連棟溫室通風系統的研究應用

胡瑤玫+李嬌

【摘要】針對中國氣候條件下，大型連棟溫室夏季自然通風降溫效果較差，機械通風降溫成本較高的問題，設計了一種大角度側窗結構。大角度側窗可以增大通風面積，有效改善通風效果。

作為一個相對封閉的空間，溫室工程內蔬菜花卉等農作物光合作用生長會產生一部分多余的氣體，而且溫室在炎熱夏季的暴曬下，室內溫度會比室外高出15℃以上[1]，這樣的溫度非常不利于農作物的生長。因此，大型連棟溫室的夏季降溫問題一直是設施農業工程研究者面臨的難題之一。

在目前所采用的通用降溫措施中，通風是主要的降溫手段之一，溫室通風是溫室內部空氣與室外空氣進行交換的過程，以調控溫室內溫度、濕度、CO2濃度和排除有害氣體為目的，達到滿足室內栽培植物正常生長要求的需要[3-4]。從降低能耗、減少溫室運行費用、提高產出效益、實現資源最優利用等方面考慮，采用自然通風調控溫室內動態溫度，降低溫室內的溫度、濕度，顯著改善溫室內的濕熱環境（在華東地區尤其如此）[5-6]，是一種簡單又經濟的通風方式，成為溫室環境調控的首選使用方式，往往在運行管理中優先啟用。

連棟溫室側窗

溫室常見側窗形式有卷膜側窗、外翻式側窗、上下推拉式側窗和水平推拉式側窗，如圖1所示。卷膜側窗常用在連棟塑料薄膜溫室中，且溫室四周均要設置，卷膜側窗通風口面積大，既能保證進氣，也能實現空氣對流，但密封性較差；外翻式側窗常用在連棟玻璃和PC板溫室中，是濕簾外翻窗的常用形式，因外翻式側窗以現有鋁合金型材作為鉸鏈，開窗角度受限；上下推拉式側窗應用較少，此種側窗通風面積大，但是窗戶的所有重量都靠齒輪齒條副支撐，穩定性差，開窗面積不易太大；水平推拉式側窗一般采用推拉窗，通風面積僅為開窗面積的一半，且成本較高，因此溫室設計若無其他要求應優先考慮其他側窗形式。

現有外翻窗受開窗鉸鏈的限制，開啟角度較小，通風口面積小，不利于溫室內外的空氣對流，影響通風效果。角度對流量系數的影響最大，隨著角度的增大，窗洞口的流量系數也隨之增加，通風效率提高。針對此問題，設計一種大角度側窗，增加通風面積，充分發揮側面通風的作用。

大角度側窗

組成及參數

大角度側窗（圖2）主要包括窗戶活動框，窗戶固定邊，母套管，傳動機構。其結構圖如圖3所示。其中，窗戶活動框可以通過螺栓連接成任意長度，窗戶固定邊通過螺栓固定在溫室側面橫桿上，窗戶活動框上的子套管與母套管配合，形成鉸鏈。傳動機構含電機、齒輪座、齒條、電機座、傳動軸，電機座固定在立柱上，電機固定在電機座上。傳動軸與電機的輸出軸相連，齒輪座固定在傳動軸上，齒條通過齒條端部連接件與窗戶活動框連接，實現齒輪齒條傳動實現窗戶的閉合。在窗戶活動框內側和窗戶固定邊外側安裝密封膠條，窗戶活動框閉合后壓緊密封膠條，防止雨水的進入。大角度側窗結構主要參數如表1所示。

優點

大角度側窗形式具有以下優點：①開啟角度大。窗扇開啟時可與墻面的角度大于90°，通風面積增加。②開窗位置不限。可以在溫室墻面的任意位置布置，可以根據當地的氣候的地形實現更好的通風效率。③無需支撐支架。開窗系統借用溫室主體骨架固定傳動機構，無需另設支撐立柱。④成本較低。窗扇尺寸相同的情況下，該種側窗形式比鋁型材作為外框的側窗每延米成本降低25%。

結論

針對傳統電動側窗開窗角度小，通風效果受限的問題而設計的大角度側窗，具有開窗角度大、開窗位置不限、無需支撐架等特點，通過實際驗證表明，此結構可以增加通風面積，改善通風效果。

參考文獻

[1]劉淑珍，張玉寶.溫室自然通風研究[J].中國農機化，2007（03）：76-78.

[2]張躍峰，張書謙.現代溫室開窗機構的選擇[J].農業工程技術（溫室園藝），2003，23（2）：18-20.

[3]蔡龍俊，魯雅萍，蔡志紅.農業溫室通風的研究與設計[J].建筑熱能通風空調，2001（1）：49-51.

[4]趙杰強，趙云.機械通風連棟溫室的溫度場CFD模擬[J].中國農機化學報，2014（6）：76-79.

[5]李永欣，李保明，李真，等.Venlo型溫室夏季自然通風降溫的CFD數值模擬[J].中國農業大學學報，2004（06）：44-48.

Applications of Ventilation System for Multi-span Greenhouses

Hu Yaomei1， Li Jiao2

（1.Beijing Vocational College of Agriculture， Beijing 102208， China；2.Beijing Kingpeng Runhe Agro-tech Co.， Ltd， Beijing 100094， China）

【Abstract】In the light of Chinese climate conditions， it gets poorer effect with natural ventilation in the large multi-span greenhouses in the summer， and has high cost of mechanical ventilation. In order to solve this problem， a kind of side window that can open at large angle is designed. This structure of side window can increase the ventilation area， and improve the ventilation effect.endprint