利用室外冷源空气的植物工厂降温节能效果分析

通过利用室外冷源空气协同空调进行植物工厂降温,以仅使用空调降温的植物工厂为对照,同时结合零浓度差CO2施肥方法使植物工厂内外CO2浓度保持一致,调查引进室外冷源空气对植物工厂内空气温度、饱和水汽压差、CO2浓度、降温设备的节能率、性能系数(COP,coefficient of performance)及奶油生菜产量和光合色素含量的影响。结果表明:(1)引进室外冷源空气的降温方法可以将试验植物工厂内温度控制在目标范围:明期23~27℃、暗期18~22℃,外界温度越低,温度变化幅度越大;同时段试验植物工厂内的空气饱和水汽压差(明期1.3~2.7k Pa,暗期1.2~1.9k Pa)高于对照(明期0.3~1.3k Pa,暗期0.3~0.5k Pa);配合零浓度差CO2施肥法基本能将明期大部分时段的CO2浓度控制在与外界浓度相同范围内(400~500μmol·mol-1)。(2)试验期间,与仅使用空调的降温方法相比,引进室外冷源空气的方法能使植物工厂总耗电量节省10.8%,其中试验植物工厂降温系统比对照节省了66.2%的耗电量。(3)在外界温度-4~5℃以及显热比0.4~0.9的条件下,引进室外冷源空气的风机性能系数为19.3~28.9,高于空调降温的COP值(试验植物工厂为5.3~14.7,对照植物工厂为5.8~14.9)。(4)引进室外冷源空气的降温方法未对生菜产量和光合色素含量造成显著影响。因此,采用引进室外冷源空气的控制方法不仅可以节省植物工厂的降温耗电量,还能提高降温设备的性能系数,取得显著的节能效果。