節(jié)水灌溉 Water Saving Irrigation ISSN 1007 4929 CN 42 1420 TV 節(jié)水灌溉 網(wǎng)絡(luò)首發(fā)論文 題目 噴霧對(duì)溫室溫濕度影響的試驗(yàn)研究 作者 李景浩 朱德蘭 網(wǎng)絡(luò)首發(fā)日期 2022 02 21 引用格式 李景浩 朱德蘭 噴霧對(duì)溫室溫濕度影響的試驗(yàn)研究 J OL 節(jié)水灌溉 網(wǎng)絡(luò)首發(fā) 在編輯部工作流程中 稿件從錄用到出版要經(jīng)歷錄用定稿 排版定稿 整期匯編定稿等階 段 錄用定稿指內(nèi)容已經(jīng)確定 且通過(guò)同行評(píng)議 主編終審?fù)饪玫母寮?排版定稿指錄用定稿按照期 刊特定版式 包括網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)版式 排版后的稿件 可暫不確定出版年 卷 期和頁(yè)碼 整期匯編定稿指出 版年 卷 期 頁(yè)碼均已確定的印刷或數(shù)字出版的整期匯編稿件 錄用定稿網(wǎng)絡(luò)首發(fā)稿件內(nèi)容必須符合 出 版管理?xiàng)l例 和 期刊出版管理規(guī)定 的有關(guān)規(guī)定 學(xué)術(shù)研究成果具有創(chuàng)新性 科學(xué)性和先進(jìn)性 符合編 輯部對(duì)刊文的錄用要求 不存在學(xué)術(shù)不端行為及其他侵權(quán)行為 稿件內(nèi)容應(yīng)基本符合國(guó)家有關(guān)書(shū)刊編輯 出版的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 正確使用和統(tǒng)一規(guī)范語(yǔ)言文字 符號(hào) 數(shù)字 外文字母 法定計(jì)量單位及地圖標(biāo)注等 為確保錄用定稿網(wǎng)絡(luò)首發(fā)的嚴(yán)肅性 錄用定稿一經(jīng)發(fā)布 不得修改論文題目 作者 機(jī)構(gòu)名稱(chēng)和學(xué)術(shù)內(nèi)容 只可基于編輯規(guī)范進(jìn)行少量文字的修改 出版確認(rèn) 紙質(zhì)期刊編輯部通過(guò)與 中國(guó)學(xué)術(shù)期刊 光盤(pán)版 電子雜志社有限公司簽約 在 中國(guó) 學(xué)術(shù)期刊 網(wǎng)絡(luò)版 出版?zhèn)鞑テ脚_(tái)上創(chuàng)辦與紙質(zhì)期刊內(nèi)容一致的網(wǎng)絡(luò)版 以單篇或整期出版形式 在印刷 出版之前刊發(fā)論文的錄用定稿 排版定稿 整期匯編定稿 因?yàn)?中國(guó)學(xué)術(shù)期刊 網(wǎng)絡(luò)版 是國(guó)家新聞出 版廣電總局批準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)連續(xù)型出版物 ISSN 2096 4188 CN 11 6037 Z 所以簽約期刊的網(wǎng)絡(luò)版上網(wǎng)絡(luò)首 發(fā)論文視為正式出版 基金項(xiàng)目 國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃 2021YFE0103000 陜西省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃 2020ZDLNY01 01 作者簡(jiǎn)介 李景浩 1997 男 碩士研究生 主要從事溫室環(huán)境調(diào)控方面研究 E mail lijh0315 作者簡(jiǎn)介 朱德蘭 1969 女 教授 博士生導(dǎo)師 主要從事節(jié)水灌溉與溫室水肥及環(huán)境調(diào)控技術(shù)研究 E mail dlzhu 噴霧對(duì)溫室溫濕度影響的試驗(yàn)研究 李景浩 1 2 朱德蘭 1 2 1 西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院 陜西楊凌 712100 2 西北農(nóng)林科技大學(xué)旱區(qū)農(nóng)業(yè)水土工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 陜西楊凌 712100 摘要 為降低夏季高溫時(shí)溫室內(nèi)的溫度 通過(guò)試驗(yàn)研究雙拱雙膜溫室單噴頭噴霧降溫過(guò)程 探究單噴頭不 同霧化指標(biāo) 