熱泵與燃煤密集烤房烘烤效益對比與研究

田效園, 李許濤*, 高相彬, 周碩野, 冀德紅, 曹曉濤　(.河南省煙草公司, 河南鄭州 5008; .河南省農業科學院煙草研究所, 河南許昌 6000;.許昌市煙草公司,河南許昌 6000;.許昌市煙草公司襄城縣分公司，河南許昌 5670)

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熱泵與燃煤密集烤房烘烤效益對比與研究

田效園1, 李許濤1*, 高相彬2, 周碩野1, 冀德紅3, 曹曉濤4(1.河南省煙草公司, 河南鄭州 450018; 2.河南省農業科學院煙草研究所, 河南許昌 461000;3.許昌市煙草公司,河南許昌 461000;4.許昌市煙草公司襄城縣分公司，河南許昌 452670)

摘要[目的]探索熱泵密集烤房在河南煙區的烘烤效益優勢。[方法]進行密集烘烤試驗，對熱泵烤房與燃煤烤房在減工降本、節能環保、提質增效等方面進行對比分析。[結果]熱泵烤房較燃煤烤房具有較大優勢，每座熱泵烤房每年可節約用工成本2 756.00元,節約能耗324.80元，減少碳排放節約395.60元，煙葉等級提升增收2 800.00元。[結論]熱泵密集烤房烘烤效益顯著，對于煙農增收具有重要作用。

關鍵詞河南；烤煙；熱泵烤房；燃煤烤房；烘烤效益

The Comparative Study of Benefits between Air Source Heat Pump and Coal Curing Barn

TIAN Xiao-yuan1, LI Xu-tao1*, GAO Xiang-bin2et al

(1.Henan Province Tobacco Company, Zhengzhou, Henan 450018; 2.Tobacco Institute of Henan Academy of Agricultural Sciences, Xuchang, Henan 461000)

Abstract [Objective] The aim was to research the benefit advantage of air source heat pump curing barn in Henan tobacco area.[Method] The experiments of tobacco flue-curing were carried out, air source heat pump curing barn and coal curing barn were compared from aspects of labor reducing and cost reducing, energy-saving and environment protection, quality and efficiency improvement.[Result] Air source heat pump curing barn had more advantages compared with coal curing barn, every air source heat pump curing barn could decrease the cost of 2 756.00 yuan in reducing labor, decrease 324.80 yuan in energy, decrease 395.60 yuan in carbon emissions, and increase 2 800.00 yuan in higher quality of tobacco leaf.[Conclusion] Air source heat pump curing barn significantly increases the benefits of flue-curing, and plays an important role in income increasing for tobacco growers.

Key wordsHenan; Flue-cured tobacco; Air source heat pump curing barn; Coal source curing barn; Flue-curing benefit

烤房是煙草農業發展的重要基礎設施，是發展現代煙草農業的設施載體。密集烤房代表了我國烤煙烘烤設備發展的整體方向[1]。2009年，國家煙草專賣局對密集烤房的建造、使用等進行了全面規范，但在燃煤密集烤房的推廣應用過程中，也暴露出許多問題，例如烘烤用工量大、環境污染較重等[2-3]。近年來，煙草科研工作者試圖通過改變裝煙方式[4-5]、尋找新能源[2,6-10]等方式來彌補燃煤烤房的不足，并取得了顯著成效。散葉堆積、煙夾夾煙等裝煙方式節省了用工投入，太陽能、熱泵等新型供熱方式減少了燃煤使用，保護了環境。

河南煙區從2013年開始示范應用熱泵密集烤房，筆者旨在通過對熱泵烤房與燃煤烤房在減工降本、節能環保、提質增效等方面的對比分析，為熱泵烤房的推廣應用提供數據參考。

1材料與方法

1.1材料供試烤煙品種為各參試煙區主栽品種。熱泵密集烤房(熱泵烤房)為河南省煙草公司與河南佰衡節能技術有限公司聯合研制產品，以電為供熱能源，裝煙室規格8.0 m×2.7 m×3.0 m，采用煙夾夾煙；對照烤房為普通燃煤密集烤房(燃煤烤房)，采用掛竿裝煙。

1.2試驗設計試驗于河南省許昌、平頂山、漯河、南陽、洛陽、駐馬店、周口市烘烤工場進行，選取部位、成熟度基本一致的煙葉作為供試樣品，對密集烤房裝煙量、烘烤用工、烘烤能耗、烤后煙葉等級等進行對比分析。

1.3數據處理采用Excel 2007軟件對數據進行處理，除烤后煙葉等級外，其余數據以豫中典型濃香型產區數據為例。

2結果與分析

2.1裝煙容量分析由表1可以看出，熱泵烤房的裝煙量和單炕干煙重等指標均高于燃煤烤房，不同部位間規律一致。與燃煤烤房相比，熱泵烤房下部鮮煙增加560 kg/炕、干煙增加56 kg/炕，中部鮮煙增加440 kg/炕、干煙增加59 kg/炕，上部鮮煙增加320 kg/炕、干煙增加52 kg/炕。熱泵烤房單個煙夾的煙葉重量均大于燃煤烤房綁竿單竿重量，下部和中部增加2 kg、上部葉增加1 kg；但熱泵烤房的裝煙夾數量低于或等于燃煤烤房的裝煙竿數量，下部和中部均減少20竿，上部數量一致。盡管單炕裝煙夾數量低于燃煤烤房，但由于單煙夾夾持量高于單竿綁煙量，仍然是熱泵烤房單炕鮮煙葉和干煙葉重量均高于燃煤烤房。單炕裝煙量的增加，也即意味著烘烤環節單位質量干煙葉所耗費的用工數量減少，起到了減工的效果。

