濕簾與風(fēng)扇的降溫技術(shù)：

(一)蒸發(fā)冷卻原理

國(guó)內(nèi)溫室使用面積逐年增加，濕簾與風(fēng)扇已成為溫室的標(biāo)準(zhǔn)配備。原先以簡(jiǎn)易遮雨、遮蔭的設(shè)施也紛紛改裝濕簾。此篇文章用以介紹蒸發(fā)冷卻原理，說明風(fēng)扇與濕簾如何應(yīng)用此原理。

環(huán)控技術(shù)中，要使溫室內(nèi)部溫度低于大氣溫度，在夏天使溫室內(nèi)部氣溫低于30℃之內(nèi)，唯有使用蒸發(fā)冷卻技術(shù)與冷凍機(jī)械。但是冷凍機(jī)械的設(shè)備與能源成本十分昂貴，僅適用于為花期調(diào)整或組培苗生產(chǎn)的溫室。

大氣空氣本身并不是完全干燥。平常的空氣一定含有水蒸氣，含有的水蒸氣愈少，空氣則比較干燥。含有的水蒸氣量愈多，空氣則愈潮濕。因此晚上空氣比較潮濕，而在中午的空氣較干燥,下雨之后空氣則更加潮濕。

空氣中的水蒸氣具有壓力，稱為蒸氣壓?？諝庥睗?，水蒸氣水分含量愈大，蒸氣壓愈大。在一定溫度下空氣中的水蒸氣增加到了極限則稱為達(dá)到飽和。飽和狀態(tài)下空氣無法再吸收水分，此時(shí)空氣中的水蒸氣壓力稱為飽和蒸氣壓。空氣在尚未到達(dá)飽和時(shí)，所存在的蒸氣壓與當(dāng)時(shí)溫度的飽和蒸氣壓，兩者的比例值一定少于或等于100﹪，此種比例值通稱為相對(duì)濕度，單位為百分比(%)。相對(duì)濕度愈高，空氣中水蒸氣愈多，愈潮濕。相反地，相對(duì)濕度愈低，空氣中水蒸氣愈少，空氣愈干燥。

空氣與液態(tài)的水滴接觸混合。水滴吸收了空氣所含的熱量使水滴變成了水蒸氣(液體的水滴轉(zhuǎn)變成了氣體的水蒸氣)。因此空氣所含的熱量減少，溫度就降低，水蒸氣增加，因此空氣的相對(duì)濕度也隨著增加。此種空氣遇見了水滴，使溫度降低而相對(duì)濕度增加的過程稱為蒸發(fā)冷卻。在氣象量測(cè)中，溫度計(jì)上面包裹著吸滿水份的紗布，以足夠的風(fēng)速吹過溫度計(jì)表面。因?yàn)樗莸恼舭l(fā)使溫度降低。此蒸發(fā)冷卻過程中溫度到達(dá)無法再降低的底限溫度稱為濕球溫度。

荷蘭溫室工程教科書則將空氣比喻成海綿。水蒸氣代表海綿內(nèi)含有的水份。海綿愈干，能夠吸收的空氣水份則愈多，降溫能力也愈強(qiáng)?？諝庥睗瘢＞d愈濕，能夠吸收的水份愈少，降溫能力則愈差。

在同一溫度下，相對(duì)濕度愈低，利用蒸發(fā)冷卻技術(shù)所能降低的溫度底限則愈低。而國(guó)內(nèi)夏天白日高溫雖也接近35℃，最低的相對(duì)濕度為50﹪左右，濕球溫度大約27℃，因此無法將溫室內(nèi)部氣溫降到25℃以下。

使用蒸發(fā)冷卻技術(shù)進(jìn)行降溫要合乎以下三條件：

一、在于空氣中的大氣溫度與濕球溫度差距要大，因此空氣吸收水汽后，溫度可以降得更低。

二、風(fēng)量、水量要適當(dāng)。

三、在于空氣與水滴要能夠充分混合，

因此空氣與水滴接觸的表面積要愈大愈好，時(shí)間要愈久愈好。上述的第一條件：大氣溫度與濕球溫度相差要大，系由當(dāng)?shù)氐拇髿鈿夂驔Q定。第二個(gè)條件則決于蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能否合理，能否滿足以下要求：

a. 有足夠的風(fēng)量與風(fēng)壓。

b. 有足夠的水量。

c. 風(fēng)(空氣之流量)與水滴有足夠的接觸時(shí)間，使水滴蒸發(fā)。

利用蒸發(fā)冷卻之技術(shù)與設(shè)備主要為濕簾與風(fēng)扇。使用濕簾與風(fēng)扇設(shè)備是在溫室一側(cè)使用抽氣負(fù)壓風(fēng)扇。另一端的墻壁由吸水物質(zhì)構(gòu)成，水自上方供水部流下，到底部集水部收集再送回上方循環(huán)使用，此種吸水物質(zhì)被稱為濕簾。由于風(fēng)扇將大氣抽入內(nèi)部時(shí)空氣被強(qiáng)制利用通過濕簾。藉由抽氣作用使得外界空氣通過濕簾材料間隙而進(jìn)入內(nèi)部。水流自上方流下，而在底部收集，流水作用使?jié)窈煵牧衔账?，而材料的特殊結(jié)構(gòu)內(nèi)部有空隙存在，空氣在空隙中穿透時(shí)與水面有接觸作用，產(chǎn)生了蒸發(fā)冷卻作用。空氣與水份接觸而產(chǎn)生蒸發(fā)冷卻作用，冷空氣通過溫室內(nèi)部進(jìn)行降溫作業(yè)。

