一种温室大棚除湿装置及除湿方法与流程

1.本发明属于农业用除湿装置技术领域，具体涉及一种温室大棚除湿装置及除湿方法。


背景技术：

2.在温室大棚内栽培植物对环境有着较高的要求，需要对大棚内部的温度和湿度等环境指标进行监控，温度过高或过低，都会对植物的生长造成影响，同时湿度条件也是一个不可忽略的重要因素，湿度过高，会导致灰霉病、霜霉病等病菌的泛滥，不利于植物的生长，当然温室大棚这类设施农业是丰产农业的的进步，冬季供应的蔬菜基本上都来自于温室大棚。温室大棚的农作物生产环境是相对封闭的，其地面蒸发和作物蒸腾产生的水蒸汽大都聚集在温室大棚内部空间，所以内部空间的相对湿度显著高于露地。在果蔬温室大棚内部空气湿度过大，很容易引起大棚作物病害的发生和蔓延，不利于农作物的生长。因此，必须加强对温室大棚的空气湿度的控制。
3.目前，我国日光温室、大棚的实际生产中，常用的除湿方法主要是打开顶窗或侧窗进行自然通风，或辅助简单的排气扇将室内空气强制排出室外达到降低温室内湿度。但是，开窗或强制排风的同时，不可避免地带来温室内气温降低的问题。因此，在寒冷季节，日光温室如何既降低空气湿度又保证室内气温没有较大幅度的降低，是温室除湿面临的主要技术问题。
4.温室大棚的温度控制已经有较为成熟的方法和技术装备，但是湿度控制技术发展比较滞后。目前较常用的温室大棚内的除湿方法有覆盖地膜、地下微灌、人工通风排湿、制冷除湿、加温除湿、干燥剂吸附除湿等方法。
5.现有温室大棚除湿技术存在以下问题：
6.覆盖地膜、地下微灌、人工通风排湿不仅增加了生产成本和劳动量，其除湿效果并不显著。在冬季，温室大棚进行人工通风排湿，冷空气进入温室内会导致温室内的温度大幅降低，伴有大量的热量流失，从而不利于植物生长，所以这种除湿技术也是落后的。
7.制冷除湿，即冷凝除湿，它是应对高温高湿环境的技术方法，其原理是提供冷源，湿热空气遇冷降至露点温度以下，饱和凝结析出水滴，从而达到对空气除湿的目的。热泵循环是常见的冷凝除湿。通过压缩机做功，在蒸发器端吸热，对湿热空气进行冷凝除湿。但是这种方式设备投入高，能源消耗高，在农作物生产没有实用性。
8.干燥剂除湿由于成本高管理麻烦，更无实用价值。
9.加温除湿是提高温室大棚内的温度达到降低相对湿度，这种技术存在的问题不仅是能耗高，除湿效果也不好。
10.还有提出用全热交换器的温室除湿技术，其冷、热两股气流通过全热交换热器时呈现传热、传质现象，也就是湿热气流与新风不仅存在热量交换，还存在水气交换，所以排湿效果较差。同时，也有一些热交换器设置有两个通道，室内的空气经过其中一个通道后再返回至温室内，室外的空气经过另一个通道后再返回至室外；虽然看似可以除湿，但实际上
反而会增加温室内湿度，并不能达到除湿的效果。
11.因此，有必要提供一种安全、环保、生态、经济节能的温室大棚除湿技术。