噴霧時(shí)長(zhǎng)及側(cè)窗開(kāi)閉條件下的室內(nèi)溫濕度變化規(guī)律 結(jié)果表明 1 固定噴頭工作時(shí)間和噴嘴直徑 增大水壓力 降溫和增濕幅度增大 固定噴頭工作時(shí)間和水壓力 增大噴嘴直徑 降溫和增濕幅度增大 固定 相同的霧化指標(biāo) 降溫和增濕幅度隨噴霧時(shí)間的延長(zhǎng)而增加 2 當(dāng)溫室內(nèi)初始溫度為 40 噴霧 5min且關(guān)閉 側(cè)窗時(shí) 設(shè)置不同水壓力和噴嘴直徑 溫度降低 2 4 相對(duì)濕度增加 20 30 開(kāi)啟側(cè)窗時(shí) 溫度降低 5 7 相對(duì)濕度增加 5 10 噴霧的同時(shí)開(kāi)啟側(cè)窗 可在降低溫度的同時(shí) 降低室內(nèi)增濕幅度 3 水壓力 0 25MPa 噴嘴直徑 0 75mm 噴霧時(shí)間 10min并配合側(cè)窗通風(fēng)為該試驗(yàn)降 溫效果最優(yōu)且能耗最低的工況 可為雙拱雙膜溫 室夏季的快速降溫提供參考 關(guān)鍵詞 溫室 噴霧時(shí)長(zhǎng) 側(cè)窗開(kāi)閉 霧化指標(biāo) 降溫 能耗 中圖分類(lèi)號(hào) S275 5文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A Experimental study on the effect of spraying on greenhouse temperature and humidity Authors Li Jinghao1 2 Zhu Delan 1 2 1 College of Water Resources and Architectural Engineering Northwest A 2 Key Laboratory of Agricultural Soil and Water Engineering in Arid and Semiarid Areas Ministry of Education Northwest A Abstract In order to reduce the temperature in the greenhouse during the high temperature in summer the spray cooling process of a single nozzle in a double arch double membrane greenhouse was studied through experiments Explore the changing laws of indoor temperature and humidity under the conditions of different atomization indicators spray duration and side window opening and closing conditions of a single nozzle The results showed that 1 With fixed nozzle working time and nozzle diameter increasing the water pressure the cooling and humidifying range increased fixing the working time and water pressure of the nozzle increasing the nozzle diameter the cooling and humidifying range increased The same atomization index is fixed and the range of cooling and humidification increases with the extension of spraying time 2 When the initial temperature in the greenhouse is 40 spray for 5 minutes and close the side window set different water pressure and nozzle diameter the temperature will decrease by 2 4 and the relative humidity will increase by 20 30 when the side window is opened the temperature will decrease by 5 7 the