《农业生物环境工程》第3章 农业设施中的通风与降温

1、第 三 章 农 业 设 施 中 的 通 风 与 降 温 一、农业设施通风的目的与要求 1. 通风换气的目的通风换气的目的 排除多余热量，抑制高温排除多余热量，抑制高温 温室：温室： 春、夏、秋季，白昼太阳辐射（每平方米数百春、夏、秋季，白昼太阳辐射（每平方米数百 w）强烈，室外气温较高，温室在封闭管理时室内）强烈，室外气温较高，温室在封闭管理时室内 气温可高于室外气温可高于室外20以上。以上。 如完全不通风，温室内气温甚至可超过如完全不通风，温室内气温甚至可超过50。 第 三 章 农 业 设 施 中 的 通 风 与 降 温 畜禽舍：畜禽舍： 多余热量主要来自于室外热作用和畜禽产生的多余热量主要

2、来自于室外热作用和畜禽产生的 代谢热。代谢热。 在在20左右气温时，畜禽每小时、每左右气温时，畜禽每小时、每kg体重产体重产 生的显热，猪、牛等约为生的显热，猪、牛等约为410kj，鸡约为，鸡约为15 20kj。夏季这些热量在室内聚积，加上室外向室内。夏季这些热量在室内聚积，加上室外向室内 传入的热量，室内将产生较高的气温。在现代集约传入的热量，室内将产生较高的气温。在现代集约 化高密度养殖条件下，问题更为突出。化高密度养殖条件下，问题更为突出。 通风可引入室外相对较低温度空气，排除室内通风可引入室外相对较低温度空气，排除室内 多余热量，防止出现过高气温。多余热量，防止出现过高气温。 第 三

3、章 农 业 设 施 中 的 通 风 与 降 温 引入室外新鲜空气，调控设施内的空气成份引入室外新鲜空气，调控设施内的空气成份 温室温室：白昼植物光合作用吸收白昼植物光合作用吸收co2，室内，室内co2浓度降浓度降 低至低至100 l/l以下，不能满足植物光合作用需要。以下，不能满足植物光合作用需要。 通风可从引入的室外空气中（通风可从引入的室外空气中（co2浓度浓度350 l/l） 获得获得co2补充。在严寒冬季为保温的需要尽量减少通补充。在严寒冬季为保温的需要尽量减少通 风时，应考虑进行风时，应考虑进行co2施肥的措施。除此以外的情施肥的措施。除此以外的情 况，通风从室外空气中补充况，通风从

4、室外空气中补充co2是经济可行的方法。是经济可行的方法。 畜禽舍畜禽舍：畜禽的呼吸、排泄物等有机物的分解以及管畜禽的呼吸、排泄物等有机物的分解以及管 理作业和设备的运行，将产生氨、硫化氢、二氧化理作业和设备的运行，将产生氨、硫化氢、二氧化 碳、甲烷、粪臭素、一氧化碳等有害气体以及粉尘。碳、甲烷、粪臭素、一氧化碳等有害气体以及粉尘。 为保持室内空气卫生，必须通风引进室外新鲜空气。为保持室内空气卫生，必须通风引进室外新鲜空气。 第 三 章 农 业 设 施 中 的 通 风 与 降 温 排除室内水汽，降低室内空气湿度排除室内水汽，降低室内空气湿度 温室温室：在封闭管理的情况下，土壤潮湿表面的蒸发和在封

5、闭管理的情况下，土壤潮湿表面的蒸发和 植物蒸腾作用的水汽在室内聚集，往往产生较高的室植物蒸腾作用的水汽在室内聚集，往往产生较高的室 内空气湿度，夜间室内相对湿度甚至可达内空气湿度，夜间室内相对湿度甚至可达95%以上。以上。 高湿度环境影响植物的蒸腾，妨碍水份与养份的吸高湿度环境影响植物的蒸腾，妨碍水份与养份的吸 收，不利生长发育，并引发病害。收，不利生长发育，并引发病害。 畜禽舍畜禽舍：畜禽的呼吸和体表蒸发、舍内潮湿地面、饮畜禽的呼吸和体表蒸发、舍内潮湿地面、饮 水设备、饲料和排泄物等产生的水份蒸发，将大量增水设备、饲料和排泄物等产生的水份蒸发，将大量增 加室内空气中水汽含量。加室内空气中水汽

