《农业生物环境工程》第4章 温室设施环境调节与控制(3)

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1、第四章温室设施环境调节与控制第五节温室通风换气一、通风换气的基本要求与必要换气量（一）基本要求温室通风换气设计的基本要求是通风系统应能够提供足够的通风量，具有有效调控室内气温、湿度和CO2浓度的足够能力，以满足室内栽培植物正常生长的要求，同时要求随着栽培植物的生长发育阶段和栽培季节的不同，以及一日内不同时间、不同室外气候条件时的不同需要，能在一定范围内进行有效的调节。合理确定设计通风量是温室通风设计的一项重要工作内容，其确定的依据是温室的必要换气量，需根据温室所在地区的气候条件、温室的使用季节和栽培植物的要求等方面条件进行计算确定。温度条件常是

2、温室环境调控中首要的调控目标，同时抑制高温的必要通风量最大，通风量满足抑制高温方面要求时，也能够相应地满足排湿与补充CO2方面的要求。因此对于通风系统以抑制高温为目的运行时的情况，通风量的确定可不考虑排湿与补充CO2方面要求。而在寒冷的时期，温室内将没有通风抑制高温的要求，这时应根据排湿与补充CO2方面要求确定合适的通风量。1.控制室温的必要通风量控制室温的最大必要通风量，是考虑在夏季炎热时期，正午日照最强，气温接近最高的时刻，为了使温室内维持一定的温度，排除室内多余热量所需要的通风量。根据第三章式（3-10），必要通风量应为：m3/s式中Q—

3、—温室内需排除的多余热量（显热），WCp——空气的定压质量比热，可取Cp＝1030J/(kg·℃)；ρa——室内空气的密度，kg/m3，近似有ρa＝353/(ti+273)；t1——进入温室的空气温度，当未对进风进行降温处理时，t1＝to℃；t2——温室排风温度，当通风量不大，室内气温分布较均匀时可近似取t2＝ti；ti，to——分别为室内与室外气温，℃。定义单位温室面积的通风量为温室通风率L0，即有：m3/(m2·s)式中As——温室的地面面积，m2。温室内白昼吸收的显热量来自太阳的短波辐射，而部分显热量将通过覆盖层传出室外，部分被室内地面和

4、植物等的水份蒸发蒸腾作用消耗转化为潜热，并随通风气流排出室外。因此室内需排除的多余显热量为上述部分的差值。即根据式（4-24），考虑加温热量Qh=0，地中传热量相对较小，取Qf≈0，则温室通过通风排出的热量为：Q=Qvo－Qvi=Qs－(Qw+Qe)W（4-32）式中Qs——温室内吸收的太阳辐射热量，W；Qw——经过覆盖材料的传热量（对流、辐射），W；Qe——温室内水份蒸发吸收的潜热，由通风排出室外，W；下面逐项计算上式中各项热量。通过温室覆盖层传出的热量为：W（4-33）式中Kj——温室各部分覆盖层的传热系数，近似计算时可取全温室覆盖层平均传

5、热系数K=4～6W/(m2·℃)；Agj——温室覆盖层各部分面积，m2；W——温室散热比，，连栋温室取为1.2～1.5，单栋温室取为1.7～2.0。通风换气排出的潜热量由下式计算：W（4-34）式中e——蒸腾蒸发潜热与温室吸收的太阳辐射热之比，其值大小与室内地面土壤潮湿状况、植物繁茂程度、室内外空气湿度等因素有关，一般取e＝0.5～0.7，温室内地面土壤潮湿、植物繁茂、室内外空气湿度较低时取较大值。温室吸收的太阳辐射热为：W/m2（4-35）式中I0——室外水平面太阳总辐射照度，W/m2，对于夏季其取值见表4-15；a——温室受热面积修正系数，

6、一般取a＝1.0～1.3，温室面积小时取较大值；ρ——室内日照反射率，一般取为0.1；τ——温室覆盖层的太阳辐射透过率，在无室外遮阳网和室内遮阳幕时一般为0.6～0.7，有室外遮阳网时可取t＝0.2～0.3，有室内反射型材料遮阳幕时，可取t＝0.3～0.4；表4-15夏季室外水平面太阳总辐射照度（W/m2）注：资料来源于《GBJ19-87采暖通风与空气调节设计规范(2001年版)》大气透明度等级北纬30º北纬35º北纬40º北纬45º310371021986949410009869499095962902872840以上关系代入式（4-31），

7、可得温室必要通风率为：m3/(m2·s)（4-36）或近似地有：m3/(m2·s)（4-37）则温室必要通风量为：m3/s（4-38）由式（4-36）与（4-37）可知，温室的必要通风量与温室本身传热特性及室外气象条件有关，还与室内外温差ti－to有关，即还取决于室内设定的热环境条件。当t1＝to，t2＝ti时有：m3/(m2·s)（4-39）由上式可知，温室的通风率L0与室内外温差ti－to为双曲函数关系（见图4-40）。即室内外温差ti－to随通风率L0增大而减小，通风率较小时，通风率的较少增加即可显著减少室内外温差（降低室内气温）。随着通

8、风率逐渐增大，室内气温降低速率逐渐减缓。图4-40温室的通风率与室内外温差当通风率达到0.10m3/(m2·s)（温室室内空间平均高度为3m左右时，相