用于除湿温室空气的装置和方法以及温室制造方法及图纸

一种用于干燥和冷却温室空气的系统，该系统包括水分配装置（１），通过该水分配装置（１），能在没有单独的冷凝室、结构和鼓风机的情况下将比温室的露点温度更冷的水直接喷射到其空气空间中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于干燥和冷却温室空气的系统和方法以及配备 有根据本专利技术的系统的温室。
技术介绍
在现代的温室生产中，目标是控制温室中的气候以使其尽可能接 近地与植物生长的最佳条件一致。在最佳生长条件中，取决于所栽培的植物和场合，温室中的温度是大约18 — 3(TC，空气湿度是大约60 — 90%，并且二氧化碳含量在1000ppm以上。生长的最佳条件需要对空 气温度、湿度和二氧化碳含量的良好控制。正在普遍使用温室，其中通过通风口和/或鼓风机来控制气候。在 这种情况下，通过通风将由太阳辐射产生的多余热量移除。在芬兰在 一年的大约8个月中，也至少部分地需要通风。通过以尽可能细的雾的形式将水喷射到温室中来增强温室空气的 冷却。当使用喷射时，蒸发的水结合来自温室空气的热量并增加空气 的湿度。当使用喷射时，典型地喷射0.1 — 0.5升/1112温室/11。用于冷却 温室空气的喷射的有效使用通常还需要用于从温室移除湿空气的通风 和继续喷射。当给予最大好处的高辐射水平盛行时，在当前的温室中不能维持 对植物生长最佳的二氧化碳水平。随着通风空气逸出的二氧化碳会将 所需的二氧化碳数量增加到如此高水平以致于其配量(dosing)的成本 效益不经济。因而，当高辐射水平盛行时，在对于植物生长最好的条 件中通常不得不在二氧化碳水平含量上满足于室外空气水平(大约"Oppm)而不是对于植物生长优选的二氧化碳水平(500ppm — 1500ppm)。由于前述原因，在当前的温室中，当辐射水平为高时，植 物生长通常仍然显著低于如果温室空气的二氧化碳水平也保持得高时 能实现的植物生长。例如在芬兰，当辐射水平高时，通常在晚冬获得 最好的生长结果，并且外部空气如此冷以致于不必通过通风来冷却温 室，并因此能在温室中维持增加的二氧化碳水平。在较温暖的气候条 件下，通常不会获得像这样高的生长结果。由于上述情况，所以近年来在世界范围内都进行尝试以开发不同 类型的封闭式温室解决方案。在封闭式温室中，内部空气几乎完全与 室外空气隔绝，既不通过通风口放入室外空气，也不通过鼓风机将室 外空气吹入温室，但通过其他装置将多余的热量移除。通过技术生产 提供植物所需的二氧化碳并且将其含量优选地增加到500—1500ppm 的最小水平。由于可最佳控制的气候，所以认为封闭式温室是用于植 物生长的理想解决方案。已经提交了几个关于温室系统的国际专利，其中根据封闭式系统 至少部分地实现了气候控制专利NO.EP 0517432A1提出了一种蓄热器，其收集每日的太阳能 并且在夜间将其放出， 一部分用于加热温室， 一部分放出到较冷的夜 晚空气中。在这种情况下，对于1000平方米的温室来说，蓄热器的尺 寸必须是大约400立方米，这将系统的投资成本增加到经济上无利可 图的水平。在所述专利公开的方法中，如许多其他方法中那样，温室 空气的冷却发生在位于温室之外的单独的热交换器中，通常通过普通 的鼓风机将温室空气输送到该热交换器中，并且冷却了的温室空气从 该热交换器返回到温室中。作为现有技术，还参考美国专利N0.4044078，其公开了一种为了 冷却存储空间而开发的装置，其中逆着鼓风通过格子框架(grating frame)从上方喷射冷水并通过外部的冷却器来冷却被加热的水，在该装置中基本上也是用于使空气冷却的单独的设备和鼓风机。美国专利NO.4707995公开了一种用于控制温室中的空气湿度和 温度的系统，其操作是基于利用自然的、浓縮的盐水来除湿。如在上 述解决方案中那样，空气被输送通过喷水口并且在装置之外回收处理 过的水。该装置通常不适合于冷却温室或给温室除湿。1992年5月21日公开的日本专利N0.4148123A公开了一种解决 方案，其中将空气吹入从上方喷射的水中，想要让空气与在内部喷射 的水进行热交换接触。