温室大棚空气热湿控制-干&湿帘系统研究

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随着中国农村振兴战略的实施和设施农业技术的发展,温室大棚的室内环境控制技术日益受到关注。对于中国南方而言,夏季温室大棚的降温是温室环境控制的主要任务。湿帘风机系统是目前现代温室大棚常用的降温手段,其具有降温能力较强、构简单、经济方便等优点,受到市场普遍欢迎。但是湿帘风机系统的主要缺点是受室外空气相对湿度的影响较大,在高温高湿气候地区应用效果较差,这一缺点限制了湿帘风机系统在高温高湿地区的推广和应用。为提升湿帘风机系统在高温高湿地区的应用效果,本研究提出了一种在湿帘风机系统的湿帘幕墙前增加一层由干燥剂填充的干帘幕墙的方式,来降低进入湿帘幕墙的空气湿度的干&湿帘温室热湿控制系统,从而提升系统高温高湿气候下的降温性能。本研究针对湖南长沙的气候特征,对干&湿帘温室热湿控制系统的降温效果进行了研究,理论推导了室外空气通过干帘幕墙和湿帘幕墙的传质与传热过程,建立了室外温度、室外相对湿度、干帘幕墙宽度与湿帘幕墙出口温湿度间的数学关系,为CFD模拟分析奠定基础;利用模拟软件Fluent分别模拟分析了干帘幕墙厚度、室外温度和室外相对湿度对温室大棚干&湿帘降温系统降温效果的影响,分析总结了不同高温、高湿环境下为满足温室大棚温度在合适温度范围内所需要安装的干帘幕墙厚度。研究成果总结如下:(1)室外空气相对湿度为77%、温度为34~oC时,未安装干帘幕墙时,湿帘风机系统基本没有降温效果,降温温差仅为0.14 ~oC。而安装10cm干帘幕墙可以将温室内温度降低到可接受的温度范围内(<32℃)。温室大棚内植物冠层高度平均温度为31.4~oC,与室外温度相比降低2.61 ~oC。(2)在室外空气相对湿度为77%时,室外温度的提高对系统降温能力没有影响,但随着降温要求的增加,室外温度每提高2~oC,干帘幕墙则需增厚10cm。如当室外空气温度为38~oC时,需要安装30cm干帘幕墙,系统降温达到7.01 ~oC。当室外空气温度为40~oC时,则需要安装40cm干帘幕墙,系统降温达到8.80 ~oC。(3)室外空气相对湿度对系统降温能力影响较为明显,当室外处于40~oC的高温时,室外空气相对湿度由77%下降到70%和60%,为保持温室大棚内温度在可接受温度范围内,干帘幕墙厚度由40cm分别下降到30cm和20cm。本研究的创新点包括:1.利用复合干燥剂提升湿帘风机系统在高温高湿环境下的降温性能;2.通过对系统传热传质过程的理论推导,建立了系统的数学模型;3.系统通过改变干帘幕墙的宽度可适应不同的室外环境。该项研究成果可以有效提高湿帘风机系统在高温高湿地区的夏季降温效果,为高温高湿地区温室大棚提供更有效的夏季降温方式,将有助于湿帘风机系统在高温高湿地区温室大棚的推广和应用,提高温室大棚作物生产效益。
其他文献
白细胞介素-2(IL-2)是一种多功能细胞因子,通过相应细胞表面的受体发挥多种生物学作用。白细胞介素-2受体(IL-2R)是一种重要的免疫信号传递分子,由α、β、γ三条链组成,分别