<p>收稿日期 : 2018 12 19; 修訂日期 : 2019 01 23作者簡介 : 丁德志 ( 1972 ) ， 男 ， 工程師 ， 主要從事農(nóng)業(yè)設(shè)施與裝備的研究工作 ?；痦?xiàng)目 : 江西省級現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系花卉產(chǎn)業(yè)專項(xiàng) ( 贛農(nóng)辦字 2018 95 號 ) ; 江西省農(nóng)牧漁業(yè)科研指導(dǎo)性項(xiàng)目 ( 贛農(nóng)辦字 2018 65 號 ) ; 新余市科技支撐項(xiàng)目 ( 余財(cái)教 2018 43 號 ) 。* 通訊作者 : 周 堅(jiān) ( 1965 ) ， 男 ， 高級工程師 ， 主要從事設(shè)施農(nóng)業(yè)科學(xué)與工程方面的研究工作 ， Email: 575243297 qqcom。第 37 卷 第 1 期2019 年 2 月江 西 科 學(xué)JIANGXI SCIENCEVol37 No1Feb2019doi: 1013990/j issn1001 3679201901023南昌地區(qū)花卉溫室大棚霧化降溫系統(tǒng)試驗(yàn)研究丁德志1， 劉春萍1， 袁九香2， 嚴(yán)思堃1，周浩然3， 黃政淳1， 王克鳳4， 楊 楊2， 周 堅(jiān)1*( 1 江西省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所 ， 330044， 南昌 ; 2 南昌市經(jīng)濟(jì)作物管理站 ， 330006， 南昌 ;3 江西農(nóng)業(yè)大學(xué) ， 330045， 南昌 ; 4 南昌市青山湖區(qū)喜洋洋花卉園藝中心 ， 330006， 南昌 )摘要 : 設(shè)計(jì)一種霧化降溫系統(tǒng) ， 闡述了其總體設(shè)計(jì) 、工作及其控制方法 。通過試驗(yàn)表明該霧化降溫系結(jié)合風(fēng)機(jī) 、濕簾的組合應(yīng)用 ， 能有效降低南昌地區(qū)夏季花卉溫室大棚內(nèi)溫度 5 8， 改善花卉作物生長環(huán)境 ， 減少種植風(fēng)險(xiǎn) ， 滿足高溫天氣花卉生產(chǎn)需求 。關(guān)鍵詞 : 霧化降溫 ; 花卉種植 ; 風(fēng)機(jī)濕簾 ; 溫室中圖分類號 : S318 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 : A 文章編號 : 1001 3679( 2019) 01 112 04Atomization and Cooling System of Flower Greenhousein Nanchang AreaDING Dezhi1， LIU Chunping1， YUAN Jiuxiang2， YAN Sikun1，ZHOU Haoran3， HUANG Zhengchun1， WANG Kefeng4， YANG Yang2， ZHOU Jian1*( 1 Jiangxi Agricultural Mechanization Research Institute， 330044， Nanchang， PRC;2 Nanchang Cash Crop Management Station， 330006， Nanchang， PRC;3 Jiangxi Agricultural University， 330045， Nanchang， PRC4 Xiyang Flower Gardening Center， Qingshan Lake District， Nanchang City， 330006， Nanchang， PRC)Abstract: A kind of atomization cooling system is designed， and its overall design， work and controlmethod are described The test results show that the combined application of the atomization andcooling system combined with fan and wet curtain can effectively reduce the temperature 5 