现代温室
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(五)补光系统 由于成本高,目前仅在效益高的工厂化育苗温室中 使用,主要是弥补冬季或阴雨天的光照不足对育苗质量 的影响。所采用的光源灯具要求有防潮专业设计、使用 寿命长、发光效率高、光输出量比普通钠灯高10%以上。 有国产的南京灯泡厂生产的生物效应灯,和荷兰飞利浦 的农用钠灯(400W),其光谱都近似日光光谱,由于系 作为光合作用能源补充阳光不足,要求光强在1万Lx以上。 悬挂的位置宜与植物行向垂直。
灌溉设施首部的典型布置图
自走式喷雾器示意图
除上述配套设施外,有的还配以穴盘育苗精量播种生 产线、组装式蓄水池、消毒用蒸气发生器、各种小型农 机具等配件。
芬洛型温室结构示意图(佐濑, 1995)1.天窗 2.桁架 3.基础
(二)里歇尔(Richel)温室
法国瑞奇温室公司研究开发的一种流行的塑 料薄膜温室,在我国引进温室中所占比重最大。 一般单栋跨度为6.4m、8m,檐高3.0~4.0m,开 间距3.0~4.0m,其特点是固定于屋脊部的天窗能 实现半边屋面(50%屋面)开启通风换气,也可 以设侧窗,屋脊窗通风,通风面为20%和35%, 但由于半屋面开窗的开启度只有30%,实际通风 比为20%(跨度为6.4m)和16%(跨度为8m), 而侧窗和屋脊窗开启度可达45°,屋脊窗的通风 比,在同跨度下反而高于半屋面窗。
(八)灌溉和施肥系统 包括水源、储水及供给设施,水处理设施、灌溉和 施肥设施、田间管道系统、灌水器如滴头等。进行基质 栽培时,可采用肥水回收装置,将多余的肥水收集起来, 重复利用或排放到温室外面;一种理想的水源。在整个 灌溉施肥系统中,灌溉首部配置是保证系统功能完善程 度和运行可靠性的一个重要部分,滴灌系统, 喷灌系统或向下的倒悬式喷灌系统 悬挂式可往复移动式喷灌机
2.湿帘降温系统 系利用水的蒸发降温原理实现降温的 系统。以水泵将水打至温室帘墙上,使特制的疏水湿帘 能确保水分均匀淋湿整个降温湿帘墙,湿帘通常安装在 温室北墙上,以避免遮光影响作物生长,风扇则安装在 南墙上,当需要降温时启动风扇将温室内的空气强制抽 出,形成负压;室外空气因负压被吸入室内的过程中以 一定速度从湿帘缝隙穿过,与潮湿介质表面的水气进行 热交换,导致水分蒸发和冷却,冷空气流经温室吸热后 经风扇排出而达降温目的。在炎夏晴天,尤其中午温度 达最高值,相对湿度最低时,降温效果最好,是一种简 易有效的降温系统,但高湿季节或地区,降温效果受影 响。
(四)屋顶全开启型温室 (open-roof greenhouse)
最早由意大利的Serre Italia公司研制成的一 种全开放型玻璃温室(图3-20),近五年在亚热 带暖地逐渐兴起的一种新型温室。其特点是以天 沟檐部为支点,可以从屋脊部打开天窗,开启度 可达到垂直程度,即整个屋面的开启度可从完全 封闭直到全部开放状态,侧窗则用上下推拉方式 开启,全开后达1.5m宽,全开时可使室内外温度 保持一致。中午室内光强可超过室外,也便于夏 季接受雨水淋洗,防止土壤盐类积聚。可依室内 温度、降水量和风速而通过电脑智能控制自动关 闭窗,结构与芬洛型相似。
二、现代温室的配套设备与应用
(一)自然通风系统 是温室通风换气、调节室温的主要方式,一般分为: 顶窗、侧窗通风和顶侧窗通风等三种方式。侧窗通风 有转动式、卷帘式和移动式三种类型。玻璃温室多采 用转动式和移动式,薄膜温室多采用卷帘式。屋顶通 风,其天窗的设置方式多种多样,如图 3-21 所示。如 何在通风面积、结构强度、运行可靠性和空气交换效 果等方面兼顾,综合优化结构设计与施工乃是提高高 湿、高温情况下自然通气效果的关键。
(七)计算机自动控制系统
