【毕业学位论文】（Word原稿）基于日光温室湿度模型的热交换除湿研究环境工程硕士论文

密级： 论文编号： 中国农业科学院 硕士学位论文 基于日光温室湿度模型的热交换除湿研究 I 摘 要 日光温室是我国特有的温室结构形式，湿度是温室内重要的环境因素之一。冬季为达到保温目的，日光温室通常处于封闭状态，室内湿气不易散逸，空气湿度很高。高湿环境对植物的生长及生产不利。本研究针对该问题，在参考前人已有研究的基础上，建立了热交换器除湿预测模型，定量描述了水蒸气凝结、作物蒸腾、地面蒸发、空气交换等物理过程；利用显热交换器进行日光温室除湿试验，验证除湿模型效果，并得到除湿效果经验公式。 根据实测结果比较，模型较好地模拟了除湿预测效果。从模型来看，室内水气蒸发（由于采用地膜覆盖，该处主要指作物蒸 腾）是影响除湿效果的主要因素。 测试表明：当换气次数为 /小时、热回收效率为 71时，热交换除湿 1 2 小时，可以降低湿度约 4 7，同时温度降低为 。可见，热交换器具有一定降湿作用，并可以降低叶面沾湿，从而达到一定的防病、增产作用。 从除湿预测模型与测试结果来看，室内水蒸气蒸发（由于采用地膜覆盖，该处主要指作物蒸腾），热交换器风量较小导致换气次数较小，是影响除湿效果的主要因素。 经过经济性评估，使用热交换器的盈亏平衡点是 /，当年增加产值小于 时，使 用价值不大。 根据除湿模型推导得到显热交换器除湿效果经验公式。 关键词： 日光温室；热交换器；除湿；湿度；温度 he is in is of in In in is is is to A of RV is in on of on of of of so RV to to a of RV is at It is RV of is %; is %, of is so it on of it to of of k of is so of m2RV A of RV is by at 录 第一章 绪论 . 1 究背景和研究意义 . 1 国日光温室发展现状 . 1 国日光温室目前存在的问题 . 1 际生产中日光温室湿度环境与管理 . 2 究目的和意义 . 3 内外研究现状 . 3 度对作物的影响 . 3 业领域除湿研究 . 5 室领域除湿研究 . 5 结 . 8 要研究目标和内容 . 8 文研究思路 . 9 第二章 日光温室用热交换器除湿系统 . 11 交换器类型简介 . 11 定式显热交 换器的性能 . 11 定式显热交换器原理 . 11 率的定义 . 12 率的影响因素 . 12 关实验测试标准 . 13 光温室除湿研究用热交换器 . 13 光温室除湿研究中热交换器效率测量试验 . 14 章小结 . 14 第三章 热交换器除湿效果预测模型 . 15 型研究的作用 . 15 光温室温湿度预测模型的构建 . 15 光温室水汽收支 . 15 型假设 . 16 型构建思路 . 16 型中主要质能平衡方程 . 16 室蒸散 . 16 蒸气凝结 . 18 内空气湿度平衡方程 . 18 结 . 20 第四 章 利用热交换器进行日光温室除湿试验 . 21 验温室概况 . 21 验仪器与方法 . 22 验仪器 . 22 量过程和方法 . 22 验日光温室环境测量 . 24 验结果与分析 . 25 交换器除湿试验 . 29 1 月 6 号下午 17： 30 19： 30 除湿试验 . 29 1 月 10 号早上 07： 20 08： 20，草帘卷起 前除湿试验 . 31 1 月 25 号晚上 22： 00 24： 00 除湿试验 . 34 论 . 36 湿效果经验 公式的推导 . 36 佳开机时间设计 . 37 济性能评估 . 38 章小结 . 38 第五章 结论和建议 . 40 论 . 40 议 . 40 参考文献 . 