CN105830819A - 一种湿帘风机正压通风循环降温系统及其分段降温方法 - Google Patents

一种湿帘风机正压通风循环降温系统及其分段降温方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于温室技术领域，特别涉及一种湿帘风机正压通风循环降温系统及其分段降温方法。该系统的负压室(6)构建在温室北侧；湿帘装置(8)设置在负压室(6)的北立面上；在负压室(6)内的南侧，设置有送风室(9)；轴流风机(11)设置在送风室(9)的北立面上；立面侧旋窗(7)布置在温室北立面(5)上；温室北立面(5)的下部设置有与送风室9相连通的出风口(12)；出风口(12)与通风管道(1)的一端连接，通风管道(1)的另一端设置有通风管道端部环流风机(2)；温室内部的桁架下方设置有上部环流风机(3)。本发明能够使温室内温度分布均匀、有利于作物生长；在保证降温效果的同时可有效降低运行能耗。

Description

一种湿帘风机正压通风循环降温系统及其分段降温方法
技术领域
本发明属于温室技术领域，特别涉及一种湿帘风机正压通风循环降温系统及其分段降温方法。
背景技术
由于温室具有独特的“温室效应”，夏季比普通建筑具有更大的热负荷。在自然通风无法满足降温需求的高温天气，除开启幕帘系统外，蒸发降温是现代温室夏季生产环境调控中应用最为广泛和有效的降温技术之一。其中，湿帘风机负压降温系统的使用最为普遍。
然而该系统运行时，会在气流方向上形成温度梯度，靠近湿帘的位置温度较低、靠近风机的位置温度相对较高，湿帘面和风机面之间的距离有一定的限制。用于黄瓜、西红柿等吊蔓作物高效栽培的连栋温室，其降温效果还会受到植株枝叶遮挡的影响，导致有效降温距离更小且温室内温度分布差异较大，最终导致作物生长情况不一致，增加栽培管理难度。受湿帘布置面积的限制，目前温室内常规布置的湿帘风机系统一般都难以完全满足降温需求。在我国中部及北方高温炎热气候条件下，经常需要全天运行该降温系统，使得温室夏季运行能耗居高不下。
发明内容
本发明的目的是提供一种湿帘风机正压通风循环降温系统，该系统将经过湿帘降温的外部新鲜空气通过栽培槽底部通风管道以正压送风的形式送入温室内，并优先对作物根区进行降温；解决了传统湿帘风机负压降温系统在气流方向上存在温度梯度的问题。由于该系统采用的是优先保证根区降温的局部降温方式，因此在极端高温气候条件下也能保障作物的正常生长。结合环境控制系统和温室内循环系统及混风系统的设计使系统可低负荷甚至间断运行，在保证降温效果的同时可有效降低运行能耗。
本发明的另一个目的是提供一种湿帘风机正压通风循环分段降温方法。
为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
本发明提供一种湿帘风机正压通风循环降温系统，该系统包括通风管道1、通风管道端部环流风机2、上部环流风机3、顶部开窗4、负压室6、立面侧旋窗7、湿帘装置8、送风室9、湿帘水池10和轴流风机11；
在温室顶部均匀地设置有多个顶部开窗4；
所述负压室6构建在温室北侧，与温室长度相同，由三个立面和一个倾斜的顶部与温室北立面5围合而成，其中负压室6的北立面的高度低于温室北立面5的高度；
所述湿帘装置8设置在负压室6的北立面上；
在负压室6内的地下，设置有湿帘水池10；
在负压室6内的南侧，设置有与温室北立面5下部相搭建而成的送风室9；
多个轴流风机11等间距地设置在送风室9的北立面上；
多个立面侧旋窗7布置在温室北立面5上，立面侧旋窗7位于负压室6内，送风室9的外部；
温室北立面5的下部设置有多个与送风室9相连通的出风口12；出风口12的位置与栽培槽15间隔对应，即每隔一个栽培槽15对应一个出风口12；出风口12与所述通风管道1的一端连接，所述通风管道1的另一端设置有通风管道端部环流风机2；
