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温室大棚采用多联机空调方案

我国人口众多，耕地资源高度紧缺，目前我国人均耕地面积仅有

l.2亩，只及世界人均耕地的32%、美国的10%、澳大利亚的3%。在

不受气候影响的条件下进行农业生产，提高作物生产产量，保证作物

卫生安全，甚至期待在宇宙飞船、航母、月球和其他星球的邀游探索

过程中实现粮食的供给，一直是中国人的梦想，这些梦想随着科技的

进步，政府的支持与关注，伴随着智能温室的出现而成为了可能。

智能温室是一项技术高度密集的产业，利用特制的LED光源取代

太阳光进行24小时不间断光照，从而确保光合作用的最大效果；利

用专用的营养液实现无土栽培：利用合理的CO2浓度控制来实现高效

生产：利用无尘无菌车间种植免洗可食的健康作物。笔者作为暖通行

业设计人员，有幸参与了某智能温室的设计过程从本专业角度，简要

介绍该智能温室内种植车间的采暖系统、通风系统、环境控制等设计

方案。

与城市集中供暖对比，平均节省采暖费接近40%—50%，使用寿

命10万个小时，长达30年，电采暖没有介质，没有跑、冒、滴、漏，

没有腐蚀，没有堵塞，不建锅炉房，换热站，地下不埋设管道，零排

放、零污染，便于维护，是智能温室冬季供暖最佳选择。电采暖工程

的，不烧煤，不用天然气，清洁环保。

智能温室按洁净车间（8级）的要求进行装修布置，人员入口设

置更衣室及风淋室，物料入口设置货淋室及传递窗，人员进入无尘车

间需穿着无尘服。除此之外，智能温室还要求无菌，作物成长过程无

虫害，收获后免洗可食，因此要求每台组合式空调机组内除设置初效、

中效、亚高效过滤段外，还需设置杀菌功能段，并在每个送回风口设

置杀菌网，杜绝通过空调系统带入细菌的隐患。

本工程采用无土栽培方式，种植盘底座内冲注特制营养液，通过

种植盘支架内预设的营养液管将上下层营养液盘连通，并通过营养液

总管将同一作物种植区的营养液供应系统串连成大循环系统，溶液泵

散热、循环管道的摩擦以及LED光的照射会导致营养液温度升高，不

利于作物成长，因此本工程在营养液回收桶内设置特制的冷却盘管，

在冷却盘管内通入循环冷冻水来控制营养液供液温度。

光合作用是植物叶绿素等光合作用器官将CO，和水合成糖及淀

粉等碳水化合物并释放出氧气的过程，呼吸作用是植物线粒体等呼吸

器官吸收氧气及分解有机物而排出CO2并放出能量的生理过程。作物

的光合作用及呼吸作用之间有一个相互平衡的过程，随着生长阶段的

不同，其平衡点就不同。在植物生长的不同时期，除了控制光照强度

外，合理的控制CO2浓度，调节光合作用及呼吸作用的速度，才能达

到目标产量及改善产品品质的要求。因此，在作物的某段特定的生长

期，需要调高或者降低室内CO，浓度。本工程在厂区设置集中的液

态CO，储罐，由室外管路将转换后的气态CO2送至各个生产区，将

CO2供气管设置在组合式空调机组内的送风段，通过空调送风口均匀

送至车间，提升车间内CO2浓度。

并在组合式空调机组回风段上设置排风机，在特定时期排出室内

空气，并由空调箱新风口补充室外新鲜空气来减低室内CO2浓度。

环境安全生产控制

为了实现种植车间内无尘无菌，所有车间内的进出管路均需要设

置杀菌装置，同时通过控制空调系统的送回风量，保证室内相对室外

正压10Pa，杜绝通过围护结构缝隙往室内渗风的隐患。室内CO2浓

度需要控制在合理的范围内，CO2浓度过高，会给工作人员带来生命

威胁。一般情况下，正常植物生长需要的CO，浓度不会威胁到工作

人员的健康。为了实现安全生产，避免室内CO，浓度因设备故障等

因素给工作人员带来的生命威胁，本工程设置了CO，浓度探测及报

警系统，当室内CO2浓度超过人员安全生产的下限值时，通过提前报

警来提示工作人员尽快离场，并启动事故排风系统。

如何减低LED配光系统的能源利用率，通过提高光电转化率来减

低发热量，不在本专业讨论范围。暖通专业设计人员应把降低空调系

统能耗作为出发点，通过技术手段减少光辐射照成的空调冷负荷，由

于水的比热远高于空气，通过与灯具制造厂商的合作，本工程设计选

用带冷却盘管的水冷式灯具，在室外设置多组闭式冷却塔及循环水泵，

将冷却水接入灯具冷却盘管，通过自然冷源带走大部分的灯具发热量，

从而减低空调系统负载，节约生产成本。

合理的空调系统气流组织形式，有效的室内温湿度、营养液温度

及洁净度控制手段，充分利用通风及采暖系统调节室内CO，浓度，

采用闭式冷却塔减低空调系