温室喷雾-水膜降温系统研究

为了解决夏季温室高温问题,研制了温室喷雾-水膜降温系统,本文论述了该系统的结构及性能,讨论了各种有关因素对降温效果的影响,喷头和水膜材料的选择依据及其光谱特性。试验表明:采用该系统用纤维膜作水膜材料,室内温度可降低7～8℃,比室外温度低3～4℃,湿度提高,室内温度随之上升;通风率与侧窗开启程度有关。     

几种降温措施在温室夏季降温中的应用研究

在夏季种植黄瓜的塑料温室内,利用冬季供热的水源热泵设备,配合外遮阳、内喷雾遮阳膜和温室上部的强制通风措施,研究了几种降温措施对温室夏季降温的效果,结果表明：试验用水源热泵的实际制冷系数为3.38,遮阳网的降温贡献率为59.35%,强制通风的降温贡献率为9.2%。当单位温室面积实际制冷功率为157.5 W/m²时,温室内平均温度较室外降低1.0℃,水源热泵在综合降温措施中的降温贡献率为31.5%。在中午前后开启水源热泵降温期间,在距地面1.5 m高度,温室东西水平方向温度分布均匀,南北方向15.0 m的距离内存在1.7℃的温差,温室中部距地面2.0 m高度的作物生长空间内存在1.6℃的温差,种植的黄瓜生长良好。采用水源热泵对温室冬季加温夏季降温时,应以满足夏季降温要求进行水源热泵的选型设计。     

温室内高压喷雾系统降温效果初探

利用高压喷雾系统解决炎热季节温室内的降温问题。该系统通过高压喷头喷射出的冷雾降温,雾滴直径在15μm左右,冷雾能快速蒸发,且不浸湿地面,初步在温室内试验表明,该系统的使用能有效地降低温室的温度,可以改善作物的生长环境。     

温室内密闭小环境降温除湿效果及蒸腾水循环利用

为探索密闭小环境对其内部温湿度及蒸腾水循环利用的影响,该研究对温室内盆栽做全密闭处理,基于“温差”热交换原理,通过调控盆栽小环境内的温湿度,降温除湿的同时回收利用蒸腾水。结果表明,利用“水-气温差”对密闭盆栽进行降温除湿回收蒸腾水,降温除湿效果显著,正午12:30左右,相比密闭对照盆栽,温度降低3℃左右,相对湿度下降7%;其他时间降温除湿效果虽不及正午,但白天平均降温2.4℃,相对湿度平均下降5%,蒸腾水最终都回收到U型管中。而利用“地-气温差”进行热交换、利用气泵使水汽循环,对密闭盆栽进行降温除湿回收利用蒸腾水。试验过程中,夜晚的降温除湿效果不显著。白天气泵运行期间,地-气热交换处理盆栽相对于密闭对照盆栽温度平均下降2.5℃左右;相对湿度平均下降10%。正午时分,降温除湿效果最为显著,相比密闭对照盆栽气温降5℃以上,与温室内的温差只有1.5℃;此时湿度下降15%。降温后凝结而成的水珠在高速气流的带动下重复利用于盆栽。由此可见,利用水-气、 地-气温差对密闭盆栽小环境可实现降温、除湿并实现蒸腾水的回收利用。     

地源热泵温室降温系统的试验研究与性能分析

为探索地源热泵降温技术在设施农业领域中的应用途径和发展潜力,以及寻求传统蒸发式降温系统存在设施内湿度较高等问题的解决方法,该文作者在北京地区日光温室中进行了地源热泵温室夏季降温试验研究。该研究以COP即性能系数为评价指标对系统降温性能进行分析,并提出适用于该研究的能量传递和系统性能分析模型。2007年8月17～19日连续观测数据和分析结果显示,地源热泵温室降温系统制冷性能系数(COPsyscg)平均值达到3.01。2007年8月17日为连续观测的3天之中室外日均气温最高的一天,监测数据表明:上午10︰00至下午14︰00室内、外平均气温分别为31.3℃和34.1℃,平均温差2.8℃,同期室内平均相对湿度仅为60.7%,地源热泵系统具有明显的降温和除湿效果。测试期间温室外张挂遮阳幕,遮阳率为70%。     

