Récupération de chaleur résiduelle pour les serres agricoles

1, Scénarios d'application de base pour la récupération de la chaleur résiduelle des serres
1. Chauffage des serres (exigence essentielle)
Objectif : Récupérer la chaleur perdue pour fournir le chauffage hivernal, l'isolation nocturne et le chauffage des semis pour les serres, maintenir des températures de croissance appropriées pour les cultures (15 degrés ~ 30 degrés) et résoudre le problème des dommages causés par le gel à basse température en hiver nordique.
Cultures adaptées : légumes (tomates, concombres, laitue), fleurs (roses, lys), plants, fraises, champignons comestibles, etc.
Avantages : elle remplace les chaudières traditionnelles au charbon-, réduit les coûts de chauffage de 50 à 80 % et ne produit aucune émission de gaz d'échappement, répondant ainsi aux exigences de protection de l'environnement.
2. Déshumidification et climatisation des serres
Objectif : utiliser la chaleur perdue pour chauffer l'air, réduire l'humidité relative de la serre (contrôlée entre 60 % et 80 %), réduire l'apparition de maladies (telles que le mildiou et la moisissure grise) et améliorer l'efficacité de la ventilation et de l'échange d'air.
Solution : chauffer l'air frais avec la chaleur résiduelle → l'envoyer dans la serre → évacuer l'air très humide, réalisant ainsi l'intégration du « chauffage+déshumidification ».
3. Chauffage du sol et chauffage de la solution nutritive
Chauffage du sol : la chaleur résiduelle est chauffée dans la zone racinaire via des tuyaux de chauffage par le sol (enfouis dans le sol), augmentant la température du sol (18 degrés ~ 22 degrés) et favorisant la croissance des racines des cultures, particulièrement adaptée à la culture des semis et à la plantation de fraises.
Chauffage de la solution nutritive : dans les serres de culture hydroponique/par brouillard, la chaleur résiduelle est utilisée pour chauffer la solution nutritive, maintenir sa température (20 degrés ~ 25 degrés) et améliorer l'efficacité de l'absorption des nutriments.
4. Augmenter l'application de CO ₂ (efficacité photosynthétique)
Utilisation : lors de la récupération de la chaleur perdue des gaz de combustion de la chaudière/du générateur, il collecte de manière synchrone le CO ₂ (purifié) dans les gaz de combustion et le transmet dans la serre comme engrais gazeux pour améliorer l'efficacité de la photosynthèse des cultures et augmenter le rendement de 15 % à 30 %.
Scénario d'adaptation : combinaison avec des chaudières à gaz, des générateurs de biogaz et la récupération de chaleur résiduelle des chaudières à biomasse pour obtenir le double avantage de « chauffage + augmentation du CO ₂ dans l'application ».

5. Alimentation en eau chaude des serres
Objectif : Utiliser la chaleur perdue pour chauffer l’eau d’irrigation des serres, l’eau de nettoyage et l’eau chaude domestique des employés, répondant ainsi aux besoins quotidiens en eau chaude des opérations de serre et réduisant la consommation d’énergie supplémentaire.
2, Intégrer la technologie de récupération de chaleur résiduelle et le plan d'adaptation des serres
1. Récupération de chaleur résiduelle industrielle (la plus économique et la plus couramment utilisée)
Source de chaleur :
Centrale électrique/centrale thermique faisant circuler la chaleur perdue de l'eau (40 degrés ~ 60 degrés)
Eaux usées/gaz résiduaires de processus à basse température provenant d'usines chimiques et alimentaires (30 degrés ~ 80 degrés)
Chaleur perdue des refroidisseurs secs/tours de refroidissement dans les centres de données et les parcs industriels (35 degrés ~ 50 degrés)
Solution technique :
Pompe à chaleur à eau : élève la chaleur résiduelle industrielle de faible qualité (30 degrés ~ 50 degrés) à 45 degrés ~ 60 degrés pour le chauffage au sol des serres et le chauffage par ventilo-convecteur.
Échangeur de chaleur à plaques : échange directement la chaleur résiduelle industrielle-à haute température (60 degrés ~ 90 degrés) avec l'eau en circulation de la serre pour le chauffage.
Avantages : Le coût de la chaleur perdue est extrêmement faible, voire gratuit, et la période de retour sur investissement est de 1 à 3 ans.
2. Récupération de chaleur résiduelle agricole (utilisation en boucle fermée{{1})
Source de chaleur :
Chaleur résiduelle des gaz d’échappement des serres (air chaud évacué pendant le refroidissement estival et air chaud évacué pendant la ventilation hivernale)
Chaleur perdue des installations d’élevage de bétail et de volaille (gaz d’échappement chauds émis par les poulaillers et les porcs)
Chaleur perdue des digesteurs de biogaz/chaudières à biomasse

