《農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程》第4章溫室設(shè)施環(huán)境調(diào)節(jié)與控制5課件

1、第四章 溫室設(shè)施環(huán)境調(diào)節(jié)與控制攏態(tài)徊降氓鬃鈍級(jí)叮錐慈損瓣肉跺勵(lì)灣招萬匙萌兩母扭攬責(zé)辦扭津蔥戚辯農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程第4章 溫室設(shè)施環(huán)境調(diào)節(jié)與控制5農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程第4章 溫室設(shè)施環(huán)境調(diào)節(jié)與控制5第五節(jié) 溫室通風(fēng)換氣 一、通風(fēng)換氣的基本要求與必要換氣量 （一）基本要求 溫室通風(fēng)換氣設(shè)計(jì)的基本要求是通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)能夠提供足夠的通風(fēng)量，具有有效調(diào)控室內(nèi)氣溫、濕度和CO2濃度的足夠能力，以滿足室內(nèi)栽培植物正常生長(zhǎng)的要求，同時(shí)要求隨著栽培植物的生長(zhǎng)發(fā)育階段和栽培季節(jié)的不同，以及一日內(nèi)不同時(shí)間、不同室外氣候條件時(shí)的不同需要，能在一定范圍內(nèi)進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)。搔由遂木制外茁肩怪猴兄曾扶惡橢榜踞侍驚聚洶盂詫顫琶骸敬乍碟龜

2、奢婆農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程第4章 溫室設(shè)施環(huán)境調(diào)節(jié)與控制5農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程第4章 溫室設(shè)施環(huán)境調(diào)節(jié)與控制5 合理確定設(shè)計(jì)通風(fēng)量是溫室通風(fēng)設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要工作內(nèi)容，其確定的依據(jù)是溫室的必要換氣量，需根據(jù)溫室所在地區(qū)的氣候條件、溫室的使用季節(jié)和栽培植物的要求等方面條件進(jìn)行計(jì)算確定。 溫度條件常是溫室環(huán)境調(diào)控中首要的調(diào)控目標(biāo)，同時(shí)抑制高溫的必要通風(fēng)量最大，通風(fēng)量滿足抑制高溫方面要求時(shí)，也能夠相應(yīng)地滿足排濕與補(bǔ)充CO2方面的要求。 因此對(duì)于通風(fēng)系統(tǒng)以抑制高溫為目的運(yùn)行時(shí)的情況，通風(fēng)量的確定可不考慮排濕與補(bǔ)充CO2方面要求。而在寒冷的時(shí)期，溫室內(nèi)將沒有通風(fēng)抑制高溫的要求，這時(shí)應(yīng)根據(jù)排濕與補(bǔ)充CO2方面要求確定合

3、適的通風(fēng)量?？艏教窨薨此家乱睗?jì)肌冒唾記抑直斃赴溺亨撰箱鋒筐丑醞醬稱蠟篇琵狠農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程第4章 溫室設(shè)施環(huán)境調(diào)節(jié)與控制5農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程第4章 溫室設(shè)施環(huán)境調(diào)節(jié)與控制51.控制室溫的必要通風(fēng)量 控制室溫的最大必要通風(fēng)量，是考慮在夏季炎熱時(shí)期，正午日照最強(qiáng)，氣溫接近最高的時(shí)刻，為了使溫室內(nèi)維持一定的溫度，排除室內(nèi)多余熱量所需要的通風(fēng)量。 根據(jù)第三章式（3-10），必要通風(fēng)量應(yīng)為： m3/s式中 Q 溫室內(nèi)需排除的多余熱量（顯熱），W Cp 空氣的定壓質(zhì)量比熱，可取Cp1030J/(kg)； a 室內(nèi)空氣的密度，kg/m3，近似有a353/(ti+273)； t1 進(jìn)入溫室的空氣溫度，當(dāng)未對(duì)進(jìn)

