高壓霧化設(shè)備在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用探析

薛曉莉 任強(qiáng) 趙躍鋼

摘要? ? 高壓霧化設(shè)備在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中主要應(yīng)用在設(shè)施農(nóng)業(yè)降溫、加濕、植保以及景觀等方面。其中，設(shè)施溫室降溫時(shí)依據(jù)地域的氣候條件、系統(tǒng)投資、后期維護(hù)費(fèi)用、運(yùn)行費(fèi)用、降溫效果以及對(duì)溫室濕度的影響等各種因素，來綜合考慮高壓霧化與其他降溫方式聯(lián)合使用降溫，以期達(dá)到最佳效果。根據(jù)工程項(xiàng)目使用高壓霧化設(shè)備的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)了相關(guān)建議，以期為實(shí)際生產(chǎn)提供參考。

關(guān)鍵詞? ? 高壓霧化設(shè)備;設(shè)施農(nóng)業(yè);降溫;加濕;植保;景觀

中圖分類號(hào)? ? F323.3? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼? ? A

Abstract? ? High-pressure atomization equipment is mainly used in modern agriculture for cooling，humidification，plant protection and landscape of facility agriculture.In fact，in order to reach the best effect of cooling，its better to comprehensively consider the combination of high-pressure atomization and other cooling methods，which depend on various factors such as regional climatic conditions，system investment，post-maintenance costs， operating costs， cooling effects， and greenhouse humidity.According to the experience of using high-pressure atomization equipment in engineering projects，the relevant recommendations were summarized to provide references for actual production.

Key words? ? high-pressure atomization equipment;facility agriculture;cooling; humidification;plant protection;landscape

高壓霧化設(shè)備是指利用高壓霧化主機(jī)將經(jīng)過精密過濾處理后的水，輸送到造霧專用高壓管網(wǎng)（耐壓14 MPa），最后由造霧專用噴頭噴出成霧的系統(tǒng)。高壓霧化系統(tǒng)的工作原理是高壓水從微孔中噴出并與固體發(fā)生碰撞便形成水霧。將加壓（大于4 Mpa）后的水經(jīng)耐高壓輸送管線由專業(yè)噴嘴將其霧化，產(chǎn)生0.10～15.00 μm的微霧顆粒，使其能夠迅速從空氣中吸收熱量完成汽化并擴(kuò)散，從而達(dá)到空氣加濕、降溫的目的。

1? ? 高壓霧化設(shè)備在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

1.1? ? 設(shè)施農(nóng)業(yè)降溫

溫室屬于半封閉系統(tǒng)，在夏季溫度可達(dá)40 ℃以上，嚴(yán)重影響了溫室作物的生長發(fā)育。因此，可應(yīng)用高壓霧化設(shè)備對(duì)溫室進(jìn)行快速有效地降溫。通風(fēng)良好、相對(duì)濕度較低的溫室尤為適用，輔以其他降溫方式（如遮陽網(wǎng)、通風(fēng)），降溫效果更佳，可降溫3～8 ℃[1-3]。隨著溫室工程技術(shù)的發(fā)展，溫室降溫方法眾多，各有利弊，而多種降溫方法聯(lián)合使用往往最經(jīng)濟(jì)和最有效。

1.1.1? ? 自然通風(fēng)降溫。適合單棟小型溫室，利用設(shè)施內(nèi)外的氣溫差產(chǎn)生的重力達(dá)到換氣的目的，降溫效果可達(dá)到室內(nèi)外溫差3～5 ℃。自然通風(fēng)降溫主要考慮當(dāng)?shù)氐氖彝鉁囟?、頂窗、?cè)窗的位置及數(shù)量。底窗或側(cè)窗進(jìn)氣，冷氣流進(jìn)室內(nèi)，將熱空氣向上頂，天窗排氣。一般室外溫度不超過30 ℃時(shí)只依靠自然通風(fēng)即可達(dá)到降溫目的，但是室外溫度超過30 ℃時(shí)還需要配合其他方式進(jìn)行降溫。

1.1.2? ? 遮光降溫。即主要采用遮陽網(wǎng)進(jìn)行遮光降溫。降溫效果在一定程度上取決于遮陽網(wǎng)的遮光率。不同類型遮陽網(wǎng)的遮陽率不同，應(yīng)根據(jù)植物的種類及植物對(duì)陽光的需求來確定遮陽網(wǎng)類型，遮光20%～30%時(shí)，室溫降低4～6 ℃。遮陽網(wǎng)包括外遮陽和內(nèi)遮陽，內(nèi)遮陽降溫采用銀灰色的遮陽網(wǎng)，還可以兼做保溫幕。內(nèi)遮陽系統(tǒng)可以阻隔部分陽光進(jìn)入溫室，有效降低太陽輻射的強(qiáng)度，被內(nèi)遮陽網(wǎng)阻隔在溫室上部的熱空氣，可通過頂部天窗或排風(fēng)扇排出室外，進(jìn)而達(dá)到降溫目的。采用遮光法可降溫、不易增濕，但是降溫慢、降溫幅度不均勻。

