大型植物園夏季噴霧系統(tǒng)設(shè)置對展覽溫室環(huán)境影響的模擬預(yù)測研究.pdf

2024 11 Building Construction 1788 建筑施工 第46卷 第11期 大型植物園夏季噴霧系統(tǒng)設(shè)置對展覽溫室環(huán)境影響 的模擬預(yù)測研究 劉 瀟 晗 湯 毅 朱 贇 陸 飛 上海市安裝工程集團(tuán)有限公司 上海 200080 摘要 植物溫室通常以太陽輻射得熱作為重要的升溫?zé)嵩?并提供植物生存所需的光照 但是在夏季太陽輻射過強(qiáng) 時(shí) 僅應(yīng)用自然通風(fēng)手段仍無法有效降低室溫的情況下 擬采用噴霧設(shè)施對溫室進(jìn)行降溫 為了在設(shè)計(jì)和安裝階段前 確定噴霧系統(tǒng)的效果 以上海某文化公園溫室中的云之花園 P4場館 為例 建立了展覽溫室的二維 三維仿真模 型 通過對不同區(qū)域受噴霧系統(tǒng)管理區(qū)域進(jìn)行模擬 探究夏季噴霧設(shè)置對展覽溫室環(huán)境的影響 其結(jié)論可為植物溫室 的噴霧系統(tǒng)設(shè)置提供一定參考 關(guān)鍵詞 植物園 溫室 噴霧系統(tǒng) 數(shù)值模擬 室內(nèi)溫度場 室內(nèi)速度場 中圖分類號 TU242 6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A 文章編號 1004 1001 2024 11 1788 04 DOI 10 14144 ki jzsg 2024 11 013 In uence of Summer Spray System on Environment of Exhibition Greenhouse in Large Botanical Garden LIU Xiaohan TANG Yi ZHU Yun LU Fei Shanghai Installation Engineering Group Co Ltd Shanghai 200080 China Abstract Greenhouses typically use solar radiation as a key heating source and provide essential light for plant survival However during summer when solar radiation becomes too intense natural ventilation alone may not effectively reduce indoor temperatures Therefore it is proposed to use a spray system to cool the greenhouse To assess the effectiveness of the spray system before the design and installation stages a 2D and 3D simulation model of the exhibition greenhouse is developed using the Cloud Garden P4 Pavilion in a greenhouse of a cultural park in Shanghai as a case study By simulating the management of spray system areas in different regions the impact of summer spray settings on the greenhouse environment is examined The findings can offer valuable references for the configuration of spray systems in plant greenhouses Keywords botanical garden greenhouse spray system numerical simulation indoor