所述通风管道1设置在栽培槽15底部；通风管道1的两侧均匀地设置有多个气孔13；
所述温室内部的桁架下方设置有多个上部环流风机3。
所述顶部开窗4和立面侧旋窗7均设置有控制其开启/关闭的装置。
所述湿帘装置8、通风管道端部环流风机2、上部环流风机3、轴流风机11以及控制顶部开窗4和立面侧旋窗7开启/关闭的装置均与自动控制系统相连，根据设定值和实际环境温度进行自动控制。
所述通风管道1设置在用于支撑栽培槽15的栽培槽支架14的内部。
该湿帘风机正压通风循环降温系统适用于连栋温室的降温。
本发明提供一种使用湿帘风机正压通风循环降温系统的分段降温方法，其特征在于：该方法包括依次进行的第一降温阶段、第二降温阶段和第三降温阶段；
a、当温室内温度达到上限温度时，该上限温度值为温室内种植作物超过此温度作物就无法正常生长的极限温度，进入第一降温阶段：
开启顶部开窗4，关闭立面侧旋窗开窗7，湿帘装置8、轴流风机11和通风管道端部环流风机2开始运行；此时，负压室6内形成负压，迫使室外空气流经湿帘装置8湿润的多孔表面进入负压室6；经过湿帘装置8降温后的冷空气被轴流风机11抽入送风室9，由出风口12送入栽培槽15底部通风管道1；冷空气由通风管道1上的气孔流13出，首先对作物根区进行局部降温，然后由地面向四周蔓延，热空气上升从顶部开窗4排出；
b、当温度下降至节点温度时，该节点温度值为温室内种植作物在所处生长阶段适宜温度范围的上限，进入第二降温阶段：立面侧旋窗7开启，温室内温度每下降1℃，立面侧旋窗7继续开启更大角度，立面侧旋窗7开启角度α，0°<α<90°；温室内的空气部分进入负压室6与新鲜的冷空气混合后再次进入温室内；
c、当温室内温度降至理想温度时，该理想温度值为温室内种植作物在所处生长阶段适宜温度范围的中值，进入第三降温阶段：关闭顶部开窗4，立面侧旋窗7成90°开启，开启上部环流风机3，湿帘装置8停止运行；此时，由于负压室6与温室相通，负压消失，室外空气不再大量经湿帘装置8进入负压室6内，空气依靠轴流风机11、通风管道端部环流风机2和上部环流风机3在负压室6与温室内进行循环，保证温室内各部分温度均匀一致；当温室内温度再度超过上限温度时，再次进入第一降温阶段，如此循环。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明利用通风管道进行正压通风降温，无传统湿帘风机负压降温系统存在的温度梯度问题，整个温室内温度分布均匀、有利于作物生长。
2、温室宽度方向设计不再受传统湿帘风机负压系统有效降温距离的限制，单栋温室可设计面积更大，有利于提高灌溉系统利用率和土地利用率。
3、实现了作物根区的优先降温，达到局部降温的节能目的，提高了降温效果。在极端高温天气，即使总的供冷量不足，仍能保障作物的正常生长。
4、温室内循环和混风系统的设计使系统可低负荷甚至间断运行，在保证降温效果的同时还可有效降低运行能耗。
5、温室南侧为主要受光面，不再安装风机，增加了温室内的有效光照。
6、负压室北侧湿帘面无门等必须断开处，可布置的湿帘长度更长，整套系统产冷量相比传统湿帘风机负压降温系统更大。
7、负压室的存在使得温室冬季北墙的保温效果更好，且负压室在冬季可用作储藏间。
附图说明
图1为本发明分段降温方法的第一降温阶段的三维示意图；
图2为本发明分段降温方法的第二降温阶段的三维示意图；
图3为本发明分段降温方法的第三降温阶段的三维示意图；
图4为本发明湿帘风机正压通风循环降温系统的平面图；
图5为本发明湿帘风机正压通风循环降温系统的剖视图。
其中的附图标记为：
1 通风管道
2 通风管道端部环流风机
3 上部环流风机
4 顶部开窗
5 温室北立面
6 负压室
7 立面侧旋窗
8 湿帘装置
9 送风室
10 湿帘水池
11 轴流风机
12 出风口
13 气孔
14 栽培槽支架
15 栽培槽
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行进一步说明。