温室吸湿剂喷淋除湿降温系统的影响因子分析

为了解决湿热地区夏季温室的降温问题,提出了利用CaCl2溶液除湿降温系统对温室进行降温的方法。在CaCl2溶液除湿降温系统运行条件下,确定了以喷淋室出口空气相对湿度为试验指标,分析了进口空气流量、除湿剂流量、除湿剂浓度和温度、进口空气温度和湿度等因子对试验指标的影响。通过影响因子的单因素试验和多因素正交试验,得出了系统运行时影响除湿效果的显著因素是除湿剂浓度和温度、进口空气温度和湿度。通过回归分析建立了CaCl2溶液喷淋除湿的数学模型,并通过试验验证了该模型的最大相对误差小于5%。该文为中国南方高温高湿的温室夏季降温提供参考。     

喷雾与纵向负压通风相结合的封闭牛舍降温效果

喷雾与纵向负压通风相结合的降温方式在猪舍、禽舍应用广泛,但在肉牛舍应用较少,该试验对喷雾与纵向负压通风相结合在封闭肉牛舍的运行模式进行了探究,并与喷雾结合扰流风机在开放肉牛舍的降温效果进行比较。该试验选用栓系饲养平均体质量273.4 kg的锦江黄牛杂交牛作为试验牛。处理舍安装低压两级雾化喷雾,配合卷帘和风机进行纵向负压通风降温;对照舍安装高压喷雾,结合扰流风机进行降温。两舍喷雾降温系统运行30 d,对环境条件、肉牛生理指标进行测定。结果表明低压两级喷雾在封闭牛舍纵向负压通风条件下喷雾与停止最佳时间均为5～10 min;经两舍喷雾系统降温后,处理舍的日平均温度为（30.4±0.1）℃,比对照舍和舍外分别降低了2.2、6.2℃（P＜0.01）,而相对湿度为89.7%±0.9%,较对照舍和舍外分别升高了11.3%、35.2%（P＜0.01）;处理舍试验牛的直肠温度为（38.28±0.03）℃,比对照舍低0.26℃（P＜0.01）;躺卧比为0.87±0.02,比对照舍高12%（P＜0.01）;日平均呼吸频率为（43±1）次/min,与对照舍没有显著差异（P＞0.05）;平均日增质量为（1.38±0.23）kg/d,比对照舍高0.19 kg/d（P＞0.05）;处理舍售牛可获利1042.39元/(月·头),比对照舍高72.67元/(月·头)。可见封闭牛舍喷雾与纵向负压通风相结合降温效果显著,可改善牛舍环境,有效缓解肉牛热应激,提高生产性能。     

湿帘风机安装高度对Venlo温室降温效果分析

针对大型玻璃连栋温室（Venlo温室）在夏季湿帘-风机联合机械降温过程中出现的温度垂直梯度大、降温不充分、冷量浪费的问题,该研究设计并优化了不同湿帘和风机的安装高度（即设备距离地面的最低高度）,分析其对温室降温效果的影响。采用试验和仿真相结合方法,通过与试验温室对比验证仿真模型准确性,并以仿真的方式设计不同的安装高度方案。结果表明,在3.2 m安装高度内,当湿帘安装高度为0.8 m,风机安装高度为3.2 m时降温效果最明显,温室平均温度降低了2.1℃;湿帘安装高度为3.2 m,风机安装高度为3.2 m时温度垂直梯度最小,温室平均温度的垂直梯度降低了5.8℃。湿帘和风机安装高度的变化对Venlo温室的综合降温效果影响较大,适当的降低湿帘安装高度和提高风机安装高度,可以加强温室流场换热过程,进一步强化温室湿冷空气流场的流动均匀性。该研究为温室湿帘和风机降温系统设计提供了进一步优化的理论依据。     

开放式兔舍水空调技术夏季降温效果

夏季高温严重制约中国兔业生产,蒸发降温方式在高温高湿的家兔主产区难以发挥有效作用。该研究以地下水为循环介质的非蒸发降温系统水空调用于外围护隔热性能不佳的开放式繁殖母兔舍,通过管道实现点对点局部降温,研究其降温效果。试验期内,试验舍兔笼内14:00平均气温较对照舍低2.5～3.3 ℃（P < 0.05）,相对湿度高8%。试验舍风速控制在0.7～1.4 m/s,温湿指数控制在25.5～29.0,较对照舍降低1.4～2.9（P < 0.01）,综合热环境状况较对照舍明显改善。舍内母兔在午后高温时段热性喘息有所缓解。结果表明,在开放式兔舍中夏季采用水空调系统进行局部降温,较为适合中国当前家兔养殖模式,有助于缓解夏季妊娠或哺乳母兔的热应激。     

