品質。 越鼕栽培： 重點介紹在寒冷季節，空氣源或地源熱泵如何提供持續穩定的熱量，保證蔬菜的正常生長，實現反季節生産。 果樹和花卉的周年生産： 促花、保花、壯果： 探討熱泵技術如何通過控製溫度和濕度，調節果樹的生長周期，實現反季節開花、結果，提高産量和商品價值。 花卉品種的特殊需求： 針對觀賞性花卉對溫度、光照、濕度的精細化要求，分析熱泵技術如何滿足其個性化生長條件。 藥用植物和珍稀作物的仿生栽培： 模擬特定生長環境： 介紹熱泵技術如何為一些對環境要求極高的藥用植物或珍稀作物，如人參、靈芝、稀有蘭花等，提供高度仿生化的生長環境，提高藥用成分含量或培育質量。 智能化溫室的溫控集成： 與物聯網、傳感器技術的結閤： 探討熱泵係統如何與環境傳感器、自動化控製係統、物聯網平颱等深度融閤，實現溫室環境的智能監測、數據分析和遠程控製，進一步提升溫控的精準度和效率。 在本章中，我們不僅會介紹應用，還會通過大量的案例分析，展示熱泵技術在實際應用中取得的成效，包括能源消耗的降低、生産成本的節約、作物産量和品質的提升，以及環境效益的改善。 第四章：熱泵係統選型、設計與安裝的關鍵考量 本章將從實踐操作層麵，為讀者提供熱泵係統在設施園藝中選型、設計和安裝的實用指導。 負荷計算： 詳細闡述設施園藝溫室的負荷計算方法，包括傳熱損失（圍護結構、通風）、太陽輻射得熱、作物蒸騰散熱等因素，以及如何根據作物種類、地理位置、溫室結構等確定所需的熱量和冷量。 熱泵機組選型： 容量選擇： 如何根據計算齣的負荷，選擇閤適的機組容量，避免過大或過小帶來的問題。 機組類型選擇： 根據水源、地質條件、預算等因素，選擇最適閤的空氣源、水源或地源熱泵機組。 品牌與性能考量： 介紹選擇知名品牌、關注能效比（COP/EER）、製熱/製冷能力、運行噪音、使用壽命等關鍵性能指標。 配套設備選型與匹配： 末端設備： 如風機盤管、空氣加熱/冷卻箱、地暖盤管等，如何根據熱泵機組的齣水溫度和流量，選擇閤適的末端設備，以達到最佳的換熱效果。 水泵、閥門、管路係統： 強調係統管路的閤理設計、保溫措施以及水泵的選型，以保證係統運行的穩定性和效率。 控製係統： 介紹溫控器、PLC、變頻控製等，以及如何實現精準的溫度、濕度和新風控製。 安裝要點與注意事項： 室外機/換熱器安裝： 詳細說明空氣源熱泵室外機的安裝位置、防風雨措施；地源熱泵埋管的深度、間距、迴填土要求；水源熱泵取水、排水的設計。 室內機/管路連接： 強調管路的密封性、保溫性、以及室內機的位置選擇，以保證空氣流通和換熱效率。 電氣連接與安全： 明確電氣接綫規範、接地保護、過載保護等安全要求。 係統調試與驗收： 介紹係統初步運行檢查、參數設定、性能測試等關鍵步驟。 第五章：熱泵係統運行維護與節能優化策略 再先進的技術，也需要科學的運行和精心的維護纔能發揮其最大效能。《綠色動力：現代農業設施溫控新紀元》的第五章將重點關注熱泵係統的長期高效運行。 日常運行管理： 參數設定與調整： 如何根據作物生長需求、外界氣候變化，閤理設定溫度、濕度、晝夜溫差等參數。 運行模式選擇： 介紹不同運行模式（如製熱優先、製冷優先、節能模式）的適用場景。 定期檢查： 列舉日常檢查清單，包括水泵運行、壓力指示、溫度顯示、製冷劑泄漏等，及時發現潛在問題。 定期維護保養： 空氣源熱泵： 清潔室外機翅片、檢查風機運行、清潔空氣過濾器。 水源/地源熱泵： 清潔換熱器、檢查水質、檢查水泵運行狀況、定期對地埋管係統進行壓力測試。 係統清洗與除垢： 強調定期清洗冷凝器、蒸發器等換熱部件，防止結垢影響換熱效率。 製冷劑補充與檢漏： 在專業人員指導下，進行製冷劑的檢查和補充，防止泄漏。 節能優化策略： 與智能控製係統聯動： 進一步優化溫度控製策略，避免過度製熱或製冷。 結閤自然通風與遮陽： 在適宜的時段，充分利用自然通風和遮陽係統，減少熱泵的運行負荷。 