如图4和图5所示，本发明的湿帘风机正压通风循环降温系统，包括通风管道1、通风管道端部环流风机2、上部环流风机3、顶部开窗4、负压室6、立面侧旋窗7、湿帘装置8、送风室9、湿帘水池10和轴流风机11。
在温室顶部均匀地设置有多个顶部开窗4。
所述负压室6构建在温室北侧，与温室长度相同，由三个立面和一个倾斜的顶部与温室北立面5围合而成，其中负压室6的北立面的高度低于温室北立面5的高度。
所述湿帘装置8设置在负压室6的北立面上。
在负压室6内的地下，设置有湿帘水池10。
在负压室6内的南侧，设置有与温室北立面5下部相搭建而成的送风室9。
多个轴流风机11等间距地设置在送风室9的北立面上。
多个立面侧旋窗7布置在温室北立面5上，立面侧旋窗7位于负压室6内，送风室9的外部。
温室北立面5的下部设置有多个与送风室9相连通的出风口12；出风口12的位置与栽培槽15间隔对应，即每隔一个或几个栽培槽15对应一个出风口12；出风口12与所述通风管道1的一端连接，所述通风管道1的另一端设置有通风管道端部环流风机2。
所述通风管道1设置在栽培槽15底部，通风管道1的两侧均匀地设置有多个气孔13。
如栽培槽采用支架方式支撑，则通风管道1位于栽培槽支架14之内。通过通风管道在栽培槽下间隔布置，不是每个栽培槽下都有通风管道1，而是一个栽培槽下设有通风管道1，相邻的栽培槽则没有通风管道1。
所述温室内部的桁架下方设置有多个上部环流风机3。
该湿帘风机正压通风循环降温系统适用于连栋温室的降温。
所述顶部开窗4和立面侧旋窗7均设置有控制其开启/关闭的装置。
上述湿帘装置8、通风管道端部环流风机2、上部环流风机3、轴流风机11以及控制顶部开窗4和立面侧旋窗7开启/关闭的装置均与自动控制系统相连，根据设定值和实际环境温度进行自动控制。
在自动控制系统中需要设定三个温度值：上限温度、节点温度和理想温度。所述上限温度的温度值为温室内种植作物超过此温度作物就无法正常生长的极限温度。所述节点温度的温度值为温室内种植作物在所处生长阶段适宜温度范围的上限。所述理想温度的温度值为温室内种植作物在所处生长阶段适宜温度范围的中值。
本发明提供一种湿帘风机正压通风循环分段降温方法，该方法包括依次进行的第一降温阶段、第二降温阶段和第三降温阶段；
a、当温室内温度达到预设的上限温度时，进入第一降温阶段，如图1所示：
开启顶部开窗4，关闭立面侧旋窗开窗7，湿帘装置8、轴流风机11和通风管道端部环流风机2开始运行；此时，负压室6内形成负压，迫使室外空气流经湿帘装置8湿润的多孔表面进入负压室6；经过湿帘装置8降温后的冷空气被轴流风机11抽入送风室9，由出风口12送入栽培槽15底部通风管道1；冷空气由通风管道1上的气孔13流出，首先对作物根区进行局部降温，然后由地面向四周蔓延，热空气上升从顶部开窗4排出；
b、当温度下降至节点温度时，进入第二降温阶段，如图2所示：
立面侧旋窗7开启，温室内温度每下降1℃，立面侧旋窗7继续开启更大角度，立面侧旋窗7开启角度α，0°<α<90°；温室内的空气部分进入负压室6与新鲜的冷空气混合后再次进入温室内；
c、当温室内温度降至预设的理想温度时，进入第三降温阶段，如图3所示：
关闭顶部开窗4，立面侧旋窗7成90°开启，开启上部环流风机3，湿帘装置8停止运行；此时，由于负压室6与温室相通，负压消失，室外空气不再大量经湿帘装置8进入负压室6内，空气依靠轴流风机11、通风管道端部环流风机2和上部环流风机3在负压室6与温室内进行循环，保证温室内各部分温度均匀一致；当温室内温度再度超过上限温度时，再次进入第一降温阶段，如此循环。

Claims (6)

1.一种湿帘风机正压通风循环降温系统，其特征在于：该系统包括通风管道(1)、通风管道端部环流风机(2)、上部环流风机(3)、顶部开窗(4)、负压室(6)、立面侧旋窗(7)、湿帘装置(8)、送风室(9)、湿帘水池(10)和轴流风机(11)；
