高壓霧化設備在現代農業中的應用探析

薛曉莉 任強 趙躍鋼

摘要? ? 高壓霧化設備在現代農業中主要應用在設施農業降溫、加濕、植保以及景觀等方面。其中，設施溫室降溫時依據地域的氣候條件、系統投資、后期維護費用、運行費用、降溫效果以及對溫室濕度的影響等各種因素，來綜合考慮高壓霧化與其他降溫方式聯合使用降溫，以期達到最佳效果。根據工程項目使用高壓霧化設備的經驗總結了相關建議，以期為實際生產提供參考。

關鍵詞? ? 高壓霧化設備;設施農業;降溫;加濕;植保;景觀

中圖分類號? ? F323.3? ? ? ? 文獻標識碼? ? A

Abstract? ? High-pressure atomization equipment is mainly used in modern agriculture for cooling，humidification，plant protection and landscape of facility agriculture.In fact，in order to reach the best effect of cooling，its better to comprehensively consider the combination of high-pressure atomization and other cooling methods，which depend on various factors such as regional climatic conditions，system investment，post-maintenance costs， operating costs， cooling effects， and greenhouse humidity.According to the experience of using high-pressure atomization equipment in engineering projects，the relevant recommendations were summarized to provide references for actual production.

Key words? ? high-pressure atomization equipment;facility agriculture;cooling; humidification;plant protection;landscape

高壓霧化設備是指利用高壓霧化主機將經過精密過濾處理后的水，輸送到造霧專用高壓管網（耐壓14 MPa），最后由造霧專用噴頭噴出成霧的系統。高壓霧化系統的工作原理是高壓水從微孔中噴出并與固體發生碰撞便形成水霧。將加壓（大于4 Mpa）后的水經耐高壓輸送管線由專業噴嘴將其霧化，產生0.10～15.00 μm的微霧顆粒，使其能夠迅速從空氣中吸收熱量完成汽化并擴散，從而達到空氣加濕、降溫的目的。

1? ? 高壓霧化設備在現代農業中的應用

1.1? ? 設施農業降溫

溫室屬于半封閉系統，在夏季溫度可達40 ℃以上，嚴重影響了溫室作物的生長發育。因此，可應用高壓霧化設備對溫室進行快速有效地降溫。通風良好、相對濕度較低的溫室尤為適用，輔以其他降溫方式（如遮陽網、通風），降溫效果更佳，可降溫3～8 ℃[1-3]。隨著溫室工程技術的發展，溫室降溫方法眾多，各有利弊，而多種降溫方法聯合使用往往最經濟和最有效。

1.1.1? ? 自然通風降溫。適合單棟小型溫室，利用設施內外的氣溫差產生的重力達到換氣的目的，降溫效果可達到室內外溫差3～5 ℃。自然通風降溫主要考慮當地的室外溫度、頂窗、側窗的位置及數量。底窗或側窗進氣，冷氣流進室內，將熱空氣向上頂，天窗排氣。一般室外溫度不超過30 ℃時只依靠自然通風即可達到降溫目的，但是室外溫度超過30 ℃時還需要配合其他方式進行降溫。

1.1.2? ? 遮光降溫。即主要采用遮陽網進行遮光降溫。降溫效果在一定程度上取決于遮陽網的遮光率。不同類型遮陽網的遮陽率不同，應根據植物的種類及植物對陽光的需求來確定遮陽網類型，遮光20%～30%時，室溫降低4～6 ℃。遮陽網包括外遮陽和內遮陽，內遮陽降溫采用銀灰色的遮陽網，還可以兼做保溫幕。內遮陽系統可以阻隔部分陽光進入溫室，有效降低太陽輻射的強度，被內遮陽網阻隔在溫室上部的熱空氣，可通過頂部天窗或排風扇排出室外，進而達到降溫目的。采用遮光法可降溫、不易增濕，但是降溫慢、降溫幅度不均勻。

1.1.3? ? 機械通風降溫。適用于連棟溫室。在通風的入口和出口增加動力扇，使室內外產生壓力差，形成冷熱空氣的對流，從而達到通風、換氣、降溫的目的。用排氣扇對溫室強制通風較自然通風降溫低3～5 ℃。機械通風降溫要求溫室的進氣口面積大，否則會導致溫室內的氣流流向不一致、溫度分布不均勻。機械通風效果較顯著，能耗也較大，往往與濕簾綜合使用進行降溫。

1.1.4? ? 濕簾—風機降溫系統。該系統是現代溫室的通用設備，適用于我國各地，利用水分蒸發吸熱的原理進行降溫。一般濕簾安裝在溫室的北側，風機安裝在溫室的南側，通過控制系統啟動風機，將室內的空氣強行抽出，造成負壓;同時水泵將水打在濕簾上，室外的空氣被負壓吸入室內并穿過濕簾的縫隙，導致濕簾上的水分蒸發、降溫，冷空氣流經溫室整個空間，吸收室內熱量后經風機排出室外，從而達到降溫的目的。在夏季高溫天氣，該系統可降溫4～7 ℃[4]。該系統具有降溫效果好、操作簡單、使用壽命長等特點，通過濕潤凈化的空氣更有利于室內作物的生長。濕簾風機降溫系統對水質要求比較高，硬水需要經過軟化處理后才可使用，以免鈣鎂離子在濕簾縫隙中結垢堵塞濕簾;空氣中的塵埃顆粒也會沉積在濕簾上，長時間會導致濕簾堵塞，故水簾需定期更換;濕簾風機降溫系統投資較大，日常運行費用較高。

