[发明专利]一种风光互补强制通风系统的温室夏季降温方法及装置

说明书

技术领域    

本发明涉及一种温室夏季降温方法及装置，尤其涉及一种采用风光互补无动力通风系统的降温方法，可用于现代温室或其他厂房建筑的夏季通风降温。

背景技术

现代温室作为现代农业的标识之一，正广泛推广使用于种植业、养殖业等现代农林业规模化生产中。我国通过引进、消化和技术的再创新，现代温室设计制造与生产管理，自上世纪90年代末，特别是近10年来有了飞速发展。对温室的生产管理而言，温室内的环境调控，特别是温度、湿度、气体含量的调控是重要内容之一。目前智能温室的夏季降温，一般采用自然通风，遮阳幕布、水幕风机强制通风、地源热泵、电力空调，甚至相变材料储能调节等方法，这些方法的原理主要是采用通风方式促进空气流通，使得温室内温度与气温相同的方式，或是利用物质形态变化吸热原理进行的降温方法，如微喷、湿垫或者湿帘，综合强制通风方式，使蒸发的物质（主要是水），排走的方式，或者使用相变材料根据环境温度吸热与释放热量，另外一种方法就是降低有效光照面积，采用内外遮阳的方式。

有研究表明，基于自然通风与遮阳网综合运用的降温系统下温室内的气温最多降低2.2℃，白天平均降低1.4℃，室内地温平均降低3.8℃，最多可降低4.5℃；基于自然通风与微喷降温系统下温室内气温最多降低3.2℃，平均降低2.4℃，地温最多降低2.0℃，平均降低0.9℃；在自然通风情况下联合运用遮阳网和微喷降温系统室内气温最多降低5.4℃，平均降低室外气温最多高7.2℃，平均高5.1℃。基于自然通风的降温效果受气候条件的影响比较大，无风条件下，降温效果不明显。水帘风机的降温效果非常好，但是受生产制造与日常运行成本高、不环保等因素的影响，广泛推广存在障碍一般可占到温室运行成本的30%~40%。

其他降温方法采用如电力空调：这是最常规的方式，其主要原理是采用卡洛循环，通过电力压缩机，借以冷媒介质将温室内的热量转移至温室外。该方法降温效果可控，但是对于容积大，透光率高、散热大的温室而言，其电力消耗相当大。

其次降温方法采用水幕空调：该方法在温室的一侧安装湿帘，并向其中通水，湿帘是多孔，大面积的纸质材料，通水后，水的蒸发面积很大，通过水气化吸收热量从而使周围空气大幅降温。然后在温室的另一侧安装大功率排气扇，在温室中形成空气流动，将湿帘处的低温空气吸入温室内从而降温。该方法的降温效果也很好，但是设备前期安装成本高，运行的动力成本也很高。

发明内容

本发明针对上述技术问题，提出一种适合长江中下游地区大规模推广的现代温室，以太阳能、风能等自然能源为纽带，基于风光互补系统，综合生态能源技术、电子信息与控制技术，以自然生态的调控方式，低建设成本与运行成本地构建设施农业生态能源系统，重点解决现代温室夏季降温问题的温室降温方法及装置。

本发明的具体技术方案是：一种风光互补强制通风系统的温室夏季降温方法，采用在温室顶部安装的风光互补强制通风系统与室内微喷雾化系统组合对温室降温，所述风光互补强制通风系统由若干个等间距布置在温室拱顶最高点的风光互补强制通风装置构成；所述风光互补强制通风装置包括太阳能驱动的排风扇部分和风力驱动的风轮部分两个部分；所述室内微喷雾化系统由连接自来水管的微喷管构成，在微喷管上等间隔地安装若干微喷头，所述微喷头所喷雾化水的方向向上。

所述风光互补强制通风装置每隔L米等距离均匀布置，其中，3米≤ L≤6米 。

所述微喷管的安装位置包括两处，分别是位于每个温室拱顶最高点的正下方安装微喷管，微喷管距离拱顶的距离为h₁其中，0.3米≤h₁≤0.5米；和位于温室肩正下方处布置微喷管，微喷管距离温室肩的距离为h₂，其中，1米≤h₂≤1.5米。

对于密闭的温室，当不要求降温到环境温度以下时，单独开启风光互补强制通风装置上由风力驱动的风轮部分；当温室内温度高于环境温度时，风光互补强制通风装置上由太阳能驱动的排风扇部分通过温控开关自动开启。

对于密闭的温室，当要求降温到环境温度以下时，风光互补强制通风系统开启的同时开启室内微喷系统；首先开启位于拱顶最高点正下方的微喷管喷嘴，在温度还不能达到预想降温效果时，同时开启位于温室肩正下方处微喷管的喷嘴，喷水量与温室内温度与设定降温的温度差成正比，比例系数k可以通过式（1）调整：

S = k*（Tin-Tset） ；                            （1）

Tin为温室内平均温度，单位为℃；