42 附录 . 45 致谢 . 47 作者简历 . 48 V 符号说明 质量传输系数 m/s 1室内空气绝对湿度 g/2覆盖膜内表面一侧空气绝对湿度 g/温室内空气温度 K 膜内 表面温度 K 干空气热容量 kg q：与外界的气流渗漏量， m3/h Q：热交换器通风量， m3/h t：时间， h T：温度， V：室内空间， ： 热交换效率 k = Q/V： 换气次数， 1/h d ：空气中水蒸汽含量， g/ 饱和 湿空气中水蒸汽含量， g/ ：相对湿度， 植物与土壤蒸发水分， g/h 凝结水， g/h 单位空间的蒸发水量， gh 1单位空间的凝结水量， gh 1 ：除湿前室内空气相对湿度， ：除湿后室内空气相对湿度， 0除湿前室内空气饱和绝对湿度， g/1除湿后室内空气饱和绝对湿度， g/0T ：除湿前室内空气温度， 1T ：除湿后室内空气温度， 覆盖材料面积， 2m 植物冠层面积， 2m 土壤面积， 2m *温室内部空气的饱和水汽压， 温室内 部空气的实际水汽压， 室内空气在覆盖材料上的凝结速率， 2m s) 物的蒸腾速率， 2m s) 壤蒸发速率， 2m s) 光系数 叶面积 指数 努赛尔数 物冠层吸收的太阳辐射， W 冠层所得的净辐射， 2W/m 孔平均阻抗， s/m VI 界层空气动力学阻抗， s/m 0S ：室外太阳辐射照度， 2W/m t ：一日内的时刻，从零时开始排序 覆盖材料的温度， 室内空气的温度， 室外空气的温度， V ：温室内部空间体积， 室内绝对湿度， 室外绝对湿度， s ：覆盖材料对太阳辐射的吸收率 空气的比热， J/ ：土壤蒸发与叶 面蒸腾的比例系数 ： 室内空气密度， kg/：室外空气密度， kg/a ：空气密度， ：水的蒸发潜热， J/ ：湿度计常数， C ：饱和水汽压随温度变化曲线的斜率， C p ：室内外空气压差， 中国农业科学院硕士学位论文 第一章 绪论 1 第一章 绪论 究背景和研究意义 国日光温室发展现状 日光温室是我国特有的一种温室结构形式，并且具有自主知识产权（周长吉， 2002）。由于其结构简单、材料可因地制宜、就地取材，造价低廉，以及其高透光率和高保温性能在我国北方地区冬季使用时可基本不加温或只 用临时加温，因而显著降低了温室运行成本，提高了经济效益。因此在我国北方地区得到了大面积推广，成为北方农村脱贫致富最有效设施。我国日光温室的发展始于 20 世纪 30 年代，在中国辽宁南部和北京地区最早出现了用“日光温室”种植蔬菜。其结构形式不同于塑料大棚，而是一面坡加立窗，立窗高 坡面坡度 18 20，外加风障，夜间使用草帘保温。到 20 世纪 50 年代中期，经有关专家总结，将其定名为“鞍山式日光温室”。但是直到 80 年代中期，以辽宁海城和瓦房店为代表的高效节能日光温室才开始受到人们的重视（陈端生， 1994）。 随后日光 温室 在我国得到迅速发展，从 1985 年到 1993 年，我国日光温室的面积以年均 速率递增（潘锦泉， 1996），到 1999 年底我国日光温室面积约 50 万 止到 2004 年全国日光温室的面积总量约有 61 万 光温室已经成为我国设施园艺中极具活力和生命力的农业生产方式。 国日光温室目前存在的问题 尽管日光温室在我国整个设施园艺生产中起到不可置疑的作用，但就其完善程度来说，远不能与大型现代温室设施相比。总体上表现为：科技含量低、环境控制与栽培管理技术落后，未形成规范与标准，难以 达到规模化、产业化生产。其次，设施结构过于简单，可控性能力差，抗御自然灾害能力弱，如遇到不良天气会造成严重的减产。具体表现为以下几方面（孙忠富， 1998）： 技含量低、发展潜力有限 由于设备简陋、缺乏配套设备，只能起到简单的环境调控作用。