Venlo型温室外遮阳和屋顶喷淋系统夏季降温效果

该文对荷兰Venlo型连栋温室夏季采用自然通风并结合遮阳网、室外屋顶喷淋的降温效果进行了实验研究。实验中对温室内空气温、湿度,太阳辐照度进行了测试,以比较外遮阳和屋顶喷淋的降温效果。结果表明:Venlo型温室夏季采用自然通风结合外遮阳和屋顶喷淋的降温措施后能够有效降低室内温度。不同于其它蒸发降温系统,屋顶喷淋没有造成温室内湿度的显著增加,室内的温度和湿度分布比较均匀。这种降温措施的能耗小,可以达到温室降温和降低温室夏季生产成本的双重目的     

温室封闭式栽培自适应灌溉方法

为了改进和提高温室封闭式栽培精细灌溉控制方法,针对利用Penman-Monteith(P-M)公式和传感器数据信息相结合进行灌溉控制中因为涉及参数较多而使用不便、需要近似计算导致建立的作物蒸腾模型精度不够等问题,该文根据封闭式栽培可以回收并循环利用多余灌溉水的特点,利用灌溉量与排出量的差值和温室小气候环境数据建立相对精确的作物蒸腾量计算模型,并在此基础上利用人工神经网络算法实现了温室封闭式栽培自适应灌溉控制,结果表明,在10 d内灌溉用水量为实际蒸腾量的97.8%,基本实现了按照作物需水量进行灌溉。研究对于实现按照作物蒸腾量进行准确的水分供给、节约灌溉用水量、提高水分利用效率具有一定的现实意义。     

不同含水率下日光温室土壤温度变化规律的峰拟合法拟合

为了探讨中国西北寒冷干旱地区冬季日光温室内土壤含水率和温度变化规律,该文对内蒙古呼和浩特市日光温室内土壤温度和含水率进行了测试,并利用峰拟合法对不同含水率下的土壤温度进行了拟合。试验表明,在强蒸发条件下,随着土壤温度的升高,土壤非饱和导水率提高,从而将干湿发生面下方的液态水引入干湿发生面。峰拟合函数的最小拟合度为0.95907。通过计算得知,降低含水率能提高白天和夜间的土壤平均温度。验证估计Extreme函数得知,只要确定偏移y0、中心xc、宽度w、幅值A即可得土壤温度对时间的变化函数。该方法可以有效地减少测试点的数量,并把离散的数据点转化为连续函数从而进行微积分分析,提高检测效率。     

日光温室封闭式栽培系统的设计与试验

土壤连作灾害、生产资源严重浪费和环境污染已成为日光温室生产中制约其发展的瓶颈问题,为了解决这些问题,实现节水、节肥、保护环境的目的并提高温室生产的管理水平和自动化水平,该文设计了一种日光温室封闭式栽培系统。与传统栽培管理方式不同,该系统使用基质栽培代替土栽方式,采用基质袋装或塑料薄膜完全包裹的模式,实现了与外界环境的有效隔离;使用水肥一体化营养液滴灌代替水肥分离灌溉方式,回收多余营养液并循环利用;采用无线传感器网络模式,实现了温室环境信息的自动采集和发送。试验结果表明,采用封闭式栽培比传统土栽方式番茄产量提高了11.7%,水、肥用量均节省了2%（基质不同,节省水、肥量不同）,同种基质情况下,采用封闭式栽培方式,由于营养液实现了循环利用,水、肥节省率可以达到17.2%。     

