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高壓噴霧系統(tǒng)指利用高壓噴霧主機將經(jīng)過精密過濾處理的水，輸送到造霧專用高壓管網(wǎng)，最后到達造霧專用噴頭噴出成霧的系統(tǒng)。高壓噴霧系統(tǒng)在設施農(nóng)業(yè)中主要應用在設施農(nóng)業(yè)降溫、加濕、植保以及景觀等方面。

其中，設施溫室降溫時依據(jù)地域的氣候條件、系統(tǒng)投資、后期維護費用、運行費用、降溫效果以及對溫室濕度的影響等各種因素，來綜合考慮高壓噴霧系統(tǒng)與其他降溫方式配合降溫，以期達到最佳效果。

1-高壓噴霧系統(tǒng)簡介

高壓噴霧系統(tǒng)指利用高壓噴霧主機將經(jīng)過精密過濾處理的水，輸送到造霧專用高壓管網(wǎng)（耐壓14MPa），最后到達造霧專用噴頭噴出成霧的系統(tǒng)。高壓霧化系統(tǒng)的工作原理是高壓水從微孔中噴出并與固體發(fā)生碰撞，便形成水霧。將加壓（大于4Mpa）后的水經(jīng)耐高壓輸送管線由專業(yè)噴嘴將其霧化，產(chǎn)生0.10μm ~15μm 的微霧顆粒，使其能夠迅速從空氣中吸收熱量完成汽化并擴散，從而達到空氣加濕、降溫的目的。

2-高壓噴霧系統(tǒng)在設施農(nóng)業(yè)中的應用

高壓噴霧系統(tǒng)在設施農(nóng)業(yè)中主要應用在設施農(nóng)業(yè)降溫、加濕、植保以及景觀等方面。

2.1 設施農(nóng)業(yè)降溫

溫室屬于半封閉系統(tǒng)，在夏季可達到40℃以上的高溫，嚴重制約溫室作物的生長發(fā)育。因此，可應用高壓噴霧系統(tǒng)對溫室進行快速有效地降溫，通風良好、相對濕度較低的溫室尤為適用，輔以其他降溫方式（如遮陽網(wǎng)、通風），降溫效果更佳，可降溫3-8℃[1-3]。

隨著溫室工程技術的發(fā)展，溫室降溫方法眾多，各有利弊，而多種降溫方法聯(lián)合使用往往最經(jīng)濟和最有效。

2.1.1溫室降溫方法對比

自然通風降溫適合單棟小型溫室，利用設施內(nèi)外的氣溫差產(chǎn)生的重力達到換氣的目的，降溫效果可達到室內(nèi)外溫差3~5℃。自然通風降溫主要考慮當?shù)氐氖彝鉁囟?、頂窗、側窗的位置及?shù)量。底窗/側窗進氣，冷氣流進室內(nèi)，將熱空氣向上頂，天窗排氣。一般室外溫度不過超過30℃時只依靠自然通風即可達到降溫目的，但是室外溫度過超過30℃時還需要配合其他方式進行降溫。

機械通風降溫適用于連棟溫室。在通風的入口和出口增加動力扇，使室內(nèi)外產(chǎn)生壓力差，形成冷熱空氣的對流，從而達到通風換氣降溫的目的。用排氣扇對溫室強制通風比自然通風降溫低3~5℃。機械通風降溫要求溫室的進氣口面積要很大，否則溫室內(nèi)的氣流流向不一致，溫度分布不均勻。機械通風效果較顯著，能耗也較大，往往和濕簾一起綜合使用降溫。