因远远达不到优化控制和科学的管理目标，导致产量低品质差，产品附加值小；另一方面，在整个生产过程中仍以简单手工作坊式操作为主，劳动强度大、条件恶劣，工作效率低。从长远观点看，缺少发展后劲和潜力。 地资源利用率低 日光温室主体结构的固有缺陷 ，使土地有效利用率较低。简易日光温室的土地有效利用率主要受以下三种因素的制约：与大型温室相比，该类温室采用小跨度结构，因此边际效应相对增加，导致土地有效面积率明显下降；温室后墙占用土地现象突出：一是墙体本身占地作用明显，当墙体加厚时更为突出；二是墙体形成的边际效应，限制了对墙体附近土地的有效利用；中国农业科学院硕士学位论文 第一章 绪论 2 在具有一定规模的温室群中，为了避免温室之间相互遮阴，前后温室之间必须保留一定距离的空地，土地浪费现象也很明显。由以上原因所致，日光温室的土地利用率一般只有 40左右，而大型连栋温室的土地利用率可达 80以上 。 其次，温室环境资源的利用受最小因子限制性原理的制约。由于缺乏综合调节能力，当某一环境要素得不到满足时，必须限制其它资源的高效利用。日光温室之所以不可能无限制地向北或向南发展，都说明了这个道理。换句话说，在高纬度地区的太阳辐射资源及低纬度地区充足的热量资源不可能被这种简易的设施有效利用。 施结构缺乏标准与规范，环境管理与栽培技术落后 由于该类设施结构简陋，技术含量低，通常不需要专业人员，只凭一般经验就可仿造。因此在许多地区，通常是在缺乏对当地气候资源和经济条件进行科学分析的情况下，便盲目照 搬异地经验。这种现象的普遍存在导致了许多问题。如采光性能差、保温效果不理想、随意加厚墙体造成土地和人力的浪费，甚至出现主体骨架和墙体坍塌的现象。在设施环境的调节与管理、栽培技术、品种的选用以及茬口安排等方面，还主要以零散的经验为主，很难形成科学化、系列化、规范化、标准化的技术体系，限制了日光温室生产潜力的进一步发挥。 际生产中日光温室湿度环境与管理 日光温室内的空气湿度经常大于露地 ,并处于高湿状态。任志雨（ 1999）对春季北京郊区某栋日光温室进行湿度测定表明，夜间湿度常常大于 90%。（图 图 光温室相对湿度变化曲线（任志雨， 1999） RH of 1999) 因此 ,日光温室内的空气湿度管理主要是除湿。除湿对防止霜霉病、枯萎病、晚疫病等病害 ,以及提高蔬菜产量和品质及种植效益都具有十分重要的作用。目前我国日光温室生产中常用的降低湿度的方式主要有（瓜果蔬菜报， 2005）： （ 1）合理浇水 8486889092949618:00 20:00 22:0024:00:002:00 4:00 6:00 8:0010:00中国农业科学院硕士学位论文 第一章 绪论 3 浇水是导致温室内湿度增加的主要因素。冬春生产可选择晴天沟浇或分株浇水 , 地膜覆盖的可 采用膜下暗灌，浇水时要严格控制浇水量，防止室内湿度过高。每次浇水后适当放风 ,及时进行松土，可以降低土壤湿度，亦可降低空气湿度。 （ 2）地膜覆盖 采用地膜覆盖可以减少土壤水分的蒸发，是降低温室内空气湿度的主要措施。例如在日光温室内可以采用大小垄相间，地膜盖双垄的办法，浇水时沿地膜下的小垄沟内流入，地膜防止了水分的蒸发，也就防止了浇水后棚内空气湿度大幅度提高。 （ 3）升温后通风除湿 采用这种方法既可满足蔬菜对湿度的要求，又可降低空气相对湿度。当植株长到具有一定抗逆能力时，浇水闭棚升温，当温度达到 30 时持续 1 小时，再通风排湿， 3 4 小时后棚温低于 25 时可重复 1 次。 （ 4）自然吸湿 可用稻草、麦秸等铺于作物行间，自然吸附水分，可以达到降湿目的。 （ 5）中耕除湿 通过切断土壤毛细管，可以避免土壤毛水管上升到表层，从而减少土壤水分的大量蒸发。 以上这些除湿措施都是生产实践中总结出来的实用经验，由于没有理论指导，除湿效果及发展空间有限。 