temperature field indoor velocity field Liu 8 通 過 改 變 屋 頂 噴 頭 的 流 量 研 究 了 不 同 流 量 對 夏 季 溫 室 濕 熱 環(huán) 境 熱 特 性 的 影 響 結(jié) 果 表 明 隨 著 屋 頂 噴 頭 流 量 的 增 加 溫 室 內(nèi) 的 降 溫 效 果 增 強(qiáng) 降 溫 可 達(dá) 2 3 Lopez 等 9 發(fā) 現(xiàn) 使 用 風(fēng) 扇 散 熱 片 系 統(tǒng) 導(dǎo) 致 溫 室 溫 度 分 布 不 均 勻 最 大 溫 差 為11 4 Arbel 等 10 將 霧 化 系 統(tǒng) 與 風(fēng) 扇 散 熱 片 系 統(tǒng) 進(jìn) 行 了 比 較 發(fā) 現(xiàn) 霧 化 系 統(tǒng) 提 供 了 更 均 勻 的 溫 度 和 濕 度 條 件 并 且 性 能 優(yōu) 于 風(fēng) 扇 散 熱 片 系 統(tǒng) 大 量 研 究 文 獻(xiàn) 也 證 明 了 霧 冷 卻 系 統(tǒng) 在 控 制 溫 室 內(nèi) 環(huán) 境 條 件 方 面 的 性 能 更 佳 11 13 當(dāng) 前 的 研 究 主 要 集 中 于 探 索 和 改 進(jìn) 溫 室 環(huán) 境 控 制 的 各 種 方 法 其 中 包 括 但 不 限 于 利 用 散 熱 片 進(jìn) 行 空 氣 冷 卻 霧 化 系 統(tǒng) 與 強(qiáng) 制 通 風(fēng) 相 結(jié) 合 調(diào) 節(jié) 噴 頭 流 量 以 優(yōu) 化 濕 熱 環(huán) 境 下 的 降 溫 效 果 以 及 對 比 分 析 風(fēng) 扇 散 熱 片 系 統(tǒng) 與 霧 化 系 統(tǒng) 的 性 能 差 異 研 究 0 引言 植 物 園 溫 室 可 通 過 調(diào) 整 室 內(nèi) 光 照 溫 度 和 濕 度 等 環(huán) 境 因 素 來 改 善 作 物 生 長 環(huán) 境 1 在 夏 季 溫 室 由 于 其 透 明 的 圍 護(hù) 結(jié) 構(gòu) 會 導(dǎo) 致 過 多 的 太 陽 輻 射 和 熱 量 涌 入 室 內(nèi) 使 室 內(nèi) 過 熱 從 而 影 響 作 物 生 長 需 額 外 的 冷 卻 設(shè) 備 來 維 持 華 東 地 區(qū) 屬 于 北 亞 熱 帶 季 風(fēng) 氣 候 夏 季 最 高 氣 溫 可 達(dá)40 左 右 在 環(huán) 境 溫 度 超 過40 的 區(qū) 域 通 風(fēng) 不 足 以 降 低 溫 室 內(nèi) 的 空 氣 溫 度 2 在 這 些 條 件 下 蒸 發(fā) 冷 卻 是 溫 室 冷 卻 最 有 效 的 方 法 3 4 而 蒸 發(fā) 冷 卻 系 統(tǒng) 包 括 風(fēng) 扇 散 熱 片 系 統(tǒng) 噴 淋 系 統(tǒng) 和 屋 頂 冷 卻 系 統(tǒng)3 種 5 Xu 等 6 發(fā) 現(xiàn) 空 氣 通 過 散 熱 片 后 溫 室 內(nèi) 部 溫 度 可 以 冷 卻 到27 29 Arbel 等 7 將 霧 化 系 統(tǒng) 與 強(qiáng) 制 通 風(fēng) 相 結(jié) 合 結(jié) 果 表 明 夏 季 中 午 溫 室 內(nèi) 溫 度 保 持 在28 數(shù)值模擬專題 基金項(xiàng)目 上 海 市 安 裝 工 程 集 團(tuán) 有 限 公 司 年 度 科 研 計(jì) 劃 AZ2022 01 作者簡介 劉 瀟 晗 1997 男 碩 士 助 理 工 程 師 1736700482 收稿日期 2024 07 26 劉瀟晗 等 某大型植物園夏季噴霧系統(tǒng)設(shè)置對展覽溫室環(huán)境影響的模擬預(yù)測研究1789 劉瀟晗 等 某大型植物園夏季噴霧系統(tǒng)設(shè)置對展覽溫室環(huán)境影響的模擬預(yù)測研究 表 明 霧 化 系 統(tǒng) 因 其 能 夠 提 供 