Solution technique :
Échangeur de chaleur totale/chaleur sensible : récupère la chaleur des gaz d'échappement de la serre, préchauffe l'air frais entrant dans la serre en hiver et réduit la consommation d'énergie du chauffage de l'air frais.
Récupération de chaleur résiduelle du générateur de biogaz : La chaleur résiduelle de l'eau des chemises de cylindre et des gaz de combustion générée par la production d'électricité au biogaz est utilisée pour le chauffage des serres et l'ajout de CO₂.
Avantages : Réalisation d’une circulation d’énergie interne dans l’agriculture, zéro approvisionnement en énergie externe, adapté aux parcs agricoles écologiques.
3. Complémentarité énergie solaire + chaleur résiduelle (solution zéro carbone)
Solution : Un capteur solaire (de type tube à vide/plaque plate) collecte l'énergie solaire et la combine avec la chaleur résiduelle industrielle/agricole pour servir de double source de chaleur pour le chauffage des serres. Le système de chaleur résiduelle est activé les jours nuageux/nuit, et l'énergie solaire est privilégiée les jours ensoleillés.
Avantages : Réduisez davantage la consommation d'énergie, obtenez un « chauffage zéro carbone » et respectez les normes de l'agriculture verte.
4. Récupération de chaleur résiduelle des fumées (chauffage + ajout de CO ₂)
Solution : Après combustion dans une chaudière gaz/biomasse, les fumées sont d'abord chauffées par un échangeur de chaleur résiduaire pour faire circuler l'eau dans la serre, puis purifiées par un dispositif d'épuration pour éliminer les poussières et les sulfures, et du CO ₂ est introduit dans la serre.
Avantages : un combustible produit un double avantage « chaleur + CO ₂ », ce qui se traduit par une augmentation des rendements des cultures et des avantages en termes d'économies d'énergie.

3, principaux avantages et bénéfices
1. Avantages économiques
Réduction significative des coûts de chauffage : par rapport au chauffage au charbon-/au gaz-, la récupération de chaleur résiduelle peut permettre d'économiser 50 à 90 % des coûts de combustible.
Augmentation du rendement des cultures et amélioration de la qualité : une température et une humidité stables + une application accrue de CO₂ peuvent augmenter le rendement des cultures de 15 % à 40 %, améliorer la qualité (comme un meilleur goût et une meilleure couleur) et augmenter le prix de vente.
Retour sur investissement rapide : la période de retour sur investissement pour les serres à grande-échelle (plus de 10 acres) est généralement de 1-3 ans, avec des retours sur investissement importants à long terme.
2. Protection de l'environnement et avantages sociaux
Zéro émission polluante : remplacement des chaudières au charbon-, sans émissions de fumée, de dioxyde de soufre ou d'oxyde d'azote, conformément aux politiques environnementales.
Conservation de l'eau et économie d'énergie : la récupération de chaleur résiduelle est principalement un cycle fermé, sans consommation de ressources en eau, tout en réduisant l'utilisation de combustibles fossiles et en soutenant l'objectif du « double carbone ».
Renforcer la résistance au risque agricole : se débarrasser de la dépendance à l’égard de l’énergie traditionnelle, répondre à la hausse des prix de l’énergie et assurer une production stable sous serre.
3. Adaptabilité technique
Adaptation à une large plage de température : il peut récupérer la chaleur perdue à basse température-de 30 degrés à 90 degrés, répondant ainsi aux différents besoins de chauffage des serres.
Installation flexible : l'équipement peut être installé à l'extérieur/à l'intérieur, et la pose du pipeline est flexible, adaptée à différents types de serres telles que les serres en verre, les serres à panneaux solaires et les serres connectées.
Contrôle intelligent : combiné au système Internet des objets, il ajuste automatiquement la température, l'humidité et la concentration de CO ₂ pour obtenir une gestion agricole de précision.