1.1.3? ? 機(jī)械通風(fēng)降溫。適用于連棟溫室。在通風(fēng)的入口和出口增加動(dòng)力扇，使室內(nèi)外產(chǎn)生壓力差，形成冷熱空氣的對(duì)流，從而達(dá)到通風(fēng)、換氣、降溫的目的。用排氣扇對(duì)溫室強(qiáng)制通風(fēng)較自然通風(fēng)降溫低3～5 ℃。機(jī)械通風(fēng)降溫要求溫室的進(jìn)氣口面積大，否則會(huì)導(dǎo)致溫室內(nèi)的氣流流向不一致、溫度分布不均勻。機(jī)械通風(fēng)效果較顯著，能耗也較大，往往與濕簾綜合使用進(jìn)行降溫。

1.1.4? ? 濕簾—風(fēng)機(jī)降溫系統(tǒng)。該系統(tǒng)是現(xiàn)代溫室的通用設(shè)備，適用于我國各地，利用水分蒸發(fā)吸熱的原理進(jìn)行降溫。一般濕簾安裝在溫室的北側(cè)，風(fēng)機(jī)安裝在溫室的南側(cè)，通過控制系統(tǒng)啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，將室內(nèi)的空氣強(qiáng)行抽出，造成負(fù)壓;同時(shí)水泵將水打在濕簾上，室外的空氣被負(fù)壓吸入室內(nèi)并穿過濕簾的縫隙，導(dǎo)致濕簾上的水分蒸發(fā)、降溫，冷空氣流經(jīng)溫室整個(gè)空間，吸收室內(nèi)熱量后經(jīng)風(fēng)機(jī)排出室外，從而達(dá)到降溫的目的。在夏季高溫天氣，該系統(tǒng)可降溫4～7 ℃[4]。該系統(tǒng)具有降溫效果好、操作簡單、使用壽命長等特點(diǎn)，通過濕潤凈化的空氣更有利于室內(nèi)作物的生長。濕簾風(fēng)機(jī)降溫系統(tǒng)對(duì)水質(zhì)要求比較高，硬水需要經(jīng)過軟化處理后才可使用，以免鈣鎂離子在濕簾縫隙中結(jié)垢堵塞濕簾;空氣中的塵埃顆粒也會(huì)沉積在濕簾上，長時(shí)間會(huì)導(dǎo)致濕簾堵塞，故水簾需定期更換;濕簾風(fēng)機(jī)降溫系統(tǒng)投資較大，日常運(yùn)行費(fèi)用較高。

1.1.5? ? 高壓噴霧降溫。也稱冷霧降溫，適用于通風(fēng)良好的溫室，利用微小霧滴快速蒸發(fā)吸熱的原理進(jìn)行降溫（圖1）。水經(jīng)過過濾系統(tǒng)處理進(jìn)入高壓泵加壓（大于4 Mpa），再通過特殊材質(zhì)的管路輸送到特種高壓霧化噴嘴進(jìn)行釋放，形成小于15 μm的細(xì)霧滴，霧滴逐漸彌漫整個(gè)溫室懸浮在空氣中，迅速蒸發(fā)降溫，并且不浸濕地面。高壓霧化降溫效率達(dá) 95%，而濕簾—風(fēng)機(jī)降溫效率80%[5]，所以高壓霧化降溫比濕簾—風(fēng)機(jī)降溫效果更佳。由于高壓霧化霧滴顆粒小、用水量少，作物發(fā)病的可能性小。高壓霧化設(shè)備需要增壓泵和輸送高壓銅管，投資成本相對(duì)較高，日常運(yùn)行費(fèi)用較高;水源需要過濾處理，否則極易堵塞霧化噴頭。