濕簾此型設(shè)備成本不高，維護(hù)容易，使用簡(jiǎn)易。而且經(jīng)過濕簾的冷空氣只有攜帶水蒸氣而不附著水滴，因此沒有水滴進(jìn)入溫室內(nèi)部而在植物表面凝結(jié)的問題。濕簾在國(guó)內(nèi)的特殊問題在于青苔與長(zhǎng)菌。原因在于國(guó)內(nèi)傍晚相對(duì)濕度轉(zhuǎn)為偏高，氣溫降低，風(fēng)扇停止作用，濕簾也不再供水。但是因?yàn)榭諝飧邼?，濕簾?nèi)部水份不易蒸發(fā)，因此青苔(真菌)與細(xì)菌得以成長(zhǎng)。

濕簾已制作成為固定形狀，材料通常為相互折紋狀的多孔紙材，俗稱為蜂巢式濕簾，此型濕簾已普遍應(yīng)用于國(guó)內(nèi)溫室與畜舍。

蜂巢式濕簾包括兩部份，上面材料稱為分配水用材料，底下部份為降溫用材料，規(guī)格通常以a-H-W-D注明。a表示折紋角度，H為濕簾材料高度，W為寬度，D為厚度。W已固定為30公分。高度H可選擇，這些規(guī)格都與濕簾降溫效率有關(guān)。

濕簾的蒸發(fā)冷卻計(jì)算公式如下：

Td為大氣溫度，Te 為通過濕簾后的空氣溫度，Tw 為大氣溫度的濕球溫度。

以國(guó)內(nèi)蝴蝶蘭溫室夏季降溫作業(yè)為例，在35℃，50﹪RH的大氣狀態(tài)下通過濕簾后空氣為27.5℃，當(dāng)時(shí)濕球溫度26.1℃，濕簾效率可計(jì)算如下：

二、濕簾的使用特性

濕簾的四項(xiàng)使用特性為購(gòu)買成本，使用年限、壓力、與降溫作業(yè)效率。

(一)購(gòu)買成本 濕簾的購(gòu)買成本取決于供應(yīng)廠商之制作技術(shù)與市場(chǎng)需求。例如有特殊防菌能力，處理的材料其成本即較高。

(二)使用年限 使用的材料，使用地區(qū)的水質(zhì)與空氣質(zhì)量，整體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使用者的維護(hù)保養(yǎng)等都有影響。

(三)壓力降 用來表示風(fēng)力通過濕簾后風(fēng)壓減少量，壓力降在選擇使用風(fēng)扇時(shí)十分重要，工程要求標(biāo)準(zhǔn)通常為0.03kpa。影響因子與降溫效率相同。

(四)降溫作業(yè)效率 影響因子有整體的設(shè)計(jì)，使用的材料、厚度、作用角度、通過的空氣速度，水流流量與使用時(shí)間。

三、影響蒸發(fā)冷卻效率的主要影響因子

蜂巢式濕簾蒸發(fā)冷卻效率的三個(gè)主要影響因子：

a .風(fēng)速：材料厚度10公分，通過風(fēng)速大于1.5米/秒后，對(duì)降溫效率影響不大。材料厚度15公分，風(fēng)速可增加到1.8米/秒。

b .角度：以45-45度的分配角度比30-30度的分配角度的效率高。

c .厚度：20公分厚濕簾其作業(yè)效率高于15公分厚濕簾，更高于10公分厚濕簾。

四、濕簾的最佳利用條件

a .風(fēng)速以1.5公尺/秒左右最好，風(fēng)速太快對(duì)降溫效率之提升幫助不大，反而容易浪費(fèi)能源。

b .材料分布角度45-45 比30-30 更好，有更佳冷卻效率。

c .厚度15公分優(yōu)于10公分。20公分可提高降溫效率至90﹪以上，但是壓力降顯著增加，需要更多風(fēng)扇與電力，因此并未合乎成本要求。

五、溫室結(jié)構(gòu)與濕簾的配合

溫室結(jié)構(gòu)與濕簾配合的重要性說明如下：許多使用者對(duì)濕簾的使用存有誤解，認(rèn)為有了濕簾與風(fēng)扇，溫室內(nèi)部自然清涼無比，而忽略了溫室結(jié)構(gòu)與濕簾必須完善配合才能發(fā)揮濕簾的功效。然而濕簾只能提供在出口面的冷風(fēng)，冷風(fēng)自一側(cè)流出，再由風(fēng)扇吸至另一側(cè)時(shí)，熱量自溫室各部份不斷的傳入，造成溫度逐漸增加。通常50米的溫室，溫室兩端的溫度差可高達(dá)4-7℃。因此要發(fā)揮濕簾降溫的效果必要與溫室結(jié)構(gòu)相互配合。一方面濕簾的降溫效率要高，一方面冷風(fēng)通過內(nèi)部時(shí)熱量吸收要少。

