连栋温室通风系统的研究应用

胡瑶玫+李娇

【摘要】针对中国气候条件下，大型连栋温室夏季自然通风降温效果较差，机械通风降温成本较高的问题，设计了一种大角度侧窗结构。大角度侧窗可以增大通风面积，有效改善通风效果。

作为一个相对封闭的空间，温室工程内蔬菜花卉等农作物光合作用生长会产生一部分多余的气体，而且温室在炎热夏季的暴晒下，室内温度会比室外高出15℃以上[1]，这样的温度非常不利于农作物的生长。因此，大型连栋温室的夏季降温问题一直是设施农业工程研究者面临的难题之一。

在目前所采用的通用降温措施中，通风是主要的降温手段之一，温室通风是温室内部空气与室外空气进行交换的过程，以调控温室内温度、湿度、CO2浓度和排除有害气体为目的，达到满足室内栽培植物正常生长要求的需要[3-4]。从降低能耗、减少温室运行费用、提高产出效益、实现资源最优利用等方面考虑，采用自然通风调控温室内动态温度，降低温室内的温度、湿度，显著改善温室内的湿热环境（在华东地区尤其如此）[5-6]，是一种简单又经济的通风方式，成为温室环境调控的首选使用方式，往往在运行管理中优先启用。

连栋温室侧窗

温室常见侧窗形式有卷膜侧窗、外翻式侧窗、上下推拉式侧窗和水平推拉式侧窗，如图1所示。卷膜侧窗常用在连栋塑料薄膜温室中，且温室四周均要设置，卷膜侧窗通风口面积大，既能保证进气，也能实现空气对流，但密封性较差；外翻式侧窗常用在连栋玻璃和PC板温室中，是湿帘外翻窗的常用形式，因外翻式侧窗以现有铝合金型材作为铰链，开窗角度受限；上下推拉式侧窗应用较少，此种侧窗通风面积大，但是窗户的所有重量都靠齿轮齿条副支撑，稳定性差，开窗面积不易太大；水平推拉式侧窗一般采用推拉窗，通风面积仅为开窗面积的一半，且成本较高，因此温室设计若无其他要求應优先考虑其他侧窗形式。

现有外翻窗受开窗铰链的限制，开启角度较小，通风口面积小，不利于温室内外的空气对流，影响通风效果。角度对流量系数的影响最大，随着角度的增大，窗洞口的流量系数也随之增加，通风效率提高。针对此问题，设计一种大角度侧窗，增加通风面积，充分发挥侧面通风的作用。

大角度侧窗

组成及参数

大角度侧窗（图2）主要包括窗户活动框，窗户固定边，母套管，传动机构。其结构图如图3所示。其中，窗户活动框可以通过螺栓连接成任意长度，窗户固定边通过螺栓固定在温室侧面横杆上，窗户活动框上的子套管与母套管配合，形成铰链。传动机构含电机、齿轮座、齿条、电机座、传动轴，电机座固定在立柱上，电机固定在电机座上。传动轴与电机的输出轴相连，齿轮座固定在传动轴上，齿条通过齿条端部连接件与窗户活动框连接，实现齿轮齿条传动实现窗户的闭合。在窗户活动框内侧和窗户固定边外侧安装密封胶条，窗户活动框闭合后压紧密封胶条，防止雨水的进入。大角度侧窗结构主要参数如表1所示。

优点

大角度侧窗形式具有以下优点：①开启角度大。窗扇开启时可与墙面的角度大于90°，通风面积增加。②开窗位置不限。可以在温室墙面的任意位置布置，可以根据当地的气候的地形实现更好的通风效率。③无需支撑支架。开窗系统借用温室主体骨架固定传动机构，无需另设支撑立柱。④成本较低。窗扇尺寸相同的情况下，该种侧窗形式比铝型材作为外框的侧窗每延米成本降低25%。

结论

针对传统电动侧窗开窗角度小，通风效果受限的问题而设计的大角度侧窗，具有开窗角度大、开窗位置不限、无需支撑架等特点，通过实际验证表明，此结构可以增加通风面积，改善通风效果。

参考文献

[1]刘淑珍，张玉宝.温室自然通风研究[J].中国农机化，2007（03）：76-78.

[2]张跃峰，张书谦.现代温室开窗机构的选择[J].农业工程技术（温室园艺），2003，23（2）：18-20.

[3]蔡龙俊，鲁雅萍，蔡志红.农业温室通风的研究与设计[J].建筑热能通风空调，2001（1）：49-51.

[4]赵杰强，赵云.机械通风连栋温室的温度场CFD模拟[J].中国农机化学报，2014（6）：76-79.

[5]李永欣，李保明，李真，等.Venlo型温室夏季自然通风降温的CFD数值模拟[J].中国农业大学学报，2004（06）：44-48.

Applications of Ventilation System for Multi-span Greenhouses

Hu Yaomei1， Li Jiao2

（1.Beijing Vocational College of Agriculture， Beijing 102208， China；2.Beijing Kingpeng Runhe Agro-tech Co.， Ltd， Beijing 100094， China）

【Abstract】In the light of Chinese climate conditions， it gets poorer effect with natural ventilation in the large multi-span greenhouses in the summer， and has high cost of mechanical ventilation. In order to solve this problem， a kind of side window that can open at large angle is designed. This structure of side window can increase the ventilation area， and improve the ventilation effect.endprint