更 為 均 勻 的 溫 度 和 濕 度 條 件 而 在 溫 室 環(huán) 境 調(diào) 控 中 展 現(xiàn) 出 優(yōu) 越 性 尤 其 是 在 夏 季 高 溫 季 節(jié) 其 降 溫 效 果 顯 著 且 利 于 創(chuàng) 建 適 宜 植 物 生 長 的 小 氣 候 環(huán) 境 當(dāng) 前 對 植 物 展 廳 內(nèi) 具 體 小 氣 候 環(huán) 境 影 響 研 究 較 少 現(xiàn) 有 文 獻(xiàn) 對 此 類 情 境 的 適 應(yīng) 性 研 究 還 有 待 加 強(qiáng) 本 文 所 涉 及 的 植 物 園 霧 式 噴 霧 利 用 特 制 造 霧 機(jī) 組 將 水 經(jīng) 耐 高 壓 管 線 由 專 業(yè) 噴 頭 產(chǎn) 生1 15 m 的 水 滴 可 為 植 物 提 供 良 好 的 水 分 和 濕 度 但 缺 乏 對 展 覽 館 溫 室 環(huán) 境 具 體 影 響 程 度 的 數(shù) 據(jù) 預(yù) 測 支 撐 數(shù) 值 仿 真 作 為 現(xiàn) 代 工 程 技 術(shù) 的 重 要 工 具 可 在 理 論 上 精 確 模 擬 溫 室 內(nèi) 部 復(fù) 雜 的 熱 濕 傳 輸 過 程 不 受 時(shí) 間 和 空 間 限 制 分 析 各 種 調(diào) 控 措 施 對 溫 室 環(huán) 境 參 數(shù) 如 溫 度 濕 度 風(fēng) 速 等 的 影 響 和 時(shí) 空 分 布 特 征 通 過 仿 真 手 段 得 到 較 為 準(zhǔn) 確 的 小 區(qū) 域 小 氣 候 環(huán) 境 也 可 為 植 物 溫 室 的 噴 霧 器 設(shè) 置 提 供 參 考 價(jià) 值 1 工程概況 坐 落 于 上 海 浦 東 某 大 型 文 化 公 園 的 溫 室 展 覽 館 處 于 建 造 和 機(jī) 電 安 裝 階 段 總 建 筑 面 積 約38 000 m 2 該 植 物 展 覽 公 園 主 要 包 括1 棟 游 客 服 務(wù) 中 心 及3 棟 展 覽 溫 室 分 別 為 多 肉 世 界 館 熱 帶 雨 林 館 和 云 之 花 園 圖1 圖1 植物溫室展覽館效果圖 本 項(xiàng) 目 采 用 的 噴 霧 系 統(tǒng) 為 霧 森 系 統(tǒng) 是 目 前 為 止 撞 擊 式 霧 化 顆 粒 最 細(xì) 的 霧 化 系 統(tǒng) 設(shè) 備 霧 森 系 統(tǒng) 是 以 自 然 的 發(fā) 生 方 式 通 過 高 壓 系 統(tǒng) 促 進(jìn) 水 的 運(yùn) 動 再 通 過 高 壓 作 用 使 帶 電 的 微 小 水 滴 分 裂 為 帶 負(fù) 電 的 水 滴 表 層 和 帶 正 電 的 內(nèi) 層 帶 負(fù) 電 的 水 滴 表 層 和 空 氣 中 的 原 子 或 分 子 結(jié) 合 形 成 負(fù) 離 子 較 重 的 水 滴 內(nèi) 層 則 在 重 力 作 用 下 下 沉 故 可 在 空 氣 中 獲 得 大 量 負(fù) 離 子 形 成 頗 似 自 然 霧 氣 的 白 色 水 霧 猶 如 霧 的 森 林 噴 霧 系 統(tǒng) 的 主 要 技 術(shù) 指 標(biāo) 如 圖2 表1 所 示 m a 霧粒分布流量圖 b 噴嘴流量圖 100 80 60 40 20 8 7 6 5 4 3 2 1 8 12 16 20 24 28 32 36 40 500 600 700 800 900 1 250 PSI 1 PSI 6 89 kPa L h 1 000 1 500 4 圖2 噴霧系統(tǒng)霧粒分布及噴嘴流量圖 表1 噴霧系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo) 項(xiàng) 目 單 位 數(shù) 值 備 注 霧 化 粒 徑 m 4 主 導(dǎo) 粒 徑 總 量 72 噴 口 硬 度 HV kgf mm 2 5 400 紅 寶 石 材 質(zhì) 霧 化 針 硬 度 HV kgf