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日光温室湿帘风机安装方法
来源:周长吉   2013-6-21 9:15:48   人气:6527

  传统的日光温室在设计和建造中由于更多地重视冬季保温,而对夏季的降温关注较少或甚至根本就不予考虑,致使日光温室夏季室内酷热而难以运行,造成大量日光温室夏季生产停止、设备闲置、土地浪费,不仅影响投资者的收益,而且也是对我国紧缺土地资源的极大浪费。
  随着近年来日光温室跨度、高度和空间尺寸的不断加大,一些环境控制装备也开始在日光温室中尝试使用,如通常在连栋温室中使用的湿帘风机降温系统在日光温室中已经开始使用,这对提高日光温室周年利用率起到了很大作用。
  湿帘风机降温系统是大型连栋温室中广泛使用的一种降温措施,不论设计方法和运行管理在连栋温室中都比较成熟,但应用在日光温室中,由于日光温室体型和空间的特殊性,湿帘风机降温系统的设计和管理尚有许多研究和探讨的地方。
  

降温原理湿

    帘风机降温系统是利用水蒸发吸热的原理,将湿帘安装在温室的一侧,风机安装在温室湿帘的对面一侧,当需要降温时,风机启动,将温室内的高温空气强制抽出,造成温室内的负压;同时,水泵将水打在湿帘表面,室外热空气被风机形成的负压吸入室内时,以一定的速度从湿帘的孔隙中穿过,导致湿帘表面水分蒸发而吸收通过湿帘空气的热量,使之降温后进入温室,冷空气流经温室,再吸收室内热量后,经风机排出,从而达到温室降温目的。
  

