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夏季如何控制温室温度
发布时间:2019-06-24 12:51:52 | 浏览次数:

   温室生产的一个重要优势就是可以控制所有的环境因素,从而使植物处于适宜生长状态,其中温度是非常关键的一个因子。不同种类的植物有不同的适宜生长温度,而且不同植物以及植物在不同生长阶段对温度的需求也不相同。我们总是希望植物生长、发育得快一些以增加利润,所以就需要在植物的整个生长期提供合适的温度。若温室像住所或商业建筑一样,那么控制温度就相对简单多了,因为外界条件对其影响已大大被绝缘性较好的建筑削弱了;但是玻璃温室由于要让尽可能多的光线照射进来,也就使它的绝缘性能显著降低了,所以更容易受天气的影响,而太阳辐射(光和热)是对温室的影响,尤其在炎热的夏季。以下几项措施可以帮助种植者减少温室内太阳辐射的影响,从而帮助温室进行夏季的降温。
通风
温室可以利用机械通风或自然通风。机械通风需要有百叶进风口、抽风机、电力系统。自然通风利用了两种物理现象:热浮力(热空气密度低上浮)和通风效应(外界空气由侧窗流入,造成了压力差,进而形成风)。通风的条件就是需要有进风口和出风口、风机和电力系统,有的温室不用风机而是采用人工的方式。与机械通风相比,自然通风耗费电能少,只是当窗户打开时会有噪音。在运用自然通风时,还需要设置喷雾装置,因为夏季室外风速通常较低,自然通风效果不明显。切记不论哪种通风方式,室内的温度永远不会低于室外温度。

对于大多数又窄又长的独栋温室来说,机械通风需要将风从进气口吸入,使之穿过整个温室达到对面的抽风机,而自然通风则是使风在侧窗和天窗之间流动。对于连栋温室来说,机械通风的进风口和出风口分别安装在两侧,除了自然通风以外还要有遮阴网。
极致的自然通风系统还包括温室的屋顶设计,可以使得空气大限度地流通,从而使室内温度接近室外温度。而机械通风则不可能使得这样大量的空气流动而达到相同的效果。当温室内安装防虫网后,在通风效率中就要考虑到这层因素,因为防虫网经常比进气道面积要大,阻止了空气的大量进入。
不论采用哪种通风方式,温室内平稳的空气流动是非常重要的,因为只有这样植物周围的环境才能相似,植物长势才能整齐一致。所以为了促进空气水平流动,还需要安装温室排风扇。
湿度控制
健康的植物都会通过蒸腾作用来散失水分,这样就使得温室内的空气湿度升高。当空气相对湿度较高(80%至85%)时,就会增加病害的发生几率,也会降低植物的蒸腾所用。充分的通风可以减少空气中水分在植物表面和温室构件上的积累,而夏季使用的蒸发冷却系统(如风机湿帘系统或微雾系统)可以增加温室内空气湿度,所以温室内的湿度控制成为需要考虑的一个重要问题。而位于干燥环境中的温室可以放心地采用蒸发冷却降温系统,因为水分蒸发需要吸收大量的热量,从而使得温室内温度显著降低的同时,湿度不会过大。
由于空气相对湿度不能告诉我们空气中水的绝对值是多少(此时需要知道温度才可以换算为绝对湿度),所以我们有了另外一个参数:饱和水汽压差(VPD),VPD指水面温度的饱和水汽压与水面上空一定高度的实际水汽压之差。它反映着水汽湿度梯度。饱和水汽压差越大,蒸发量越大。VPD计可以方便地告诉我们植物的蒸腾作用有多大:测试值越大说明越能促进植物的蒸腾作用(但是太高的话会导致植物萎蔫),值越低则说明植物蒸腾作用越弱,甚至可以导致叶片和温室构件上浓缩水珠。温室用VPD计的量程一般是0至1psi(注:1个标准大气压=14.69psi)。

遮阳遮荫
在设计温室时考虑遮荫系统是一个明智的选择,尤其是能源价格高涨的今天。遮阴网可以减降低能量的传导,尤其是在晴朗高温的夏季,它们在晚上也减少了热量的流失,据了解它可以节能30%。种植者可以采用带有光敏感元件的卷放系统来控制遮阴网的移动,即使是造价低廉的温室也可以从遮阴系统中受益。现在有不同遮阴率的遮阴网可供种植者选择,购买时不仅要根据植物对光的需求,还应考虑到当地的太阳辐射。可移动式的遮阴网可以在温室内部和外面搭建,当遮阴网靠近热源(例如CO2发生器)的时候,注意应选择不易燃材料的遮阴网。
蒸发冷却
当常规的通风系统或遮阴还不能使温室温度降低到一定水平时,就需要采用冷却降温了。在家庭和商业建筑中采用的是机械制冷法(例如空调),但是由于温室中热量非常巨大,采用空调装置就显得不划算了。我们可以采用蒸发冷却的方法,它简单易行,相对比较便宜。水分蒸发的过程需要热量,该热量(能量)是由周围空气提供的,由于水分蒸发可以使空气温度降低,与此同时使空气湿度增加。降温的幅度与开始时的空气湿度(起始空气越干燥就有越多的水可以蒸发,从而使温度降低越多)、起始空气温度(较热的空气含有的水蒸汽越多)有关。下面就详细讲述在夏季当通风系统不足以将温度降低到理想的点位时如何利用蒸发冷却系统。
风机湿帘系统
温室中经常采用的蒸发降温主要有两种方式:风机湿帘系统和喷雾系统。风机湿帘系统也可以算做是温室机械通风的一种,在温室的北侧安装湿帘系统,确使进来的所有空气都通过该湿帘,然后进入温室环境。湿帘表面为波状(由树脂浸渍纸或塑料胶合而成),这种形状可以使空气最大限度地与湿帘表面接触。水泵将水打在湿帘的顶端,流经整个湿帘的小孔,这样可以使水分蒸发充分吸取潜热,从而降低空气自身的温度,冷空气流经温室,吸收室内热量后,经风机排出,从而达到循环降温的目的。为了防止小孔堵塞,建议安装水过滤系统;在湿帘系统的底部多余的水分会进入收集槽里然后重复利用。收集槽中安装有浮阀。由于水经过反复利用会通过蒸发失去一部分,所以余下的水中盐离子浓度产生聚积,随着使用时间的延长,盐离子浓度会越来越高。为了防止水中盐分过高而使湿帘上出现结晶降低其工作效率,可将约10%的水排走。此外应该注意,在夏季晚上经常不开启风机湿帘系统,湿帘上容易长出青苔,从而降低工作效率。
湿帘所需面积与湿帘厚度有关,例如若湿帘厚度为10厘米,则所需面积(以平方英尺算)为整个温室需要通风的体积(以立方英尺算)除以250;若厚度为15厘米,则应该除以350。
喷雾系统
另外一种温室中常用的降温系统就是喷雾系统,它通常与自然通风系统合用。与风机湿帘系统相比,它可以使温室冷却得更为均匀。推荐在温室内间距5至10平方米安装1个喷头,水压要足够高(大于500psi),这样可以使水珠更为细密,在水珠达到叶片之前就雾化了,有利于吸收更多的潜热。为了防止喷嘴堵塞,水中不应有任何杂质,所以需要进行水处理(过滤和净化)和安装高压泵。此外喷嘴的质量要求比较高,以经受得住水的高压,因此喷雾系统的成本要比风机湿帘高。相对于风机湿帘系统,喷雾系统的噪音比较小,对于温室内的工人或参观者来说都比较有利。

 
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