mm 2 2 600 霧 化 部 水 處 理 精 度 m 0 001 1 nm 膜 法 分 離 技 術(shù) 主 機(jī) 運(yùn) 行 噪 聲 dB A 75 2 噴霧工況驗(yàn)證模擬 根 據(jù) 設(shè) 計(jì) 資 料 云 之 花 園 場 館 P4 場 館 共 設(shè) 置 2 016 個(gè) 噴 霧 降 溫 裝 置 在2 016 個(gè) 噴 霧 裝 置 均 勻 分 布 的 情 況 下 能 確 保 場 館 內(nèi) 部 空 間 的 全 面 覆 蓋 即 使 在 人 流 量 密 集 的 區(qū) 域 也 能 保 持 良 好 的 噴 霧 效 果 通 過 實(shí) 施 噴 霧 降 溫 系 統(tǒng) 場 館 濕 度 能 平 穩(wěn) 上 升 至60 70 可 增 強(qiáng) 人 體 舒 適 感 受 還 為 館 內(nèi) 植 物 創(chuàng) 造 了 有 利 的 生 長 條 件 與 傳 統(tǒng) 空 調(diào) 相 比 噴 霧 方 案 在 運(yùn) 行300 d a 10 h d 的 條 件 下 可 高 效 節(jié) 約 能 源 節(jié) 省 成 本30 50 為 研 究 噴 霧 裝 置 的 可 行 性 對 室 內(nèi) 氣 流 組 織 和 噴 霧 降 溫 效 果 可 行 性 進(jìn) 行 模 擬 分 析 首 先 使 用 長 為60 m 高 為18 m 的 二 維 模 型 與P4 場 館 相 當(dāng) 二 維 模 型 進(jìn) 行 模 擬 計(jì) 算 的 資 源 需 求 較 低 所 有 的 物 理 過 程 都 在1 個(gè) 平 面 內(nèi) 進(jìn) 行 描 述 能 快 速 得 出 結(jié) 論 方 便 后 續(xù) 細(xì) 化 模 擬 兩 側(cè) 底 部 有 2 個(gè) 自 然 通 風(fēng) 口 高 度 為1 m 頂 部 中 間 有1 個(gè) 排 風(fēng) 口 為 進(jìn) 行 對 比 在 該 二 維 模 型 的 基 礎(chǔ) 上 額 外 放 置4 個(gè) 噴 霧 裝 置 噴 霧 裝 置 放 置 在 兩 側(cè) 墻 邊 每 邊 各 放 置2 個(gè) 豎 直 方 向 間 隔2 m 分 別 離 地 高4 m 和6 m 各 噴 霧 裝 置 的 流 量 為30 L min 圖3 排風(fēng)口 自然通風(fēng)口 a 未加噴霧系統(tǒng) b 加噴霧系統(tǒng) 噴霧裝置 共4個(gè) 圖3 二維模型網(wǎng)格劃分情況 將2 種 模 擬 結(jié) 果 進(jìn) 行 對 比 如 圖4 所 示 紅 框 內(nèi) 為 模 型 室 內(nèi) 部 分 未 加 噴 霧 時(shí) 室 內(nèi) 平 均 溫 度 約 為36 室 內(nèi) 溫 度 分 層 不 明 顯 只 有 底 部 溫 度 有 較 小 的 溫 度 場 在 安 裝 新 的 噴 霧 系 統(tǒng) 之 后 室 內(nèi) 平 均 溫 度 顯 著 降 低 穩(wěn) 定 在33 左 右 這 一 改 變 對 于 作 物 的 生 長 環(huán) 境 來 說 是 積 極 的 因 為 它 有 助 于 維 持 適 宜 的 溫 度 條 件 溫度 a 未噴霧系統(tǒng) b 增加噴霧系統(tǒng) 30 31 33 34 35 36 38 39 40 41 43 44 45 46 48 50 49 圖4 溫度分布云圖 溫 度 的 分 布 呈 現(xiàn) 出 明 顯 的 分 層 現(xiàn) 象 可 清 晰 地 劃 分 為 上 中 下3 層 上 層 溫 度 相 對 較 高 可 能 受 到 噴 霧2024 11 Building Construction 1790 建筑施工 第46卷 第11期 系 統(tǒng) 的 影 響 較 小 或 由 于 熱 空 氣 上 升 的 自 然 現(xiàn) 象 導(dǎo) 致 中 層 溫 度 適 中 既 不 會 過 熱 也 不 會 過 冷 有 利 于 作 物 的 正 常 代 謝 和 發(fā) 育 下 層 溫 度 則 更 加 溫 和 為 作 物 提 供 了 穩(wěn) 定 的 生 長 環(huán) 