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日光溫室以太陽能為主要能源，可為作物提供適宜生長的小氣候環境，但室內熱環境受天氣影響較大。在北方冬季日光溫室依然存在夜晚或陰雨雪時室內氣溫、地溫偏低問題，致使作物生長遲緩，甚至出現冷凍冷害現象，嚴重影響蔬菜品質和產量。為保證作物全天候處于適宜生長的熱環境狀態下，必須配備加溫設備或系統，傳統加溫方式均耗費大量的不可再生的化石燃料，并造成大量溫室氣體的排放。因此，尋求環保節能高效的加溫方式勢在必行。

空氣源熱泵吸收空氣中的低能熱量，經過中間介質的熱交換，并壓縮成高溫氣體，通過管道循環系統實現加熱，節能、環保、安全，得到大力推廣和使用。但同時存在機組在冬季運行時制熱效率不理想的問題，尤其在我國北方冬季較寒冷或室外空氣較潮濕的地區。

研究發現當環境溫度和相對濕度處在-5℃~5℃和65%以上時，空氣源熱泵室外換熱器最易結霜，使得機組效率明顯降低，需定期除霜，消耗部分能量。當室外溫度低于-5℃時，空氣源熱泵就難于正常工作，需要用電或其他輔助熱源對空氣進行加熱，機組性能系數COP大大降低。土壤源熱泵利用地下常溫土壤溫度相對穩定的特性，通過深埋于建筑物周圍的管路系統與建筑物內部完成熱交換的裝置，其換熱器埋置于地下，無需除霜，同時由于土壤的蓄熱特性，地表以下一定深度處的土壤相對于地表溫度較高，因而土壤源熱泵裝置的COP較空氣源熱泵會更高，具有高效節能的特性。

針對北方寒冷地區空氣源熱泵使用所存在的技術問題，中國農業大學水利與土木工程學院王宇欣教授團隊研究出空氣源熱泵和土壤源熱泵復合溫室加溫調控系統，為解決冬季溫室氣溫、地溫偏低，減少加溫成本以及為作物的生長創造了適宜的溫度環境方面提供一定的技術基礎。

成果簡介

該系統將空氣源熱泵和土壤源熱泵有效結合，根據室外環境參數選擇適宜的熱泵運行模式，提高了空氣能和地熱能的利用效率；冷凝端采用外置式，實現冷凝器的串聯運行模式，供熱量可以自由調節。此外，土壤源熱泵換熱器埋置于地下，無需除霜，同時由于土壤的蓄熱特性，地表以下一定深度處的土壤相對于地表溫度較高，因而土壤源熱泵裝置的COP較空氣源熱泵會更高，具有高效節能的特性，且設備簡單、設計合理，具有良好的使用價值。

設備主要應用對象

主要用于北方冬季日光溫室加溫，滿足溫室熱負荷需求，保障溫室作物的產量和品質。設備可根據室外環境選擇適宜的供熱模式，保障溫室全天候處于適宜的熱環境狀態下，有利于溫室作物適宜生長，為溫室生產者提供便利且創造一定的經濟價值。

社會和經濟效益

該設備將兩種熱源不同的熱泵復合一體，實現“一機多用”，提高了空氣能和地熱能等可再生能源的利用效率，通過消耗少量的電能就能實現能量的高效提升，滿足溫室熱負荷需求，減少了溫室加溫成本，機組制熱方式高效環保，具有一定的經濟和社會效益。

推廣價值

該設備“一機多用”，操作簡單，可實現機組多功能功效之間的靈活切換。設備制熱效果較顯著，可有效為溫室供熱，適宜在北方寒冷地區進行推廣，創造一定的經濟和社會效益。

成果所屬單位：中國農業大學

專家簡介

王宇欣，中國農業大學水利與土木工程學院副教授，主要研究領域有城市環境與城鎮生態、農業生態園區規劃、設施園藝裝備與農業建筑工程、沼氣工程與新能源利用、設施新材料和建筑節能。先后參加科研項目10余項，發表論文30余篇，主編或參與編寫《設施園藝工程與栽培技術》、《固體廢物處理處置與資源化》等著作3部。