外文翻译译文-在Watergy温室下温度和湿度的控制

中 北 大 学 2013届 毕 业 设 计 说 明 书第 1 页 共 10 页在Watergy温室下温度和湿度的控制M.Buchholz,R.Buchholz and P.Jochum G.Zaragoza and J.Perez-Parra柏林工业大学 Cajamar实验站建筑技术和设计 拉斯维加斯德国 Ejido阿尔梅里亚西班牙关键词：封闭的温室,温室冷却、水回收、空气、除湿、海水淡化摘要：研究冷却和除湿的封闭式温室的过程，即使是在西班牙南部炎热夏季的条件下也可以减少75%耗水，并且连续生产。重点是如何在封闭式温室中将空气温度和湿度保持在允许的范围内，使农作物的生长周期可以正常进行，让植物在一个令人满意的方式来净化水，最重要的是除了太阳能外不能使用其他能源。引言封闭式温室是集中在更高效的水和能源资源方面的园艺。水是主要的限制因素，在干旱地区生长，是食品生产和生命支持的基础。全球人口增长引发更有效的水资源利用和农业生产率更高的新技术方法，尤其对非耕地的未来发展。房价的上涨，是化石能源在中欧的园艺生产竞争力下降的主要原因，在冬季采暖的需求是主要的问题。在一个封闭的温室，与周围的空气交换减少，蒸发的水回收冷凝过程和太阳的热负荷是通过地捕获来存储的，可用于延迟时间的加热过程。总之，人工冷却温室需要进一步的机械能（i）的植被区和热交换器之间的内部空气流通，（ii）用于冷却或热泵驱动（iii），驱动循环泵适用于输送冷却或加热介质。正因为如此，直到现在只有很少的减少一次能源消费已获得和循环水必须由能源需要支付额外的。中 北 大 学 2013届 毕 业 设 计 说 明 书第 2 页 共 10 页一个封闭式温室的优点是进一步控制减少害虫，有效利用二氧化碳，在封闭的环境中提高二氧化碳浓度的可能性。封闭的温室概念比较（奥普丹等人，2005），用常规空调通风机和热泵设备，Watergy概念（布赫霍尔茨，2000）是提供主要基于太阳能的被动通风和冷却策略，利用浮力影响空气运动和白天黑夜之间的温度差异，冷却能力的来源。材料和方法Watergy系统在能源和水平衡方面包括空气传质计算仿真的基础设计（约夫姆和布赫霍尔茨，2005）。该系统目前的发展状况自2003年度以来在西班牙阿尔梅里亚省/ cajamar实验站的时候，由欧盟资助的研究项目构建。生产的基本面为200平方米。它一直在一个封闭的地方大约研究了两年的法国豆，菜豆和秋葵。创新的主要元件是一个中心是冷却塔的温室，在一天的时间，热空气上升，从植被区，通过屋顶面积（布赫霍尔茨等人，2005）。增加空气上升的能源和水的含量，进而使在屋顶面积由喷头内屋顶塑料层。图1显示了一个对温室内的空气循环方案。空气从塔上落回了温室的底部，并由换热器管冷却。冷却介质为水，在温室外每5 m提供3储罐。在冷却过程中，湿空气凝结和蒸发的水可以回收。在晚上，加热的水从存储流反向通过热交换器，以释放热回温室和冷却储存。换热器再洒水湿润，以增加热释放额外的蒸发冷却。因为他们是从植物分离的，所以在两喷头塔内顶可以以咸水淡化功能整合。水在提升的过程中，如果不洁的水可以用于灌溉。结果与论述中 北 大 学 2013届 毕 业 设 计 说 明 书第 3 页 共 10 页冷却过程冷却过程的主要目的是保持空气周围的植被在水平允许的最佳生长条件和阻碍短期过热，过热会杀死植物或它们的部分（特别是花）。在600ppm-1200 ppm的CO2浓度之间的人工补给（这是两到三倍以上的大气水平），最佳的最大生长温度也由24C提高至29C。冷却系统的扩展，在最热的季节加强措施，如南立面和屋顶下遮光布安装。所有这些活动，在封闭的温室下进行永久性的培养是可能的，即使在炎热的夏季期间也是可以的。在封闭的温室中进行冷却操作的一个实例，如图2显示的是在2005年4月为期10天的温室里温度谱（TGH）显示。白天的温度范围为20C -35C，在这期间冷却只能通过冷却塔无光还原（南立面是白化）。