遮光降溫，即主要采用遮陽網(wǎng)進行遮光降溫。降溫效果在一定程度上取決于遮陽網(wǎng)的遮光率。遮陽網(wǎng)的遮陽率不同，根據(jù)植物的種類及植物對陽光的需求來確定遮陽網(wǎng)，遮光20%~30%時，室溫降低4~6℃。遮陽網(wǎng)包括外遮陽和內(nèi)遮陽，內(nèi)遮陽降溫采用銀灰色的遮陽網(wǎng)，還可以兼做保溫幕。內(nèi)遮陽系統(tǒng)可以阻隔部分陽光進入溫室，有效降低太陽輻射的強度，被內(nèi)遮陽網(wǎng)阻隔在溫室上部的熱空氣，可通過頂部天窗或排風扇排出室外，進而達到降溫目的。采用遮光法可降溫、不易增濕，但是降溫慢、降溫幅度不均勻。

濕簾—風機降溫系統(tǒng)，是現(xiàn)代溫室的通用設備，適用于我國各地，利用水分蒸發(fā)吸熱的原理進行降溫。一般濕簾安裝在溫室的北側，風機安裝在溫室的南側，通過控制系統(tǒng)啟動風機，將室內(nèi)的空氣強行抽出，造成負壓；同時水泵將水打在濕簾上，室外的空氣被負壓吸入室內(nèi)并穿過濕簾的縫隙，導致濕簾上的水分蒸發(fā)、降溫，冷空氣流經(jīng)溫室整個空間，吸收室內(nèi)熱量后經(jīng)風機排出室外，從而達到降溫的目的。在夏季高溫天氣，該系統(tǒng)可降溫4-7℃[4]。該系統(tǒng)具有降溫效果好、操作簡單、使用壽命長等特點，通過濕潤凈化的空氣更有利于室內(nèi)作物的生長。濕簾風機降溫系統(tǒng)對水質(zhì)要求比較高，硬水需要經(jīng)過軟化處理后才可使用，以免鈣鎂離子在濕簾縫隙中結垢堵塞濕簾；空氣中的塵埃顆粒也會沉積在濕簾上，時間久了導致濕簾堵塞，故水簾需定期更換；濕簾風機降溫系統(tǒng)投資較大，日常運行費用較高。

高壓噴霧降溫也稱冷霧降溫，適用于通風良好的溫室，利用微小霧滴快速蒸發(fā)吸熱的原理進行降溫。水經(jīng)過過濾系統(tǒng)處理，進入高壓泵加壓（大于4Mpa），再通過特殊材質(zhì)的管路輸送到特種高壓霧化噴嘴進行釋放，形成15μm以下的細霧滴，霧滴逐漸彌漫整個溫室懸浮在空氣中，迅速蒸發(fā)降溫，并且不浸濕地面。高壓霧化降溫效率達95%，而濕簾風機降溫效率80%[5]，所以高壓霧化降溫比濕簾風機降溫效果更佳。由于高壓霧化霧滴顆粒小，用水量少，作物發(fā)病率的可能性小。高壓噴霧系統(tǒng)需要增壓泵和輸送高壓銅管，投資成本相對較高，日常運行費用較高；水源需要過濾處理，否則極易堵塞霧化噴頭。

2.1.2 降溫方法聯(lián)合使用效果

以7、8月份為例，溫室外溫度通常在30~40℃左右，若僅依靠單純的自然通風、遮陽網(wǎng)或機械通風，降溫效果不明顯，根本無法滿足作物的生長要求，所以必須綜合采取多種方式來實現(xiàn)降溫的目的。采用何種降溫方式組合，依據(jù)地域的氣候條件、系統(tǒng)投資、后期維護費用、運行費用、降溫效果以及對溫室濕度的影響等各種因素來綜合考慮決定。胡建等經(jīng)研究，采用濕墊一風機降溫系統(tǒng)+外遮陽可使溫室內(nèi)溫度降低4~8℃，相對濕度增加5%~10%；采用高壓噴霧降溫系統(tǒng)+外遮陽，溫室內(nèi)溫度可降低5~9℃，相對濕度增加3%~6%，在重慶采用濕墊一風機降溫系統(tǒng)的效果較為理想[6]。冉春雨等對長春市一大規(guī)模玻璃溫室夏季降溫問題進行了研究，建議“細霧+風機”綜合系統(tǒng)作為首選方案[7]。楊春健通過結構理論分析和實踐經(jīng)驗總結，南方溫室的通風降溫設施可根據(jù)自身的條件進行選擇：①經(jīng)濟型，單棟溫室+平鋪式外遮陽網(wǎng)；②實用型，頂側開窗的聯(lián)棟溫室+平鋪式外陽網(wǎng)+強制通風+噴霧降溫；③先進型，頂部開窗的連棟溫室+平鋪式外遮陽網(wǎng)+濕簾-風機降溫系統(tǒng)[8]。