境 有 助 于 根 系 的 健 康 發(fā) 育 和 養(yǎng) 分 吸 收 這 種 溫 度 分 層 現(xiàn) 象 表 明 噴 霧 系 統(tǒng) 的 引 入 有 效 地 改 善 了 室 內(nèi) 環(huán) 境 使 得 作 物 能 夠 在 更 廣 泛 的 區(qū) 域 內(nèi) 受 益 于 適 宜 的 溫 度 條 件 通 過 持 續(xù) 監(jiān) 測 和 調(diào) 整 可 以 進(jìn) 一 步 優(yōu) 化 室 內(nèi) 溫 度 分 布 確 保 作 物 在 整 個(gè) 生 長 周 期 內(nèi) 都 能 獲 得 最 佳 的 生 長 條 件 在 此 基 礎(chǔ) 上 將 二 維 模 型 變 為 三 維 模 型 三 維 模 型 的 模 擬 能 完 整 地 描 述 物 體 或 流 場 在 三 維 空 間 內(nèi) 的 行 為 和 變 化 捉 到 更 為 復(fù) 雜 的 流 動 特 征 提 供 更 為 精 確 和 全 面 的 結(jié) 果 修 改 之 后 的 新 模 型 長 為60 m 寬 為10 m 高 為18 m 兩 側(cè) 底 部 有2 個(gè) 自 然 通 風(fēng) 口 高 度 為2 m 頂 部 中 間 位 置 有1 個(gè) 排 風(fēng) 口 同 樣 在 該 三 維 模 型 的 基 礎(chǔ) 上 額 外 放 置6 個(gè) 噴 霧 裝 置 噴 霧 裝 置 放 置 在 兩 側(cè) 墻 邊 每 邊 各 放 置3 個(gè) 豎 直 方 向 間 隔2 m 分 別 離 地 高 3 5 7 m 各 噴 霧 裝 置 的 流 量 為30 L min 圖5 排風(fēng)口 自然通風(fēng)口 a 未加噴霧系統(tǒng) b 增加噴霧系統(tǒng) 噴霧裝置 共6個(gè) 圖5 三維模型網(wǎng)格劃分情況 將2 種 模 擬 結(jié) 果 進(jìn) 行 對 比 如 圖6 所 示 未 加 噴 霧 時(shí) 室 內(nèi) 平 均 溫 度 約 為40 呈 現(xiàn) 出 一 種 較 為 適 當(dāng) 的 狀 態(tài) 同 時(shí) 我 們 可 以 看 到 室 內(nèi) 空 間 的 縱 向 分 布 對 溫 度 的 影 響 特 別 是 在 中 部 形 成 了 明 顯 的 溫 度 柱 這 可 能 是 由 于 熱 空 氣 上 升 造 成 的 自 然 對 流 效 應(yīng) 室 內(nèi) 溫 度 呈 現(xiàn) 出 明 顯 的 分 層 現(xiàn) 象 但 各 層 之 間 的 溫 度 分 布 并 不 均 勻 且 在 兩 側(cè) 靠 近 風(fēng) 口 的 位 置 由 于 空 氣 流 動 的 影 響 區(qū) 域 溫 度 相 對 較 低 形 成 了 溫 度 梯 度 較 大 的 過 渡 帶 加 噴 霧 以 后 室 內(nèi) 平 均 溫 度 約 為36 房 間 中 部 溫 度 柱 明 顯 消 失 溫 度 分 層 更 加 均 勻 底 部 空 間 溫 度 在32 左 右 此 溫 度 更 溫 和 適 合 植 物 發(fā) 育 在 理 想 模 型 中 使 用 噴 霧 對 室 內(nèi) 溫 度 產(chǎn) 生 顯 著 影 響 會 使 室 內(nèi) 溫 度 降 低3 4 溫度 30 31 33 34 35 36 38 39 40 41 43 44 45 46 48 50 49 a 未加噴霧系統(tǒng) b 增加噴霧系 圖6 溫度分布云圖 3 展覽溫室噴霧對室內(nèi)場域影響 3 1 室內(nèi)溫度場 選 取P4 場 館 最 右 側(cè) 部 分 布 置 噴 霧 裝 置 大 小 約 為 整 個(gè)P4 場 館 的1 4 此 區(qū) 域 比 較 復(fù) 雜 選 取 這 個(gè) 典 型 區(qū) 域 分 析 問 題 有 助 于 為 重 點(diǎn) 方 案 的 策 劃 提 供 借 鑒 共 布 置17 列 噴 霧 裝 置 每 列 布 置3 個(gè) 高 度 分 別 為2 4 6 m 噴 霧 用 水 溫 暫 定 為20 對17 列 裝 置 隨 機(jī) 選 取3 列 進(jìn) 行 監(jiān) 測 監(jiān) 