relative humidity increases by 5 10 Opening the side windows while spraying can lower the temperature while reducing indoor humidification 3 Water pressure of 0 25MPa nozzle diameter of 0 75mm spraying time of 10min and side window ventilation are the working conditions with the best cooling effect and the lowest energy consumption in this test which can provide a reference for the rapid cooling of the double arch double film greenhouse in summer Keywords greenhouse spray time side window open and close atomization index cooling energy consumption 0引言 溫室大棚能夠?yàn)榻?jīng)濟(jì)作物提供良好的生長(zhǎng)環(huán)境 其顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益使得溫室栽培成為設(shè)施農(nóng)業(yè) 網(wǎng)絡(luò)首發(fā)時(shí)間 2022 02 21 17 49 00 網(wǎng)絡(luò)首發(fā)地址 噴霧對(duì)溫室溫濕度影響的試驗(yàn)研究 的重要組成部分 1 2 其中 溫度和濕度是溫室內(nèi)小氣候環(huán)境中最為重要的影響因子 溫濕度是否處于合理區(qū)間 直接關(guān)系到作物的生長(zhǎng)狀態(tài) 夏季溫室易積聚大量多余的熱量 造成溫室內(nèi)溫度極高 嚴(yán)重影響室內(nèi)農(nóng)作物的 生長(zhǎng) 3 較高的濕度會(huì)影響植株的授粉 導(dǎo)致植株的葉片薄而軟 極易感染真菌類(lèi)疾病 4 針對(duì)夏季溫室降溫的問(wèn)題 眾多研究學(xué)者從溫室通風(fēng)降溫 噴霧降溫 濕簾風(fēng)機(jī)降溫以及遮陽(yáng)降溫等方面 開(kāi)展了大量研究 5 14 何科奭 15 研究表明 不同通風(fēng)方式所形成的溫 室環(huán)境差異較大 頂部和側(cè)部風(fēng)口均開(kāi)啟 時(shí) 溫室通風(fēng)率最高 導(dǎo)致室內(nèi)外溫差最小 同時(shí)也能產(chǎn)生較為均勻的室內(nèi)氣候 優(yōu)于單開(kāi)頂 側(cè)風(fēng)口 楊家 飛 16 研究表明 高溫天氣情況下 當(dāng)濕簾風(fēng)機(jī)降溫系統(tǒng)在密閉飼養(yǎng)蛋雞舍運(yùn)行時(shí) 雞舍內(nèi)溫度較舍外溫度低約 5 4 舍內(nèi)濕度較舍外平均增高 14 81 孫維拓 17 設(shè)計(jì)了日光溫室正壓濕簾冷風(fēng)降溫系統(tǒng) 在典型夏季高溫白 天 正壓濕簾冷風(fēng)降溫系統(tǒng)配合遮陽(yáng)網(wǎng)比采用自然通風(fēng)配合遮陽(yáng)網(wǎng)的對(duì)照區(qū)低 5 4 11 1 比室外低 2 4 5 4 降溫效果良好 張芳 18 在夏季典型晴天開(kāi)展了噴霧降 溫試驗(yàn) 試驗(yàn)結(jié)果表明 試驗(yàn)溫室與對(duì)照溫室相比 氣溫 分別要低 3 6 空氣相對(duì)濕度分別增加 10 23 8 綜上所述 前人針對(duì)如何降低溫室內(nèi)溫度的問(wèn)題進(jìn)行了 大量研究 但對(duì)于單噴頭最優(yōu)使用工況的問(wèn)題尚未很好解決 同時(shí)關(guān)于微噴頭霧化指標(biāo) 噴霧時(shí)間和側(cè)窗開(kāi)閉 情況對(duì)溫室溫濕度的影響尚不明晰 基于此 本文應(yīng)用了微噴頭的噴霧降溫方式 對(duì)單噴頭噴霧降溫過(guò)程及效果進(jìn)行探究 測(cè)試不同霧化指標(biāo) 下的單噴頭在雙拱雙膜溫室內(nèi) 連續(xù)工作 5 10 和 15min 開(kāi)啟或關(guān)閉側(cè)窗的組合模式下溫室內(nèi)溫濕度的變化 情況 以期為噴霧降溫提供理論依 據(jù) 1材料與方法 1 1試驗(yàn)區(qū)概況 