4、風(fēng)進(jìn)行降溫處理時(shí)，t1to ； t2 溫室排風(fēng)溫度，當(dāng)通風(fēng)量不大，室內(nèi)氣溫分布較均勻時(shí)可近似取t2ti； ti，to 分別為室內(nèi)與室外氣溫，。損侗測(cè)勛暫坎擱住竿肌尚楊李溫繁疊循崩拼嚇表漆恤奮氛纓屎裝傲胃瘴真農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程第4章 溫室設(shè)施環(huán)境調(diào)節(jié)與控制5農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程第4章 溫室設(shè)施環(huán)境調(diào)節(jié)與控制5 定義單位溫室面積的通風(fēng)量為溫室通風(fēng)率L0，即有： m3/(m2s) 式中 As 溫室的地面面積，m2。 溫室內(nèi)白晝吸收的顯熱量來自太陽的短波輻射，而部分顯熱量將通過覆蓋層傳出室外，部分被室內(nèi)地面和植物等的水份蒸發(fā)蒸騰作用消耗轉(zhuǎn)化為潛熱，并隨通風(fēng)氣流排出室外。因此室內(nèi)需排除的多余顯熱量為上述部分的

5、差值。 即根據(jù)式（4-24），考慮加溫?zé)崃縌h=0，地中傳熱量相對(duì)較小，取Qf0，則溫室通過通風(fēng)排出的熱量為： Q= QvoQvi= Qs(Qw+Qe) W （4-32）式中Qs 溫室內(nèi)吸收的太陽輻射熱量，W； Qw 經(jīng)過覆蓋材料的傳熱量（對(duì)流、輻射），W； Qe 溫室內(nèi)水份蒸發(fā)吸收的潛熱，由通風(fēng)排出室外，W； 悶建洼立鎖誅寨耙森奮戶階凋蕉烈略宇啡弄佑瘩挎及桂椒慶冀遼查鎮(zhèn)嫉前農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程第4章 溫室設(shè)施環(huán)境調(diào)節(jié)與控制5農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程第4章 溫室設(shè)施環(huán)境調(diào)節(jié)與控制5 下面逐項(xiàng)計(jì)算上式中各項(xiàng)熱量。通過溫室覆蓋層傳出的熱量為： W （4-33）式中 Kj 溫室各部分覆蓋層的傳熱系數(shù)，近似計(jì)算時(shí)

6、可取全溫室覆蓋層平均傳熱系數(shù)K=46W/(m2)； Agj 溫室覆蓋層各部分面積，m2； W 溫室散熱比， ，連棟溫室取為1.21.5，單棟溫室取為1.72.0。 通風(fēng)換氣排出的潛熱量由下式計(jì)算： W （4-34）式中e 蒸騰蒸發(fā)潛熱與溫室吸收的太陽輻射熱之比，其值大小與室內(nèi)地面土壤潮濕狀況、植物繁茂程度、室內(nèi)外空氣濕度等因素有關(guān)，一般取e0.50.7，溫室內(nèi)地面土壤潮濕、植物繁茂、室內(nèi)外空氣濕度較低時(shí)取較大值。氯宅仲滓管氖俗糊上喲轍關(guān)胯疥盯輥壞后斧義亥凄曉臀名軌寄鬼仿偷撼康農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程第4章 溫室設(shè)施環(huán)境調(diào)節(jié)與控制5農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程第4章 溫室設(shè)施環(huán)境調(diào)節(jié)與控制5溫室吸收的太陽輻射熱為：

7、 W/m2 （4-35）式中 I0 室外水平面太陽總輻射照度，W/m2，對(duì)于夏季其取值見表4-15； a 溫室受熱面積修正系數(shù)，一般取a1.01.3，溫室面積小時(shí)取較大值； 室內(nèi)日照反射率，一般取為0.1； 溫室覆蓋層的太陽輻射透過率，在無室外遮陽網(wǎng)和室內(nèi)遮陽幕時(shí)一般為0.60.7，有室外遮陽網(wǎng)時(shí)可取t0.20.3，有室內(nèi)反射型材料遮陽幕時(shí)，可取t0.30.4；表4-15 夏季室外水平面太陽總輻射照度（W/m2）注：資料來源于GBJ19-87 采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范(2001年版)大氣透明度等級(jí)北緯30北緯35北緯40北緯4531037102198694941000986949909596

8、2902872840口鍛寂我勸蒸持信榜懷仙酋咨恬哭忙世槐押藩蜂礬亮疼屏鈣圓聾憊民瑣蝶農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程第4章 溫室設(shè)施環(huán)境調(diào)節(jié)與控制5農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程第4章 溫室設(shè)施環(huán)境調(diào)節(jié)與控制5 以上關(guān)系代入式（4-31），可得溫室必要通風(fēng)率為： m3/(m2s) （4-36） 或近似地有： m3/(m2s) （4-37） 則溫室必要通風(fēng)量為： m3/s （4-38） 由式（4-36）與（4-37）可知，溫室的必要通風(fēng)量與溫室本身傳熱特性及室外氣象條件有關(guān)，還與室內(nèi)外溫差tito有關(guān)，即還取決于室內(nèi)設(shè)定的熱環(huán)境條件。 當(dāng)t1to，t2ti時(shí)有： m3/(m2s) （4-39）梭硅卉沛瞬哀股螺通護(hù)簍短躍底峽闌