6、含量。 通风可有效排除室内水汽，引入室外干燥空气，降通风可有效排除室内水汽，引入室外干燥空气，降 低室内空气湿度。低室内空气湿度。 第 三 章 农 业 设 施 中 的 通 风 与 降 温 2. 通风换气设计的基本要求通风换气设计的基本要求 u满足有效调控室内气温、湿度和气体成份环境满足有效调控室内气温、湿度和气体成份环境 要求的足够通风量要求的足够通风量 u通风量能够根据不同需要在一定范围内有效方通风量能够根据不同需要在一定范围内有效方 便地进行调节便地进行调节 u室内要求具有适宜的气流速度，分布均匀室内要求具有适宜的气流速度，分布均匀 u通风换气设备运行可靠，操作控制简便，不妨通风换气设备运

7、行可靠，操作控制简便，不妨 碍生产管理作业碍生产管理作业 u设备耐用、投资费用低、运行效率高，运行管设备耐用、投资费用低、运行效率高，运行管 理费用低理费用低 第 三 章 农 业 设 施 中 的 通 风 与 降 温 二、通风的基本原理与形式 作用范围：全面通风作用范围：全面通风 局部通风局部通风 工作动力：自然通风工作动力：自然通风 机械通风机械通风 1. 自然通风自然通风 借助设施内外的温度差产生的借助设施内外的温度差产生的“热压热压”或室或室 外自然风力产生的外自然风力产生的“风压风压”促使空气流动。促使空气流动。 u 通风系统投资省、不消耗动力，使用经济，应通风系统投资省、不消耗动力，使

8、用经济，应 优先采用。优先采用。 u 通风能力有限，通风效果易受设施周围地势和通风能力有限，通风效果易受设施周围地势和 室外气候条件（风向、风速、室内外温差大小）室外气候条件（风向、风速、室内外温差大小） 等因素影响。等因素影响。 第 三 章 农 业 设 施 中 的 通 风 与 降 温 2. 机械通风（强制通风、风机通风）机械通风（强制通风、风机通风） 依靠风机产生的风压强制空气流动。依靠风机产生的风压强制空气流动。 u 通风能力强，效果稳定。通风能力强，效果稳定。 u 可在空气进入室内前进行加温或降温处理，便可在空气进入室内前进行加温或降温处理，便 于组织室内气流和风量调控。于组织室内气流和

9、风量调控。 u 设备和维修费用相对较大，运行需消耗电能。设备和维修费用相对较大，运行需消耗电能。 u 设备遮光，运行中产生噪音。设备遮光，运行中产生噪音。 第 三 章 农 业 设 施 中 的 通 风 与 降 温 三、确定全面通风换气量的一般性方法 必要通风量必要通风量 根据控制设施内气温、湿度和调控设施根据控制设施内气温、湿度和调控设施 内的空气成份等方面的需要确定的通风量。内的空气成份等方面的需要确定的通风量。 设计通风量（设计换气量）设计通风量（设计换气量） 设施的通风系统在单位时间内交换的室设施的通风系统在单位时间内交换的室 内外空气体积（设施的设计通风能力）。内外空气体积（设施的设计通

10、风能力）。 一般应有：一般应有： 设计通风量设计通风量 必要通风量必要通风量 第 三 章 农 业 设 施 中 的 通 风 与 降 温 通风相关的标准通风相关的标准 温室通风降温设计规范温室通风降温设计规范 （国家标准）（国家标准） gb/t 18621-2002 温室通风设计规范温室通风设计规范 （农业行业标准）（农业行业标准） ny/t 1451-2007 第 三 章 农 业 设 施 中 的 通 风 与 降 温 一、热压作用下的自然通风 1. 热压通风的原理热压通风的原理 aa，ab 下部与上部通风窗面积，下部与上部通风窗面积，m2； h 二通风窗中心相距高度，二通风窗中心相距高度，m； p

11、ia，poa 下部通风窗内、外空气压力，下部通风窗内、外空气压力，pa； pib，pob 上部通风窗内、外空气压力，上部通风窗内、外空气压力，pa； r rai，r rao 室内、外空气密度，室内、外空气密度，kg/m3； ti，to 室内、外空气温度，室内、外空气温度，。 第 三 章 农 业 设 施 中 的 通 风 与 降 温 当当ti to时时， ， r rai 100 m）。）。 气力雾化气力雾化 采用高速空气流进行雾化，需要压缩空气设采用高速空气流进行雾化，需要压缩空气设 备，投资较高，实际应用很少。备，投资较高，实际应用很少。 第 三 章 农 业 设 施 中 的 通 风 与 降 温