試驗(yàn)地點(diǎn)為西北農(nóng)林科技大學(xué)旱區(qū)節(jié)水農(nóng)業(yè)研究院 緯度 34 20 N 經(jīng)度 108 24 E 試驗(yàn)溫室為雙拱雙膜 大棚 屋脊為南北朝向 溫室長(zhǎng) 6 0m 寬 5 2m 脊高 4m 拱架為鋼筋結(jié)構(gòu) 溫室頂部配有紡織材料制成的保 溫棉被 可調(diào)節(jié)展開(kāi)或收起 透光材料為聚氯乙烯薄膜 且配有卷簾機(jī) 通風(fēng)口 風(fēng)機(jī) 濕簾等控制設(shè)備 1 2試驗(yàn)設(shè)計(jì) 本試驗(yàn)選取溫室常用的橙色單出口霧化噴頭作為試驗(yàn)噴頭 噴嘴形狀為圓形 最大直徑 1mm 噴灑半徑為 0 5 0 7m 噴頭安裝在溫室內(nèi)頂部中間位置 高度距地面 3 5m 安裝形式為下噴 試驗(yàn)裝置包括蓄水池 變頻 水泵 壓力傳感器 疊片式過(guò)濾器和電磁閥 噴頭的輸水管道布置在溫室頂部 支管上預(yù)留三通口以安裝霧化 噴頭 試驗(yàn)裝置示意圖如圖 1所示 噴霧對(duì)溫室溫濕度影響的試驗(yàn)研究 1 蓄水池 2 變頻水泵 3 壓力傳感器 4 電磁閥 5 霧化噴頭 1 Reservoir 2 Variable frequency pump 3 Pressure sensor 4 Solenoid valve 5 Atomizing nozzle 圖 1試驗(yàn)裝置及測(cè)點(diǎn)示意圖 Fig 1 Schematic diagram of test device and measuring points 本試驗(yàn)設(shè)有 4 個(gè)因素 分別為水壓力 3 水平 噴嘴直徑 3 水平 噴水時(shí)間 3 水平 和側(cè)窗開(kāi)閉 2 水平 試驗(yàn)共 54組處理 表 1試驗(yàn)因素和水平 Table 1 Experimental factors and levels 因素 水平 水壓力 H MPa 0 20 0 25 0 30 噴嘴直徑 D mm 0 25 D1 0 50 D2 0 75 D3 噴霧時(shí)長(zhǎng) T min 5 10 15 側(cè)窗開(kāi)閉 開(kāi) 閉 1 3測(cè)試指標(biāo) 1 室內(nèi)外空氣溫濕度值 在溫室南北中間截面內(nèi)布設(shè)溫濕度傳感器 溫室內(nèi)試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)位置見(jiàn)圖 1 空氣溫濕度傳感器 T1 T5 分別 放置在溫室內(nèi)距離左右兩側(cè)窗 0 4m 1 4m和 2 4m遠(yuǎn)處 離地高為 1 m 用來(lái)監(jiān)測(cè)溫室內(nèi)生菜生長(zhǎng)區(qū)的空氣溫 濕度 室內(nèi)采用 RS 485溫濕度傳感器 室外采用 RS FSXCS超聲波一體式氣象站 試驗(yàn)開(kāi)始時(shí) 記錄試驗(yàn)初始數(shù)據(jù) 試驗(yàn)開(kāi)始后 30min內(nèi) 每 1min記錄一次溫濕度數(shù)據(jù) 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)保存 在 PC端組態(tài)王軟件中 存儲(chǔ)頻率可根據(jù)需要任意設(shè)定 之后將 采集完成的數(shù)據(jù)生成 EXCEL文件 試驗(yàn)結(jié)束后 所有溫濕度數(shù)據(jù)均取均值處理 2 變頻水泵的電流和電壓值 在試驗(yàn)過(guò)程中記錄變頻水泵的電流和電壓值 以計(jì)算不同工況下噴霧系統(tǒng)的能耗 噴霧對(duì)溫室溫濕度影響的試驗(yàn)研究 2結(jié)果與分析 2 1不同霧化指標(biāo)對(duì)溫室內(nèi)溫濕度的影響 為探究噴頭霧化指標(biāo) H m D m 對(duì)溫室內(nèi)溫濕度的影響 本文選擇 2021年 7月 8日 10日 15 00 15 30 室內(nèi)外環(huán)境情況基本一致 側(cè)窗關(guān)閉時(shí)不同霧化指標(biāo)下 噴霧 5min的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析 圖 2 a 和 b 分別是溫室內(nèi)的降溫增濕幅度變化圖 15 00 15 05 15 10 15 15 15 20 15 25 15 30 0 1 2 3 4 5 6 降溫幅度 時(shí)間 8 10 4 D 1 20 4 10 4 D 2 20 26667 D 3 20 1 10 5 