餘熱迴收利用： 探討將熱泵在製冷過程中産生的餘熱用於其他用途（如溫室灌溉用水預熱），實現能源的梯級利用。 變頻技術應用： 強調變頻熱泵能夠根據實際負荷需求，自動調節運行功率，大幅提升節能效果。 定期性能評估： 記錄運行數據，定期評估係統的能效比，及時發現並糾正效率下降的問題。 第六章：案例分析：熱泵技術在不同地區設施園藝中的成功實踐 本章將精選來自不同氣候條件、不同作物類型的成功案例，為讀者提供直觀、可藉鑒的實踐經驗。每個案例都將圍繞以下幾個方麵展開： 項目背景： 介紹設施園藝的類型、作物種類、地理位置、氣候特點。 麵臨的溫控挑戰： 詳細描述在引入熱泵技術之前，所遇到的具體問題。 選用的熱泵技術及係統配置： 說明選擇何種熱泵類型，以及具體的機組容量、末端設備、控製係統等。 實施過程與關鍵技術難點： 記錄項目實施過程中的一些創新點或遇到的技術挑戰。 運行效果評估： 經濟效益： 能源消耗對比、運行成本節約、産量/品質提升帶來的經濟收益。 環境效益： 碳排放減少、水資源節約等。 社會效益： 提高農業生産的穩定性、保障農産品供應等。 經驗總結與推廣建議： 從案例中提煉齣可推廣的經驗和建議。 通過這些生動的案例，本書將證明熱泵技術並非理論上的理想方案，而是切實可行、能夠為設施園藝帶來顯著效益的現實技術。 第七章：展望：熱泵技術在未來設施園藝發展中的前沿探索 在對現有技術和應用進行深入分析後，本章將著眼未來，展望熱泵技術在設施園藝發展中的前沿探索和發展趨勢。 更高效、更智能的熱泵技術： 探討新型製冷劑、更高能效比的壓縮機、智能化的控製算法等最新技術進展。 與可再生能源的深度融閤： 光伏+熱泵： 結閤太陽能光伏發電，為熱泵係統提供綠色電力，實現能源的自給自足。 儲能技術： 探討蓄熱/蓄冷技術的應用，以平滑電網負荷，提高能源利用效率。 智慧農業與大數據應用： 論述熱泵係統如何成為智慧農業大數據平颱的重要組成部分，通過數據分析優化種植決策和能源管理。 模塊化、集成化解決方案： 預測未來熱泵係統將趨嚮於模塊化、集成化，便於快速部署和個性化定製。 政策驅動與市場前景： 分析國傢及地方政府在鼓勵發展清潔能源和綠色農業方麵的政策導嚮，以及熱泵技術在設施園藝領域的廣闊市場前景。 結語 《綠色動力：現代農業設施溫控新紀元》不僅僅是一本技術手冊，更是一份對未來農業發展模式的深度思考。我們堅信，隨著熱泵技術的不斷成熟和廣泛應用，設施園藝將迎來一個更加高效、綠色、可持續的嶄新時代。本書的齣版，正是希望能夠為從事設施園藝生産、規劃、設計、研究的專業人士，以及對現代農業技術感興趣的讀者，提供一份寶貴的參考，共同推動中國乃至全球農業的現代化進程。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計著實吸引人，那種藍綠交織的色調，隱約透著一絲科技感和自然的和諧，讓人對裏麵的內容充滿好奇。我本來是抱著對“設施園藝”這個主題的廣泛興趣來翻閱的，特彆是想看看關於自動化控製和環境調控的前沿技術。然而，當我深入閱讀後，發現這本書的側重點似乎更集中於一個非常具體的領域——熱泵技術。它詳細闡述瞭熱泵在提升能效和環境控製方麵的原理，從熱力學基礎到不同類型熱泵的結構解析，內容紮實，理論深度足夠。對於那些對園藝領域本身的發展趨勢，比如新型栽培模式、病蟲害綠色防控策略，或者市場營銷和産業化運作方麵有興趣的讀者來說，這本書可能不會提供他們期待的廣闊視野。它更像是一本為專業工程師或深度研究人員準備的技術手冊，詳細到每一個部件的選型和係統的集成，對於我這種希望瞭解宏觀行業動態的普通園藝愛好者來說，技術細節的堆砌稍顯晦澀，有些部分讀起來需要反復琢磨纔能跟上作者的思路。它無疑在某個特定技術點上做到瞭極緻，但對於構建一個全麵的園藝技術知識體係來說，缺少瞭其他關鍵維度的支撐。

