温室除湿降温的机理研究

  科 教 园地 农}I j经 济 与 科 技20 09年 第20卷 第9期 (总 第2 29期 ) 温室除湿降温的机理研究 陈传 艳 。 刘淑珍 ( 湖北 水利 水 电职 业技 术 学院 机 电工程 系 ， 湖北 武 汉430070) 【 摘要】 简要 阐述 了研 究的 目的和意 义， 并对液体除 湿降 温原理、 空气与除湿剂溶液表面 间的传热传质机 理进 行 了研 究分析 ． 为温 室降温提供理论依照 。 [关键词】 温室； 除湿； 降温； 机理研究 1 研 究的 目的和 意义 生产实践证 明． 在所有的生 长条件中， 温度对作 物生长发育 的影响最显著 。适合作物 生长 的温 度是有 限度范围的。当温 度过高时 ， 会影...

  科 教 园地 农}I j经 济 与 科 技20 09年 第20卷 第9期 (总 第2 29期 ) 温室除湿降温的机理研究 陈传 艳 。 刘淑珍 ( 湖北 水利 水 电职 业技 术 学院 机 电工程 系 ， 湖北 武 汉430070) 【 摘要】 简要 阐述 了研 究的 目的和意 义， 并对液体除 湿降 温原理、 空气与除湿剂溶液表面 间的传热传质机 理进 行 了研 究分析 ． 为温 室降温提供理论依照 。 [关键词】 温室； 除湿； 降温； 机理研究 1 研 究的 目的和 意义 生产实践证 明． 在所有的生 长条件中， 温度对作 物生长发育 的影响最显著 。适合作物 生长 的温 度是有 限度范围的。当温 度过高时 ， 会影 响植物体 内酶的活化程度 ， 破坏蛋 白质 ， 损 害细 胞膜 ： 当温度 低于冰点 时 ， 由于细胞 问结 冰 ， 既伤害 了细胞 ， 又 使整个 植物体 因脱 水而受到 生理损 害。 只有 在最适 宜 的温 度 下 ， 并且 当其 它环境 条件得到满 足时 ， 作 物的生长 发育才会 迅 速而 良好。然 而 ， 近 10 年来 ， 由于中国工业 的快速 发展， 空气 中 的 CO， 含量 日益增 多 ， 从而引起 强烈的 “温 室效应 ” ， 造成 大气 层 温度逐年 升高 ． 许多地区的夏 季气 温已大大超过 作物生 } 的 极 限温度 ． 作物 的正常生 } 发育受 到高温 的不利影 响 ， 尤其是 南 方 地 区 。 目前 ．国内外专家在温室 降温效果 方面 已作了大量研究 ， 但对湿 热地 区温室降温技术探讨研究甚少 ， 已研制 的降温技术不适 合 湿热 地区的气候特 点 ， 使得这些 地区的温室在夏 季基本处于 瘫 痪状 态。这些 降温技术 中 ， 湿 帘一风 机降温 系统 的降温幅度 大 ， 约为 8～ 10c c ， 在我国北方应 用效果显 著 ， 因而 被大力推广 。 但是 ． 在我国南方 采用此 系统蒸发 降温后 ， 室 内平 均气 温 比室 外低 4 左右 ．该气温在一段时 问内仍比室 内作物生 K 的适 宜 温度高 4～ 6℃左右 ， 从这点来 看 ， 湿帘风机 蒸发降温在我 国南方 地区使用见效甚微 。 因此 ．本 课题针 对湿热 地区直接蒸 发降 温方法 的局 限性 ， 并结合我国的基本国情 ，提 出了液体除湿 降温系统新方 案 ， 以 期达到高温 高湿地 区有效降温的 目的。液体 除湿降温系统是对 现行湿 帘一风机一蒸发降温系统的改进 。