冷却塔的效果可以看出T1之间的差异（在塔顶部的空气温度），应尽量在商店中最佳的热密度，T2（塔底），应优化温室降温除湿最小化。T0显示在商店的平均温度。在夏天，一个提高效率的被动冷却可以通过增加夜间释放热交换器内的水喷淋热。然而，有一个限制的热释放，如图3所示的冷却介质温度（蓝色）不能低于外部夜间温度值。这两个曲线重叠显示出最佳的热释放性能。这个图说明，一个大的气温昼夜差异的气候（如沙漠气候）有利于被动冷却策略，只要白天温度不超过一定值。除湿过程允许植物连续生长在温室,内部的空气除湿需要永久平行于蒸发过程。这是通过在系统中的表面凝结意识到，尤其是在热交换器（白天）和外表面（晚上）。效果还可以用于升级和循环水（萨拉戈萨等人，2006）。在Watergy原型灌溉水的平均需求量约为1.5升/平方米（由于在温室中较高的相对湿度较低）和水的循环率（从冷凝水）为65%。此外，从土壤中回收10%的水中 北 大 学 2013届 毕 业 设 计 说 明 书第 4 页 共 10 页。在开放的农业领域，这已经是减少90%的用水需求。这已经可以被视为一个水自给自足的模式，剩余的水需求（在冷凝收集过程湿度损失的空气交换，通过剩余的泄漏造成的损失）可以通过从表面雨水的收集提供（在西班牙南部的气候）。凝结的过程是平行的冷却过程，但相比其他释放热量，冷凝只出现在表面的最冷部分。它不应该出现在这里，植被表面蒸发的主要部分发生。作为最佳的植物生长点，最大温度设定在发生冷凝温度这个极限值。这是一种太阳能的主要区别，冷凝在白天可以出现在封面上。封面是阳光照射比较热，但内部的温度上升超过表面温度。温室能量平衡，只有通过热交换器的热释放，转向缩合。能量平衡（图4）在2005年4月5日，温度测量的基础上计算的（温室和环境空气的温度，水的温度和热存储的土壤温度）。此外，泄漏的空气交换已计算出CO2浓度衰减测量在空荡荡的温室不同的气候情况下风速。空气交换的能量转移是基于内部/外部空气温度和湿度以及空气交换的质量流量泄漏。白天热流量平衡显示四大路径的温室：通过盖，进入土壤，剩余的对流环境和温室的热储存间。有趣的是，该主动热控制部分是比直接热损失少，但在白天，只有热交换器是导致冷凝的传热，在较低的温度下工作。在这种情况下，能量平衡系统的进一步改进的基础信息增加，传递给热储存能量的部分将允许进一步减少在植被地区的空气温度和空气湿度低。此外，在冷却管出口具有较低的湿度，它会增加植物的蒸腾作用，从而，在链反应导致进一步蒸发冷却和将使更多的潜在的作物由于较低的温度下适合于系统，第二效果会增加冷凝水回收率。有越来越多的存储的能量转移的几种方法：中 北 大 学 2013届 毕 业 设 计 说 明 书第 5 页 共 10 页1.一个更高的空气流通率将导致更高的水蒸汽传输。它可以用更高的塔，冷却水的温度较低，还具有改进的空气阻力降低换热器。2.一个更大的仓库可以在夏季最热的时期提供更多的冷却水，足够的冷却是 非常重要的，但再生水也具有最高的价值。测量结果的分析表明，热贮量是不足以提供足够的冷却通过一下午都在最热时候。冷却负荷提供暂时的从一个大水箱的冷却水的使用扩展的热存储。3.改进的冷却通过晚上可以提供一个较低的制冷温度，这直接导致更多的凝结，导致较高的空气流通率。它可以通过开放系统在夜晚达到。4.图5显示之间的差异，温室的空气湿度在夜间比白天低，如果晚上温室打开了使将水损失的影响低得多。这还没有试过，由于虫害控制和利用一个封闭的环境中CO2浓度的影响也被测试。进一步的改进，在夜的储存冷却可以更有效的换热器换热器和另一个位置使用，如温室外的。5.一种改进后的加湿在屋顶区也将提高能量转移到仓库，仿佛空气进入冷却管最大湿度（接近饱和），凝结出现在相同的冷却温度和潜热释放。装置性能在2004年冬季绿豆收获成功，在春天豆子的第二代花朵没有凋谢的时候早夏来取得成功。植物然后换成了黄秋葵，发展得很好，尽管夏季和秋季，取而代之的是绿色的豆子的另一个成功的冬季循环。直到现在，所有的植被期间无任何农药。