8，improve the growth environment of flower crops and reduce the planting risk in the greenhouse shedof summer flowers in Nanchang area To meet the high temperature weather flower production re-quirementsKey words: atomization cooling; flower planting; fan wet curtain; greenhouse0 引言南昌年平均氣溫在 17 1 17 8 之間 ， 0積溫 6 256 6 530。氣溫變幅大 ， 高溫 ( 35) 平均日數(shù)為 36 9 d， 盛夏極端氣溫達(dá) 40以上 。受溫室效應(yīng)影響 ， 在自然通風(fēng)狀態(tài)下溫室栽培溫度高于室外 ， 溫差可達(dá) 10 以上 ， 嚴(yán)重影響溫室作物的生長 ， 降低溫室周年使用率 1 4。溫室降溫常采用的降溫方式包括風(fēng)機(jī)通風(fēng) 、遮陽 、濕簾 、機(jī)械制冷等 5。南昌地區(qū)主要采用內(nèi)外遮陽 + 風(fēng)機(jī)通風(fēng) + 濕簾的方式 ， 降溫效果不能完全適合溫室花卉的生長要求 ， 且控制方式單一 ， 自動化程度不高 6 7。冷霧降溫技術(shù)具有環(huán)境友好 ，霧化效果好 ， 降溫效果明顯特點(diǎn) 。該試驗(yàn)研究利用溫室現(xiàn)有的設(shè)備 ， 設(shè)計(jì)高壓噴霧降溫系統(tǒng) 。利用柱塞泵將過濾器凈化處理過的水加壓至 4 7MPa 左右 ， 通過高壓厚壁 PE 管路輸送到 “超微細(xì) ”噴嘴霧化 ， 并高速旋轉(zhuǎn) ， 以 5 50 m 的超微霧粒子噴射到整個(gè)空間 ， 超微霧粒子在空氣中吸收熱量 ， 從液態(tài)變微顆粒霧蒸發(fā) ， 大量吸收溫室空氣中的熱量 ， 達(dá)到增濕 、降溫 。整個(gè)過程為等焓絕熱過程 8。1 霧化降溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)11 霧化降溫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖 1 所示 ， 水源部分的供水經(jīng)過過濾器 8( 水質(zhì)較差需要二級甚至多級過濾 ) 進(jìn)入水箱 7，高壓柱塞泵 5 加壓后經(jīng)高壓 PE 管 9 輸送到霧化噴頭使之霧化 ， 產(chǎn)生懸浮在空氣中的小霧滴 2。為防止噴頭堵塞 ， 保持噴霧用水的純凈 ， 采用了前置過濾器 ( 精濾 ) 濾芯采用 PP 棉過濾 ， 適用深井水 、市政自來水 ， 納污能力強(qiáng) ， 使用壽命長 ， 成本低 ， 精度可達(dá) 5 m， 有效過濾泥沙 、鐵銹 、藻類等雜質(zhì) 。噴頭采用帶濾網(wǎng)或 PP 棉過濾的不銹鋼高壓霧化噴嘴 ， 頂桿 14 mm， 噴嘴孔徑 02 mm， 噴霧量 49 89 mL/min， 噴霧有效距離 1 5 2 0 m 4。噴頭通過不銹鋼三通噴頭座在單跨大棚的頂部一進(jìn)二出排列一條直線 、水平噴射 ， 有效空間內(nèi)高出123456798高壓出水管高壓出水回 水管壓 強(qiáng)供水水 源1 控制系統(tǒng) ; 2 電機(jī) ; 3 調(diào)節(jié)溢流閥 ; 4 壓力表 ;5 柱塞泵 ; 6 管路 ; 7 水箱 ; 8 過濾器 ; 9 高壓 PE 管圖 1 花卉溫室霧化降溫結(jié)構(gòu)圖生長架 15 m、間距 3 m 安裝 。系統(tǒng)采用 WHW2615N柱塞泵 ， 配套動力 M2SE 22kWABB 電機(jī) ， 水箱采用重力式供水方式 ， 水箱的容量是泵額定流量的 10倍 。12 霧化降溫系統(tǒng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用智能操作控制模式 ， 具有自動 、手動模式 ， 風(fēng)機(jī)和濕簾正常使用時(shí) ， 自動控制系統(tǒng)通過現(xiàn)場溫度傳感器反饋的數(shù)據(jù)與設(shè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)比對 ， 當(dāng)溫室內(nèi)溫度高于設(shè)定溫值時(shí) ， 系統(tǒng)自動開機(jī)噴霧降溫 ; 當(dāng)溫室大棚內(nèi)的溫度被降到控制器事先設(shè)定的低溫度值時(shí) ， 該系統(tǒng)就自動停機(jī) ?？