1990年4月17日公开的日本专利NO.2104222也直接利用水和空 气之间的热交换以便冷却温室空气。装置包括通过冷的地下水起作用 的热交换器，通过热交换器在夜间冷却温室，其中空气从上方进入并 且在装置底部移除湿气。系统用于夜间冷却并且未强大到足以在白天 从封闭式温室移除热量。在输送温室空气以便在单独的冷凝器或热交换器中冷却的方法 中，出现的中心问题是用于移动温室空气所需的高鼓风机功率，由于 所需的鼓风机功率，鼓风机一般总体上占据投资和设备的运行成本的 相当大的份额，大功率鼓风机的使用也是温室中及其附近的相当大的 噪声源。除了上述解决方案之外，在封闭式温室的一些实施中，用普通的 热泵技术实现冷却。在这个解决方案中，设备的成本水平非常高，因 为在高辐射水平期间所需的冷却能力很高(最高500—1000W/m2温室)。就投资成本并且还部分地就运行成本而言，用于冷却和干燥封闭 式温室中的空气的所有当前解决方案都是非常昂贵的，这就是所提出的解决方案迄今为止除了在试验的基础上构造的一些应用之外还没有 在温室栽培中实际投入使用的原因。
技术实现思路
在本专利申请中描述了一专利技术，通过该专利技术，基本上能以比早期 的解决方案中更经济的方式实现封闭式或部分封闭式温室中的空气的 干燥和冷却。在根据本专利技术的系统和方法中，通过将比空气的露点温度更冷的 水直接喷射到温室空气空间中和通过允许它作为水滴下落或通过使它 流入室的空气空间中，进行温室空气的除湿和冷却，以这种方式，使 湿气冷凝并使热量从温室空气传递到水中。本专利技术的特征是 在根据本专利技术的系统和方法中，将冷却水直接输送到温室的空 气空间中，这意味着不需要单独的冷凝器和热交换器，温室的整个空 气空间充当冷凝器空间。因为在温室的空气空间中立即发生冷却，所 以在根据本专利技术的解决方案中也不需要用于移动待冷却空气的鼓风 机。由所喷射的水的运动、空气的冷却、温室中空气的固有运动或传 统上用来使温室空气空间循环的低功率鼓风机所引起的气流使温室中 的湿度和温度差平均，因此从植物生长的观点，温室中的气候保持足 够恒定。*所使用的水的量非常高，典型地100 — 500升(至少50升)/m2 温室/h，而基于喷射的当前的冷却系统典型地使用的水的量低于l升/m2 温室/h。*然而所使用的水的温度低，优选地0-15°C，使得即使在下落通 过空气之后，水的温度将至多升高到所期望的露点温度。，根据本专利技术的系统不同于传统的喷射装置和系统，因为所使用 的水的量很高(成百上千倍)并且水的温度低，这意味着热量和湿度 都受喷射到温室空气中的水的约束。在传统的喷射中，目标是使水蒸发到温室空气中，因此温室空气 的湿度增加并且温度与水的蒸发温度成比例地降低，因而持续的喷射 需要通过通风从温室中移除多余的湿气。在优选实施例中，通过喷射相对高湿度水平(优选地超过70%RH) 的温室空气并同时通过本专利技术的设备和方法有效地冷却温室空气和使 来自空气的湿气冷凝，传统的喷射可以通过维护来与根据本专利技术的温 室空气干燥和冷却系统结合起来。这将使空气干燥并允许喷射继续而 不必通过通风减小湿度。如果在温室中有这样一种发展(growth)，即 温室能蒸发足够的水，则能放弃喷射并且能单独使用根据本专利技术的方 法和设备来移除多余的湿气和冷却温室空气。在第二优选实施例中，通过调节冷却水的温度使其与所期望的湿 度和温度的空气的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于干燥和冷却温室空气的系统，其特征在于所述系统包括水分配装置（１），通过所述水分配装置，能在没有单独的冷凝器室、结构和鼓风机的情况下将比所述温室的露点温度更冷的水直接喷射到所述温室的空气空间中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：马尔库豪基奥亚，尤卡胡图宁，埃斯科胡赫塔科伊维斯托，
申请(专利权)人：碧奥兰公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]