植物工廠光照和溫度調(diào)控(編輯修改稿)
2024-09-01 08:37 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ，工作在9 0 0 n m 附近的AlGaAs 的激光可發(fā)出450nm 附近的藍色光。這些激光的發(fā)光效率均在60%左右，連續(xù)脈沖輸出可達到數(shù)十毫瓦。日本東海大學(xué)的高正基教授和大阪大學(xué)的中山正宣教授早在1994年就提倡使用激光作為植物工廠的照明光源。用波長為660nm的紅色LD加上5%的藍色LED的組合光源來生產(chǎn)生菜和水稻已經(jīng)收到了很好的效果。LD在植物工廠的實用化不僅可以解決21世紀的糧食不足問題,而且連能源和資源不足的問題也會迎刃而解。需要注意的是，從使用成本的角度來看，LD光源面臨著與LED源的價格競爭。光源布置在設(shè)計一個有效的光照系統(tǒng)時有許多影響因素，燈的布置取決于作物、光照度、溫室高度、燈的大小等。離開燈一定距離的某點上的光照度與此距離的平方成反比，在設(shè)置燈的位置時，燈與作物之間的距離是影響種植區(qū)域輻照度和光分布的一項重要因素。溫室中反映光照均勻程度的參數(shù)為照度均勻率，即室內(nèi)最小照度與最大照度之比。為保證作物生長均勻，照度均勻率推薦值應(yīng)。溫度環(huán)境及其控制技術(shù)溫度和植物生長的關(guān)系密切，溫度對作物的重要性在于必須在一定的溫度條件下，作物才能進行體內(nèi)生理活動及其生化反應(yīng)。植物工廠內(nèi)外熱收支除人工光利用型植物工廠外，其他類型的植物工廠都是一個半封閉的熱力系統(tǒng)，它隨時受到室內(nèi)外諸多擾量的影響。其中，室外擾量有：室外空氣溫度、濕度、太陽輻射強度、風(fēng)速、風(fēng)向等；室內(nèi)擾量包括采暖系統(tǒng)、照明及其他設(shè)備的散熱，作物及栽培床的散熱、散濕等。在這些擾量作用下，室內(nèi)的空氣始終保持著熱平衡。室內(nèi)熱環(huán)境控制就是通過一定的工程措施，人為地調(diào)節(jié)室內(nèi)與外界環(huán)境之間的熱量變化，使溫度維持在作物生長需要的水平。當(dāng)室內(nèi)空氣得熱量大于失熱量時，溫度升高；反之，溫度降低。夏季外界氣溫較高，為了防止室內(nèi)溫度過高，應(yīng)盡量減少室內(nèi)得熱量，增加散熱量。陽、通風(fēng)、蒸發(fā)降溫等都是降低室溫的常用方法。冬季室外氣溫較低，室內(nèi)外溫差大，為了保持室溫，應(yīng)盡量減少失熱量，增加得熱量。采取保溫節(jié)能措施，必要時啟用采暖設(shè)備是保證植物工廠冬季正常運轉(zhuǎn)的基本條件。植物工廠內(nèi)的氣溫和栽培床基質(zhì)（或營養(yǎng)液）的溫度對作物的光合作用、呼吸作用、光合產(chǎn)物的輸送、根系的生長以及水分和養(yǎng)分的吸收均有著顯著的影響。植物工廠內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)與控制溫度對作物的生長發(fā)育、產(chǎn)量、品質(zhì)影響極大，溫度控制的目的是維持作物生長發(fā)育過程的動態(tài)適溫。溫度控制的主要內(nèi)容和技術(shù)如下：加溫供暖系統(tǒng)一般由熱源、熱媒管道和散熱器等組成。熱源有石化燃料（煤、石油、天然氣）、電、余熱及地?zé)岬取崦接袩崴?、熱風(fēng)、蒸汽。采暖系統(tǒng)的選擇應(yīng)綜合考慮種植空間的大小、結(jié)構(gòu)、種植方式和生產(chǎn)的經(jīng)濟效益等。☆ 熱水供暖 植物工廠一般采用熱水供暖系統(tǒng)集中供暖。熱水供暖系統(tǒng)由熱水鍋爐、供熱管道和散熱器等組成。一般采用低溫?zé)崴┡ü?、回水溫度分別為95℃和70℃）。由于熱水采暖系統(tǒng)的鍋爐與散熱器垂直高差較小（3m），因此，一般不采用重力循環(huán)的方式，而采用機械循環(huán)的方式，即在回水總管上安裝循環(huán)水泵。在系統(tǒng)管道和散熱器的連接上采用單管式或雙管式。根據(jù)室內(nèi)濕度高的特點，多用熱浸鍍鋅圓翼型散熱器，散熱面積大，防腐性能好。散熱器一般布置在作物層附近或栽培床下。散熱器的規(guī)格和長度的確定要以滿足供暖設(shè)計熱負荷要求為原則，在室內(nèi)均勻布置以期獲得一致的溫度分布?！?地上部加熱 地上部加溫主要由熱源、空氣
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