測 點(diǎn) 位 如 圖7 所 示 1 2 3 圖7 含噴霧系統(tǒng)溫度測點(diǎn)位置 共3個(gè) 對 于 此 區(qū) 域 而 言 不 同 高 度 噴 霧 裝 置 所 影 響 范 圍 不 同 導(dǎo) 致 溫 度 有 所 差 異 對 監(jiān) 測 點(diǎn) 不 同 高 度 溫 度 測 量 結(jié) 果 表2 進(jìn) 行 對 比 可 知 噴 霧 噴 頭 設(shè) 置 在2 4 6 m 高 處 因 此 這3 個(gè) 高 度 溫 度 變 化 相 對 更 明 顯 一 些 平 均 會 使 得 室 內(nèi) 溫 度 下 降1 左 右 表2 各測點(diǎn)溫度 高 度 m 溫 度 測 點(diǎn) 無 噴 霧 溫 度 有 噴 霧 溫 度 2 1 34 5 31 8 2 34 4 32 3 34 5 31 9 4 1 35 2 33 7 2 34 9 33 8 3 34 8 33 8 6 1 35 9 34 9 2 35 8 34 7 3 35 8 34 6 使 用 數(shù) 值 模 擬 對 此 區(qū) 域 進(jìn) 行 溫 度 場 模 擬 如 圖8 所 示 可 發(fā) 現(xiàn) 噴 霧 裝 置 能 降 低 局 部 溫 度 噴 射 范 圍 外 的 區(qū) 域 溫 降 不 明 顯 由 于 植 物 園 室 內(nèi) 屬 于 高 濕 度 環(huán) 境 空 氣 中 水 分 含 量 已 很 高 噴 霧 系 統(tǒng) 會 進(jìn) 一 步 增 加 空 氣 中 的 水 分 導(dǎo) 致 空 氣 飽 和 水 分 含 量 的 增 加 使 水 分 無 法 蒸 發(fā) 導(dǎo) 致 降 溫 效 果 不 佳 空 氣 中 的 水 分 會 凝 結(jié) 成 水 滴 這 些 水 滴 會 在 壁 面 地 面 上 形 成 水 漬 使 得 室 內(nèi) 過 于 潮 濕 造 成 不 舒 適 為 改 善 這 一 狀 況 建 議 優(yōu) 化 噴 霧 系 統(tǒng) 布 局 配 合 增 設(shè) 底 部 風(fēng) 機(jī) 以 增 強(qiáng) 空 氣 循 環(huán) 有 效 分 散 并 帶 走 多 余 水 分 若 不 能 改 變 布 局 考 慮 在 該 區(qū) 域 周 邊 強(qiáng) 化 通 風(fēng) 設(shè) 施 促 進(jìn) 空 氣 流 動 降 低 局 部 濕 度 確 保 室 內(nèi) 環(huán) 境 既 滿 足 植 物 生 長 需 求 又 保 持 適 宜 的 人 體 舒 適 度 溫度 溫度 a 不含噴霧系統(tǒng) b 含噴霧系統(tǒng) 55 53 51 49 48 46 44 42 40 38 36 34 33 31 29 27 25 55 53 51 49 48 46 44 42 40 38 36 34 33 31 29 27 25 圖8 高度為2 m處溫度分布云圖 3 2 室內(nèi)速度場 針 對 溫 室 噴 霧 工 況 由 于 噴 霧 從 噴 口 送 出 具 有 較1791 劉瀟晗 等 某大型植物園夏季噴霧系統(tǒng)設(shè)置對展覽溫室環(huán)境影響的模擬預(yù)測研究 大 的 動 能 同 時(shí) 水 霧 的 蒸 發(fā) 吸 熱 效 應(yīng) 也 會 帶 走 相 應(yīng) 的 熱 量 使 地 面 附 近 溫 度 較 低 溫 差 容 易 使 空 氣 產(chǎn) 生 對 流 因 此 會 對 室 內(nèi) 速 度 場 產(chǎn) 生 相 對 的 影 響 具 體 速 度 場 如 圖 9 所 示 其 中 a b c 為 未 開 啟 噴 霧 的 速 度 場 d e f 為 開 啟 噴 霧 后 的 速 度 場 速度 m s a 2 m高度處速度場 b 4 m高度處速度場 c 6 m高度處速度場 0 0 2 0 4 0 6 0 8 1 0 1 2 1 4 1 6 1 8 2 0 2 2 2 4 2 6 2 8 3 0 2 9 d 2 m處高度處速度場 e 4 m高度處速度場 f 6 m高度處速度場 圖9 噴霧開啟前后各高度速度場 在 未 啟 動 噴 霧 系 統(tǒng) 時(shí) 室 