9、頻略貸進(jìn)咸啼訪藤像躥全餒丸尹命致農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程第4章 溫室設(shè)施環(huán)境調(diào)節(jié)與控制5農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程第4章 溫室設(shè)施環(huán)境調(diào)節(jié)與控制5由上式可知，溫室的通風(fēng)率L0與室內(nèi)外溫差tito為雙曲函數(shù)關(guān)系（見圖4-40）。即室內(nèi)外溫差tito隨通風(fēng)率L0增大而減小，通風(fēng)率較小時(shí)，通風(fēng)率的較少增加即可顯著減少室內(nèi)外溫差（降低室內(nèi)氣溫）。隨著通風(fēng)率逐漸增大，室內(nèi)氣溫降低速率逐漸減緩。 圖4-40 溫室的通風(fēng)率與室內(nèi)外溫差襄茫主砰蚊哈臼揮竊哮縫侍舔蚜綽令寐賬裔審鉸腋乙辜每絕筏餌菠姜潮勢(shì)農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程第4章 溫室設(shè)施環(huán)境調(diào)節(jié)與控制5農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程第4章 溫室設(shè)施環(huán)境調(diào)節(jié)與控制5 當(dāng)通風(fēng)率達(dá)到0.10m3/(m2

10、s)（溫室室內(nèi)空間平均高度為3m左右時(shí)，相當(dāng)于換氣次數(shù)約為2次/min或120次/h）左右時(shí)，溫室內(nèi)外氣溫差已減少至12左右，則繼續(xù)增加通風(fēng)率時(shí)室內(nèi)氣溫降低很小，卻使風(fēng)機(jī)的運(yùn)行耗能與運(yùn)行費(fèi)用不必要地增加。因此，從經(jīng)濟(jì)性的角度考慮，一般通風(fēng)率應(yīng)在0.08m3/(m2s)以下，或換氣次數(shù)低于1.5次/min（90次/h）。 從圖4-40可看出，遮陽的措施對(duì)抑制室內(nèi)高溫有著非常顯著的作用，有遮陽與無遮陽的情況相比，控制同樣室內(nèi)外溫差所需通風(fēng)率大為減少。但是，僅靠遮陽和單純通風(fēng)對(duì)室內(nèi)氣溫的降低也是有一定限度的，即不可能將室內(nèi)氣溫降到低于室外氣溫的水平。在炎熱夏季，室外氣溫原本已較高，即便采用大通風(fēng)率并

11、輔以遮陽措施，室內(nèi)氣溫仍略高于室外，將不滿足一些植物要求的溫度條件，這時(shí)應(yīng)考慮采用對(duì)空氣進(jìn)行降溫處理的措施。勻謾蔑述增丘杖遣扔譯孜商符匡居襲頌剿狽陷侍昂量陛廉謎簡(jiǎn)狼希杏令婆農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程第4章 溫室設(shè)施環(huán)境調(diào)節(jié)與控制5農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程第4章 溫室設(shè)施環(huán)境調(diào)節(jié)與控制52.維持CO2濃度的必要通風(fēng)量 在日出后，植物進(jìn)行光合作用將從溫室內(nèi)空氣中大量吸收CO2，使其濃度急劇降低。雖然室內(nèi)土壤中微生物的呼吸和有機(jī)物質(zhì)分解將放出CO2，使室內(nèi)得到CO2少量補(bǔ)充，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了需要。為維持植物繼續(xù)進(jìn)行正常光合作用，在日出后溫室即需要考慮進(jìn)行通風(fēng)，以從室外空氣中得到CO2的補(bǔ)充。鄧迪朝的投狄拿綁真來捕楊擯省

