连栋温室内湿帘-风机流场特性

为了解华南地区大型连栋玻璃温室在湿帘-风机通风条件下温度场与速度场的变化情况,探究该通风方式下,温室内的通风降温性能,以广州市农业技术推广总站示范基地的连栋玻璃温室为研究对象分别进行了稳态和瞬态计算,将稳态模型的计算结果与温室内监测点得到的数据进行对照,验证了计算模型的可靠性,并对湿帘-风机通风工况进行瞬态计算,得到温室内直观的温度和速度的分布情况及变化规律.结果表明:开启湿帘-风机系统后,湿帘侧最初风速可达1.6 m/s,通风过程中逐渐发展为从湿帘入口贯通风机出口的高速气流场,气流速度最终稳定在0.8 m/s;温室内温度场从湿帘侧到风机侧表现出梯度降温的变化特征,同时伴随着温室全局性的微小幅度降温;将风机流量增加1倍后,温室内气流的湍动程度增加,降温速度明显提高.得到的结果将为华南地区连栋玻璃温室的正常运行和精准调控温室内的小气候环境提供参考.     

环流风机布置对温室内流场影响的CFD模拟

为了解大肩高连栋玻璃温室夏季机械通风时室内流场分布,提高机械通风的降温效果,建立了6m肩高温室机械通风工况下的CFD模型,并对模拟结果进行了试验验证,结果表明:模拟值和试验值的最大相对误差为6. 70%,平均相对误差为2. 87%,显示CFD数值模型有效。在CFD模型基础上,进一步对不同环流风机布置下机械通风的降温效果进行了分析,结果表明:使用环流风机可提高机械通风的降温范围,在湿帘风机方向上实现气流的"接力",温室作物冠层南北温度差减小0. 5℃,32℃以下区域增加了20%;在环流风机安装方向上,不同横向截面上反向布置时室内冷热空气混合更好,室内温度分布更加均匀。     

华南地区温室大棚通风降温设施结构形式及设计分析

华南地区夏季温室内空气高温高湿,需进行通风降温,才能满足植物生长要求,实现温室设施的周年轮作,提高温室的利用率。文章论述了华南地区温室大棚自然通风、机械强制通风降温的原理,设施的选择与布置,参数的设计计算,总结分析了自然通风和机械强制通风降温作用成效。     

半封闭温室夏季降温试验

半封闭温室是具有高可控性、高均匀环境条件、低通风率、正压和高效节能特点的一种新型温室。以位于北京市通州区于家务地区的连栋温室为例,对半封闭温室夏季降温效果进行了试验研究。升级改造温室原有风机,记录温室内温度、湿度、光照强度和风速等试验数据。结果表明,半封闭温室适合规模化生产需要,降温所需布置风机湿帘数量少,与普通温室相比,半封闭温室内部温度均匀度高,节能效果明显,夏季运行防虫效果好。      

玻璃温室夏季单项降温措施的试验研究

详细阐述了夏季温室内的主要单项降温措施,即自然通风、机械通风、湿垫风机以及外遮阳等降温系统;同时,对温室内温湿度环境的变化规律进行了分析.试验结果表明,4种降温措施的温室内外温度差分别为1.1℃,0.4℃,-2.6℃和-1.2℃.由此可见:湿垫风机降温效果最佳,温室内外湿度差分别为-13%,-6%,8%和1%.     

机械通风温室夏季内部温度场及动态特性CFD模拟

首先应用计算流体力学软件FLUENT对机械通风温室内部温度场进行了建模,通过稳态计算得到了温室内部温度场的三维分布云图,分析了一种情况下温度场的分布特征。在此基础上应用FLUENT的非稳态计算能力,对连栋温室在机械通风阶跃变化过程中内部空间温度场非稳态过程进行模拟计算,得到了温室内部温度场特征点的响应曲线,依次分析了在不同太阳辐射强度、不同通风速率和不同辐射方向时的动态响应特性。     

玻璃温室夏季组合降温措施试验研究

本文详细阐述了夏季温室内几种主要组合降温措施,即自然通风+外遮阳系统、机械通风+外遮阳系统、湿帘风机+外遮阳系统和湿帘风机+外遮阳+屋顶喷淋系统等降温措施,与此同时对温室内的温湿度环境变化规律进行分析.结果表明,四种降温措施分别使温室内、外温度差分别为-0.6℃、-1.2℃、-3.6℃和-7.4℃,由此可见湿帘风机+外遮阳+屋顶喷淋系统降温效果最佳;温室内、外湿度差分别为-10.5%、-6.5%、8%和6.8%.     