究目的和意义 日光温室以其建造成本低，运行费用和结构性能上的优势在我国北方地区有着广阔的发展前景，但本身也存在着诸多局限性，如占地面积大，操作空间小，不利于机械 作业；环境方面的不足主要表现的环境调控能力和应对恶劣气候能力差，日光温室日常的环境管理缺少必要的调控依据，仍以经验控制为主（ 周长吉， 2001） 。另外，湿度是温室内重要的环境因子之一。冬季为达到保温目的，日光温室通常处于封闭状态，室内湿气不易散逸，空气湿度很高。高湿环境不仅对植物的生长及生产不利，引起作物的生理失调，还使植物蒸腾受到限制，影响根系对土壤养份的吸收和利用，并且加重各种植物病害的发生和蔓延。植物的病害多发生在具有一定结露时间、适宜的温度及相对湿度情况下。同时，封闭的环境也使蔬菜受到有害气体的危害。 所以日光温室的高湿环境已成为蔬菜产量的主要限制性因素之一。 本项研究利用交换器进行日光温室除湿，建立了湿度控制预测模型，最终得到除湿效果经验公式。本项研究目的是寻找低成本、效果好的日光温室除湿措施，为日光温室湿度环境管理提供必要依据。 内外研究现状 度对作物的影响 湿度是温室内重要的环境因子之一。冬季为达到保温目的，日光温室通常处于封闭状态，室中国农业科学院硕士学位论文 第一章 绪论 4 内湿气不易散逸，空气湿度很高。湿度控制是获得作物高产的必要条件之一。但是在湿度对作物的影响方面，研究并不如温度、光照、 素那么彻底。原因之 一是在温室这种大空间中湿度的测量与控制比较困难。总体说来，温室中过高的湿度环境会引起作物真菌病害，叶片坏死，作物缺钙，叶片发软变瘦（ 996），作物出苗率降低（ 986） ,生长发育过程被打乱（ et 1996;000）等。另外，温室高湿环境还会影响果菜类作物的授粉（ 963;991）。相反，过低的湿度环境也对作物生长不利，因为会导致作物空气饱和水汽压差 (高。 具体表现为以下几个方面： 度对作物生长速度的影响 987,1996)研究发现菊花在较高湿度环境下叶面积和叶干重都降低，在饱和差低于 一些菊花品种开花时间推迟。 986)发现相对湿度从 60上升到 90时，一些盆栽植物的开花数增加，开花时间缩短。 989)对秋海棠研究发现也是如此。 当湿度环境导致作物生理失调 缺钙为常见的作物生理失调现象，表现为草莓、莴苣、菊花叶子的“烧尖”，花椰菜、芹菜等的“黑 心”以及番茄、辣椒的“带腐病”等（ 989;986）。在易于缺钙的植株部位蒸腾强度常常很低，原因可能是它们常常被包在其它器官中或者它们的角质层太厚，不利于蒸腾。并且，在一个含有充分钙元素的植物体内也可能产生局部缺钙现象，其原因是有关器官的水分供应受到限制，局部缺钙现象与空气湿度密切相关（ 1992）。 984)在莴苣的烧尖现象研究发现，白天将饱和差从 加到 减轻这种生理失调的程度，这与叶片生长减慢 及叶片中钙含量增加有关；反之，将饱和差从 低至 降低叶片中钙含量，加重烧尖现象。 度对作物光合作用的影响 （ 1971）首次阐述了气孔阻力对叶周围空气中水含量的影响，发现高湿情况下光合速率的增加常伴随气孔导度增加。诸多研究表明，当饱和差在 围内时，湿度对光合作用直接影响很小（ 1982； 984），或者光合作用随湿度增加而增加（ 984； 976）。 度对养 分吸收的影响 987)发现空气中相对湿度的剧烈变化会影响植物营养吸收。在高相对湿度下，土壤中 和 K 含量下降明显，这一现象可以用植物在高相对湿度下生长迅速来解释。 1990）研究认为，生长介质的含盐量随着营养液浓度和相对湿度的增高而增高。叶中 N、 P、K 养分含量明显受到相对湿度和营养液浓度影响，高相对湿度下这些元素含量下降。 高湿度引发真菌产生，导致作物病害 大多数导致病害的真菌孢子只有在高湿环境下或者水中才能萌发（ 994）。