1、進(jìn)入內(nèi)部的主要熱量來源如下：

a. 太陽(yáng)光能量進(jìn)入內(nèi)部。

b. 周圍的熱量經(jīng)過屋頂與四周墻壁傳入內(nèi)部。

c. 溫室密閉性不良，外界空氣自天窗、側(cè)窗或墻壁破裂處等空隙滲入內(nèi)部，使外界熱量傳進(jìn)內(nèi)部。

2、為了達(dá)到良好的濕簾降溫效果，溫室結(jié)構(gòu)可實(shí)行的對(duì)策與限制條件為：

a. 減少陽(yáng)光進(jìn)入的比例 可以利用內(nèi)外遮蔭網(wǎng)以減少陽(yáng)光進(jìn)入量。但是陽(yáng)光不足對(duì)特定作物可能引起徒長(zhǎng)，因此必須考慮作物的需旋光性。

b. 減少周圍溫度的熱量傳遞 使用熱傳系數(shù)小的覆蓋材料，或是增加墻壁的絕熱能力，使外界熱量不易傳入。

c. 減少外界空氣的滲入 加強(qiáng)溫室的氣密性，減低外界空氣進(jìn)入機(jī)會(huì)。

d. 加大風(fēng)量 加大風(fēng)量相對(duì)地減少外界熱量進(jìn)入溫室的影響比例，但是風(fēng)量過大對(duì)作物成長(zhǎng)有所影響。能源與濕簾系統(tǒng)之配合也都要重新設(shè)計(jì)考慮。

六、濕簾的規(guī)劃設(shè)計(jì)

濕簾的規(guī)劃設(shè)計(jì)必須決定所用風(fēng)扇的風(fēng)量與馬力、濕簾的面積，供應(yīng)的水量等。

1.溫室通風(fēng)量(單位換氣量)規(guī)劃，采用每分鐘1.5~1.8倍體積之換氣量，考慮條件：

2.依不同海拔高度修正溫室通風(fēng)量

海拔高度修正量的方法為：在海拔高于300米的山區(qū)，可增加1.2倍換氣量，再以NGMA通則，修正海拔高度的影響。

高度修正量 = 0.04*溫室海拔高度（米)/300 + 1.0

七、青苔與藻類等問題

國(guó)內(nèi)使用濕簾時(shí)間集中于夏季，在傍晚停止供水后，大氣相對(duì)濕度增高 ,因此無法使?jié)窈煵牧纤兴萃耆舭l(fā)。多余水份殘存于材料內(nèi)，半年之使用期間即有成長(zhǎng)菌類、藻類、青苔等問題。

1）、對(duì)濕簾之影響有二種：

a、阻塞了孔隙，因此減低蒸發(fā)冷卻效率并增加風(fēng)扇動(dòng)力的消耗。

b、雜菌成長(zhǎng)因通風(fēng)吸入溫室內(nèi)部，污染作物。

2）、解決長(zhǎng)青苔等問題有使用藥劑，改變濕簾材料，與調(diào)整環(huán)控策略等。

a .使用藥劑: 使用次氯酸鈉(NaClO)藥片， 由于藥劑溶化緩慢，可以穩(wěn)定提供低濃度的氯溶液。濕簾水槽的清洗與藥劑的補(bǔ)充更新可藉由電導(dǎo)度量測(cè)以調(diào)整控制。

b .以調(diào)整環(huán)控策略解決青苔問題，在濕簾停止供水后，風(fēng)扇仍繼續(xù)作業(yè)1小時(shí)以上，以加速濕簾內(nèi)水份蒸發(fā)。

3）水中含鹽份問題，水中雜質(zhì)中以鹽份問題最為麻煩，常有的化學(xué)雜子有鈣離子、HCO3-、SO4- 等，而水中酸鹽度(pH)值代表了離子的物性。解決之方式有兩種：

a.水質(zhì)的直接改良，在未流入濕簾材料之前，先檢查離子所含濃度，如果超過使用范圍，則預(yù)先處理改良。

b.水質(zhì)所含雜質(zhì)在容許范圍，但是對(duì)濕簾有鹽份累積問題，則以淋洗增加水量。

八、濕簾安裝特殊注意事項(xiàng)

1、 濕簾與風(fēng)扇之最佳距離為30-50米。超過60米風(fēng)扇作業(yè)能力則失效。

2、 濕簾要連續(xù)設(shè)置，不要有缺口。如果中間缺口存在，產(chǎn)生的死角長(zhǎng)度為缺口的4倍長(zhǎng)。

3、濕簾配水十分重要，表面如果有干濕不均勻現(xiàn)象、表示水分配不均勻。

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