基于CFD的Venlo温室夏季组合降温措施模拟研究

针对我国南方地区夏季高温高湿的气候条件,对采用天窗、外遮阳、内喷雾降温措施的试验Venlo温室内温度状况进行了模拟研究。以室外气候参数为边界条件,考虑作物和环境的相互作用,内喷雾系统和室内环境的质热交换以源项的形式加入到控制方程中,采用CFD(computational fluid dynamics)中的稳态方法求解控制方程,模拟Venlo型温室不同调控措施及组合下的温室内温度分布特点,分析各种调控措施的调控效果。模拟结果表明:采用加入源项的方法模拟内喷雾系统和室内空气的质热交换,其模拟值和实测值均方根误差RMSB为0.514 4℃,最大绝对误差为0.75℃,平均相对误差为1.3%,说明所建立的CFD模型有效。3种降温措施下,以外遮阳+自然通风的降温贡献率最大(80.6%),能耗最高的喷雾系统降温贡献率仅为34.8%,较高的环境湿度影响了喷雾系统的降温效率。CFD夏季降温模型的建立为温室作物系统的环境控制策略的制定提供了科学依据。     

不同风况和开窗配置对夏季单栋塑料温室微气候的影响

以华东地区种植着空心菜的单栋塑料温室为研究对象构建其全尺度计算流体力学模型(CFD模型)。该模型经现场实验验证,其计算值与各测点温度实验值变化趋势吻合且差异在1.1℃以内。随后,通过该模型研究不同开窗配置下温室内气流和温度场特征,评估开窗配置对通风率、室内外温差和室内气候均匀性的影响,揭示不同风况下温室微气候形成机理。仿真结果表明,不同开窗配置会产生截然不同的温室微气候场。顶侧窗配置下温室通风率最高,室内外温差最小,能产生较均匀的室内气候,因此最适合于温室夏季通风。不同风况会对温室内气流和温度场产生显著的影响,进而影响温室降温效果和气候均匀性;当外界高温低风速气候条件下,热压通风起主导作用;顶侧窗通风能显著提高温室降温效果,有效降低作物冠状层气温。     

降温技术在温室领域的应用

回顾了降温技术在农用温室领域的应用,讨论了每项技术代表性的方法;根据现有温室的系统特征、使用方法以及表现形式等相关信息,着重阐述了几种主要温室降温方法,即通风降温(自然通风和机械通风)、遮阳降温、蒸发降温(湿帘-风机降温、喷雾降温和喷淋降温)及创新型降温技术(机械制冷技术、空气-土壤热交换技术和地下水降温技术);综合所收集的信息,并分析每种降温方法存在的不足和局限性.     

自然通风条件下多塑料大棚群温度场的CFD分析

为了研究多个塑料钢管大棚组成的温室群环境温度分布情况,采用标准k-ε湍流模型和DO辐射模型建立相应的温室群数值模型,在自然通风条件下对塑料钢管大棚内温度分布进行了CFD分析和试验验证。结果显示:CFD模拟值与实测值吻合性良好,平均相对误差为4.2%,验证了所建CFD模型的可行性。采用此模型分析了大棚间距对棚内温度分布的影响,结果表明:增加大棚间距能够降低后排室内的平均温度,提高温度分布的均匀性,减小温室之间的平均温差。     

塑料温室中湿帘风机通风条件下降温效果研究

为了能够充分了解湿帘风机降温系统在嘉兴地区高温高湿环境下的降温效果,以及温室中温度分布特征,在一个占地面积约3 072 m2,安装有湿帘风机降温系统的8连栋塑料温室中进行了相关因素的测试。试验结果表明:在环境相对湿度62%的情况下,使用湿帘风机降温时,温室内部平均温度降幅可达到4.8 ℃左右。证明湿帘风机系统在高温高湿的南方夏季也具有一定的降温能力。温室中水平方向上存在明显的温度梯度,风机一侧与湿帘一侧的温度差为2.5 ℃,沿水平方向的温度梯度为0.063 ℃m。温室中垂直方向上也存在明显的温度梯度,正午前后室外高温期间,温室中心部位垂直方向2个相差2 m位置点的温度差为2.6 ℃。      