內(nèi) 的 速 度 場 分 布 呈 現(xiàn) 出 明 顯 的 偏 向 性 集 中 于 空 間 的 最 右 側(cè) 和 上 部 區(qū) 域 整 體 氣 流 組 織 結(jié) 構(gòu) 紊 亂 缺 乏 明 顯 規(guī) 律 性 這 種 不 規(guī) 則 的 氣 流 運(yùn) 動 不 僅 難 以 形 成 有 效 的 自 然 通 風(fēng) 反 而 在 房 間 各 角 落 及 植 物 周 圍 產(chǎn) 生 無 序 擾 動 不 利 于 植 物 健 康 生 長 發(fā) 育 然 而 當(dāng) 噴 霧 系 統(tǒng) 開 啟 后 水 霧 粒 子 迅 速 蒸 發(fā) 的 過 程 中 吸 收 大 量 熱 量 有 效 地 降 低 了 室 內(nèi) 溫 度 進(jìn) 而 提 高 室 內(nèi) 與 室 外 之 間 的 熱 壓 差 促 使 更 多 新 鮮 外 部 空 氣 被 引 入 室 內(nèi) 這 一 過 程 中 上 側(cè) 速 度 場 的 影 響 力 顯 著 增 強(qiáng) 其 覆 蓋 范 圍 也 隨 之 擴(kuò) 大 值 得 注 意 的 是 盡 管 噴 霧 作 用 下 某 些 區(qū) 域 如 壁 面 附 近 的 速 度 有 所 提 升 但 整 體 而 言 其 他 核 心 植 物 種 植 區(qū) 域 的 氣 流 狀 態(tài) 變 得 更 加 穩(wěn) 定 和 均 衡 不 再 出 現(xiàn) 原 先 的 劇 烈 波 動 現(xiàn) 象 這 樣 的 變 化 使 得 原 本 可 能 受 氣 流 干 擾 的 植 物 得 以 處 于 一 個(gè) 更 加 溫 和 有 序 的 微 氣 候 環(huán) 境 中 有 利 于 光 合 作 用 和 氣 體 交 換 等 生 理 過 程 的 進(jìn) 行 從 而 提 升 植 物 的 生 長 條 件 通 過 合 理 利 用 噴 霧 系 統(tǒng) 的 蒸 發(fā) 冷 卻 效 應(yīng) 可 以 優(yōu) 化 室 內(nèi) 空 氣 流 動 格 局 營 造 出 更 適 合 植 物 良 好 生 長 的 空 間 環(huán) 境 4 結(jié)語 本 文 以 上 海 浦 東 某 大 型 文 化 公 園 溫 室 為 研 究 對 象 采 用 數(shù) 值 模 擬 的 方 法 探 究 噴 霧 設(shè) 施 對 室 內(nèi) 溫 度 的 影 響 為 溫 室 夏 季 降 溫 控 制 提 供 參 照 得 到 的 主 要 結(jié) 論 如 下 1 在 理 想 狀 況 下 使 用 噴 霧 對 室 內(nèi) 溫 度 產(chǎn) 生 顯 著 影 響 會 使 室 內(nèi) 溫 度 降 低3 4 2 噴 霧 裝 置 能 夠 降 低 局 部 溫 度 噴 射 范 圍 之 外 的 區(qū) 域 溫 降 不 明 顯 建 議 在 非 噴 射 區(qū) 域 周 邊 強(qiáng) 化 通 風(fēng) 設(shè) 施 促 進(jìn) 空 氣 流 動 3 使 用 噴 霧 系 統(tǒng) 時(shí) 應(yīng) 注 意 溫 室 內(nèi) 空 氣 濕 度 噴 霧 系 統(tǒng) 會 增 加 空 氣 中 的 水 分 從 而 導(dǎo) 致 空 氣 飽 和 水 分 含 量 增 加 使 得 水 分 無 法 蒸 發(fā) 而 影 響 室 內(nèi) 降 溫 效 果 4 相 對 高 度 越 低 噴 霧 系 統(tǒng) 降 溫 能 力 越 強(qiáng) 但 帶 來 的 潮 濕 感 越 重 建 議 增 設(shè) 底 部 風(fēng) 機(jī) 以 增 強(qiáng) 空 氣 循 環(huán) 既 能 減 少 水 霧 含 量 又 能 增 強(qiáng) 房 間 中 部 的 降 溫 效 果 1 I EZ RODR GUEZ I MART N LARA M BL ZQUEZ G et al Effect of torrefaction conditions on greenhouse crop residue Optimization of conditions to upgrade solid characteristics J