在温室顶部均匀地设置有多个顶部开窗(4)；
所述负压室(6)构建在温室北侧，与温室长度相同，由三个立面和一个倾斜的顶部与温室北立面(5)围合而成，其中负压室(6)的北立面的高度低于温室北立面(5)的高度；
所述湿帘装置(8)设置在负压室(6)的北立面上；
在负压室(6)内的地下，设置有湿帘水池(10)；
在负压室(6)内的南侧，设置有与温室北立面(5)下部相搭建而成的送风室(9)；
多个轴流风机(11)等间距地设置在送风室(9)的北立面上；
多个立面侧旋窗(7)布置在温室北立面(5)上，立面侧旋窗(7)位于负压室(6)内，送风室(9)的外部；
温室北立面(5)的下部设置有多个与送风室(9)相连通的出风口(12)；出风口(12)的位置与栽培槽(15)间隔对应，即每隔一个或几个栽培槽(15)对应一个出风口(12)；出风口(12)与所述通风管道(1)的一端连接，所述通风管道(1)的另一端设置有通风管道端部环流风机(2)；
所述通风管道(1)设置在栽培槽(15)底部；通风管道(1)的两侧均匀地设置有多个气孔(13)；
所述温室内部的桁架下方设置有多个上部环流风机(3)。
2.根据权利要求1所述的湿帘风机正压通风循环降温系统，其特征在于：所述顶部开窗(4)和立面侧旋窗(7)均设置有控制其开启/关闭的装置。
3.根据权利要求2所述的湿帘风机正压通风循环降温系统，其特征在于：所述湿帘装置(8)、通风管道端部环流风机(2)、上部环流风机(3)、轴流风机(11)以及控制顶部开窗(4)和立面侧旋窗(7)开启/关闭的装置均与自动控制系统相连，根据设定值和实际环境温度进行自动控制。
4.根据权利要求1所述的湿帘风机正压通风循环降温系统，其特征在于：所述通风管道(1)设置在用于支撑栽培槽(15)的栽培槽支架(14)的内部。
5.根据权利要求1所述的湿帘风机正压通风循环降温系统，其特征在于：该湿帘风机正压通风循环降温系统适用于连栋温室的降温。
6.一种使用上述权利要求之一所述的湿帘风机正压通风循环降温系统的分段降温方法，其特征在于：该方法包括依次进行的第一降温阶段、第二降温阶段和第三降温阶段；
a、当温室内温度达到上限温度时，该上限温度值为温室内种植作物超过此温度作物就无法正常生长的极限温度，进入第一降温阶段：
开启顶部开窗(4)，关闭立面侧旋窗开窗(7)，湿帘装置(8)、轴流风机(11)和通风管道端部环流风机(2)开始运行；此时，负压室(6)内形成负压，迫使室外空气流经湿帘装置(8)湿润的多孔表面进入负压室(6)；经过湿帘装置(8)降温后的冷空气被轴流风机(11)抽入送风室(9)，由出风口(12)送入栽培槽(15)底部通风管道(1)；冷空气由通风管道(1)上的气孔流(13)出，首先对作物根区进行局部降温，然后由地面向四周蔓延，热空气上升从顶部开窗(4)排出；
b、当温度下降至节点温度时，该节点温度值为温室内种植作物在所处生长阶段适宜温度范围的上限，进入第二降温阶段：立面侧旋窗(7)开启，温室内温度每下降1℃，立面侧旋窗(7)继续开启更大角度，立面侧旋窗(7)开启角度α，0°<α<90°；温室内的空气部分进入负压室(6)与新鲜的冷空气混合后再次进入温室内；
c、当温室内温度降至理想温度时，该理想温度值为温室内种植作物在所处生长阶段适宜温度范围的中值，进入第三降温阶段：关闭顶部开窗(4)，立面侧旋窗(7)成90°开启，开启上部环流风机(3)，湿帘装置(8)停止运行；此时，由于负压室(6)与温室相通，负压消失，室外空气不再大量经湿帘装置(8)进入负压室(6)内，空气依靠轴流风机(11)、通风管道端部环流风机(2)和上部环流风机(3)在负压室(6)与温室内进行循环，保证温室内各部分温度均匀一致；当温室内温度再度超过上限温度时，再次进入第一降温阶段，如此循环。
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