刂葡到y(tǒng)也可作定時(shí)器 ， 在一定時(shí)間間隔內(nèi)循環(huán)啟動噴霧 ， 與風(fēng)機(jī)和濕簾協(xié)同工作 ， 達(dá)到降低生長區(qū)環(huán)境溫度 。控制柜面板具有實(shí)時(shí)顯示溫度和濕度傳感器傳輸?shù)臄?shù)據(jù) 。開 始手 /自選擇自動模式設(shè)置柱塞泵啟動噴霧工作開始手動溫度值設(shè)定定時(shí)間隔設(shè)定定時(shí)間隔時(shí)間完成溫度 &gt;設(shè)定上限溫 度 &lt;設(shè)定下限溫度傳感器柱塞泵停止YNNYY圖 2 霧化降溫系統(tǒng)控制系統(tǒng)示意圖2 對比試驗(yàn)測試試驗(yàn)地點(diǎn)在南昌市青山湖區(qū)揚(yáng)子洲喜洋洋花卉園藝中心基地 ( N28°44&#39;， E115°54&#39;) ， 2018 年 7月日均最低氣溫 29， 日均最高 37。溫室栽培品種主要有仙客來 、鳳梨 、長壽花等 ， 當(dāng)夏季溫度超過 30時(shí)會影響花卉生長 。21 試驗(yàn)溫室大棚條件試驗(yàn)采用了 4 m ×6 m ×56 m 的連棟大棚 、塑料薄膜覆蓋 ， 能側(cè)開窗卷膜通風(fēng) 、開窗高度 1 2m( 試驗(yàn)采取閉窗 ) 。大棚兩端面分別安裝有風(fēng)機(jī)和濕簾設(shè)備 ， 安裝遮陽率 85%外遮陽網(wǎng) 。22 試驗(yàn)方法試驗(yàn)時(shí)溫室內(nèi)生長的植株為莫萊爾 F1 代雜交種仙客來 美蒂絲銀飾葉 4225、斯瑪?shù)倨?090、拉蒂尼亞1010 3 個(gè)品種 。測量設(shè)備選用建大仁科的 RS WS N01 1溫濕度變送器 ， 精度 : 溫度 ± 0 5 ( 25) ， 濕度±3%RH( 5% RH 95% RH， 25) ; 選用建大仁·311·第 1 期 丁德志等 : 南昌地區(qū)花卉溫室大棚霧化降溫系統(tǒng)試驗(yàn)研究科的 RS GZWS N01 2 65535 光照度變送器 ， 精度 : ±7%( 25) 。3* 溫度傳感器5.00m3.10m1.65m溫 度傳感器 噴 嘴 管 路56.00m3.10m溫度傳感器5.00 m1.65m3.10m3.10m56.00 m溫 度傳感器 噴 嘴 管 路圖 3 傳感器布置示意圖每個(gè)溫室內(nèi)設(shè)置有 9 個(gè)溫度計(jì)測試點(diǎn) ， 測點(diǎn)分布完全相同 ， 溫度計(jì)的排列是立體分布 。上部溫度傳感器測量高度為噴霧管道上方 043 m， 中部溫度傳感器測量高度為噴霧管道下方 0 20 m，下部溫度傳感器測量高度為仙客來幼苗葉面層 。光照度變送器測量位置為仙客來葉面層 。霧化降溫系統(tǒng)采用定時(shí)間隔循環(huán)噴霧模式 ，間隔時(shí)間為 120 s。試驗(yàn)時(shí) ， 系統(tǒng)開機(jī) 、待系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后 ， 分別同時(shí)測出數(shù)值分為 : 風(fēng)機(jī) 、風(fēng)機(jī) + 濕簾 、風(fēng)機(jī) + 霧化 、 風(fēng)機(jī) + 濕簾 + 霧化共 4 種試驗(yàn)?zāi)Ｊ?。不同的工作模式對溫度的影響 ( 表 1 表3) 。表 1 大棚測點(diǎn)溫度數(shù)據(jù)的比較 ( 上部 ) /工作方式溫室內(nèi)的測點(diǎn)位置1 1 上 1 2 上 1 3 上 2 1 上 2 2 上 2 3 上 3 1 上 3 2 上 3 3 上 時(shí)溫 溫差風(fēng)機(jī) 332 336 364 358 354 382 372 360 358 351 19 31風(fēng)機(jī) + 濕簾 318 316 336 340 316 336 358 340 340 351 35 07風(fēng)機(jī) + 霧化 326 308 326 316 302 326 314 324 316 356 54 30風(fēng)機(jī) + 濕簾 + 