技术实现要素：

12.针对上述技术问题，本发明提供了一种温室大棚除湿装置及除湿方法，该装置利用空气温差进行冷凝除湿和热回收，可以实现对温室内空气进行通风除湿，并且经济节能。
13.为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
14.一种温室大棚除湿装置，包括壳体和热交换器，所述热交换器设置在壳体内，所述热交换器具有两个互不相通的湿热气流通道和冷新风气流通道；所述壳体上设有空气排入口、废气排出口、新风进入口和新风排出口，所述空气排入口通过湿热气流通道与废气排出口连通，所述新风进入口通过冷新风气流通道与新风排出口连通；所述壳体上设有冷凝水出口，冷凝水出口位于空气排入口与湿热气流通道处，湿热气流通道内的冷凝水通过冷凝水出口排出；
15.所述新风排出口处设有温室新风引入风机；所述废气排出口处设有温室内气体排出风机；
16.温室内的气体依次通过空气排入口和湿热气流通道从废气排出口排出至温室外，热交换器与温室内的气体进行热交换，通过热交换器吸收温室内的气体的热量；
17.温室外的气体依次通过新风进入口和冷新风气流通道从新风排出口排入温室内，温室外的气体与热交换器进行热交换，温室外的气体吸收热交换器的热量。
18.所述废气排出口和新风进入口位于壳体的一侧，且废气排出口位于新风进入口的上方；所述空气排入口和新风排出口位于壳体的另一侧，且空气排入口位于新风排出口的下方；所述湿热气流通道和冷新风气流通道之间呈x字型布置。
19.所述热交换器的材质采用金属。
20.一种温室大棚除湿方法，通过温室内和温室外的空气温差进行冷凝除湿和热回收。
21.将温室内的湿热空气送入热交换器的湿热气流通道排出至温室外，温室内的湿热空气与热交换器换热被冷却至露点产生凝结水；将温室外的冷空气通过热交换器的冷新风气流通道送进温室内，温室外进入的冷空气被热交换器加热。
22.本发明与现有技术相比，具有的有益效果是：
23.本除湿装置中的热交换器使温室内排出的湿热空气被冷却至露点，产生凝结水，同时温室外进入的冷空气被加热，吸收了温室排出的湿热空气的显热和潜热后的冷空气温度大幅上升，接近温室内排出气体的温度，减少了温室内的温度下降程度；在此同时，由于冷空气温度大幅提高，空气容纳水份的能力增强，进入温室后可迅速降低温室内的相对湿度。
24.本除湿装置不仅能够利用湿热空气中的显热，还能够利用其中的潜热，潜热蕴含的能量远超显热，所以除湿效果好，新风进入温室的温度提升幅度大。这样，在除湿的时候仍可以保持温室大棚的温度不明显下降。即克服了传统除湿方式不可避免地带来的温度降低的难题，在保证能够降低室内湿度的同时，又可很少降低室内气温。
25.通过利用冬季温室内外的温差进行除湿，仅需要少量驱动风机的电能，所以使用
成本极低。
附图说明
26.图1是本发明的原理图；
27.其中：1为壳体，2为热交换器，3为空气排入口，4为废气排出口，5为新风进入口，6为新风排出口，7为冷凝水出口，8为温室新风引入风机，9为温室内气体排出风机，10为热交换器废气入口，11为热交换器废气出口，12为热交换器新风入口，13为热交换器新风出口。
具体实施方式
28.下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.如图1所示，一种温室大棚除湿装置，包括壳体1和热交换器2，热交换器2设置在壳体1内，热交换器2具有两个互不相通的湿热气流通道和冷新风气流通道，热交换器2的湿热气流通道和冷新风气流通道彼此隔离，即只有热交换，没有气流的交换。
30.壳体1上设有空气排入口3、废气排出口4、新风进入口5和新风排出口6，空气排入口3通过湿热气流通道与废气排出口4连通，新风进入口5通过冷新风气流通道与新风排出口6连通；壳体1上设有冷凝水出口7，冷凝水出口7位于空气排入口3与湿热气流通道处，湿热气流通道内的冷凝水通过冷凝水出口7排出；新风排出口6处设有温室新风引入风机8；废气排出口4处设有温室内气体排出风机9。