D 1 25 5 10 4 D 2 25 33333 D 3 25 1 2 10 5 D 1 30 6 10 4 D 2 30 4 10 4 D 3 30 15 00 15 05 15 10 15 15 15 20 15 25 15 30 0 5 10 15 20 25 增濕幅度 時(shí)間 8 10 4 D 1 20 4 10 4 D 2 20 26667 D 3 20 1 10 5 D 1 25 5 10 4 D 2 25 33333 D 3 25 1 2 10 5 D 1 30 6 10 4 D 2 30 4 10 4 D 3 30 a 不同霧化指標(biāo)的降溫幅度 b 不同霧化指標(biāo)的增濕幅度 圖 2晴天天氣情況下噴霧試驗(yàn)結(jié)果 Fig 2 Spray test results in sunny weather 由圖 2 a 可知 各處理的降溫幅度均表現(xiàn)出明顯的先增大后趨于穩(wěn)定并逐漸減小的規(guī)律性 這是由于噴 霧開(kāi)始 溫室中水霧的含量逐漸上升 水霧蒸發(fā)吸收的熱量逐漸大于溫室吸收的外部熱量 降溫幅度逐漸增 大 隨后 降溫幅度開(kāi)始趨于穩(wěn)定并緩慢下降 這是由于溫室吸收外部熱量大于噴霧水霧蒸發(fā)吸收溫室內(nèi)的熱量 各處理中 降溫幅度最大的為 D3 30處理 霧化指標(biāo)為 4 104 為 5 4 降溫幅度與水壓力和噴嘴直徑均呈正 相關(guān) 由圖 2 b 可知 溫室內(nèi)增濕的變化趨勢(shì)與降溫的變化趨勢(shì)一致 增濕幅度先增大后趨于穩(wěn)定并逐漸減小 各處理中 增濕幅度最大的為 D3 30 處理 為 25 9 此時(shí) 溫室內(nèi)的濕度可達(dá)到 69 作物長(zhǎng)時(shí)間生存在高 濕度的環(huán)境內(nèi) 可能會(huì)引起多種病蟲(chóng)害 增濕幅度最小的為 D1 20 處理 為 14 同一噴嘴直徑下 水壓力越 大即霧化指標(biāo)越大 增濕幅度越大 同一水壓力下 噴嘴直徑越大即霧化指標(biāo)越小 增濕幅度越大 需要特別說(shuō)明的是 D2 20處理和 D3 30處理的霧化指標(biāo)均為 4 104 但兩個(gè)處理的降溫效果和增濕幅度卻 不相同 這是因?yàn)檫@兩個(gè)處理相同時(shí)間內(nèi)的噴霧量不同 噴霧量大的處理增溫效果優(yōu)于噴霧量小的處理 2 2不同噴霧時(shí)長(zhǎng)對(duì)溫室內(nèi)溫濕度的影響 為了比較不同噴霧時(shí)長(zhǎng)的降溫和增濕情況 依據(jù)同一時(shí)刻室外環(huán)境差異較小的原則 試驗(yàn)時(shí)間選取了 2021 年 6月 30日到 2021年 7月 2日連續(xù) 3天的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析 6月 30日噴霧時(shí)間設(shè) 定為 5min 7月 1日噴霧時(shí)間 設(shè)定為 10min 7月 2日噴霧時(shí)間設(shè)定為 15min 噴嘴直徑均為 0 5mm 水壓力均為 0 25MPa 側(cè)窗關(guān)閉 試驗(yàn)期間 30日 1日和 2日 15 00 15 30室外平均溫度分別為 34 4 34 7和 34 8 室內(nèi)初始時(shí)刻溫度 分別為 40 1 40 5和 40 7 三次試驗(yàn)室內(nèi)外溫度基本一致 噴霧對(duì)溫室溫濕度影響的試驗(yàn)研究 15 00 15 05 15 10 15 15 15 20 15 25 15 30 0 1 2 3 4 5 6 7 降溫幅度 時(shí)間 5m in 10m in 15m in 15 00 15 05 15 10 15 15 15 20 15 25 15 30 0 5 10 15 20 25 30 35 40 增濕幅度 時(shí)間 5m in 10m in 15m in a 不同噴霧時(shí)間降溫幅度 b 不同噴霧時(shí)間增濕幅度 圖 3晴天天氣情況下不同噴霧時(shí)間試驗(yàn)結(jié)果 Fig 3 Test results of different spray times in sunny weather 圖 3 a 為 6月 30日到 7月 2日 15 00 15 30試驗(yàn)溫室內(nèi)溫度的變化 6月 30日到 7月 2日 15 00 15 30 的試驗(yàn)溫室初始溫度與最低溫度的差值即降溫幅度分別為 3 7 5 2和 6 7 降溫幅度最大值均出現(xiàn)在噴霧結(jié)束 后 3 分鐘左右 之后開(kāi)始趨于穩(wěn)定并緩慢下降 