李 鵬，王芳麗

（上海由由農(nóng)業(yè)科技有限公司，上海 200216）

為實現(xiàn)蔬菜周年供應(yīng)，種植者開始使用溫室進行蔬菜生產(chǎn)，隨著人們對優(yōu)質(zhì)安全農(nóng)產(chǎn)品需求的增大，國內(nèi)大規(guī)模生產(chǎn)型溫室越來越多。然而，溫室所在地區(qū)氣候條件一般不能完美滿足蔬菜種植的所有條件，內(nèi)部種植環(huán)境的高度可控性是溫室存在的意義。溫室環(huán)境的可控性一般與運營過程中的能源投入密不可分。溫室常用的能源類型有天然氣、工業(yè)熱水、電能等。天然氣與工業(yè)熱水主要用于溫室的冬季加溫以及除濕。電能一般用于溫室基本設(shè)備如灌溉等系統(tǒng)運行，夏季制冷設(shè)備，冬季補光等。能源占據(jù)溫室整個運營成本較大比例，如何合理使用能源，實現(xiàn)節(jié)能降耗成為了廣大種植者的重點研究內(nèi)容，本文探討了新建溫室的設(shè)備選型以及溫室生產(chǎn)運營過程中的節(jié)能措施。

新建溫室節(jié)能措施

針對溫室新建項目，在前期項目設(shè)備選型時不僅要考慮建設(shè)的投資成本，也要考慮后期的運營成本。在節(jié)能措施方面可以從覆蓋材料、幕布系統(tǒng)、加溫和制冷設(shè)備選型3 方面進行思考。

覆蓋材料

玻璃具有高透光性，大型連棟溫室的覆蓋材料大多為玻璃。在較為寒冷的地區(qū)，種植者可以考慮雙層中空玻璃（圖1）作為覆蓋材料，增加溫室保溫性能。但這也會造成前期建設(shè)成本增加，具體還要根據(jù)實際情況進行分析。

圖1 溫室立面雙層中空玻璃

幕布系統(tǒng)選型

幕布系統(tǒng)是溫室保溫必不可缺的系統(tǒng)，一般有水平幕布系統(tǒng)（圖2），如室內(nèi)的遮陽、保溫幕布，還有垂直幕布系統(tǒng)（圖3），如側(cè)墻幕布。在寒冷的地區(qū)，一方面可以優(yōu)先選擇保溫性能好的幕布型號；另一方面可以增加幕布層數(shù)，北方個別園區(qū)已經(jīng)做到了三層水平幕布用于冬季保溫，并且側(cè)墻配有外保溫幕布或者保溫被。當(dāng)然，額外的硬件設(shè)施一方面會增加建設(shè)成本，另一方面也會遮擋陽光，影響溫室內(nèi)部采光。因此在進行幕布選型時需綜合考慮。

圖2 水平幕布系統(tǒng)

圖3 側(cè)墻幕布

加溫和制冷設(shè)備的選型

溫室內(nèi)部加溫設(shè)備一般為熱水管道（圖4）、熱水盤管（圖5）等，一般加熱熱源為天然氣鍋爐、工業(yè)熱水（圖6～7），若項目造址靠近電廠、熱力公司等，則具備一定能源優(yōu)勢。在選型鍋爐時，可配置鍋爐尾氣冷凝裝置（圖8），類似于傳統(tǒng)鍋爐省煤器，在一定程度上可以提升鍋爐的效率。

圖4 熱水管道

圖5 熱水盤管

圖6 天然氣鍋爐

圖7 工業(yè)熱水換熱站

圖8 尾氣冷凝裝置

夏季制冷設(shè)備一般選用冷水機組（圖9），通過向末端表冷器供約7℃的冷水從而進行溫室的降溫除濕。該設(shè)備一般是消耗電能使熱量從溫度較低的物質(zhì)或環(huán)境轉(zhuǎn)移到溫度較高的物質(zhì)或環(huán)境，從而產(chǎn)生冷源。在該類設(shè)備選型時，可以優(yōu)先選擇能效比高的設(shè)備來節(jié)省運營成本。

圖9 冷水機組

已運營溫室節(jié)能措施

在已運營的溫室項目上，做好節(jié)能措施更是保持行業(yè)競爭力的有效手段，現(xiàn)從降低溫室的熱量損失、檢查保溫幕布系統(tǒng)完好性、最大限度利用好現(xiàn)有的設(shè)備系統(tǒng)三方面進行說明。

降低溫室熱量損失

溫室的熱量損失一般是由于溫室的密封問題造成的，比如說漏風(fēng)漏氣現(xiàn)象（圖10）。常見的位置有門、窗、風(fēng)機、溫室立面與圈梁連接處、設(shè)備穿管處等。這些問題可以通過密封材料進行解決，減少溫室的熱量損失。

圖10 漏風(fēng)漏氣現(xiàn)象

保證保溫幕布系統(tǒng)完整

保溫幕布展開時應(yīng)平整無折疊，無撕裂現(xiàn)象。溫室邊部以及幕布分區(qū)交界處的密封兜應(yīng)完好（圖11）。側(cè)幕布應(yīng)確保工作正常，無縫隙。在寒冷的冬季，溫室的山墻與側(cè)墻是熱量損失最為明顯的位置，如果側(cè)墻幕布出現(xiàn)故障，在冬季掃地風(fēng)的影響下，會大幅度增加溫室能耗，而且也不利于溫室內(nèi)部環(huán)境均一性控制。

