連棟溫室通風(fēng)系統(tǒng)的研究應(yīng)用

胡瑤玫+李嬌

【摘要】針對(duì)中國氣候條件下，大型連棟溫室夏季自然通風(fēng)降溫效果較差，機(jī)械通風(fēng)降溫成本較高的問題，設(shè)計(jì)了一種大角度側(cè)窗結(jié)構(gòu)。大角度側(cè)窗可以增大通風(fēng)面積，有效改善通風(fēng)效果。

作為一個(gè)相對(duì)封閉的空間，溫室工程內(nèi)蔬菜花卉等農(nóng)作物光合作用生長會(huì)產(chǎn)生一部分多余的氣體，而且溫室在炎熱夏季的暴曬下，室內(nèi)溫度會(huì)比室外高出15℃以上[1]，這樣的溫度非常不利于農(nóng)作物的生長。因此，大型連棟溫室的夏季降溫問題一直是設(shè)施農(nóng)業(yè)工程研究者面臨的難題之一。

在目前所采用的通用降溫措施中，通風(fēng)是主要的降溫手段之一，溫室通風(fēng)是溫室內(nèi)部空氣與室外空氣進(jìn)行交換的過程，以調(diào)控溫室內(nèi)溫度、濕度、CO2濃度和排除有害氣體為目的，達(dá)到滿足室內(nèi)栽培植物正常生長要求的需要[3-4]。從降低能耗、減少溫室運(yùn)行費(fèi)用、提高產(chǎn)出效益、實(shí)現(xiàn)資源最優(yōu)利用等方面考慮，采用自然通風(fēng)調(diào)控溫室內(nèi)動(dòng)態(tài)溫度，降低溫室內(nèi)的溫度、濕度，顯著改善溫室內(nèi)的濕熱環(huán)境（在華東地區(qū)尤其如此）[5-6]，是一種簡單又經(jīng)濟(jì)的通風(fēng)方式，成為溫室環(huán)境調(diào)控的首選使用方式，往往在運(yùn)行管理中優(yōu)先啟用。

連棟溫室側(cè)窗

溫室常見側(cè)窗形式有卷膜側(cè)窗、外翻式側(cè)窗、上下推拉式側(cè)窗和水平推拉式側(cè)窗，如圖1所示。卷膜側(cè)窗常用在連棟塑料薄膜溫室中，且溫室四周均要設(shè)置，卷膜側(cè)窗通風(fēng)口面積大，既能保證進(jìn)氣，也能實(shí)現(xiàn)空氣對(duì)流，但密封性較差；外翻式側(cè)窗常用在連棟玻璃和PC板溫室中，是濕簾外翻窗的常用形式，因外翻式側(cè)窗以現(xiàn)有鋁合金型材作為鉸鏈，開窗角度受限；上下推拉式側(cè)窗應(yīng)用較少，此種側(cè)窗通風(fēng)面積大，但是窗戶的所有重量都靠齒輪齒條副支撐，穩(wěn)定性差，開窗面積不易太大；水平推拉式側(cè)窗一般采用推拉窗，通風(fēng)面積僅為開窗面積的一半，且成本較高，因此溫室設(shè)計(jì)若無其他要求應(yīng)優(yōu)先考慮其他側(cè)窗形式。

現(xiàn)有外翻窗受開窗鉸鏈的限制，開啟角度較小，通風(fēng)口面積小，不利于溫室內(nèi)外的空氣對(duì)流，影響通風(fēng)效果。角度對(duì)流量系數(shù)的影響最大，隨著角度的增大，窗洞口的流量系數(shù)也隨之增加，通風(fēng)效率提高。針對(duì)此問題，設(shè)計(jì)一種大角度側(cè)窗，增加通風(fēng)面積，充分發(fā)揮側(cè)面通風(fēng)的作用。

大角度側(cè)窗

組成及參數(shù)

大角度側(cè)窗（圖2）主要包括窗戶活動(dòng)框，窗戶固定邊，母套管，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。其中，窗戶活動(dòng)框可以通過螺栓連接成任意長度，窗戶固定邊通過螺栓固定在溫室側(cè)面橫桿上，窗戶活動(dòng)框上的子套管與母套管配合，形成鉸鏈。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)含電機(jī)、齒輪座、齒條、電機(jī)座、傳動(dòng)軸，電機(jī)座固定在立柱上，電機(jī)固定在電機(jī)座上。傳動(dòng)軸與電機(jī)的輸出軸相連，齒輪座固定在傳動(dòng)軸上，齒條通過齒條端部連接件與窗戶活動(dòng)框連接，實(shí)現(xiàn)齒輪齒條傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)窗戶的閉合。在窗戶活動(dòng)框內(nèi)側(cè)和窗戶固定邊外側(cè)安裝密封膠條，窗戶活動(dòng)框閉合后壓緊密封膠條，防止雨水的進(jìn)入。大角度側(cè)窗結(jié)構(gòu)主要參數(shù)如表1所示。

優(yōu)點(diǎn)

大角度側(cè)窗形式具有以下優(yōu)點(diǎn)：①開啟角度大。窗扇開啟時(shí)可與墻面的角度大于90°，通風(fēng)面積增加。②開窗位置不限?？梢栽跍厥覊γ娴娜我馕恢貌贾?，可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂虻牡匦螌?shí)現(xiàn)更好的通風(fēng)效率。③無需支撐支架。開窗系統(tǒng)借用溫室主體骨架固定傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，無需另設(shè)支撐立柱。④成本較低。窗扇尺寸相同的情況下，該種側(cè)窗形式比鋁型材作為外框的側(cè)窗每延米成本降低25%。

結(jié)論

針對(duì)傳統(tǒng)電動(dòng)側(cè)窗開窗角度小，通風(fēng)效果受限的問題而設(shè)計(jì)的大角度側(cè)窗，具有開窗角度大、開窗位置不限、無需支撐架等特點(diǎn)，通過實(shí)際驗(yàn)證表明，此結(jié)構(gòu)可以增加通風(fēng)面積，改善通風(fēng)效果。

參考文獻(xiàn)

[1]劉淑珍，張玉寶.溫室自然通風(fēng)研究[J].中國農(nóng)機(jī)化，2007（03）：76-78.

[2]張躍峰，張書謙.現(xiàn)代溫室開窗機(jī)構(gòu)的選擇[J].農(nóng)業(yè)工程技術(shù)（溫室園藝），2003，23（2）：18-20.

[3]蔡龍俊，魯雅萍，蔡志紅.農(nóng)業(yè)溫室通風(fēng)的研究與設(shè)計(jì)[J].建筑熱能通風(fēng)空調(diào)，2001（1）：49-51.

[4]趙杰強(qiáng)，趙云.機(jī)械通風(fēng)連棟溫室的溫度場CFD模擬[J].中國農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào)，2014（6）：76-79.

[5]李永欣，李保明，李真，等.Venlo型溫室夏季自然通風(fēng)降溫的CFD數(shù)值模擬[J].中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2004（06）：44-48.

Applications of Ventilation System for Multi-span Greenhouses

Hu Yaomei1， Li Jiao2

（1.Beijing Vocational College of Agriculture， Beijing 102208， China；2.Beijing Kingpeng Runhe Agro-tech Co.， Ltd， Beijing 100094， China）

【Abstract】In the light of Chinese climate conditions， it gets poorer effect with natural ventilation in the large multi-span greenhouses in the summer， and has high cost of mechanical ventilation. In order to solve this problem， a kind of side window that can open at large angle is designed. This structure of side window can increase the ventilation area， and improve the ventilation effect.endprint