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2010年1月30日 作者:xwz2367609 [返回]
封闭型鸟巢温室的开发意义与解决方案

   目前我国所有的温室基本上属于半封闭型温室,这种温室的气候调节主要采用通风与对流的方式,这种传统的调节技术存在一个致命的问题,就是外界的传播传染源不能切断,同时温室内的二气化碳浓度也不能提高,导致温室的屏障保护功能丧失,同样会出现病虫危害,同样需要采用农药进行防治,难以生产出真正不用杀虫的免农药蔬菜。而采用全封闭的策略后,温室就变成了类植物工厂的模式,可以做到完全不用农药,温室就相当于一个闭封的生态球系统,不会受到外界不良的环境干扰与病虫入侵,是稳定化安全化生产的模式。而且它既具植物工厂的集约化标准化洁净化的优势之同时,又具有最大的节能特性,只需普通温室的20-50%的能源投入即可。
那么在完全封闭的温室内如何实现夏季的高温降温问题与冬季的加温保温问题呢?这问题一直也是温室设施研究者困扰的长期性问题。如果采用传统的降温与加温思路,在全封闭的情况下难以实现节能化与环境调控的最优化。在鸟巢温室技术基础上,引进冷却塔技术就可以轻松实现节能化调温与气候最优化的效果,它利用地下水送入冷却塔以达到温室内环境降温的效果,同时因冷却降温后,温室内形成大最冷凝蒸馏水又可以轻松收集回流作为气雾培的营养液配水。达到了水资源的循环利用,据初步估计,这种封闭型温室可以大大抑制作物蒸腾,又可以让蒸腾冷却水回收,比开放式水资源节省近50-80%,用于水资源紧缺的盐碱区(沿海地区)或者沙漠地区都具有积极的作用,是一种节水型温室。
   当然如果在海边建温室,流入温室的可以是海水,而收集回流的是蒸馏水,鸟巢温室就是一个巨大的太阳能蒸馏器。如果建于城市,可以利用灰水或者黑水作为流入源,黑水与灰水经由过滤硝化及植物吸收后的处理水,再作为进入冷却塔的导入水,实现调温与蒸馏获水的水源。海上温室的建设也可以采用该方式进行处理,实现封闭温室的调温及收集水的双重作用。
封闭型温室最重要的贡献在于调温的节能化,及水的太阳能蒸馏获水,起到了节水节能的双重作用。而且在设施栽培中可以阻遏因空气流通而导致的病虫入侵,是解决农药使用问题的终极方案---封闭温室。封闭温室的开发与使用,为植物工厂技术的实用化作出了重要的技术支撑与环境保障。
    封闭温室除了冷却塔技术外,还可以采用顶淋水系统进行降温,该方法与顶微喷有很大的区别,顶微喷会使空气中弥漫细雾滴而导致温室湿度过高,而采用顶淋水的方案可以解决该问题,但顶淋水的设计必须与水下坠后的地面蒸发式收集槽结合,所谓蒸发式收集槽就是V形的淋水收集槽是以蜂窝状的湿帘组合而成,可以使水的气化表面积最大化,加快气化吸热降温过程,可以在温室上空或者地面建设蒸发收集槽,采用运行地下水的方式进行温度调节。如果温室空间高大也可设计与植物层冠的上方,也可设计与耕作区的行间,可以每隔10米,设计一排淋水降温系统。为了使降温效果更好,淋水管的离地高度必须在3-4米以上,为整个温室构造出瀑布淋浴效果。构建封闭温室还有一个方法就是在行间或者空间,布设通气筒,于筒的一端开口处安装弥雾风机,把细雾吹入长筒内,实现降温而不增湿的效果,这种筒可以用软质的膜围合而成,可以因温室需要而进行随意布局,以达到良好的效果为冷。
    上述这些方法同样也可以用于加温,只要水源以太阳能热蓄水或者地下水都可以,太阳能加热后的热蓄水进入温室系统后,可以通过蒸发辐射方式很快使温室温度提高,用热泵也行,因一定深度的地下水往往具有很好的温度稳定性,就是在寒冬,深水层的地下水也可以十几度以上,这样的水进入温室后,也可以成为寒季的重要热源。
    温室的加温与降温是温室气候调节的最重要技术环节,而采用温室封闭,水源循环及太阳能的综合利用后,温室的气候调节技术就可以在完全封闭的环境下进行,使封闭温室技术可行性得以实现。温室封闭后,人为施入的二氧化碳气不会逃逸散失,可以让温室的二氧化碳浓度得以数倍的提高,又可以大大促进光合作用,提高生物质能的合成。在其它因子都相同的情况下,提高二氧化碳浓度可以使作物的产量至少提高30%-50%以上,有些作物甚至可以提高一倍以上。封闭型温室友综合效率是普通温室的数倍,降了降低能源成本外,更重要使作物生长加快实现免农药生产。它的贡献将会是一场革命,也将成为植物工厂产业的核心技术,更是解决农药让作物正真安全放心的变革技术,也是解决淡水匮乏区进行作物耕作的法宝,未来可以实现海水耕作,沙漠还绿,大大拓展人类的可耕空间,让沙漠变绿洲、让海上漂温室、让极地得挑战,让盐碱得复垦。封闭温室技术是一崭新的技术,它所涉及的技术除了热交换以外,还得有科学的温室结构设计与物理数学模型模拟与计算机的控制,只有这样才能让封闭温室技术从概念走向实用。
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