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夏季连栋温室主要降温技术综述(2)

来源:连栋温室夏季降温技术研究[J]. 作者:刘佳;崔涛;王朝栋;李
发布于:2017-06-01 共8927字
  在产品方面,不同厂家不同型号的产品风量和射程有一定的差距。其中,国产风机有效射程多在 15m左右,而进口风机可达到 45m.数字风扇可通过数字控制和来自于每台风扇的速度反馈来保证温室内每 个角落的风扇都保持相同的风速,让空气均衡流通。
  
  通风管道多用于对温度控制和产量要求较高的高效栽培温室,一般放置在栽培槽底部(见图 4),可与环流风机相连,也可作为空调系统的末端。通过在作物底部创造垂直慢速的气流环境,来实现作物根区的局部降温。这种方法可以大大降低病毒和霉菌的产生,将作物对降温的需求最小化,从而节约能源,还可用作 CO2的输送管道。
  
  栽培槽底部通风管道  
  2 蒸发降温
  
  蒸发降温是现代温室夏季生产环境调控中应用最为广泛和有效的降温技术之一[10 - 11],主要包括湿帘 - 风机降温系统、高压喷雾降温系统和屋顶喷淋降温系统。
  
  2. 1 湿帘 - 风机降温系统
  
  湿帘 - 风机降温系统以其经济节能和环保性能在我国农业生产温室中大量采用,按其工作方式不同可分为分负压通风降温与正压通风降温两种。
  
  负压通风降温即将风机和湿帘分别安装在温室相对的两面墙上,工作时风机将温室内的空气抽出,形成负压区,迫使外部空气从湿帘面进入,流经多孔湿润的湿帘表面,水分蒸发吸热,使进入温室内的空气温度降低。这种方式对温室密封性要求较高,且系统运行时在气流方向上会形成温度梯度。湿帘面和风机面之间的距离有一定限制。
  
  正压通风降温的常用设备为湿帘冷风机,一般多用于畜禽舍的降温。风机运行时,冷风机腔内产生负压,机外空气通过机体上 3 个湿帘面进入腔内,经降温后的冷风从出风口吹出送入室内,驱赶室内的热空气,使其从门窗等通风口排出室外,从而降低室内温度。由于风机、湿帘组合在一个机体中,使用安装比较灵活,用于小区域或局部区域的降温,可获得良好的降温效果。
  
  由于是利用蒸发降温的原理,因此湿 - 帘风机降温系统只能将温室内的干球温度降低至略高于室外湿球温度 1 ~2℃的水平[7].然而在实际运行中,受空气流速、湿帘换热效率等因素影响,湿帘的蒸发降温效率一般在 60% ~ 80%[13].这一特性就决定了该系统在我国北方干燥气候环境下降温效果显着,而在南方高温高湿环境下降温效果略显不足[11].湿帘 - 风机负压降温系统在北方地区的有效降温距离一般为48m,在南方地区根据实际温湿度情况会有所变化。
  
  同济大学的赵成[14]在上海地区的实验研究表明:室外气温每升高 1℃,有效降温区域长度将减少 7. 8m;相对湿度每升高 1% ,温室有效降温区域缩短 1m;但是在高温高湿条件下,至少能提供 25m 左右的有效降温区域。
  
  2. 2 高压喷雾降温系统
  
  高压喷雾降温是另一种常用的蒸发降温方式。在设施园艺技术较为发达的日本,其推广面积约是湿帘风机系统的 5 倍[15].高压喷雾降温系统中,水经过滤系统后进入高压泵,在高压(4MPa 以上)下通过管路流过孔径非常小的喷嘴(直径为 15μm)形成直径为 20μm 以下的微细雾滴,雾滴弥漫整个温室与空气混合,利用水的蒸发潜热,大量吸收空气中的热量,从而达到降温目的[15].
  
  高压喷雾降温系统的喷嘴一般均布于温室上部,能够形成空间上比较均一的温、湿度分布[12].系统理论上最大降温极限为室内湿球温度[12],与通风系统配合能够降低室温 3 ~8℃。
  
  但该系统需要配置高压雾化喷头和管网,对水质和过滤系统、喷嘴、加压设备要求较高。若造成温室内部湿度过高,植物易受病菌感染[15].
  
  2. 3 屋顶喷淋降温系统
  
  屋顶喷淋一般用于北方灰尘较大及南方潮湿地区玻璃连栋温室屋面的清洗,借助该套系统还可以在夏季高温时期通过屋顶喷水蒸发实现降温目的。另外,不同于其他蒸发降温系统,屋顶喷淋不会造成温室内部湿度的增加,但只能降低温室顶部的空气温度。有试验研究表明:采用自然通风并结合外遮阳、室外屋顶喷淋措施可明显降低室内温度,最大温差4. 4℃ ,且不会造成温室内湿度显着增加[16 - 17].
  
  2. 4 除湿降温系统
  
  为了提高南方高温高湿地区蒸发降温的效果,可采取先对空气进行除湿处理,再进入湿帘 - 风机蒸发降温系统的方式来获得更大的降温幅度。除湿的方法从原理上分有升温除湿、通风除湿、冷凝除湿、溶液除湿、固体除湿和干式除湿。其中,除湿量较大、适用于降温除湿的主要有冷凝除湿和溶液除湿。
  
  冷凝除湿的原理主要用于家用和工业用除湿机,由风扇将潮湿空气抽入机内,通过热交换器,将空气中的水分冷凝为水珠,干燥的空气排出机外,如此循环使室内湿度降低。这种方式的设备初期投入和运行费用较高,难以在大面积温室生产中推广。
  
  赵纯清等[18]提出了一种加装在湿帘进风前端的除湿降温系统,利用 45% 的氯化钙溶液作为除湿剂,可将空气相对湿度从 80% 降低到 50% 左右,将相对湿帘 - 风机系统降温幅度提高 3℃左右[19];但除湿剂需要热源进行再生处理,系统日常运行管理要求较高,目前还未在实际生产中推广。
  
原文出处:刘佳,崔涛,王朝栋,李旭,马承伟,张天柱. 连栋温室夏季降温技术研究[J]. 农机化研究,2018,(02):262-268
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