室外空气在进人温室 前 ， 先被氯化钙溶 液喷淋 除湿 ， 以降低其 相对湿 度 ， 之后 ， 除 湿 后 的空 气穿过湿帘进行蒸发降潞。 2除湿 降温 的机理研 究 液两相界 面的汽相一侧 ；( 水蒸汽 在汽一 液两 相界面上凝结 ， 并溶 人溶液中 ； ③水 由相界面的液相一侧扩 散到溶 液中。 在液体除湿 的过程 中， 高温高 湿的空 气由风机 驱动 自下而 上通过 喷淋室 ， 液体 吸湿荆 由溶 液泵 打到 喷淋室顶 部 ， 由上 面 分布均匀 的喷 嘴喷出 ， 汽液之间在 室内逆 向流动并进行热质 交 换 ， 由于吸湿剂溶液表明产生 的饱 和水蒸汽 分压力低 于空气中 的水蒸 汽分压 力 ， 水 蒸汽就 由空气进 人液 体吸湿 剂中 ， 从而 达 到 除 湿 的 目的 。 2 -2湿 帘 风 机 系 统 的 降 温原 理 当湿 帘处于工作 状态时 ， 水从 上 面淋 下 ． 在垫 面上形成 一 层水膜 ， 在 风机 产生 的负压下 ， 窜 外空气穿过湿垫 。当未饱和的 空气 和水膜 上的 自由水 面相接触 ，并使 两者 与外 界热源绝 热 时 ． 由于 自由水面 的水蒸 汽分压力 比未饱 和空气 的水 蒸汽分压 力高 ． 便 产生液 面的蒸 发， 水 分从 液体 变成 水汽并 吸收大量 的 显热 ． 这就 导致 湿空气温度 的下降 。 ，一 ， 蒸发降温 的效 率为 ： =盟 (1) ￡ J t 式 中 t 一 通风空气 的初始温 度 ， ℃； 厂 通 风空 气离开 湿垫 时 的 温 度 ， ℃； t 通 风 空 气 的湿 球 温 度 ， ℃ 。 2． 3除 湿 降 温 的原 理 一定 状态下 的空气经湿 垫冷却 降 温的极 限温 度为该状 态 空气 的湿球温度 。如对 温度 38℃， 相对 湿度 8O％的室外 空气直 接用湿 帘一 风机降温系统来进行降温 ，由于该 降温过 程近似绝热 交换过程 ， 即等焓过程。参 见空气焓湿 图可知 ． 其所 能降到 的极 限温度是室外空气 的湿球温度 34． 60c ，若 再考虑到该系统的降 温效率 大约 只有 80％， 因此所降至 的温度为 35． 28℃， 此高温仍 不适 合作物正 常生 f 。这就体现 了湿帘一风机 蒸发 降温 系统在 高温高湿地 区应用时的局限性。但是 ， 若将 空气 的干球 温度保 持不变 ， 仍为 38℃， 而相对湿度 降低 为 40％， 则 从空气焓湿图上 可看 出， 该 系统 所能 降低 的极限温度是 26_3℃( 如图 1 所示 ) ， 即 便 亏 虑 全 0 恢 系 统 只 80 ％ 的 2． 1 吸湿剂溶液除湿机理 降温效率 ， 最终所达到的温度 喷淋窄 中的 除湿过程 是一 个复杂的传热 与传 质过程 ， 传质 为 2864％ ，仍能满 足作 物 正 的推动力是 空气 中水 蒸汽的分 压力与溶 液表 面所 形成 的饱 和 常生 长的需要 。 此 ， 为 了使 蒸 汽压之差 。由于空气中水蒸 汽的分压力高于 吸湿 荆溶 液表 面 该 系统适川于高温高湿地 区， 的饱和蒸汽压 ． 于是就实现 T JJ~过程。这样的一个过程可分一个步骤 ： ①水蒸汽由空气中扩放到汽一 ： gq气相 到液相 的两相传 递 需要对其进行改进。 改进 的关 键一步就是在保持室外空气 一 7 4 一 图 1除湿 降 温原 理 图