他们不是由于建筑物的封闭状态所需要的（没有昆虫可以进入）。同时，观察真菌没有问题。看起来，即使是具有相当高的湿度，在中午气温较高的时间也有助于系统地干植物的表面。病虫害防治是项目的另一个大的成功，因为它表明，该系统可以提供高质量的水果的生产环境。中 北 大 学 2013届 毕 业 设 计 说 明 书第 6 页 共 10 页总结该项目的目的是寻找能源的需求和园艺生产的生态影响的短期解决方案。控制只使用太阳能控制温室气候的能力，和水净化的一个更可持续的集约园艺学的发展。同样的原则导致更便宜的产热在欧洲中部和北部，它是农业可持续发展的一个基本技术。第一个原型是一个封闭的温室太阳能热能量捕获,水回收利用、海水淡化和先进的园艺学。它被建造在阿尔梅里亚(西班牙南部)，一直评估了两年。主要点:()空气温度和湿度在封闭的温室是否可以保持在允许的范围内而不使用外部能源除了太阳能;()是否有增长周期的作物可以成功进行和植物用于一个令人满意的方式来净化水。实验结果表明在该地区的炎热气候中建立具有一个封闭温室，并进行温度控制是一种非常有效的。被动系统放置在周边地区比较令人印象深刻的是，夏季过热不允许任何栽培。创建一个气候允许至少正常使植物生长和周围的水消耗量降低75%，没有额外能源的使用是一个非常大的成功。假如有更好的性能，必须作出调整，原型的简化应用程序将从概念走向有效的商业产品。参考文献1Buchholz,M.2000.Climate ontrol in greenhouses and solid state fermentation systems as a source of water and energy,Proceedings of the World Renewable Energy Congress VI,Renewables-The Energy for the 21st Century,Brighton,1-7/7/2000,Ed:Sayigh,A.A.M,Kidlington,Oxford.2Buchholz,M.Jochum,P.and Zaragoza,G.2005.Concept for water, heat and food supply from a closed greenhouse-the WATERGY project. Acta Hort 中 北 大 学 2013届 毕 业 设 计 说 明 书第 7 页 共 10 页691:509-516.3Jochum,P.and Buchholz,M.2005. How to Simulation Thermal and Fluid DynamicalProcesses in Closed Greenhouses including Water Interactions between Plants and Air.Acta Hort.691,553-560.4Opdam,J.J.G,Schoonderbeek,G.G.Heller, E.M.B.and de Gelder,A.2005. Closed Greenhouse: a Starting Point for Sustainable Entrepreneurship in Horticulture. Acta Hort.691,517-524.5Zaragoza,G.Buchholz,M.Jochum,P.and Prez-Parra,J.Watergy Project: Towards a rational use of water in greenhouse agriculture and sustainable architecture, Desalination,2006(In press).图表图1.Watergy温室空气流方案中 北 大 学 2013届 毕 业 设 计 说 明 书第 8 页 共 10 页图2.2005年4月系统温度。Text=空气温度，T0=平均储存温度