Bioresource Technology 2017 244 741 749 2 XU J H BAI W T WANG J et al Study on the cooling effect of double layer spray greenhouse J Agriculture 2023 13 7 1442 3 SETHI V P SHARMA S K Survey of cooling technologies for worldwide agricultural greenhouse applications J Solar Energy 2007 81 12 1447 1459 4 張 斌 上 海 中 心 大 廈 在 封 閉 作 業(yè) 環(huán) 境 條 件 下 施 工 的 通 風(fēng) 及 霧 化 降溫研究 J 建筑施工 2018 40 6 970 972 5 HASSANIEN R H E LI M LIN W D Advanced applications of solar energy in agricultural greenhouses J Renewable and Sustainable Energy Reviews 2016 54 989 1001 6 XU J LI Y WANG R Z et al Experimental performance of evaporative cooling pad systems in greenhouses in humid subtropical climates J Applied Energy 2015 138 15 291 301 7 ARBEL A BARAK M SHKLYAR A Combination of forced ventilation and fogging systems for cooling greenhouses J Biosystems Engineering 2003 84 1 45 55 8 LIU Y H Study on the mechanism of summer greenhouse thermal and humid environment regulation in South China J Journal of South China University Technology Natural Science Edition 2017 4 55 57 9 LOPEZ A VALERA D L MOLINA AIZ F D et al Sonic anemometry to evaluate air ow characteristics and temperature distribution in empty Mediterranean greenhouses equipped with pad fan and fog systems J Biosystems Engineering 2012 113 4 334 350 10 ARBEL A YEKUTIELI O BARAK M Performance of a fog system for cooling greenhouses J Journal of Agricultural Engineering Research 1999 72 2 129 136 11 周 穎 銀 川 某 植 物 展 覽 溫 室 暖 通 空 調(diào) 設(shè) 計(jì) J 江 西 建 材 2016 6 43 45 12 GARC A M L MEDRANO E S NCHEZ GUERRERO M C et al Climatic effects of two cooling systems in greenhouses in the Mediterranean area External mobile shading and fog system J Biosystems Engineering 2011 108 2 133 143 13 富 建 魯 從 設(shè) 計(jì) 角 度 談 幾 種 常 用 溫 室 降 溫 方 案 J 農(nóng) 業(yè) 工 程 技 術(shù) 2019 39 22 32 34