自然通风条件下塑料大棚温度和湿度模拟

为了深入研究大棚通风对大棚内温、湿度影响,基于能量与物质平衡原理建立了大棚内部温、湿度预测模型,对大棚内部温、湿度进行预测模拟,并以试验观测数据对模型进行了检验。结果表明,模拟晴天天窗开度50%(处理1)与100%(处理2)时,大棚温度预测值和实测值决定系数分别为0.98、0.99,相对湿度预测值和实测值决定系数为0.9,模型能较好的预测棚内温、湿度;大通风面积对大棚内温、湿度影响大于小通风面积,通风面积对大棚内温度影响比相对湿度影响明显。研究结果可为通风条件下塑料大棚温、湿度环境控制研究及南方塑料大棚生产管理提供参考依据。     

基于模型优化预测与温度场分析的温室传感器故障识别

在温室高温高湿的工作环境下,传感器易出现故障,会对温室的智能管理造成一定的资源浪费,为保证智能化温室管理系统的有效运行,需要及时准确地对温室内故障传感器做出识别.通过试验对云南地区温室在夏季不同通风状态下室内场域的变化情况进行分析,以云南地区大型玻璃连栋温室作为研究对象,建立夏季不同通风方式下温室的三维稳态CFD模型,...     

基于变频驱动的温室变风量通风节能效果试验

基于变频调速驱动技术的温室变风量通风(VAV)方法,可以实现温室夏季通风节能。在一个装备机械通风系统的连栋温室中对设置由变频驱动(VFD)控制的通风系统和常规的开关通风系统进行对比试验。变频控制系统由输入参数为室外环境太阳辐射热流密度和温室内外部温度的控制算法实现变风量通风(VAV),两部分温室的内部气候参数和耗电量得到连续检测并进行对比。连续试验结果表明:在保证两个温室气候参数一致的条件下,变频驱动控制方式比非变频驱动控制方式具有36%(湿帘不工作)和46%(湿帘工作)的节能效果。     

喷雾降温联合自然通风在大跨度温室中的试验

为提高日光温室土地利用率、增大日光温室操作空间,设计了一种新型南北走向的大跨度温室。该温室在夏天种植作物时,室内温度较高,尤其在晴天,即便通风口全开进行自然通风,中午温室内温度亦可高达40 ℃以上。为降低大跨度温室内温度,该文提出了一种高压喷雾降温方法,高压喷雾装置由过滤器、储水箱、管道、高压泵、控制器解压阀和喷头组成。根据现有的研究理论,计算温室的喷雾量为0.27 g/（m2·s）,选择锥心式喷头,喷头孔径为0.3 mm,雾滴直径为0.02~0.03 m,喷头流量为1.3~2.4 g/s,喷头安装密度为0.3个/m2。试验期间设置了60 s开300 s关、90 s开300 s关和120 s开300 s关的3种喷雾运行模式,并在夏季典型晴天开展了喷雾降温试验,选择室外环境差异小的3个典型晴天的3个时段进行比较。试验结果表明,3种喷雾系统运行模式下,试验温室与对照温室相比,气温分别要低3.0、5.1和6.0 ℃,空气相对湿度分别增加10.2%、20.1%和23.8%。同等室外环境条件下,3种喷雾系统运行模式下的喷雾蒸发冷却效率分别为26.3%、39.4%和47.2%,从降温效果、空气相对湿度增加量及喷雾蒸发冷却效率结合来看,系统运行120 s关闭300 s的喷雾模式的降温效果最为理想。综合认为,该研究为北方大跨度温室夏季降温调控奠定了基础。      

塑料温室通风降温的试验研究

提出了华南型温室设计方案，对华南型温室与其它几种常见温室采用自然通风或机械通风等效果进行试验比较。试验结果表明，机械通风是温室有效的降温措施，但运行费用较高；华南型温室采用自然通风是一种有效而低廉的降温措施；连栋温室的通风效果与连栋数有关，连栋数越多，通风效果越差。     

南方连栋塑料温室冬季通风除湿开窗优化

连栋塑料温室主要依靠日光蓄热,冬季为保温需要长时间密闭以避免室内热量流失,这就导致室内形成高湿环境,使栽培作物易患病虫害.以有效除湿和减小室内热量损失为目标,以十一连栋塑料温室为研究对象,建立全尺度计算流体力学模型(CFD模型).在顶窗通风工况下,CFD模型的有效性经实验数据验证,其计算值与各测点湿度的实验值变化趋势吻合,且差异在5％以内;并利用该模型研究了不同开窗组合(侧窗、顶窗和顶窗加侧窗)对温室内空气流场和湿度场的影响.仿真结果表明,顶窗通风是一种较理想的通风组合,能够在3 min内完成作物冠状层的除湿.除湿结束后,室内平均相对湿度从92％降至68％,湿度分布均衡性较好,且热损失较小,能满足冬季温室保温、除湿的要求.