安装方式

    湿帘风机系统设计安装中要求湿帘和风机分别安装在温室不同的位置,且相互之间的距离尽量保持在30米至50米的范围内。结合日光温室的结构形式和空间尺寸,湿帘风机的安装方式有以下几种。
  山墙湿帘-山墙风机安装法:这是日光温室安装湿帘风机最常见的方法,就是分别将湿帘和风机安装在日光温室的东、西两侧山墙上,温室一侧山墙进风、另一侧山墙排风,实现室内的纵向通风,排除室内热量。
  这种安装方法一般要求湿帘安装在温室的上风向,风机安装在温室的下风向,主要是为了减少风机阻力,提高湿帘风机降温的效率。需要注意的是,这里讲的风向为当地夏季的主导风向,因为温室湿帘风机系统主要在夏季运行,而非全年或冬季运行。如果由于其他原因不能按照上述风向要求布置湿帘风机时,在设计中需要将风机的风量加大20%。
  由于日光温室长度一般都在60米以上,按照湿帘风机之间30米至50米的合理范围,直接在日光温室两堵山墙上分别安装湿帘和风机,会因为距离超长,降温效果大受影响,甚至无法工作。为此,对于长度超过50米的温室,一般将温室分为两段,即在日光温室的中部增加两堵相距3米至5米的山墙,将一栋温室分为两间,在中部两堵山墙上分别安装湿帘,在温室两端的山墙上分别安装风机,形成两间温室内不同方向的气流流场。湿帘风机运行期间,将中间两堵山墙之间的屋面打开,形成湿帘的进风口,可有效保证湿帘进风口气流的畅通。
  这种方法虽然增加了两堵山墙,浪费了一定的种植面积,中间山墙在一定程度上也会影响其附近室内的采光,但这种方法从根本上解决了日光温室长度超出湿帘风机有效工作间距的问题,权衡利弊,还是利大于弊。
  冬季湿帘风机系统不工作期间,也可以将中部两堵山墙用塑料薄膜覆盖,如同日光温室一样进行生产或作为温室管理的操作间放置农具、农资或供管理人员休息之用。此外,一般将湿帘的供水水池放置在中部两堵山墙之间,也避免了设置在温室中占用种植空间。
  室内湿帘-山墙风机安装法:也称为活动湿帘安装法。其原理基本和上述山墙湿帘-山墙风机中将超长日光温室分为两间安装湿帘风机的方法相同,所不同的是该方法用可拆装简易隔墙代替山墙湿帘-山墙风机中永久性建设的中间两堵山墙,因而也减少了建设成本。在夏季降温季节将湿帘临时安装在可拆装式隔墙上,打开相邻两隔墙之间的屋面,形成湿帘进风口,风机仍然像山墙湿帘-山墙风机中一样永久性地安装在温室的两侧山墙。度过夏季降温季节后,拆除湿帘及温室内隔墙,封闭相邻两隔墙之间的屋面,即形成一间整体温室。由于取消了温室中部两堵永久性山墙,一方面减少了温室的建设成本,另一方面也减少了冬季温室生产中由于中间山墙而产生的室内阴影,提高了光能利用率。
  后墙湿帘-前墙风机安装法:顾名思义,后墙湿帘-前墙风机安装法就是将湿帘安装在日光温室的后墙上,将风机安装在日光温室的前墙上,形成温室内横向通风的一种湿帘风机安装方法。由于湿帘和风机分别安装在日光温室的后墙和前墙上,相比前述将湿帘风机安装在山墙上的纵向通风系统,湿帘的安装面积和风机的安装台数将大大增加,风机与湿帘之间的间距也大大减小,降温效果将明显增强。当然,所用的湿帘和风机的设备和材料用量也相应增加,建设投资也随之提高。
  日光温室的后墙一般都是保温墙,墙体较厚,直接在后墙上安装湿帘,给温室冬季的保温带来很大影响。为此,在实际应用中将后墙做成中空墙体,湿帘安装在温室内侧墙体中,在外侧墙体上局部开设进风口,由于两堵墙体之间为中空,阻力很小,所以,从进风口进入的空气能比较均匀地分布到湿帘的入口表面,不会影响降温,而到了冬季,只要对进风口加强保温,即可保证温室的整体保温要求。
  日光温室的前墙,也就是日光温室的南墙,是与日光温室的后墙相对应而提出的。为了提高日光温室的采光量,传统的日光温室采光屋面都是直接连到地面,所以一般也没有前墙。近年来,为了增强日光温室的保温性能,半地下室或称为下沉式结构日光温室开始大面积推广,这样也就自然出现了日光温室的南墙。但由于这种温室南墙实际上是一堵挡土墙,前面是深厚的土层,在其上直接安装风机显然是不可能的,所以,在日光温室的南墙上安装风机必须对温室的结构进行改造。
  对于半地下室温室,南墙必须形成独立的墙体,也就是说要在南墙的南侧留出风机排风的通道,这需要在通道的南侧再增加一道挡土墙,并要使该挡土墙高出地面一定距离,以防止地面雨水排入通道。此外,通道内也必须设置排水设施,以便能够及时排除降落的雨雪。通道的宽度应以不影响风机排风为原则设置,但往往在增大通道宽度的同时,相应也提高了温室的造价,所以在具体工程中还是以牺牲风机的风量来缩小通道的宽度,一般通道宽度在1米至2米之间。