12、糧鳳攢諜隊(duì)蘋轉(zhuǎn)效汪鄖鎊茹懶錦瓤漣卯障農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程第4章 溫室設(shè)施環(huán)境調(diào)節(jié)與控制5農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程第4章 溫室設(shè)施環(huán)境調(diào)節(jié)與控制5為了維持室內(nèi)CO2的必要濃度所需必要通風(fēng)率Lc0由下式確定：LC0=(FcP-Ps)/(C0-Ci) m3/(m2s) (4-40)式中Co 室外空氣CO2濃度，一般約為0.6g/m3； Ci 設(shè)定的室內(nèi)空氣CO2濃度，g/m3；P單位植物葉面積對(duì)CO2的平均吸收強(qiáng)度，與植物的種類、生育階段、生長(zhǎng)情況、溫度及光照強(qiáng)度等因素有關(guān)、一般約為0.5810-3g/(m2s)；fc植物葉面積指數(shù)，一般為25；Ps單位溫室面積的土壤CO2呼出強(qiáng)度，g/(m2s)，與土壤中有機(jī)

13、質(zhì)含量，土壤溫度、含水量和通氣狀況等有關(guān)，可按下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： Ps=Ps0*3t/10 g/(m2s) (4-41)式中Ps0土壤0時(shí)的CO2釋放量，一般肥沃的土壤約為0.0110-3g/(m2s)；t 土壤溫度，。奔潤(rùn)袱唐番跟籬嘲骯孜飾勒桓狂稱旭毒彼海符復(fù)偶的嘛夠檔等顏咬屈署緘農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程第4章 溫室設(shè)施環(huán)境調(diào)節(jié)與控制5農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程第4章 溫室設(shè)施環(huán)境調(diào)節(jié)與控制5 維持室內(nèi)CO2濃度的必要通風(fēng)量與室內(nèi)外空氣CO2濃度差CoCi呈雙曲線關(guān)系，因此利用通風(fēng)換氣來提高CO2濃度也是有一定限度的，室內(nèi)CO2濃度最多只能達(dá)到比室外略低的水平。由于為維持室內(nèi)CO2濃度的必要通風(fēng)率遠(yuǎn)低于抑制高

14、溫的必要通風(fēng)率，因此，在為抑制室內(nèi)高溫進(jìn)行通風(fēng)時(shí)，室內(nèi)CO2濃度容易達(dá)到接近室外CO2濃度的極限水平。 而在室外氣溫較低的時(shí)期，靠增大通風(fēng)率來提高CO2濃度不僅效率低，而且通風(fēng)熱量損失增大，所以應(yīng)綜合考慮合理確定通風(fēng)率，或?yàn)樘岣邷厥耶a(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量水平，溫室密閉管理，進(jìn)行CO2施肥，室內(nèi)CO2濃度可以達(dá)到高于室外的水平，并且可避免因通風(fēng)損失室內(nèi)的熱量。濟(jì)汐蛙育菠皇汁流臥褥關(guān)替巒淺碌濟(jì)棗族敲遲堪但燈擎賒帆瓜配圣曬扁篷農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程第4章 溫室設(shè)施環(huán)境調(diào)節(jié)與控制5農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程第4章 溫室設(shè)施環(huán)境調(diào)節(jié)與控制5 溫室通風(fēng)換氣是通過引入室外相對(duì)干燥的空氣、排出較高濕度的室內(nèi)空氣達(dá)到降低室內(nèi)濕度的目的

15、。其必要通風(fēng)量須能夠排除在室內(nèi)設(shè)定氣溫和相對(duì)濕度條件下植物蒸騰與土壤蒸發(fā)所產(chǎn)生的水汽量。因此控制溫室內(nèi)濕度的必要通風(fēng)率按下式計(jì)算： lw0=p/a(di-d0) m3/(m2s) (4-42) 式中 Wi，Wo 室內(nèi)、室外空氣的含濕量，g/kg干空氣； ra 室內(nèi)空氣的密度，kg/m3； wp 溫室內(nèi)每單位面積產(chǎn)生的水汽量，g/(m2s)。對(duì)于wp，白晝可按下式計(jì)算： wp=eat I0(1-r)/r g/(m2s) (4-43)式中 r 水的蒸發(fā)潛熱，r2442kJ/kg。 夜間按下式計(jì)算：wp=Kd(pwspw) g/(m2s) (4-44)式中 Kd 質(zhì)交換系數(shù)，s/m； pws 室內(nèi)氣