为现代温室环境控制的核心技术。可自动测量温室的 气候和土壤参数,并对温室内配置的所有设备都能实现 优化运行而实行自动控制,如开窗、加温、降温、加湿、 光照(和CO2补气,灌溉施肥和环流通气等。该系统目前 已不是简单的数字控制,而是基于专家系统的智能控制。 一个完整的自动控制系统包括气象监测站、微机、打印 机、主控制器、温湿度传感器、控制软件等。 微处理机型的控制器,以电子集成电路(IC)为主 体,利用中央控制器的计算能力与记忆体贮存资料的能 力进行控制作业。可担任开关控制或多段控制的功能, 在控制策略上还可使用比例控制,积分控制或整个控制 技术的整合体。近年由于单片机功能不断加强,成本降 低而日渐普及。
2.外遮阳系统 利用遮光率为70%或50%的透气黑色网 幕,或缀铝膜(铝箔条比例较少)覆盖于距离顶通风温 室顶上30~50cm处,比不覆盖的可降低室温4~7℃,最 多时可降10℃,同时也可防止作物日灼伤,提高品质和 质量。 幕帘的传动系统有钢索轴拉幕系统和齿轮齿条拉幕 系统二种,前者传动速度快,成本低;后者传动平稳, 可靠性高,但造价略高。都可自动控制或手动控制。
2.环流风机 封闭的温室内,CO2通过管道分布到室内, 均匀性较差,启动环流风机可提高CO2浓度分布的均匀性, 此外通过风机还可以促进室内温度、相对湿度分布均匀, 从而保证室内作物生长的一致性和品质。并能将湿热空 气从通气窗排出,实现降温的效果。荷兰产的环流风机 采用防潮设计,具有变频调速功能,换气量0~4280m3/h、 转速250~1400转/分,送风距离约45m,依温室结构不同, 风机的布置位置也各不相同。
(四)降温系统 暖地温室夏季热蓄积严重,降温可提高设施利用率, 实现冬夏两用型温室的建造目标。常见的降温系统有: 1.微雾降温系统 使用普通水,经过微雾系统自身配备 的两级微米级的过滤系统过滤后进入高压泵,经加压后 的水通过管路输送到雾咀,高压水流以高速撞击针式雾 嘴的针,从而形成微米级的雾粒,喷入温室,使其迅速 蒸发以大量吸收空气中的热量,然后将潮湿空气排出室 外而达到降温目的,适于相对湿度较低、自然通风好的 温室应用,不仅降温成本低,而且降温效果好,其降温 能力在3~10℃间,是一种最新降温技术,一般适于长度 超过40m的温室采用。该系统也可用于喷农药施叶面肥 和加湿及人工造景等多功能微雾系统,依功率大小已有 多种规格产品。
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温室天窗位置设置的种类 1.谷肩开启 2.半拱开启 3.顶部单侧开启 4.顶部双侧开启 5.顶部竖开式 6.顶部全开式 7.顶部推开式 8.充气膜叠层垂幕式开启
(二)加热系统 与通风系统结合,可为温室内作物生长创造适宜的温 度和湿度条件。目前冬季加热方式多采用集中供热、分区 控制方式。主要有热水管道加热和热风加热两种系统。 1.热水管道加热系统 由锅炉、锅炉房、调节组、连接附 件及传感器、进水及回水主管、温室内的散热管等组成。 在供热调控过程中,调节组是关键环节,在主调节组和分 调节组分别对主输水管、分输水管的水温,按计算机系统 指令,通过调节阀门叶片的角度来实现水温高低的调节。 温室散热管道有园翼型和光管型两种;设置方式有升降式 和固定式之分,按排列位置可分垂直和水平排列两种方式。
(三)幕帘系统
包括帘幕系统和传动系统。帘幕依安装位置可分为 内遮阳保温幕和外遮阳幕两种。 1.内遮阳保温幕 系采用铝箔条或镀铝膜与聚酯线条间 隔经特殊工艺编织而成的缀铝膜。按保温和遮阳不同要 求,嵌入不同比例的铝箔条,具有保温节能、遮阳降温, 防水滴,减少土壤蒸发和作物蒸腾从而节约灌溉用水的 功效。这种密闭型的膜,可用于白天温室遮阳降温、夜 间的保温。夜间因其具有隔断红外长光波阻止热量散失, 故具有保湿的效果,在晴朗冬夜盖膜的不加温温室比不 盖膜的平均增温3℃~4℃,最大高达7℃,可节能耗 20~40%。而用于白天覆盖铝箔可反射掉光能95%以上, 因而具有良好的降温作用。目前有瑞典产和国产的适于 无顶通风温室及北方严寒地区应用的密闭型遮阳保温幕, 也有适于具自然通风温室的透气型幕等多种规格产品可 供选用。