其中 噴霧 15min 的處理保持較高降溫幅度的時(shí)間最長(zhǎng) 達(dá)到 8分鐘 噴霧 5min和 10min的處理分別為 4分鐘和 6分鐘 這是由于噴霧時(shí)間長(zhǎng) 溫室內(nèi)的空氣水霧含量較高 可以更好地抵御外部高溫 從而延長(zhǎng)降溫的效果 僅從降溫效果上看 噴霧時(shí)間為 15min 的噴霧模式降溫效果 更好 且持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng) 圖 3 b 為 6月 30日到 7月 2日 15 00 15 30試驗(yàn)溫室內(nèi)濕度的變化 6月 30日 7月 2日 15 00 15 30 的試驗(yàn)溫室初始濕度與最高濕度的差值即增濕幅度分別為 19 7 26 1和 35 9 增濕幅度變化趨勢(shì)同降溫幅度 隨著噴霧時(shí)間增加 其相對(duì)濕度也隨之增加 雖然噴霧 15min 降溫效果最好 但其濕度也是增加最明顯的 噴 霧 15min的處理溫室內(nèi)最高濕度可達(dá) 65 9 噴霧 5min和 10min處理溫室內(nèi)最高濕度為 49 7 和 56 1 但由 于長(zhǎng)時(shí)間處于高濕環(huán)境 會(huì)抑制植株正常的水分蒸騰 誘發(fā)病蟲(chóng)害 故從噴霧降溫增濕可控性來(lái)說(shuō) 噴霧時(shí)間 為 10min的噴霧模式降溫效果更好 2 3側(cè)窗開(kāi)閉對(duì)溫室內(nèi)溫濕度的影響 本試驗(yàn)選取 6 月 20 日 開(kāi)啟側(cè)窗 和 6 月 31 日 關(guān)閉側(cè)窗 2 天的試驗(yàn)數(shù)據(jù)并對(duì)其分別進(jìn)行處理分析 比較在晴天天氣情況下 噴嘴直徑為 0 5mm 水壓力為 0 25MPa 開(kāi)啟側(cè)窗和關(guān)閉側(cè)窗溫室噴霧 10min后 30min 內(nèi)溫室內(nèi)溫濕度的變化情況 2 次試驗(yàn)室內(nèi)外環(huán)境基本一致 室內(nèi)初始溫度分別為 38 4 和 37 9 相對(duì)濕度分 別為 31 6 和 33 1 由圖 4 a 可以看出晴天時(shí)側(cè)窗開(kāi)閉情況不同 溫室內(nèi)溫度變化規(guī)律不同 在試驗(yàn) 30min內(nèi)晴天開(kāi)啟側(cè)窗 溫度下降幅度大于關(guān)閉側(cè)窗溫度下降幅度 其下降幅度在結(jié)束噴霧 2min 后最高可達(dá) 7 6 而關(guān)閉側(cè)窗溫度下 降幅度最高為 5 2 開(kāi)始噴霧后 開(kāi)啟側(cè)窗比關(guān)閉側(cè)窗降溫速率更快 到達(dá)最高點(diǎn)后 開(kāi)啟側(cè)窗處理降溫幅度 開(kāi)始出 現(xiàn)下降 直至 28min時(shí)趨于穩(wěn)定 降溫幅度最終為 5 6 這是因?yàn)?噴霧結(jié)束后 風(fēng)帶走了溫室內(nèi)過(guò)多 的水蒸氣 導(dǎo)致溫度小幅回升 最終趨于穩(wěn)定 關(guān)閉側(cè)窗處理降溫幅度到達(dá)最高點(diǎn)后開(kāi)始趨于穩(wěn)定并緩慢下降 開(kāi)啟側(cè)窗的降溫效果要優(yōu)于關(guān)閉側(cè)窗的情況 降溫幅度差值最終為 1 2 噴霧對(duì)溫室溫濕度影響的試驗(yàn)研究 15 00 15 05 15 10 15 15 15 20 15 25 15 30 0 1 2 3 4 5 6 7 8 降溫幅度 時(shí)間 開(kāi)啟側(cè)窗 關(guān)閉側(cè)窗 15 00 15 05 15 10 15 15 15 20 15 25 15 30 0 5 10 15 20 25 30 增濕幅度 時(shí)間 開(kāi)啟側(cè)窗 關(guān)閉側(cè)窗 a 開(kāi)啟 關(guān)閉側(cè)窗噴霧降溫幅度 b 開(kāi)啟 關(guān)閉側(cè)窗噴霧增濕幅度 圖 4晴天天氣情況下不同通風(fēng)情況試驗(yàn)結(jié)果 Fig 4 Test results of different spray times in sunny weather 晴天天氣情況下 側(cè)窗開(kāi)閉不同 溫室內(nèi)濕度變化出現(xiàn)顯著差異 由圖 4 b 不難得出 關(guān)閉側(cè)窗時(shí)的相 對(duì)濕度增量 26 1 遠(yuǎn)大于開(kāi)啟側(cè)窗時(shí)的相對(duì)濕度增量 7 4 探究其原因 關(guān)閉側(cè)窗時(shí) 