2.2烘烤用工分析由表2可以看出，利用熱泵烤房進行烘烤減少了上竿、裝炕、烘烤過程、解竿等各個環節的用工量。煙葉上竿過程用工7.95個/hm2，較燃煤烤房減少10.50個/hm2；裝炕過程用工1.95個/hm2，較燃煤烤房減少0.30個/hm2；烘烤過程用工4.95個/hm2，較燃煤烤房減少10.05個/hm2；解竿過程用工1.50個/hm2，較燃煤烤房減少5.10個/hm2；烘烤全程共減少25.95個/hm2，降幅為61.30%，按每個工80元計算，共減少用工成本2 067.00元/hm2。以單座烤房烘烤煙葉面積1.33 hm2計算，每座熱泵烤房每年減少用工2 756.00元。

2.3烘烤能耗分析由表3可以看出，熱泵烤房1 kg干煙葉耗電1.6 kW·h，按0.58元/(kW·h)計算，1 kg干煙葉耗能0.93元，單位面積煙葉烘烤耗能2 436.00元/hm2；燃煤烤房1 kg干煙葉耗煤1.38 kg、耗電0.38 kW·h，合計1 kg干煙葉耗能1.02元，單位面積煙葉烘烤耗能2 679.60元/hm2。熱泵烤房顯著降低了煙葉烘烤的能耗成本，較燃煤烤房減少243.60元/hm2,降幅達到9.09%，以每座烤房烘烤煙葉面積1.33 hm2計算，每座熱泵烤房每年減少能源消耗324.80元。

表1　熱泵與燃煤烤房裝煙量對比

表2　熱泵與燃煤烤房煙葉烘烤用工對比

注：每個工按80元計。

Note: Every labor was calculated by 80 yuan.

表3　熱泵與燃煤烤房單位面積煙葉烘烤能耗對比

注：煤價580元/t，電價0.58元/(kW·h)，單產按2 625.00 kg/hm2。

Note: Coal price was 580 yuan/t, electricity price was 0.58 yuan/(kw·h), per unit yield was calculated by 2 625.00 kg/hm2.

2.4減排效果分析熱泵烤房以電為能源，無需煤碳等其他能源，因此熱泵烤房實現了煙葉烘烤的CO2零排放，起到了顯著的環保作用。燃煤烤房烘烤1 kg干煙葉需燃燒1.38 kg煤炭，產生5.06 kg CO2，以單產2 625.00 kg/hm2計算，1 hm2煙葉烘烤共產生13 282.50 kg CO2。以2015年全國碳交易平均價22.34元/t計算，1 hm2煙葉節省碳排放費用296.50 kg，以每座烤房烘烤面積1.33 hm2計算，每座熱泵烤房每年減少碳排放費用395.60元。

2.5烤后煙葉等級分析由表4可以看出，熱泵烤房較燃煤烤房提高了上等煙、上中等煙比例以及煙葉均價，8個地市規律一致。按單產2 625.00 kg/hm2計算，8個地市平均增收2 100.00元/hm2，以平頂山增收最多達3 176.25元/hm2，周口最少達551.25元/hm2。以單座烤房烘烤煙葉面積1.33 hm2計算，每座熱泵烤房每年因等級提升可平均增收2 800.00元。

表4　熱泵與燃煤烤房煙葉等級結構對照

2.6綜合效益分析表5為煙葉烘烤各環節降本增效情況。由表5可以看出，熱泵烤房在用工、能耗、碳排放、提質提價等各方面具有明顯優勢。與燃煤烤房相比，烘烤用工節支2 067.00元/hm2、能耗節支243.60元/hm2、碳排放節支296.70元/hm2、提質增收2 100.00元/hm2，合計單位面積煙田共降本增效4 707.30元/hm2。以每座烤房烘烤面積1.33 hm2計算，每座熱泵烤房每年可降本增效6 276.40元。

表5煙葉烘烤各環節降本增效情況

Table 5Cost decreasing and efficiency increasing in each link of flue-cured tobacco flue-curing

元/hm2

注：單產按2 625.00 kg/hm2。

Note: Per unit yield was calculated by 2 625.00 kg/hm2.

3結論與討論

自20世紀60年代開始，我國已開始進行密集烤房的引進、消化和吸收，并且取得了一系列的技術成果[11]。同時，密集烤房在減輕勞動強度、提高烤煙烘烤質量、適應烤煙生產規模化發展等方面具有較大優勢[12]。但隨著社會及科技的發展，當前以燃煤為主的密集烤房也表現出諸多不足，例如粉塵、碳氧化合物、硫化物污染嚴重等問題[2-3]，也制約了烤煙生產的發展。電能是一種清潔、無污染的穩定能源，可解決燃煤所帶來的環境問題。近年來煙草工作者對于空氣源熱泵烤房也進行了卓有成效的研究開發。該研究結果也表明，熱泵烤房使用煙夾夾煙明顯提高了烤房容量，同時，顯著降低了上竿、解竿等烘烤環節的用工量；以電為能源，綜合能耗較燃煤烤房明顯降低；烤后煙葉等級也顯著提升。總之，熱泵烤房較燃煤烤房在減工降本、節能環保、提質增效方面具有明顯優勢,表現出巨大的烘烤效益。

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中圖分類號S 509.2

文獻標識碼A

文章編號0517-6611(2016)06-106-03

收稿日期2016-02-14

作者簡介田效園(1982- )，男，河南濟源人，碩士，從事煙草栽培研究。*通訊作者，碩士，從事煙草栽培研究。