1.1.5? ? 高壓噴霧降溫。也稱冷霧降溫，適用于通風良好的溫室，利用微小霧滴快速蒸發吸熱的原理進行降溫（圖1）。水經過過濾系統處理進入高壓泵加壓（大于4 Mpa），再通過特殊材質的管路輸送到特種高壓霧化噴嘴進行釋放，形成小于15 μm的細霧滴，霧滴逐漸彌漫整個溫室懸浮在空氣中，迅速蒸發降溫，并且不浸濕地面。高壓霧化降溫效率達 95%，而濕簾—風機降溫效率80%[5]，所以高壓霧化降溫比濕簾—風機降溫效果更佳。由于高壓霧化霧滴顆粒小、用水量少，作物發病的可能性小。高壓霧化設備需要增壓泵和輸送高壓銅管，投資成本相對較高，日常運行費用較高;水源需要過濾處理，否則極易堵塞霧化噴頭。

1.1.6? ? 多種降溫方法聯合使用。以7—8月為例，溫室外溫度通常在30～40 ℃之間，若僅依靠單純的自然通風、遮陽網或機械通風，降溫效果不明顯，根本無法滿足作物的生長要求，所以必須綜合采取多種方式來實現降溫。采用組合降溫方式應依據地域的氣候條件、系統投資、后期維護費用、運行費用、降溫效果以及對溫室濕度的影響等各種因素來綜合考慮決定。胡 建等[6]研究發現，采用濕簾—風機降溫系統+外遮陽可使溫室內溫度降低4～8 ℃，相對濕度增加5%～10%;采用高壓噴霧降溫系統+外遮陽，溫室內溫度可降低5～9 ℃，相對濕度增加3%～6%，在重慶采用濕簾—風機降溫系統的效果較為理想。冉春雨等[7]對長春市一個大規模玻璃溫室夏季降溫問題進行了研究，建議“細霧+風機”綜合系統作為首選方案。楊春健[8]通過結構理論分析和實踐經驗總結得出，南方溫室的通風降溫設施可根據自身的條件進行選擇：①經濟型，單棟溫室+平鋪式外遮陽網;②實用型，頂側開窗的聯棟溫室+平鋪式外陽網+強制通風+噴霧降溫;③先進型，頂部開窗的連棟溫室+平鋪式外遮陽網+濕簾—風機降溫系統。

1.2? ? 設施農業加濕

高壓霧化設備可通過微米級的細霧增加濕度，專門應用于育苗、繁種、食用菌及溫室種植，可促進扦插苗快速生根、提高種子的發芽率及組培的成活率。白瑪玉珍等[9]采用不同育苗方法對比試驗發現，大棚霧化扦插苗技術繁育藏青楊苗成活率最高、育苗速度最快、苗木長勢最好。

1.3? ? 設施農業植保

在高壓霧化設備的水箱內加入適宜濃度的藥物混合后，可在溫室中進行霧化噴灑，藥物噴灑均勻，可有效防治病蟲害[10-11]。

1.4? ? 設施農業造景

在以科普、科技示范、觀光為主的大型連棟溫室或者室外，均可采用高壓霧化設備進行造景。以農業嘉年華為例，人造霧景觀仙氣迷人，深受游客喜愛。

2? ? 高壓霧化設備在設施農業的應用案例

高壓霧化設備適用于通風良好的連棟溫室或者日光溫室，在夏季高溫季節，高壓霧化設備+自然通風可降溫3～8 ℃。圖2為高壓霧化設備在設施農業中的具體應用。圖3為高壓霧化設備造景實例。

3? ? 高壓霧化降溫使用建議

根據工程項目施工經驗及降溫數據，在使用高壓霧化降溫時有如下幾點建議：一是高壓霧化設備配合通風系統綜合使用（高壓霧化設備+自然通風+機械通風），微小霧滴在蒸發過程中大量吸熱，同時中和空氣中的過量正離子，增加負離子，通風系統將潮濕空氣排出室外，有效地調節溫度和濕度，從而更加有效地降溫。二是水源必須經過凈化處理，可提前測定水源的水質情況，依據水質指標進行軟化處理、反滲透處理等，再進入高壓霧化設備，否則高壓霧化噴頭極易堵塞，后續維護或更換噴頭增加成本。三是使用高壓霧化設備噴施藥劑或者電解水之后，需要開機噴灑清水以清洗霧化噴頭，防止藥劑等堵塞噴頭。四是應用于景觀造景時，注意霧化管道與周圍景觀相適應，達到更加自然的效果。五是為了控制適當的濕度，高壓霧化設備可進行定時等自動化控制，操作管理更加便捷。

4? ? 參考文獻

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