溫室內(nèi)部空間相 對(duì)封閉 空氣流動(dòng)性很低 噴霧產(chǎn)生的水霧經(jīng)過(guò)蒸發(fā)形成水蒸氣 水蒸氣聚集在整個(gè)溫室內(nèi) 導(dǎo)致溫室內(nèi)的濕 度上升幅度較大 開(kāi)啟側(cè)窗時(shí) 溫室內(nèi)通風(fēng)情況良好 水霧蒸發(fā) 吸熱 吸收了溫室內(nèi)部的熱量 相較于室外 溫室內(nèi)部濕度較高 自然通風(fēng)使空氣流動(dòng) 將室內(nèi)高濕空氣排出 再補(bǔ)充進(jìn)入室外較干燥空氣 以實(shí)現(xiàn)降溫的 同時(shí) 濕度不會(huì)明顯上升 2 4不同處理下的能耗對(duì)比 不同工況的降溫幅度不同 能耗也不盡相同 表 2 是初始溫度為 40 不同工況下降溫幅度達(dá)到 5 時(shí)的 變頻水泵功率 時(shí)間和能耗值 表 2不同工況下降溫幅度達(dá)到 5 時(shí)的變頻水泵功率 時(shí)間和能耗值 Table 2 Current voltage and power values of variable frequency water pumps with different working pressure and nozzle diameter 水壓力 H m 噴嘴直徑 D mm 水泵功率 P W 時(shí)間 T s 能耗 E kJ 20 0 25 1006 715 719 3 20 0 50 1014 621 629 7 20 0 75 1018 594 604 7 25 0 25 1177 576 678 0 25 0 50 1181 525 620 0 25 0 75 1186 474 562 2 30 0 25 1368 525 718 2 30 0 50 1376 481 661 9 30 0 75 1380 442 610 0 由表 2 可知 變頻水泵的功率與水壓力和噴嘴直徑均呈正相關(guān) 變頻水泵的功率隨著水壓力和噴嘴直徑的 噴霧對(duì)溫室溫濕度影響的試驗(yàn)研究 增大而增大 同一水壓力下 增大噴嘴直徑會(huì)增加流量 即變頻水泵功率會(huì)增大 噴嘴直徑 0 50mm和 0 75mm 下的功率僅比 0 25mm增加 0 81 和 1 23 增幅不大 同一噴嘴直徑下 增大水壓力也會(huì)導(dǎo)致流量增大 變頻 水泵功率增大 水壓力 0 25MPa和 0 30MPa下的功率比 0 20MPa增加 17 07 和 35 98 增幅明顯 改變水壓 力引起的變頻水泵功率的變化要遠(yuǎn)大于改變噴嘴直徑的影響 變頻水泵功率更多的取決于水壓力 不同工況下降溫幅度達(dá)到 5 時(shí) 能耗最低的為噴嘴直徑 0 75mm 水壓力 0 25MPa 處理 為 562 2kJ 在 該處理下 僅用時(shí) 474s降溫幅度便達(dá)到 5 初始溫度為 40 時(shí) 同一噴嘴直徑下 降溫幅度達(dá)到 5 的時(shí)間 隨著水壓力的增大而減小 同一水壓力下 降溫幅度達(dá)到 5 的時(shí)間隨著噴嘴直徑的增大而減小 時(shí)間與水壓 力和噴嘴直徑均呈負(fù)相關(guān) 式 1 為水壓力和噴嘴直徑與能耗進(jìn)行的多 項(xiàng)式函數(shù)擬合方程 其決定系數(shù) R2為 0 98 表明擬合公式可 以很好地反映水壓力和噴嘴直徑與能耗的關(guān)系 2 2 6 1 4 8 9 4 1 8 4 2 8 8 7 3 2 5 8 6 7 4 1 0 0 3 8 6 7 1 6 7 1 0E H D H D 1 式中 E為噴霧系統(tǒng)能耗 kJ H為水壓力 m D為噴嘴直徑 mm 以噴霧系統(tǒng)在初始溫度為 40 時(shí)降 溫 5 的耗電量最低為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 能耗最低的處理僅耗電 0 156kW h 結(jié)合楊陵當(dāng)?shù)仉妰r(jià) 0 5元 kW h 可以得 出 降溫電費(fèi)成本為 0 078元 噴霧系統(tǒng)運(yùn)行成本低 因此 在降溫效果相近的情況下 基于節(jié)約能源的目的 應(yīng)優(yōu)先考慮降低水壓力和增大噴嘴直徑 3結(jié)論 在不同霧化指標(biāo) 噴霧時(shí)間和側(cè)窗開(kāi)閉情況下 對(duì)噴霧對(duì)溫室溫濕度的影響進(jìn)行了試驗(yàn)研究 得出以下結(jié) 論 1 噴霧降溫的原理是水霧蒸發(fā)吸熱 不同霧化指標(biāo)下的噴霧對(duì)溫室內(nèi)的溫濕度的影響有顯著性差異 水 壓力越大 