16、溫下的飽和水蒸汽壓力，Pa； pw 室內(nèi)空氣的水蒸汽分壓力，Pa。（三） 控制溫室內(nèi)濕度的必要通風(fēng)量網(wǎng)諾締記立擴(kuò)侖顴羽齊安登負(fù)叢田柒杉砍夷驅(qū)疥蝕呈駭林砍墊延檄綁崎粟農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程第4章 溫室設(shè)施環(huán)境調(diào)節(jié)與控制5農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程第4章 溫室設(shè)施環(huán)境調(diào)節(jié)與控制5二、溫室通風(fēng)系統(tǒng)的布置 （一）自然通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置 溫室中自然通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)置，要求有足夠的通風(fēng)能力的同時(shí)，室內(nèi)氣流應(yīng)合理分布，通風(fēng)系統(tǒng)還應(yīng)能夠方便調(diào)節(jié)。洛擄溉感鶴路鎳借哎瘡侶契嗎厘句琳腸土磚堯掘照嘿榜瞎有視東噸搪拔隊(duì)農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程第4章 溫室設(shè)施環(huán)境調(diào)節(jié)與控制5農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程第4章 溫室設(shè)施環(huán)境調(diào)節(jié)與控制5 以上常見的幾種自然通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置

17、 ，為保證熱壓通風(fēng)具有良好的效果，應(yīng)使通風(fēng)的進(jìn)、排風(fēng)口的高差盡可能大，一般在側(cè)墻下部設(shè)置進(jìn)風(fēng)窗口，而在屋面上設(shè)置排風(fēng)窗口，可獲得較大的通風(fēng)窗間的高差。天窗設(shè)在屋脊處時(shí)（a、b、e），可獲得最高的排風(fēng)口位置，但在覆蓋塑料薄膜的溫室中，從減少屋面覆蓋薄膜的接縫和方便開窗機(jī)構(gòu)布置等方面考慮，也較多地將天窗設(shè)在谷間（c、d）。 （d）卷簾谷間窗、卷簾側(cè)窗（e）Venlo型溫室的交錯(cuò)式脊窗 （b）上翻式天窗、卷簾側(cè)窗 （c）連續(xù)式谷間窗、上懸式側(cè)窗 （a）連續(xù)式屋脊天窗、推拉式側(cè)窗 吊堤俘析帆獻(xiàn)俐銳顏摘癢災(zāi)虞度肯膀唐濫略隧命莢妥瞬震潘匹潭子圃新尼農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程第4章 溫室設(shè)施環(huán)境調(diào)節(jié)與控制5農(nóng)業(yè)生物環(huán)

18、境工程第4章 溫室設(shè)施環(huán)境調(diào)節(jié)與控制5（二）溫室機(jī)械通風(fēng)的基本形式與布置 機(jī)械通風(fēng)一般有進(jìn)氣通風(fēng)系統(tǒng)、排氣通風(fēng)系統(tǒng)和進(jìn)排氣通風(fēng)系統(tǒng)三種基本形式。（a）（b）（c）圖4-42機(jī)械通風(fēng)的幾種布置形式 （1）進(jìn)氣通風(fēng)系統(tǒng)，又稱正壓通風(fēng)系統(tǒng)，是采用風(fēng)機(jī)將室外新鮮空氣強(qiáng)制送入室內(nèi)，使室內(nèi)空氣壓力形成高于室外的正壓，迫使室內(nèi)空氣從排氣口流出。（圖4-42(a)） （2）排氣通風(fēng)系統(tǒng)，又稱負(fù)壓通風(fēng)系統(tǒng)，是將風(fēng)機(jī)布置在排風(fēng)口，通過風(fēng)機(jī)向室外排風(fēng)，使室內(nèi)空氣壓力形成低于室外的負(fù)壓，室外空氣從溫室的進(jìn)風(fēng)口被吸入室內(nèi)。 排氣通風(fēng)系統(tǒng)的布置一般是將風(fēng)機(jī)安裝在溫室的一面?zhèn)葔蛏綁ι希鴮⑦M(jìn)氣口設(shè)置在遠(yuǎn)離風(fēng)機(jī)的相對(duì)墻面上。如圖4-42（b）、（c）。 廚遙歉闌蠅閏讓丫筑略終殲瞬眶賺賺蘿領(lǐng)踢氫糧剖溜溶透窮獄逃瘸狡已繪農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程第4章 溫室設(shè)施環(huán)境調(diào)節(jié)與控制5農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程第4章 溫室設(shè)施環(huán)境調(diào)節(jié)與控制5 （3）進(jìn)排氣通風(fēng)系統(tǒng)，又稱聯(lián)合式通風(fēng)系統(tǒng)，是一種同時(shí)采用風(fēng)機(jī)送風(fēng)和風(fēng)機(jī)排風(fēng)的通