31.温室内的气体依次通过空气排入口3和湿热气流通道从废气排出口4排出至温室外，热交换器2与温室内的气体进行热交换，通过热交换器2吸收温室内的气体的热量；温室外的气体依次通过新风进入口5和冷新风气流通道从新风排出口6排入温室内；温室外的气体与热交换器2进行热交换，温室外的气体吸收热交换器2的热量，提升温度。
32.为了便于描述，湿热气流通道的入口端命名为热交换器废气入口10，湿热气流通道的出口端命名为热交换器废气出口11；冷新风气流通道的入口端命名为热交换器新风入口12，冷新风气流通道的出口端命名为热交换器新风出口13。
33.当需要排湿时，启动温室新风引入风机8和温室内气体排出风机9，一路气流是温室内的湿热空气，该气流从空气排入口3进入后从热交换器废气入口10进入热交换器2的湿热气流通道内；然后经充分热交换，湿热气流冷凝后从热交换器废气出口11流出；最后，再由温室内气体排出风机9抽出，从废气排出口4排出至室外。
34.另一路气流则是室外冷空气气流，该气流经新风进入口5后从热交换器新风入口12进入热交换器2的冷新风气流通道内，然后充分经热交换后，其冷空气的温度得到提高；最后，再由温室新风引入风机8抽出，从新风排出口6排入室内。
35.由于冬季温室大棚内外温差很大，室外冷空气的绝对湿度很低，当新鲜冷空气经热交换器2与室内的湿热空气换热后温度升高，空气更加干燥，新风进入温室后不仅能迅速降低温室大棚内的空气湿度，而且不会导致温室温度的大幅下降。
36.由于冷气流在热交换器2中将湿热气流冷却，湿热气流中所含的水气达到露点，凝
结成水，凝结水逐渐从热交换器废气入口10处流出，然后通过冷凝水出口7排出，冷气流吸收了湿热气流的显热和潜热，温度升高。
37.进一步，废气排出口4和新风进入口5位于壳体1的一侧，且废气排出口4位于新风进入口5的上方；空气排入口3和新风排出口6位于壳体1的另一侧，且空气排入口3位于新风排出口6的下方；采用此种布置方式，利于两股气流的流通。同时，湿热气流通道和冷新风气流通道之间呈x字型布置，可以保证气流之间与热交换器2充分接触，并且倾斜湿热气流通道倾斜设置，利于冷凝水的排出，避免影响气流的流动。
38.进一步，热交换器2的材质采用金属，即热交换通过导热良好薄壁金属进行，只有热交换，没有气流的交换。
39.进一步，本除湿装置还可以连接相应的湿度传感器或者自动化控制系统，实现自动化控制；即可以根据检测到的湿度，来控制开启/关闭温室新风引入风机8和温室内气体排出风机9。对于如何实现自动化控制而言，是本领域技术人员所熟知的，而且是在本除湿装置的基础上，不付出人和创造性的劳动就可以得到的。
40.一种温室大棚除湿方法，通过温室内和温室外的空气温差进行冷凝除湿和热回收。即其工作是利用冬季温室、大棚室内和室外的空气温差进行冷凝除湿和热回收，在对温室内空气进行通风除湿时而尽量少的降低室内温度。
41.进一步，将温室内的湿热空气送入热交换器的湿热气流通道排出至温室外，温室内的湿热空气与热交换器换热被冷却至露点产生凝结水；将温室外的冷空气通过热交换器的冷新风气流通道送进温室内，温室外进入的冷空气被热交换器加热。
42.该方法特别适用于冬季温室大棚保温除湿。在此方法中，温室内排出的湿热空气被冷却至露点，产生凝结水，同时温室外进入的冷空气被加热，吸收了温室排出的湿热空气的显热和潜热后的冷空气温度大幅上升，接近温室内排出气体的温度，减少了温室内的温度下降程度；在此同时，由于冷空气温度大幅提高，空气容纳水份的能力增强，进入温室后可迅速降低温室内的相对湿度。
43.上面仅对本发明的较佳实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本发明的保护范围之内。