高湿常导致叶片上有水汽凝结，而且当覆盖物上凝结水达到一定量时将滴落在叶片上。温室黄瓜生产中的霜霉病是由此引起的最常见病害。郑海山等（ 1989）发现，相对湿度超过 93时，大棚黄瓜叶片开始有露水，大棚黄瓜叶片结露的临界相对湿度为 93。在相同温度下，霜霉病发生机率随中国农业科学院硕士学位论文 第一章 绪论 5 露时延长而上升。洪传学（ 1990）等发现，同一天显示症状的黄瓜霜霉病斑群体，当相对湿度等于或高于 94时开始产孢，反之就不产孢或者终止产孢过程。 业领域除湿研究 工业领域除湿方式主要用空调或者除湿机，按照不同除湿原理，主要分为以 下几种： 冷冻、溴化锂液体吸附、蜂巢吸附、压缩空气除湿机。冷冻式空气除湿原理：将空气冷冻至露点以下，冷凝后再将水分出去。该法简单易行，是最常见的一种除湿方式。压缩空气除湿原理：对潮湿空气进行压缩，提高其露点，分离其水分。缺点是机械结构复杂，效率低。液体吸收式空气除湿原理：采用氯化锂水溶液的喷雾吸收水分。但设备较大，而且必须更换吸收液。 运行成本特别高。干燥剂吸附空气除湿原理：内含一个由若干个垂直模块组成的旋转机构，整个模块都填充有干燥剂，通过旋转来轮流烘干干燥剂，达到空气除湿原理目的。空气除湿原理简单，但除 湿量低下，速度慢。固体吸附式空气除湿原理：采用毛细管作用将水分吸附在固体蜂巢结构上，再通过旋转装置烘干。体积巨大，湿度均匀，但是末端空气温度高，耗能高。这些方式并不适用于温室生产。 室领域除湿研究 在国外，近些年来，温室密闭性能得到提高，空气渗漏量大量减少，空气交换率变小，由过去的多于 3 次 /h 减少至低于 /h。虽然大大减少了温室的加热成本，但由此也导致了温室里相对湿度过高（ 2000）。另外，随着夜间补光系统的广泛应用，作物蒸腾量增加，而寒冷地区温室夜晚并不通风，这也增加了温 室相对湿度 (003)。为了降低湿度，许多农户采用通风并加热手段。但这种加热与通风系统效率不高，增加了能量消耗，昂贵的能源消耗很可能抵消了由于降低湿度而带来的经济效益，寒冷地区更是如此。如何采取合适方法降低温室湿度成为温室节能方向的研究热点之一。 989)对单层和双层温室进行数学建模计算，并由此推断，在温带气候下，具有良好保温性能的温室中，采用吸湿材料进行直接除湿的方法比较好。 994)认为除湿应用于双层温室效率更好。总体来说，温室里除 湿研究根据原理不同主要分以下几类： 然通风 这是最简单的除湿方法。但自然通风通常会另室内能量损失、温度降低。在开启加热系统的温室中采用自然通风除湿会增加 20的能量消耗（ 996）。因此需要选择合适的自然通风时机并控制其通风时间的长短，或者辅助以加热来提高温室温度。储长树（ 1992）通过塑料大棚内外空气温湿度及通风口风速的观测，得到了大棚内外温度差及通风口、通风量之间的关系，认为封闭大棚的保温保湿效应的相对强弱在午前有一个交替时刻，如果在这时通风，可以用最小的能量损失达到 降低湿度的效果。加热不仅可以提高温室温度，而且还可以降低相对湿度。查阅空气湿焓图可知：如温度为 5时，每提高 1空气温度可以降低相对湿度 5左右；在温度为 5 10时，每提高 1空气温度，则可以将空气相对湿度降低 3 4；绝对湿度不变，温度从 20提高到 30，则湿度可以从 70降低到 40。 1998）在加拿大魁北克气候条件下，对温室中西红柿的一个生长季节（ 9 月到次年 5 月）中不通风、定量通风、按湿度控制中国农业科学院硕士学位论文 第一章 绪论 6 需要调整通风三种除湿方式带来的能量损失进行研究。比较发现，定量通风较不 通风条件下温室能量消耗增加 按需通风条件下能量消耗增加 凝 当空气温度下降到露点温度时候，空气中水蒸气含量达到饱和，并且随着温度的继续下降而转变为液态水，从而降低了空气绝对湿度的含量。