12、离心式雾化离心式雾化 水流送到高速旋转的圆盘，从其边缘高速甩水流送到高速旋转的圆盘，从其边缘高速甩 出与空气撞击而雾化。雾滴小，不需高压水出与空气撞击而雾化。雾滴小，不需高压水 泵，不堵塞。但需高转速的动力，设备费较泵，不堵塞。但需高转速的动力，设备费较 高。雾滴四处飞散，方向性差。为此，离心式高。雾滴四处飞散，方向性差。为此，离心式 雾化器多与轴流风机组合成一体雾化器多与轴流风机组合成一体 喷雾风喷雾风 机，利用轴流风机排风口的射流输送雾滴和控机，利用轴流风机排风口的射流输送雾滴和控 制雾滴撒布的方向。制雾滴撒布的方向。 第 三 章 农 业 设 施 中 的 通 风 与 降 温 第 三 章 农

13、 业 设 施 中 的 通 风 与 降 温 室内细雾降温对雾滴直径的要求室内细雾降温对雾滴直径的要求 雾滴直径应小于由下式决定的数值，以保证雾滴雾滴直径应小于由下式决定的数值，以保证雾滴 在降落到地面以前即完全蒸发完毕。在降落到地面以前即完全蒸发完毕。 式中式中 he 喷雾设备的安装高度，喷雾设备的安装高度，m; d0 雾滴的直径，雾滴的直径，mm； ti，tw 室内空气干球与湿球温度，室内空气干球与湿球温度，。 室内细雾降温的喷雾量室内细雾降温的喷雾量 e = kd(totw) l 0.46(totw) l g/s 式中式中 to，tw 室外空气干球与湿球温度，室外空气干球与湿球温度，； l

14、设施通风量，设施通风量，m3/s。 ewi 65 . 5 0 4 0 )(1062 . 8httdd 第 三 章 农 业 设 施 中 的 通 风 与 降 温 2. 集中雾化降温集中雾化降温 3. 屋面喷水降温屋面喷水降温 在屋面上设置喷水管路和喷嘴，将水喷洒在屋在屋面上设置喷水管路和喷嘴，将水喷洒在屋 面上吸热降温。其优点是系统简单，且不会增加面上吸热降温。其优点是系统简单，且不会增加 室内湿度，可有效减少通过屋面传入室内的热室内湿度，可有效减少通过屋面传入室内的热 量。但降温效果有限。在温室屋面喷水时，还会量。但降温效果有限。在温室屋面喷水时，还会 产生屋面结垢的污染，影响屋面的透光率。产生

15、屋面结垢的污染，影响屋面的透光率。 喷管和喷嘴 防虫网 喷雾室 第 三 章 农 业 设 施 中 的 通 风 与 降 温 4. 雾帘降温雾帘降温 天窗 回水槽 喷嘴 水帘 风机 第 三 章 农 业 设 施 中 的 通 风 与 降 温 5. 喷淋降温喷淋降温 u 主要靠淋湿动物身体，水在动物体表蒸发直接主要靠淋湿动物身体，水在动物体表蒸发直接 带走体热。带走体热。 u 降温直接，效果显著，简便易行。降温直接，效果显著，简便易行。 u 喷淋降温系统能适用于机械或自然通风舍，容喷淋降温系统能适用于机械或自然通风舍，容 易在现有房舍中加装，房舍中采用水泥地面或漏易在现有房舍中加装，房舍中采用水泥地面或漏

16、 缝地板以利排水。缝地板以利排水。 u 水滴不要求很细，对喷淋设备要求很低，喷水水滴不要求很细，对喷淋设备要求很低，喷水 压力压力70250kpa，自来水压力足够时可省去水泵。，自来水压力足够时可省去水泵。 u 喷淋降温系统的投资与运行费用均较低。喷淋降温系统的投资与运行费用均较低。 u 使用范围有限，主要用于成猪舍与牛舍。使用范围有限，主要用于成猪舍与牛舍。 第 三 章 农 业 设 施 中 的 通 风 与 降 温 习题习题31. 华北某地区某密闭式鸡舍跨度为华北某地区某密闭式鸡舍跨度为12m，长，长80m，舍，舍 内净高内净高2.5m。考虑夏季通风降温的要求，拟采用湿垫。考虑夏季通风降温的要求，拟采用湿垫 纵向通风系统，在鸡舍一端安装风机，另一端安装湿垫。纵向通风系统，在鸡舍一端安装风机，另一端安装湿垫。 为促进鸡只体热散发，按舍内达到为促进鸡只体热散发，按舍内达到1.8m/s的平均气流速度的平均气流速度 确定通风量。试选择和配置合适的湿垫确定通风量。试选择和配置合适的湿垫风机