霧化 289 296 302 296 282 298 284 294 294 356 74 54表 2 大棚測點(diǎn)溫度數(shù)據(jù)的比較 ( 中部 ) /工作方式溫室內(nèi)的測點(diǎn)位置1 1 中 1 2 中 1 3 中 2 1 中 2 2 中 2 3 中 3 1 中 3 2 中 3 3 中 時(shí)溫 溫差風(fēng)機(jī) 318 314 366 334 344 378 344 332 366 351 37 27風(fēng)機(jī) + 濕簾 301 301 318 316 311 328 321 306 328 351 50 23風(fēng)機(jī) + 霧化 300 318 306 304 310 334 302 310 338 356 56 18風(fēng)機(jī) + 濕簾 + 霧化 284 282 296 296 286 306 286 282 302 356 74 50表 3 大棚測點(diǎn)溫度數(shù)據(jù)的比較 ( 下部 ) /工作方式溫室內(nèi)的測點(diǎn)位置1 1 下 1 2 下 1 3 下 2 1 下 2 2 下 2 3 下 3 1 下 3 2 下 3 3 下 時(shí)溫 溫差風(fēng)機(jī) 316 316 336 318 314 346 314 318 328 351 37 05風(fēng)機(jī) + 濕簾 298 296 304 294 294 312 300 298 324 351 57 27風(fēng)機(jī) + 霧化 294 296 316 284 288 318 284 300 314 356 72 38風(fēng)機(jī) + 濕簾 + 霧化 278 276 288 282 276 294 282 274 292 356 82 62光照強(qiáng)度 /Lux 9 600 9 100 8 500 12 200 10 300 10 500 11 300 11 000 10 800 4 70023 試驗(yàn)結(jié)果與分析從數(shù)據(jù)可以觀察發(fā)現(xiàn)單風(fēng)機(jī)模式對于溫室大棚上部 、中部氣溫的影響不明顯 ， 對下部氣溫有 23 的降低 ; 風(fēng)機(jī) + 濕簾模式對氣溫有 3 5 的降低 ; 風(fēng)機(jī) + 霧化模式對氣溫有 3 5 的降低 ; 風(fēng)機(jī) + 濕簾 + 霧化模式對氣溫有 5 7 的降低 ， 在下部測點(diǎn)仙客來的葉面層有 7 的降低 ; 由于采用負(fù)壓風(fēng)機(jī) ， 同一平面濕簾與風(fēng)機(jī)方向相差·411· 江 西 科 學(xué) 2019 年第 37 卷2 3 。降溫效果明顯差別 ， 原因濕簾處未設(shè)置噴頭 ， 風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)不合理 。通過圖 4 表明增加霧化功能溫室濕度會有升高 ， 綜合比較風(fēng)機(jī) + 濕簾模式和風(fēng)機(jī) + 霧化模式降溫效果基本相同 ; 風(fēng)機(jī) + 濕簾 + 霧化模式比傳統(tǒng)的風(fēng)機(jī) + 濕簾模式有 2 3 的降低 ， 整體比外溫降溫明顯 ; 與去年同期相比 ， 試驗(yàn)的 3 個(gè)仙客來品種的表現(xiàn) 、拉蒂尼亞 1010 生長情況優(yōu) 、其他品種無明顯差異 ， 主要病害炭疽病 、細(xì)菌性軟腐病發(fā)生率無變化 。05101520253035404550 ()020406080100120(%RH)10:06.8:06.6:06.4:06.2:06.0:06.22:06.20:06.18:06.16:06.14:06.10:06.12:06.8:06.6:06.4:06.2:06.0:06.22:06.20:06.18:06.16:06.14:06.10:06.12:06.8:06.6:06.4:06.2:06.0:06.22:06.20:06.18:06.16:06.14:06.10:06.12:06.8:06.6:06.4:06.2:06.2017 年 7 月 13 日 10：06-2017 年 8 月 19 日 8：36 每 30min 間隔采樣數(shù)據(jù)大 棚內(nèi)溫度 大 棚外溫度 大 棚內(nèi)濕度 大 棚外濕度圖 4 花卉溫室大棚內(nèi)外環(huán)境參數(shù)3 結(jié)論霧化降溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單 、成本低 ， 安裝 、操作 、維修方便 ， 可優(yōu)化升級現(xiàn)有的高檔花卉溫室大棚 ，滿足高檔花卉的工廠化生產(chǎn)要求 。