夏季如何控制植物工廠的溫度和濕度
作者: 時(shí)間: 2025-07-31
夏季高溫高濕環(huán)境對(duì)植物工廠的穩(wěn)定運(yùn)行構(gòu)成嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，以下是針對(duì)溫濕度控制的系統(tǒng)性解決方案，結(jié)合了技術(shù)原理與實(shí)踐應(yīng)用：
一、降溫技術(shù)：多途徑協(xié)同控溫
蒸發(fā)降溫
濕簾-風(fēng)機(jī)系統(tǒng)：通過水蒸發(fā)吸熱原理，進(jìn)風(fēng)溫度可降低4–10℃（室外濕度越低效果越顯著）。需注意水質(zhì)過濾以防堵塞，并定期清洗濕簾。
高壓噴霧系統(tǒng)：霧化粒徑需≤30μm（避免葉片沾濕引發(fā)病害），配合循環(huán)風(fēng)扇可均勻降溫2–4℃，同時(shí)提升局部濕度。部分系統(tǒng)支持VPD（飽和水汽壓差）精準(zhǔn)調(diào)控，避免過度加濕。
機(jī)械制冷
熱泵空調(diào)：兼具降溫與除濕功能，COP（能效比）可達(dá)5–8（室外30℃時(shí)）。夜間降溫負(fù)荷較大時(shí)，需根據(jù)負(fù)荷動(dòng)態(tài)調(diào)整熱泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)，避免低負(fù)荷下COP下降。
分層控溫設(shè)計(jì)：針對(duì)垂直栽培架，采用頂部送風(fēng)+層間循環(huán)扇，減少層間溫差（目標(biāo)≤1℃）。
遮陽與通風(fēng)
活動(dòng)遮陽網(wǎng)：反射型遮陽網(wǎng)可阻隔60%–70%太陽輻射，降低熱負(fù)荷。
智能通風(fēng)策略：室外濕度低于室內(nèi)時(shí)啟動(dòng)強(qiáng)制通風(fēng)（如清晨/夜間）；高溫時(shí)段關(guān)閉通風(fēng)口，改用機(jī)械制冷避免熱空氣侵入。
二、除濕技術(shù)：濕度精準(zhǔn)調(diào)控
熱泵除濕
蒸發(fā)器溫度降至5℃以下，冷凝除濕效率達(dá)85%以上，夜間濕度可控制在≤85%。
水資源循環(huán)利用：除濕冷凝水回收率可達(dá)95%（例：2058kg蒸發(fā)水中回收2000kg），顯著降低供水需求。
輔助除濕措施
加熱降濕：短期升溫1–2℃（不超作物耐受上限），可快速降低相對(duì)濕度10%–20%。
固體吸濕劑：如硅膠、氯化鈣，適用于小型空間或應(yīng)急場(chǎng)景，但需定期更換。
三、環(huán)境優(yōu)化技術(shù)：氣流與空間設(shè)計(jì)
氣流組織優(yōu)化
CFD（計(jì)算流體力學(xué)）模擬顯示：雙進(jìn)風(fēng)口+高位回風(fēng)設(shè)計(jì)可使?jié)穸确植季鶆蛐蕴嵘?0%，標(biāo)準(zhǔn)偏差從3.3%降至0.8%。
植物區(qū)布局為多孔介質(zhì)模型，需避免下層區(qū)域氣流停滯導(dǎo)致高濕（濕度>85%）。
熱泵多功能應(yīng)用
夏季夜間：除濕+降溫模式并行，維持溫度23–25℃、濕度70%–80%。
冬季：切換為加溫模式，提高設(shè)備利用率。
四、智能控制策略：動(dòng)態(tài)響應(yīng)環(huán)境變化
VPD（飽和水汽壓差）控制
理想VPD范圍0.5–1.5 kPa，通過調(diào)節(jié)溫濕度設(shè)定值實(shí)現(xiàn)：
高溫時(shí)段：優(yōu)先降溫，輔助除濕（VPD≥1.0 kPa）
高濕時(shí)段：升溫+通風(fēng)（VPD≤0.8 kPa）。
解耦控制系統(tǒng)
前饋補(bǔ)償+RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID：解決溫濕度耦合干擾問題，參數(shù)自整定響應(yīng)速度提升30%。
實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)點(diǎn)布局：每10㎡布置溫濕度傳感器，ZigBee網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，誤差≤±2%。
五、能源管理：降低夏季運(yùn)行成本