評分☆☆☆☆☆

從目錄結構來看，本書的邏輯推進是清晰的，章節之間銜接緊密，圍繞著“熱泵”這個核心技術點展開瞭層層遞進的探討。特彆是關於係統集成和能耗分析的章節，展示瞭作者在實際工程項目中的豐富經驗。然而，對於設施園藝領域近年來的其他熱點技術，例如物聯網（IoT）在環境監測中的應用、精準營養液配方的智能調控，或者光照光譜調控技術，書中提及甚少，或者僅僅是作為背景知識被一筆帶過。我原以為一本名為“設施園藝”的技術應用書籍，會涵蓋一個現代智慧溫室所必需的多元化技術棧。這本書的命名和內容之間存在一定的“名不副實”感，它更像是一本《設施園藝熱泵係統設計與優化指南》，而不是一個涵蓋領域廣泛的技術概覽。對於希望瞭解當前設施園藝技術全貌的讀者來說，這本書提供的視角過於單一，可能需要搭配閱讀其他書籍來補足那些未被覆蓋的領域。

評分☆☆☆☆☆

這本書的價值在於它對某一特定能源利用技術的深入挖掘，對於想要在現有設施園藝係統基礎上，重點提升供暖和製冷能效的工程技術人員來說，絕對是一本寶貴的工具書。它詳細拆解瞭如何根據不同氣候區和不同作物需求，定製和優化熱泵解決方案。但從園藝生産管理的角度來看，它提供的信息是有限的。例如，書中對於“熱泵係統引入後的運營成本結構變化”的分析非常透徹，但對於“熱泵係統對作物産量和品質的長期、細微影響”的探討卻略顯單薄。我希望能看到更多關於能源使用效率與最終農産品經濟效益掛鈎的實證研究。畢竟，在農業生産中，技術的先進性必須最終轉化為經濟上的可持續性。這本書似乎更偏嚮於“工程可行性”的論證，而在“經濟效益最大化”和“農業可持續發展”的綜閤考量上，留下瞭可供進一步拓展的空間。

評分☆☆☆☆☆

這本書的行文風格非常嚴謹，學術氣息濃厚，大量引用瞭最新的研究數據和標準規範，這無疑保證瞭其內容的權威性和前沿性。我本期待能看到一些基於實際案例的、生動有趣的應用故事，比如某個溫室通過引進新技術後，産量翻瞭多少倍，或者某個地區如何利用地熱資源成功實現瞭反季節蔬菜生産的喜悅和挑戰。但這本書似乎更傾嚮於用公式、圖錶和實驗數據來支撐論點，對於缺乏相關工程背景的讀者來說，閱讀體驗略顯單調。比如在討論到土壤熱力學性質對熱泵效率的影響時，作者深入剖析瞭土壤導熱係數的計算模型，這部分內容對於設計人員至關重要，但對於我這種關注“如何種好菜”的讀者來說，顯得有些“跑偏”瞭。我更希望看到一些關於作物生理響應與環境參數匹配的討論，畢竟技術手段的最終目的是服務於作物的健康生長和品質提升，這本書似乎把重點放在瞭“技術實現”的層麵，而“園藝目標”的描述相對薄弱。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和插圖質量非常高，很多復雜的係統流程圖和熱力學循環圖都繪製得精準且易於理解，這在技術書籍中是難能可貴的。但即便如此，閱讀過程中我還是感到瞭一種強烈的技術壁壘。作者在介紹特定熱泵機組的運行機製時，大量使用瞭行業內非常專用的術語，有些甚至沒有提供詳盡的解釋或腳注，這使得非專業人士在理解某些關鍵概念時會感到吃力。比如，關於“變頻驅動”和“多級壓縮循環”的描述，雖然技術上無可指摘，但如果能結閤一個具體的、可量化的園藝應用場景進行“情景模擬”，比如“在鼕季寒冷地區，采用此循環如何保證草莓生長期的穩定溫度”，讀者的代入感會更強。這本書在理論深度上毋庸置疑，但在“知識的普及性”和“跨學科交流”方麵，做得還不夠充分，更像是一本麵嚮同行交流的內部資料，而非麵嚮更廣闊讀者的技術普及讀物。