(六)补气系统 包括以下二部分: 1.CO2施肥系统 CO2气源可直接使用贮气罐或贮液罐中 的工业制品用CO2,也可利用CO2发生器将煤油或石油气 等碳氢化合物通过充分燃烧而释放CO2。如采用CO2发生 器则可将发生器直接悬挂在钢架结构上。采用贮气贮液 罐则需通过配置的电磁阀、鼓风机和输送管道把CO2均匀 地分布到整个温室空间,为及时检测CO2浓度需在室内安 装CO2分析仪,通过计算机控制系统检测并实现对CO2浓 度的精确控制。
现代温室
一、现代温室主要类型
(一)芬洛型玻璃温室(Venlo type)
我国引进的玻璃温室的主要型式,为荷兰研究开发而后流行全 世界的一种多脊连栋小屋面玻璃温室.温室单间跨度为6.4m、8m、 9.6m、12.8m,开间距4m或4.5m,檐高3.5~5.0m,每跨由2个或3 个(双屋面的)小屋面直接支撑在桁架上,小屋面跨度3.2m,矢高 0.8m,近年有改良为4.0m跨度的(图3-17), 开窗设置以屋脊为 分界线,左右交错开窗,每窗长度1.5m,一个开间(4m),设两 扇窗,中间1m不设窗,屋面开窗面积与地面积比率(通风窗比) 为19%,若窗宽从传统的0.8m加大到1.0m,可使通风窗比增加到 23.43%,但由于窗的开启度仅 0.345%和10.5%.近年各地正针对亚热带地区气 候特点向加大温室高度,檐高从传统的2.5m增高到3.3m,直至 4.5m,5m,小屋面跨度从3.2m增加到4m,间柱的距离从4m增加 到4.5m、5m,并在顶侧通风、外遮阳,加强抗台风,加固基础强 度,加大排水沟,增加夏季通风降温效果方面不断改进。
图3-18 Richel型温室
(三)卷膜式全开放型塑料温室(Full open type)
连栋大棚除山墙外,顶侧屋面均通过手动或电动卷膜 机将覆盖薄膜由下而上卷起通风透气的一种拱圆型连栋塑 料温室。其卷膜的面积可将侧墙和1/2屋面或全屋面的覆 盖薄膜通过卷膜装置全部卷起来而成为与露地相似的状态, 以利夏季高温季节栽培作物。由于通风口全面覆盖凉爽纱 而有防虫之效。我国国产塑料温室多采用此型式,其特点 是成本低,夏季接受雨水淋溶可防止土壤盐类积聚,简易、 节能,利于夏季通风降温等效果,例如上海市农机所研制 的GSW7430型连栋温室和GLZW7.5智能型温室等(图319),都是一种顶高5 m,檐高3.5m,冬夏两用,通气 性良好的开放型温室。
2.热风加热系统 利用热风炉通过风机把热风送入温室 各部分加热的方式。该系统由热风炉、送气管道(一般 用PE膜作成)、附件及传感器等组成。热水加热系统在 我国通常采用燃煤加热,其优点是室温均匀,停止加热 后室温下降速度慢,水平式加热管道还可兼作温室高架 作业车的运行轨道;缺点是室温升高慢,设备材料多, 一次性投资大,安装维修费时费工,燃煤排出的炉渣、 烟尘污染环境,需另占土地。而热风加热系统采用燃油 或燃气加热,其特点是室温升高快,但停止加热后降温 也快,且易形成叶面积水,加热效果不及热水管道加热 系统,但具有节省设备资材,安装维修方便,占地面积 少,一次性投资少等优点,适于面积小,加温周期短, 局部或临时加热需求大的温室选用。温室面积规模大的, 仍以燃煤锅炉热水供暖方式,运行成本低,能较好地保 证作物生长所需的温度。 此外,温室的加温还可利用工厂余热,太阳能集热 加温器、地下热交换等节能技术。
专用环控计算机,是一种适于农业环境下使用 的耐温、湿度变化,又能忍受瞬间高压电流的专用 电脑,具有强大运算功能、逻辑判断功能与记忆体, 能对多种气候因子参数进行综合处理,能定时控制 与资料记录并可连接通讯设备进行异常警告通知功 能,其性能更稳定,具有可控一栋或多栋的两种控 制器模块。 专业电脑中央控制系统。可实施讯号远程传送, 利用数据传送机收集各种数据,加以综合判断。