设施环境调控概论PPT课件(45页)

喷淋/喷雾系统
CO2浓度 CO2施肥系统、通风系统
湿度
采暖设备、降温系统、通风系统、帘幕系统、 喷淋/喷雾系统
绪论 二、设施环境工程在农业生产中的作用
参考教材 P2~4
第一章 设施光照环境及其调控 第一节 建筑日照的基本理论
一、地球的公转与太阳赤纬角 1、太阳赤纬角 太阳光线与地球赤道面的夹角 太阳直射光线投射到地球表面，光线与地面垂直处的地理
1 Nov
2 Nov
My Computer
SR
LPS #14
LPS #17
LPS #26
LPS #99
3 Nov
Alarm Diary
9:0 0-12:00 Air VPD > 2 kPa 12: 00-15:0 0 Leaf T > 3 4 C
Air VPD > 4 kPa 15: 00-16:0 0 Air VPD > 2 kPa
第三章 温室的气体环境与通风调节 第一节 温室通风概述 一、 温室通风换气的目的 二、 温室通风的设计要求 三、 通风的基本形式与特点 第二节 温室的必要通风量 一、 控制室温的必要通风量 二、 维持CO2浓度的必要通风量 三、 控制温室内湿度的必要通风量 第三节 温室通风 一、热压作用下的自然通风 二、风压作用下的自然通风 三、自然通风系统设置 四、温室的机械通风
（2）依靠各种生产设备实现高效生产。
3、设施环境（农业生物环境）
农业生物环境一般分为：
物理环境：包括生物周围的温度、光照和热辐射、空气和水的运动 状态等，其中由空气温度、湿度、热辐射、空气和水的流动等因素所构成的 环境称为热环境。
化学环境：指生物周围空气、土壤和水中的化学物质成分组成。 生物环境：除农业生物个体以外的其他所有生物。包括空气、土壤、 或水中的微生物，生物体内外的寄生物，以及周围的其他同类生物群体等。
40
60
80
100
不同波长的光热辐射对植物及环境的作用
波长范围
紫 外 太光 阳 辐 射 （可 短见 波光 辐 射 ） 红 外 光
纬度
23.45 sin(360 284 n)
365
23.45 cos(360 n 172)
365
三、太阳高度角和方位角 四、斜面太阳入射角b与其他角度之间的关系
cosb sin a cosc cosa sin c cos(f e)
五、日出、日没时刻
t0 cos1 ( tan tan )
Test # 1 negativ e
Model
Measured values
Crop
Data Acquisition System
compare
Simulations
Dynamic Database
• 现代化连栋温室的环境控制及其设备
环境因子 控制设备
光照
人工光源、帘幕系统
温度
采暖设备、降温系统、通风系统、帘幕系统、
2000 1500 1000
6000K黑体辐射 大气层外缘 地面
500
波长（nm）
0
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
380
760
紫外线
可见光
红外线
8.7%
43.0%
48.3%
40 辐射力
(W/m2mm) 30
20
黑体常温下的热辐射波谱
300K ( 27℃ )
10
波长(mm) 0
0
20
第四章 温室环境自动控制 第一节 自动控制基本原理 第二节 设施环境常用控制器 第三节 设施环境自动调控系统
绪论
一、农业设施与设施环境
1、农业设施 农业设施是能够提供适宜的生产环境等条件，具有特定生产功能的农
业生产性建筑、配套设备的工程系统。 2、农业设施的特点
（1）可以为各种农业生产对象提供比自然环境更加适宜的生产环境 条件，且可以调控环境。为此设施一般应具备建筑围护结构或具有围护作 用的构造物，以形成与外界相对隔离的空间条件。
设施环境调控
绪论 一、农业设施与设施环境 二、设施环境工程在农业生产中的作用 第一章 设施光环境及其调控
第一节 建筑日照的基本理论 一、地球的公转与太阳赤纬角 二、地球的自转与太阳时 三、太阳高度角和方位角
第二节 设施光环境特征 一、与设施内环境相关的光、热辐射 二、与太阳辐射有关的光辐射强度的度量 三、各种光辐射度量单位的相互关系
四、设施光环境特点 第三节 进入设施内的太阳辐射计算
一、室外地面上太阳辐射照度的计算 二、 进入设施内的太阳辐射计算 第四节 设施光环境的调节 一、温室内的人工补光 二、人工光照的配置计算 三、光质调节 四、日长调节
第二章 设施热环境及其调节 第一节 热量传递的基本方式 第二节 辐射换热 第三节 导热 第四节 对流换热 第五节 温室热环境 一、温室传热与能量平衡 二、温室采暖热负荷 三、温室的节能保温 四、温室的降温调节
Stress Detector # 17 on Duty!
Number of days analyzed: 7 Number of alarms: 4
Sh a n y Ra y Tec h n o l o g ies Lt d . DANGER!
26 Oct
27 Oct
28 Oct
29 Oct 30 Oct AALLLL
光照 湿度
温度
CO2
水和肥 料
温室的环境调控应该实现以光照为主导因子的综合环境管理。
4、设施结构——环境——生物之间的相互关系
外界环境
设施环境
设施结构
生物活动状态和代谢过程
设施结构决定了其环境性能，所以在设施环境调控之前，首先 确定好的结构，才能做到环境调控的节能、低成本。
5、设施环境调控的原理和方法 （1）理论
第二节 设施光环境特征 一、与设施内环境相关的光、热辐射 1、电磁波谱 2、太阳辐射的光谱能量分布（教材P144~150） 3、常温物体的热辐射
g 射线
紫外线 可见光 X射线
Hale Waihona Puke 红外线10-810-6
10-4
10-2
1
102
太阳辐射 常温辐射
热射线
无线电波
104
106
波长( mm )
2500
辐射能（W/m2.mm）
1）质量守恒定律 2）热力学第一定律——能量守恒定律 3）质热传递过程的理论 4）环境与生物间相互影响的生态学原理 （2）方法
定量化描述生物与环境、外界环境与设施内部环境间的相 互关系——模型的建立及应用
采用工程化的手段，利用专用设备来实现。
模型（定量化方法）是温室环境智能管理的基础
Control system