分時(shí)運(yùn)行策略：利用夜間低谷電價(jià)運(yùn)行熱泵，白天以通風(fēng)/遮陽為主。
新能源耦合：光伏發(fā)電供給照明與熱泵，減少電網(wǎng)依賴（LED補(bǔ)光能耗比熒光燈低50%）。
文章來源：葉菜俠科技
一、降溫技術(shù)：多途徑協(xié)同控溫
蒸發(fā)降溫
濕簾-風(fēng)機(jī)系統(tǒng)：通過水蒸發(fā)吸熱原理，進(jìn)風(fēng)溫度可降低4–10℃（室外濕度越低效果越顯著）。需注意水質(zhì)過濾以防堵塞，并定期清洗濕簾。
高壓噴霧系統(tǒng)：霧化粒徑需≤30μm（避免葉片沾濕引發(fā)病害），配合循環(huán)風(fēng)扇可均勻降溫2–4℃，同時(shí)提升局部濕度。部分系統(tǒng)支持VPD（飽和水汽壓差）精準(zhǔn)調(diào)控，避免過度加濕。
機(jī)械制冷
熱泵空調(diào)：兼具降溫與除濕功能，COP（能效比）可達(dá)5–8（室外30℃時(shí)）。夜間降溫負(fù)荷較大時(shí)，需根據(jù)負(fù)荷動(dòng)態(tài)調(diào)整熱泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)，避免低負(fù)荷下COP下降。
分層控溫設(shè)計(jì)：針對(duì)垂直栽培架，采用頂部送風(fēng)+層間循環(huán)扇，減少層間溫差（目標(biāo)≤1℃）。
遮陽與通風(fēng)
活動(dòng)遮陽網(wǎng)：反射型遮陽網(wǎng)可阻隔60%–70%太陽輻射，降低熱負(fù)荷。
智能通風(fēng)策略：室外濕度低于室內(nèi)時(shí)啟動(dòng)強(qiáng)制通風(fēng)（如清晨/夜間）；高溫時(shí)段關(guān)閉通風(fēng)口，改用機(jī)械制冷避免熱空氣侵入。
二、除濕技術(shù)：濕度精準(zhǔn)調(diào)控
熱泵除濕
蒸發(fā)器溫度降至5℃以下，冷凝除濕效率達(dá)85%以上，夜間濕度可控制在≤85%。
水資源循環(huán)利用：除濕冷凝水回收率可達(dá)95%（例：2058kg蒸發(fā)水中回收2000kg），顯著降低供水需求。
輔助除濕措施
加熱降濕：短期升溫1–2℃（不超作物耐受上限），可快速降低相對(duì)濕度10%–20%。
固體吸濕劑：如硅膠、氯化鈣，適用于小型空間或應(yīng)急場(chǎng)景，但需定期更換。
三、環(huán)境優(yōu)化技術(shù)：氣流與空間設(shè)計(jì)
氣流組織優(yōu)化
CFD（計(jì)算流體力學(xué)）模擬顯示：雙進(jìn)風(fēng)口+高位回風(fēng)設(shè)計(jì)可使?jié)穸确植季鶆蛐蕴嵘?0%，標(biāo)準(zhǔn)偏差從3.3%降至0.8%。
植物區(qū)布局為多孔介質(zhì)模型，需避免下層區(qū)域氣流停滯導(dǎo)致高濕（濕度>85%）。
熱泵多功能應(yīng)用
夏季夜間：除濕+降溫模式并行，維持溫度23–25℃、濕度70%–80%。
冬季：切換為加溫模式，提高設(shè)備利用率。
四、智能控制策略：動(dòng)態(tài)響應(yīng)環(huán)境變化
VPD（飽和水汽壓差）控制
理想VPD范圍0.5–1.5 kPa，通過調(diào)節(jié)溫濕度設(shè)定值實(shí)現(xiàn)：
高溫時(shí)段：優(yōu)先降溫，輔助除濕（VPD≥1.0 kPa）
高濕時(shí)段：升溫+通風(fēng)（VPD≤0.8 kPa）。
解耦控制系統(tǒng)
前饋補(bǔ)償+RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID：解決溫濕度耦合干擾問題，參數(shù)自整定響應(yīng)速度提升30%。
實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)點(diǎn)布局：每10㎡布置溫濕度傳感器，ZigBee網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，誤差≤±2%。
五、能源管理：降低夏季運(yùn)行成本
分時(shí)運(yùn)行策略：利用夜間低谷電價(jià)運(yùn)行熱泵，白天以通風(fēng)/遮陽為主。
新能源耦合：光伏發(fā)電供給照明與熱泵，減少電網(wǎng)依賴（LED補(bǔ)光能耗比熒光燈低50%）。
文章來源：葉菜俠科技