1.1.6? ? 多種降溫方法聯(lián)合使用。以7—8月為例，溫室外溫度通常在30～40 ℃之間，若僅依靠單純的自然通風(fēng)、遮陽網(wǎng)或機(jī)械通風(fēng)，降溫效果不明顯，根本無法滿足作物的生長要求，所以必須綜合采取多種方式來實(shí)現(xiàn)降溫。采用組合降溫方式應(yīng)依據(jù)地域的氣候條件、系統(tǒng)投資、后期維護(hù)費(fèi)用、運(yùn)行費(fèi)用、降溫效果以及對(duì)溫室濕度的影響等各種因素來綜合考慮決定。胡 建等[6]研究發(fā)現(xiàn)，采用濕簾—風(fēng)機(jī)降溫系統(tǒng)+外遮陽可使溫室內(nèi)溫度降低4～8 ℃，相對(duì)濕度增加5%～10%;采用高壓噴霧降溫系統(tǒng)+外遮陽，溫室內(nèi)溫度可降低5～9 ℃，相對(duì)濕度增加3%～6%，在重慶采用濕簾—風(fēng)機(jī)降溫系統(tǒng)的效果較為理想。冉春雨等[7]對(duì)長春市一個(gè)大規(guī)模玻璃溫室夏季降溫問題進(jìn)行了研究，建議“細(xì)霧+風(fēng)機(jī)”綜合系統(tǒng)作為首選方案。楊春健[8]通過結(jié)構(gòu)理論分析和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)得出，南方溫室的通風(fēng)降溫設(shè)施可根據(jù)自身的條件進(jìn)行選擇：①經(jīng)濟(jì)型，單棟溫室+平鋪式外遮陽網(wǎng);②實(shí)用型，頂側(cè)開窗的聯(lián)棟溫室+平鋪式外陽網(wǎng)+強(qiáng)制通風(fēng)+噴霧降溫;③先進(jìn)型，頂部開窗的連棟溫室+平鋪式外遮陽網(wǎng)+濕簾—風(fēng)機(jī)降溫系統(tǒng)。

1.2? ? 設(shè)施農(nóng)業(yè)加濕

高壓霧化設(shè)備可通過微米級(jí)的細(xì)霧增加濕度，專門應(yīng)用于育苗、繁種、食用菌及溫室種植，可促進(jìn)扦插苗快速生根、提高種子的發(fā)芽率及組培的成活率。白瑪玉珍等[9]采用不同育苗方法對(duì)比試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，大棚霧化扦插苗技術(shù)繁育藏青楊苗成活率最高、育苗速度最快、苗木長勢最好。

1.3? ? 設(shè)施農(nóng)業(yè)植保

在高壓霧化設(shè)備的水箱內(nèi)加入適宜濃度的藥物混合后，可在溫室中進(jìn)行霧化噴灑，藥物噴灑均勻，可有效防治病蟲害[10-11]。

1.4? ? 設(shè)施農(nóng)業(yè)造景

在以科普、科技示范、觀光為主的大型連棟溫室或者室外，均可采用高壓霧化設(shè)備進(jìn)行造景。以農(nóng)業(yè)嘉年華為例，人造霧景觀仙氣迷人，深受游客喜愛。

2? ? 高壓霧化設(shè)備在設(shè)施農(nóng)業(yè)的應(yīng)用案例

高壓霧化設(shè)備適用于通風(fēng)良好的連棟溫室或者日光溫室，在夏季高溫季節(jié)，高壓霧化設(shè)備+自然通風(fēng)可降溫3～8 ℃。圖2為高壓霧化設(shè)備在設(shè)施農(nóng)業(yè)中的具體應(yīng)用。圖3為高壓霧化設(shè)備造景實(shí)例。

3? ? 高壓霧化降溫使用建議

根據(jù)工程項(xiàng)目施工經(jīng)驗(yàn)及降溫?cái)?shù)據(jù)，在使用高壓霧化降溫時(shí)有如下幾點(diǎn)建議：一是高壓霧化設(shè)備配合通風(fēng)系統(tǒng)綜合使用（高壓霧化設(shè)備+自然通風(fēng)+機(jī)械通風(fēng)），微小霧滴在蒸發(fā)過程中大量吸熱，同時(shí)中和空氣中的過量正離子，增加負(fù)離子，通風(fēng)系統(tǒng)將潮濕空氣排出室外，有效地調(diào)節(jié)溫度和濕度，從而更加有效地降溫。二是水源必須經(jīng)過凈化處理，可提前測定水源的水質(zhì)情況，依據(jù)水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行軟化處理、反滲透處理等，再進(jìn)入高壓霧化設(shè)備，否則高壓霧化噴頭極易堵塞，后續(xù)維護(hù)或更換噴頭增加成本。三是使用高壓霧化設(shè)備噴施藥劑或者電解水之后，需要開機(jī)噴灑清水以清洗霧化噴頭，防止藥劑等堵塞噴頭。四是應(yīng)用于景觀造景時(shí)，注意霧化管道與周圍景觀相適應(yīng)，達(dá)到更加自然的效果。五是為了控制適當(dāng)?shù)臐穸龋邏红F化設(shè)備可進(jìn)行定時(shí)等自動(dòng)化控制，操作管理更加便捷。

4? ? 參考文獻(xiàn)

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