温室建筑物壁面自然冷凝与空气渗漏相同，是温室降湿的传统途径，尤其是在传统的单层玻璃温室中。随着双层玻璃温室的应用，建筑物壁面的自然冷凝量下降。 1997）利用温室环境模型，计算了当空气遇到冷壁面冷凝时的显热和潜热通量。 2002）将带翅 片的管道装在温室天沟下面，然后在管道里面送入冷水，让湿空气通过自然流动在管道和翅片表面冷凝。研究表明，室内空气温度为20、相对湿度为 80、管道中水温为 5时候，每一米长度该装置可以产生 54g 冷凝水。但是由于装在天沟，该装置会遮挡住 3的光。 20 世纪 90 年代以前，许多研究者利用热泵做了各种尝试来降低湿度。顾卫等（ 2003）利用温室地气温差，在温室地下埋入管道，使得室内空气通过此管道排出，在排出的过程中实现冷凝。但此系统目的是回收水蒸气而不是除湿，系统只适用于气温高于地温的白天阶段，不仅除湿量有限，而且高 湿的晚间无法运行该系统。 热泵是另一种冷凝原理的应用。热泵降湿的基本原理是强制空气循环，利用制冷方法，将空气温度降低至露点温度，使水蒸气冷凝后除去绝对湿度，最后再加热空气，达到降低相对湿度的目的。典型的热泵降湿如图所示： 图 室热泵降湿图（ ， 1989） in ,1989) 结果发现，当作物处于完全生长阶段，叶面积指数（ 于 3 时，温室湿度很难有明显的降低。湿度降低后，水 蒸气压力差（ 加，作物蒸腾速率加快，而这又加大了温室湿度，对先前降低的湿度起到了补偿作用（ ， 1989）。为了研究这种补偿作用的大小，需要定量研究温室水蒸气来源（作物蒸腾，地面蒸发，灌溉水分蒸发等）、减少 (屋顶冷凝、缝隙渗漏、通风等 )、转移速率等等。因此，许多研究者进行了理论计算和实验验证。 1987)和（ 1987）研究了作物蒸腾对湿度的影响； 1986）研究了温室中空气渗漏、屋顶冷凝引起的水蒸气变化； （ 1987） 则研究了利用吸湿材料除湿引起的水蒸气变化。 （ 1989）对利用热泵除湿的温室中水蒸气转移进行了研究。 （ 1990）采中国农业科学院硕士学位论文 第一章 绪论 7 用热泵降湿表明，热泵并未能明显降低室内空气湿度，但能消除覆盖材料内表面的凝结水，从而避免了水珠滴落在作物上而引起病害等等。 对温室通风和热泵降湿进行比较发现，热泵易于控制，与常规通风降湿相比可以节能 15。但热泵降湿耗能大，投资成本高，并不适合温室中的农业生产，尤其不合适日光温室，不符合我国国情（乔晓军， 1997）。 制通风，并利用热交换器回收热量 用机械装置将室外相对干燥空气引入室内，同时将室内相对潮湿空气排到室外，同时让两股气流进行热量交换，这种装置就是热交换器。 984)将一种气 液 气热交换器应用于温室的湿度控制。他们推断，排出空气的焓的 1/3 左右可以得到回收。在 998)对这套系统进行研究认为，热交换器的应用可以降低能耗量，降低数量与系统的热回收效率有关，但该系统的投资、运行成本较高。 989)将商业用的气 气热交换器应用于加拿大魁北克地区的温室，指出其热回收效率仅在 40左右，并且其价格较高，在零度以下天气容易结冰，因此并不合适该地区农户使用。 人（ 1981）利用木夹板和聚乙烯膜做成矩形平行通道的热交换器， （ 1984）将七个小聚乙烯管套在一个大的聚乙烯管内，让冷热空气在其中逆流，形成热交换系统。他们的研究表明，设计出一套适合于温室除湿使用并且效率在 70 90的热交换系统是完全可能的。且不论他们的热交换系统效率高低，尽管也很好地解决了结冰的问题 ，但这类系统太脆弱，不适合实际生产中使用。 2000）设计了一种无需运行能耗的除湿装置，让室内空气先经过冷水管冷凝，再经过热水管加温，达到冷热交换。当冷水管温度为 ,热水管温度为 50 65时，每一米长度的该装置可以除湿效果为 65ml/h，并预言在单层玻璃温室应用可节约 4 7耗能量。 （ 2000）针对加拿大魁北克气候条件，设计了一套新的热交换系统，经测试热回收效率在 80左右。但当温室换气次速率为 /h 时，该装置并不足以控制温室湿度。将回收热量除以装置运 行的动力消耗定义为综合效率，该装置的综合效率在 间。 001)将一种较小尺寸的热交换器装在温室天沟位置，研究发现该装置显热回收效率可达到 60 70。 制作物无效蒸腾 司徒凇等（ 1996）认为，植株蒸腾强度可分为“正常蒸腾”、“正常蒸腾和多余蒸腾过渡平衡点”和“多余蒸腾”三部分。当土壤水分超过一定量时，作物干物质积累不再随蒸腾强度增加而增加，此时的蒸腾量就是“多余蒸腾”。因此当多余蒸腾出现时候，可以采用化控技术控制，常采用的有黄腐酸。这样通过减少植株多余蒸 腾进入空气的水分，可以间接降低湿度。但这种方式效果有限，操作难度大，精度低，只适合作为降低湿度的辅助措施。 用吸湿材料 由于吸湿材料表面具有较低的水蒸气压力，因而空气中水分被吸收，同时水蒸气的潜热被释放。吸湿动力是温室空气与吸湿材料表面的水蒸气压力差。这种方法采用的吸湿材料分为自然材料和化学材料两种。利用自然材料作为吸湿材料的降湿研究有：古在丰树等（ 1985）利用麦秸和黑色聚乙烯薄膜覆盖温室地面研究降湿效果，指出麦秸降低湿度的原因时阻止了地表和空气的水汽交换，地表蒸发的水分在麦秸上结露，加 上麦秸的吸湿作用从而达到降低湿度效果，而不是因为麦秸直接吸收水汽造成的降湿。 1987）在温室里用 3的海泡石颗粒垫地面，在夜间 0 到 6 时与白天 10 到 15 时开启风机（风速为 s）吸湿，结果发现每平方米温室用 5 30g/降湿效果，并且用相对湿度为 75的室外空气足以使其还原。如中国农业科学院硕士学位论文 第一章 绪论 8 果利用化学材料降湿，通常需采用高温对其吸湿功能进行恢复。通过设计几个复杂的热交换过程，用于恢复吸湿材料的能量有 90可以回到温室，但这只适用于当温室需要加热的时期吸湿。另外，采用的 化学吸湿材料多为浓缩盐溶液（溴化物、氯化物等），这些物质在高温重生过程或者泄漏时候很可能对温室环境造成污染，因此这种方法研究较少（ ， 2003）。乔晓军（ 1997）利用变色硅胶作为吸湿材料，在日光温室进行除湿研究发现，这种降湿方法虽然对空气湿度影响不大，但对叶面沾湿影响显著，在作物生长的关键时期进行降湿，可以有效减少病虫害，提高作物产量。 （ 1998）利用硅胶吸湿，并设计一套硅胶干燥系统，通过比较硅胶干燥系统与通风系统降湿的效果表明，按照电价为 元 /度、每年运行 2200 小时硅胶干燥系统计算，该系统可节省 5能源。水蒸气被吸收时放出的水汽潜热也可以直接用于加温温室，如果能开发一种吸湿、放湿快，成本低廉的吸湿材料，这种方法还是很适合日光温室除湿的。 少地面蒸发 采用地膜覆盖、合理灌溉或者采取滴灌、中耕等手段也可有效减少地面水分蒸发。张树森等（ 1994）研究表明，渗灌对于改进日光温室降湿、升温、防病等方面具有良好效果；乔立文（ 1996）在日光温室蔬菜生产中采用膜下滴灌技术，可以明显降低空气相对湿度，植株叶片结露减少，病情指数大幅度 下降；栾雨时等（ 1990）发现膜下多孔喷灌可以降低土壤表面蒸发和叶面蒸腾。在作物生长前期，减少地面蒸发控制温室湿度，可以作为降湿的主要措施。但后期蒸腾作用加强，温室湿度仍然很高。因此，单靠膜下滴灌这种方式并不能完全将湿度降低到合理水平。 结 国外对现代化温室除湿与湿度对作物的影响研究较国内多。其除湿手段包括交换器、热泵、冷凝等多种方法。但缺乏一种成本低、效果好的除湿手段；国内关于湿度与作物关系的研究也不少，但对日光温室除湿研究较少，目前未见利用热交换器进行日光温室除湿研究报道。 总之，目前仍然 缺少一种成本合理、效果明显的温室除湿手段。