圖11 幕布密封兜

利用好現(xiàn)有設(shè)備

溫室運營應(yīng)及時、徹底地做好維修維護工作，包含加熱及制冷系統(tǒng)中各類過濾器（圖12～13），確保加熱以及制冷系統(tǒng)主管線的保溫層完好（圖14），檢查各水系統(tǒng)變頻器的設(shè)置，一般應(yīng)為恒壓控制，無供水需求自動停機。入冬之前應(yīng)將屋面進行清洗（圖15），增加溫室的采光，保證溫室熱量，進而降低能源投入。

圖12 磁袋式過濾器

圖13 Y 型過濾器

圖14 加熱系統(tǒng)管道保溫層

圖15 溫室屋頂清洗

種植管理節(jié)能策略

選用適宜幕布調(diào)控策略

溫室主要散熱位置為溫室的四周立面以及溫室屋頂，所以幕布在夏季制冷降溫以及冬季加溫時候均可起到保持溫度的作用，實現(xiàn)節(jié)能管理。采用玻璃為覆蓋材料的溫室對外傳熱系數(shù)較大，幕布材料通過隔絕玻璃與溫室內(nèi)的空氣，調(diào)整溫室內(nèi)外空氣的綜合傳熱系數(shù)，對于夏季的機械制冷降溫過程以及冬季的加溫過程都有明顯的節(jié)能效果。

在冬季，幕布用于保溫時，可以設(shè)置幕布關(guān)閉的條件為輻照強度以及溫室內(nèi)外溫差。一般冬季由于太陽高度角偏低，夜晚來臨之前可以提前關(guān)閉幕布，比如在冬季關(guān)閉幕布的輻照條件值一般高于其他季節(jié)。在溫室含有兩層不同材質(zhì)的水平幕布的項目中，一般一層主要用于遮陽，另外一層主要用于保溫，但在冬季加溫或者夏季機械降溫時均可以作為保溫幕布使用。冬季幕布用于保溫時，傍晚關(guān)閉的順序宜先展開保溫幕布再展開遮陽幕布，早晨宜先收攏遮陽幕布再收攏保溫幕布。

側(cè)墻幕布可以減少側(cè)墻的熱量損失，在冬季幕布的開啟與關(guān)閉可以根據(jù)太陽光的角度位置進行逐步動作。比如冬季夜晚之前的側(cè)墻幕布保溫，由于太陽的從東至西運動，在陽光不直射的立面，可以提前關(guān)閉進行保溫。比如早晨日出后，先開啟東墻幕布開始采光，南墻、西墻以及北墻保持關(guān)閉；中午左右由于太陽基本上運動至南側(cè)，此時可以關(guān)閉東墻幕布，開啟南墻幕布；下午至傍晚陸續(xù)開啟西墻幕布、關(guān)閉南墻幕布進行保溫等。在較寒冷地區(qū)北墻幕布甚至可以一直保持關(guān)閉狀態(tài)。

合理使用補光燈

有條件的溫室會配置有補光系統(tǒng)，常用的燈具一般為高壓鈉燈以及LED 燈。在用電成本中，除了夏季的機械制冷設(shè)備之外，補光系統(tǒng)是另一大電能消耗系統(tǒng)。在冬季有補光需求時，考慮作物的最長補光時間，可以優(yōu)先考慮在電力谷價時段內(nèi)集中補光，在電力平價時段選擇性補光，而在電力峰價時不補光，從而在滿足作物每天最低光照量的前提下降低電力的綜合電價。在這種情況下需要注意的是要與環(huán)境控制配合控制，比如溫濕度以及灌溉策略一定要與補光策略相匹配，否則將不利于植物的生長，要保持光照與溫度、水分之間的平衡。而且在夜里補光時要注意授粉蜂箱的管理，避免影響熊蜂的授粉效果。

適時使用制冷機系統(tǒng)

制冷機系統(tǒng)與冬季的補光類似，制冷系統(tǒng)一般用于夏季夜間降溫，也可以最大限度利用電力谷價時段開啟。如果項目配置有冷水緩沖罐，在夜間電價低谷時段全負荷開啟冷機，將富余的冷量緩沖在儲冷罐中，也會增加電力谷價時段的利用效率，降低運營成本。

控制營養(yǎng)液液溫

在一些氣候比較惡劣的地區(qū)，比如夏季高溫天氣，降溫成本巨大，同時降溫設(shè)備的局限性往往并不能使室內(nèi)環(huán)境溫度降到理想的區(qū)間，此時可考慮有效控制營養(yǎng)液的液溫。研究表明，營養(yǎng)液的液溫控制好可以降低植株正常生長對空氣溫度的要求，從而可以減少降溫能耗。當(dāng)然關(guān)于這方面的經(jīng)驗數(shù)據(jù)還需要更多的實踐積累與驗證，但也提供了很好的思路。

總結(jié)

由于能源占據(jù)生產(chǎn)運營成本的比重非常大，節(jié)能措施是一個有效的提高農(nóng)產(chǎn)品競爭力的措施。以上從溫室的新項目設(shè)備選型、現(xiàn)有溫室項目的運營以及種植工藝策略管理角度進行了節(jié)能措施的探究，最重要的還是如何最大限度的利用好現(xiàn)有的設(shè)備設(shè)施，從基礎(chǔ)的設(shè)備維修維護至基于自身項目實際情況的科學(xué)管理策略，是廣大種植者思考與努力的方向。