霧化指標(biāo)越大 噴嘴直徑越大 霧化指標(biāo)越小 即同一時(shí)間內(nèi)噴出的水霧越多 降溫效果越明顯 初始溫度為 40 時(shí)開(kāi)啟噴霧 噴嘴直徑為 0 75mm 壓力 0 30MPa 時(shí)間 5min 降溫幅度最高可達(dá) 5 4 降 溫效果最明顯 增濕幅度變化趨勢(shì)同降溫趨勢(shì) 在降溫 5 的情況下 使整個(gè)噴霧系統(tǒng)的能耗最低 以噴 嘴直 徑為 0 75 mm 壓力 0 25MPa最為合適 2 不同噴霧時(shí)長(zhǎng)的噴霧對(duì)溫室內(nèi)溫濕度的影響有顯著性差異 噴霧時(shí)間越長(zhǎng) 降溫效果越明顯 可以更 好的抵御高太陽(yáng)輻射值 但長(zhǎng)時(shí)間噴霧會(huì)導(dǎo)致溫室內(nèi)濕度過(guò)高 造成植物病蟲(chóng)害 故連續(xù)噴霧 10min最為合適 3 側(cè)窗開(kāi)閉情況不同 噴霧對(duì)溫室內(nèi)溫濕度的影響有顯著性差異 相同噴霧時(shí)間下 開(kāi)啟側(cè)窗的降溫情 況 5 7 優(yōu)于關(guān)閉側(cè)窗且相對(duì)濕度上升幅度小 5 10 因此 噴霧時(shí)應(yīng)開(kāi)啟側(cè)窗 降溫更顯著 4 水壓力 0 25MPa 噴嘴直徑 0 75 mm 噴霧時(shí)間 10min并配合側(cè)窗通風(fēng)為該試驗(yàn)降溫效果最優(yōu)且能耗 最低的工況 可為雙拱雙膜溫室夏季的快速降溫提供參考 參考文獻(xiàn) 1 何南思 溫室大棚環(huán)境參數(shù)控制 D 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 2014 2 GONG X W QIU R J SUN J S et al Evapotranspiration and crop coefficient of tomato grown in a solar greenhouse under full and deficit irrigation J Agricultural Water Management 2020 235 106154 3 劉雪麗 付友生 劉新亮 降溫技術(shù)在溫室夏季生產(chǎn)中的應(yīng)用 J 農(nóng)業(yè)工程技術(shù) 2019 39 22 17 22 4 陳晴 孫忠富 基于作物積溫理論的溫室節(jié)能控制策略探討 J 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) 2005 21 3 158 161 5 胥芳 蔡彥文 陳教料 等 濕簾 風(fēng)機(jī)降溫下的溫室熱 流場(chǎng)模擬及降溫系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化 J 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) 2015 31 9 201 208 6 WANGR XUH MAJ et al CFD analysis of airflow distribution in greenhouse with pad and fan cooling system J Transactions of the CSAE 2011 27 6 250 255 噴霧對(duì)溫室溫濕度影響的試驗(yàn)研究 7 FRANCO A VALERA D L PE A A et al Aerodynamic analysis and CFD simulation of several cellulose evaporative cooling pads used in Mediterranean greenhouses J Computers and Electronics in Agriculture 2011 76 2 218 230 8 沈明衛(wèi) 陳志銀 苗香雯 連棟溫室遮陽(yáng)網(wǎng)上噴霧降溫性能研究 J 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào) 2003 34 2 65 68 9 LI S WILLITS D H Comparing low pressure and high pressure fogging systems in naturally ventilated greenhouses J Biosystems 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