2.2 設施農(nóng)業(yè)加濕

高壓噴霧系統(tǒng)可通過微米級的細霧增加濕度，專門應用于育苗、繁種、食用菌及溫室種植，可促進扦插苗快速地生根，提高種子的發(fā)芽率及組培的成活率。白瑪玉珍等采用不同育苗方法對比試驗發(fā)現(xiàn)，大棚霧化扦插苗技術繁育藏青楊苗成活率最高，育苗速度最快，苗木長勢最好。

2.3 設施農(nóng)業(yè)植保

在高壓噴霧系統(tǒng)的水箱內(nèi)加入適宜濃度的藥物混合后，可隨在溫室中進行霧化噴灑，藥物噴灑均勻，有效預防和治療病蟲害。

2.4 設施農(nóng)業(yè)造景

以科普、科技示范、觀光為主流的大型連棟或者室外，均可采用高壓噴霧系統(tǒng)進行造景，以農(nóng)業(yè)嘉年華為例，人造霧景觀仙氣迷人，深受游客喜愛。

3-高壓噴霧系統(tǒng)使用建議

根據(jù)工程項目施工經(jīng)驗及降溫數(shù)據(jù)，在使用高壓噴霧系統(tǒng)時有如下幾點建議：

（1）高壓噴霧系統(tǒng)配合通風系統(tǒng)綜合使用（高壓噴霧系統(tǒng)+自然通風+機械通風），微小霧滴在蒸發(fā)過程中大量吸熱，同時中和空氣中的過量正離子，增加負離子，通風系統(tǒng)將潮濕空氣排出室外，有效地調(diào)節(jié)溫度和濕度，從而更加有效地降溫。

（2）水源必須經(jīng)過凈化處理，可提前測定水源的水質(zhì)情況，依據(jù)水質(zhì)指標進行軟化處理、反滲透處理等，再進入高壓噴霧系統(tǒng)，否則高壓霧化噴頭極易堵塞，后續(xù)維護或更換噴頭增加成本。

（3）使用高壓噴霧系統(tǒng)噴施藥劑或者電解水之后，需要開機運行噴灑清水以清洗霧化噴頭，防止藥劑等堵塞噴頭。

（4）應用于景觀造景時，注意霧化管道跟周圍景觀進行匹配渲染處理，達到更加自然的效果。

（5）為了控制適當?shù)臐穸?，高壓噴霧系統(tǒng)可進行定時等自動化控制，操作管理更加便捷。

4-高壓噴霧系統(tǒng)在設施農(nóng)業(yè)的應用案例

高壓噴霧系統(tǒng)適用于通風良好的連棟溫室或者日光溫室，夏季高溫季節(jié)高壓噴霧系統(tǒng)+自然通風可降溫3-8℃。

高壓噴霧系統(tǒng)作為商品應用在科研領域及工程項目中，通過實踐應用反饋一些技術中的不足，促使該技術不斷完善。重視水源水質(zhì)的處理，是解決高壓噴霧系統(tǒng)噴頭易堵塞的關鍵；通過科研及應用測試，所得經(jīng)驗可通過定時開關設備得到較為理想的降溫效果；根據(jù)植物生長需求配置環(huán)境監(jiān)測傳感器進行智能控制可進一步提升降溫加濕效果，也是該技術未來發(fā)展方向的一個重點。隨著該技術不斷完善成熟，高壓噴霧系統(tǒng)將會在設施農(nóng)業(yè)及更多領域迅速推廣應用。