通過溫室大棚增加噴霧降溫系統(tǒng) ， 噴霧后普遍能夠降溫 7 8 ， 最大降幅達(dá)到 101 ， 能夠解決花卉溫室 ， 因高溫問題 ， 對高檔花卉的生產(chǎn)造成困擾 ; 達(dá)到降低溫室溫度滿足盆栽花卉生產(chǎn)的目的 。噴霧系統(tǒng)產(chǎn)生大量的霧滴懸浮在空氣中 ，溫室長時(shí)間處于高濕狀態(tài) ， 對花卉的生產(chǎn)造成影響 ， 配合風(fēng)機(jī)的使用 ， 將濕熱空氣排出 ， 降低霧滴形成 ， 有利于營造適合花卉在炎熱季節(jié)的生長的微環(huán)境 。通過本系統(tǒng)結(jié)合現(xiàn)有花卉溫室大棚 、優(yōu)化風(fēng)機(jī)濕簾 、遮陽等設(shè)備的控制方式改造 ， 增加高壓噴霧降溫系統(tǒng) ; 在南昌地區(qū)普通機(jī)械通風(fēng)溫室的進(jìn)一步開發(fā) 、應(yīng)用 ， 溫室利用率進(jìn)一步提高 。能夠應(yīng)用滿足溫室大棚花卉 、養(yǎng)殖 、菌菇生產(chǎn)需求 。參考文獻(xiàn) : 1 王本根 華東地區(qū)連棟塑料溫室夏季降溫措施研究 D 杭州 : 浙江大學(xué) ， 2004 2 王勇勝 南方地區(qū)紅掌生產(chǎn)溫室與環(huán)境控制 J 中國花卉園藝 ， 2012( 2) : 46 47 3 譚勝男 ， 汪小昆 ， 保智敏 ， 等 溫室內(nèi)噴霧降溫系統(tǒng)的 CFD 模擬 J 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào) ， 2013， 29( 2) : 283287 4 呂曉蘭 ， 傅錫敏 ， 吳萍 ， 等 噴霧技術(shù)參數(shù)對霧滴沉積分布影響試驗(yàn) J 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào) ， 2011， 42( 6) :70 75 5 魯偉 ， 陳景波 ， 王煊 ， 等 基于 PLC 變頻控制的溫室霧化降溫系統(tǒng)與試驗(yàn)研究 J 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué) ，2015， 43( 24) : 311 314 6 周堅(jiān) ， 李寶光 南方型節(jié)能日光溫室應(yīng)用設(shè)想及理論初探 J 江西科學(xué) ， 2015， 33( 6) : 883 887 7 趙德菱 ， 高崇義 ， 梁建 溫室內(nèi)高壓噴霧系統(tǒng)降溫效果初探 J 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) ， 2000， 16( 1) : 87 89 8 周堅(jiān) ， 幸向亮 ， 林愛紅 ， 等 1600m2植物工廠氣霧栽培系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究 J 江西科學(xué) ， 2017， 35( 6) : 918922 9 趙德菱 冷霧噴頭的研究 J 南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào) ， 2008， 8( 2) :檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶7 8( 上接第 97 頁 ) 15 譚國良 ， 郭生練 ， 王俊 ， 等 鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)水文水資源演變規(guī)律研究 M 北京 : 中國水利水電出版社 ， 2013 16 尹宗賢 ， 張俊才 鄱陽湖水文特征 ( ) J 海洋與湖沼 ， 1987， 18( 2) : 208 214 17 熊道光 鄱陽湖湖流特性分析與研究 J 海洋與湖沼 ， 1991， 22( 3) : 200 207·511·第 1 期 丁德志等 : 南昌地區(qū)花卉溫室大棚霧化降溫系統(tǒng)試驗(yàn)研究</p>