冬夏兼用型日光温室内热湿性能分析与应用效果

日光温室是中国北方地区重要的农业设施类型,可进行春提早、秋延后与越冬栽培,但在夏季高温季节使用困难。为了提高苏北地区日光温室的利用效率,该文设计了一种后墙部分可拆装的冬夏兼用型日光温室,该日光温室的后墙包括上下两部分,上部分为镀锌钢架和秸秆块组成的拆装墙体,下部分为空心砌块砌筑的固定墙体。该文以当地传统空心砌块后墙日光温室为对照,首先监测两种日光温室最热月和最冷月的室内外温湿度变化;其次,比较分析了两种日光温室后墙材料热工性能、冬季后墙温度波动和热流密度的差异以及夏季室内空气流动速率的差异;最后,分析比较了两栋日光温室冬夏季室内作物生长状况、产量以及投入产出比。结果显示,冬夏兼用型日光温室固定墙体的热稳定性能和隔热性能分别高于传统空心砌块墙体10.8倍和18.3倍,昼平均热流密度高约19.0%,蓄热时间长约1.0 h,夜间平均热流密度高约18.3%,放热时间长约2.1 h。夏季拆除秸秆块后,冬夏兼用型日光温室内空气流速明显高于对照温室。田间监测发现,与对照温室相比,冬夏兼用型日光温室冬季白天室内平均气温高1.1℃,室内平均湿度低9.1%;夜间室内平均气温高1.0℃,室内平均湿度低6.8%,番茄单株产量显著提高16.7%;夏季通风口面积大,室内空气流速大,通过自然通风排除的热量多,白天室内平均气温低4.0℃,夜晚室内平均气温低3.1℃,日最高气温低1.4~8.1℃,不结球白菜单株鲜质量显著提高38.5%。统计结果显示,与对照温室相比,冬夏兼用型日光温室投入产出比高8.05%。综上,与当地传统空心砌块后墙日光温室相比,冬夏兼用型日光温室冬季保温性能和控湿性能好,夏季通风降温性能优良,能够实现作物的周年生产,在苏北地区具有一定的实用价值。     

相变蓄热墙体对日光温室热环境的改善

该文以北京市郊区某蔬菜种植基地日光温室为研究对象,将所研制的新型相变蓄热墙体材料应用于日光温室北墙内表面,通过提高温室墙体太阳能集热与蓄热能力,达到提高太阳能热利用效率和改善日光温室热环境的目的。采用40mm厚相变蓄热墙体材料板的试验温室与同尺寸的普通砖墙的对照温室比较,2010年12月21日至2011年1月18日的比较试验结果表明:草帘开启时段(白天),前者后墙表面温度平均提高1～2.7℃,耕作层(0～20cm)土壤平均温度提升0.5℃,室内环境平均温度提升0.2～2.1℃;草帘关闭时段(夜间),试验温室后墙表面温度平均提高2.1～4.3℃,耕作层土壤平均温度提升0.5～1.4℃,室内环境平均温度提升1.6～2.1℃。所研制的相变蓄热墙体材料较好地改善了温室作物生长热环境,提高了日光温室的太阳能热利用率。     

下沉式日光温室南侧边际区域土壤温度变化特征

为进一步优化日光温室结构,对下沉深度为80cm的日光温室内距南立面0～5 m(深度0.1 m)、温室外距南立面0～1 m(深度0～60 cm)范围内的土壤温度进行实测,以确定日光温室南侧边际区域土壤温度的变化特征,并与非下沉式日光温室的南侧边际效应区域对比,分析两者的优劣之处。结果表明:在最冷的1月份下沉式日光温室内南侧土壤边际效应界点位于距南立面160 cm处,在3月下旬仅位于距南立面20 cm处;1月中旬,1d内温室内的土壤边际效应界点与南立面的最远距离为180 cm,最近距离为60 cm,界点出现的时段分别为≥03:00～09:00、≥15:00～18:00。与非下沉式日光温室相比,下沉式日光温室南侧的边际区域明显缩小。温室外距南立面0～1 m(深度0～60 cm)范围内,在垂直南立面和垂直地表方向上均存在温度相对稳定的界面。作为日光温室优化设计的指标之一,边际区域的缩小显现出河南地区下沉式日光温室的优越性。     

新疆农村被动式太阳房夏季不同降温控制模式的降温效果

冬季供暖性能良好的被动式太阳房,夏季室内普遍存在着过热问题。该文以新疆石河子农村的2栋不同构造的被动式太阳房为研究对象,提出4种不同的降温控制模式。通过夏季降温试验研究,重点讨论了白天热压通风、夜间自然通风、地板辐射供冷等措施对于缓解被动式太阳房夏季过热程度的作用,并在此基础上分析了降温措施对室内热舒适适应性的影响程度。试验结果表明:对于新疆农村没有地下室的被动式太阳房,采用该文提出的热压通风结合夜间通风降温模式,满足80%可接受舒适度要求的时长占比可提升35.04%;耦合地下室的被动式太阳房,依靠合理的通风措施和地板辐射供冷,满足80%可接受舒适度的时长占比达到85.80%,可基本实现夏季降温的目标。