  对于跨度在10米以上的超大跨度日光温室,温室的高度也相应提高,这种情况下,采用半地下室结构对提高温室整体保温性能的作用将显著降低,为此,可直接将前墙砌出地面。这样,在南墙上安装风机将变得十分简单,只要保证墙体高度满足风机的安装尺寸和排风要求即可。
  温室中前墙结构如采用不透光砖墙结构,将在很大程度上影响室内地面的采光,所以,这类温室大部分用于栽培床栽培,主要种植盆花或进行工厂化育苗。但如采用透光结构,则地面栽培将不受影响。
  山墙湿帘-前墙风机安装法:就是在温室的两端山墙上安装湿帘,在温室的前墙上安装风机。这种安装方法实际上温室中也形成纵向通风。需要注意的是这种安装方法风机的数量要与安装湿帘的面积相匹配,不能像后墙湿帘-南墙风机一样在整个南墙上均匀布置风机,而应将排风风机均匀布置在靠近温室中部的南墙上,主要目的是避免风机与湿帘之间出现气流的短路。
  相比后墙湿帘-前墙风机的安装方法,山墙湿帘-前墙风机安装法避免了对后墙的大规模改造,温室建设成本大幅度降低,但由于加长了冷空气的路径,降温的效果将有明显的下降,但与温室中部山墙安装湿帘、两端山墙安装风机的降温效果相当。只是由于要在前墙上安装风机,需要对传统的弧形日光温室前屋面进行改造,使其能适应风机竖直安装,相应也增加了建设成本,对温室内安装风机的局部位置也造成一定的阴影,会影响作物的正常生长。
  山墙湿帘-后墙风机安装法:就是在温室的两堵山墙上安装湿帘,在温室的后墙上安装风机。这种安装方法的通风降温效果与山墙湿帘-前墙风机安装法基本相同,惟一的差别是风机(排风口)与湿帘的安装位置进行了调换。但将风机安装在后墙上,相比安装在前墙上,避免了风机对室内的遮光,使温室内光照更加均匀。不过,由于日光温室的后墙为保温墙,在后墙上安装风机的工程量较前墙要大,而且冬季对风机口保温的处理难度也较前墙大。
  前墙湿帘-山墙风机安装法:就是在日光温室的南墙上安装湿帘,在两端山墙上安装风机。相比山墙湿帘-前墙风机安装法,这种方法安装的湿帘面积将会增大,而且气流在温室中形成横向流场,因此冷气流的分布也更加均匀,降温的效果也更好。与在南墙上安装风机的方法相比较,温室南墙前面的排风通道变为了进风通道,因此,通道的宽度可大大减小,温室的建设成本也将降低。对于不设通风道的南墙,也避免了风机排气的直吹,有利于两栋温室之间植物的生长。
  后墙湿帘-山墙风机安装法:就是将湿帘安装在温室的后墙,将风机分别安装在温室两堵山墙上,形成温室内的纵向气流。这种方法由于排风风机数量少,所以总排风风量也小,因此,在确定湿帘面积时应与配套的风机流量相适应,不能整堵墙上都安装湿帘,这样会使流过湿帘的风速降低,影响湿帘的效率。此外,风机近处的湿帘通风量大,到温室中部的湿帘通风量减小,会形成气流短路,使温室中部空气的降温效果变差。同时,湿帘安装面积增大,相应也增加了温室的建设成本。所以,这种安装方法一般总是将湿帘集中安装在温室后墙的中部。
  运行管理注意事项1.湿帘、风机的布置一般应为湿帘在温室的上风向,风机在温室的下风向。
  2.湿帘进气口不一定要连续,但要求分布均匀,如进气口不连续应保证空气的过流风速在2.3m/s以上。
  3.湿帘进风口周边存在的缝隙需密封,以避免热风渗透影响湿帘降温效果。
  4.湿帘供水在使用中需进行调节,确保有细水流沿湿帘波纹向下流,以使整个湿帘均匀浸湿,并且不形成未被水流过的干带或内外表面的集中水流。
  5.保持水源清洁,水池须加盖密封,定期清洗水池及循环水系统。为阻止湿帘表面藻类或其他微生物的滋生,短时处理时可向水中投放3mg/m3至5mg/m3的氯或溴,连续处理时可投放1mg/m3的氯或溴。
  6.湿帘风机系统在日常使用中应注意水泵停止30分钟后再关停风机,保证彻底晾干湿帘;湿帘停止运行后,检查湿帘下部汇水水槽中积水是否排空,避免湿帘底部长期浸泡在水中。
  7.湿帘表面如有水垢或藻类形成,在彻底晾干湿帘后用软毛刷上下轻刷,然后启动供水系统进行冲洗,避免用蒸汽或高压水冲洗湿帘。
  8.冬季湿帘风机不工作期间,对永久固定的湿帘和风机,应将其用塑料薄膜或棉被罩盖严密,以提高温室的保温性能。

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一侧山墙风机的安装
  

日光温室中部增加两堵山墙以安装湿帘
  

后墙安装湿帘,外侧墙体局部开设通风口

前墙风机-后墙湿帘安装温室。岳汀 摄

  (本文作者系农业部规划设计研究院设施农业研究所总工程师、农业部农业设施结构工程重点实验室主任)


来源:周长吉
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