第三章 农业设施中的通风与降温.ppt

第三章 农业设施中的 通风与降温 第一节 农业设施通风的基本形式与要求 一、农业设施通风换气的目的与要求（★） 1、通风换气的目的 ①排除多余热量，抑制高温 春、夏、秋季，白昼太阳辐射强烈，室外 气温较高，温室在封闭管理时室内气温可高于 室外20℃以上。在完全不通风的情况下，室内 气温甚至可超过50℃。通风可引入室外相对较 低温度空气，排除室内多余热量，防止出现过 高气温。 ②补充CO2，维持室内植物正常光合作用必要的CO2浓度 白昼植物光合作用吸收CO2，室内CO2浓度降低。光合作用旺盛时，封闭管理室内CO2浓度降低至100 mL/L（ppm）以下，不能满足植物光合作用需要。 通风可从引入的室外空气中（CO2浓度330 mL/L）获得CO2补充。在严寒冬季利用换气补充CO2会造成温室很大热量损失时，应考虑进行CO2施肥的措施。除此以外的情况，进行通风从室外空气中获得CO2补充是经济可行的方法。 ③排除室内水汽，降低室内空气湿度 温室封闭管理时土壤中水份蒸发和植物蒸腾作用的水汽在室内聚集，产生较高湿度，夜间室内相对湿度可达95%以上。 高湿度环境影响植物的蒸腾和水份与养份的吸收，不利生长发育，并引发病害。通风引入室外干燥空气可有效降低室内湿度。 2、 通风换气设计的基本要求 ①通风系统能够提供足够的通风量，具有有效调控室内气温、湿度和CO2浓度的足够能力，达到满足室内栽培植物正常生长要求的条件。 ②通风量能够根据不同情况的需要在一定范围内有效调节。 ③具有适宜的气流速度，一般应为0.3～1m/s右，分布均匀。 ④设备投资费用低，耐用、运行效率高，运行管理费用低。 ⑤通风换气设备运行可靠，操作控制简便，遮荫面积小，不妨碍室内生产作业。 二、通风的基本形式与特点 1、自然通风与机械通风 （1）自然通风 借助设施内外的温度差产生的“热压”或室外 自然风力产生的“风压”促使空气流动。 通风系统投资省、不消耗动力，使用经济，应优先采用。 通风能力有限，通风效果易受设施周围地势和室外气候条件（风向、风速）等因素影响。 自然通风系统由通风窗（脊窗、谷间窗、侧窗等）及相应的开闭机构组成，当其开闭采用电动或自动控制时，还包括电机及减速装置、控制器等。我国塑料薄膜日光温室和塑料大棚也多采用揭开棚膜的方法进行自然通风。 （2）机械通风 又称强制通风，是依靠风机产生的风压强制空气流动，其作用能力强，通风效果稳定。 可在空气进入室内前进行加温或降温处理，便于组织室内气流和风量调控。 设备和维修费用相对较大，运行需要消耗电能 设备遮光，运行中产生噪音。 2、全面通风与局部通风 全面通风：对设施内进行全面换气，以对整个 设施内的空气温度、湿度和空气成 分进行调控。 局部通风：通风范围仅限于设施的个别地点或 局部区域。 局部排风：在设施内污染附近收集空气中有害 物，集中直接排向设施外。 局部送风：在设施内采取局部送风，局部调控 动植物附近区域环境。 三、确定全面通风换气量的一般性方法 必要通风量 —— 根据控制温室内气温、湿度和CO2浓度等方面需要确定的通风量。 设计通风量（设计换气量）—— 温室通风系统在单位时间内交换的室内外空气体积（温室的设计通风能力）。 一般应有： 设计通风量 ≥ 必要通风量 （在不致产生混淆时，以后不加以严格区分，二者采用同一符号L表达） 换气次数 L —— 通风量，m3/h或m3/min； V —— 温室内部空间体积，m3。 在不同的时期，通风侧重的目的是不同的，所确定的三个必要通风量的数值相对大小有不同，应按其中最大值确定为该时期的必要通风量。 夏季及前后一段时期，排除多余热量是通风的主要目的，抑制高温的必要通风量最大，该时期通风量满足抑制高温方面要求时，也能满足排湿与补充CO2方面要求。 寒冷时期没有通风抑制高温的要求，则应根据除湿与补充CO2方面要求确定合适的通风量。 夜间排湿是通风的主要目的，则应根据排湿的要求确定合适的通风量。 全面通风的基本微分方程式 L—全面通风量 x—有害物的散发量 y0—进风空气中有害物的浓度 y—某时刻设施内空气中有害物浓度 V—设施内空气体积 —微小时间间隔 — 时间设施内空气有害物浓度增量 在稳定状态下，全面通风体积流量L： 全面通风质量流量G： x—有害物的散发量， J/kg，g/kg或ml/kg z—设施内有害物浓度，J/kg，g/kg或ml/kg z0—进风空气