温室蔬菜高架栽培CO 2 供气负荷计算与设备选型方法
发布时间：2022-01-03 11:09
针对温室CO2供给设备容量设计缺乏相关理论和设备配置的相关规范,在分析CO2恒定浓度控制模型、低浓度控制模型、恒定供气流量控制模型的基础上,探索建立了温室内CO2平衡模型,结合作物对CO2的需求和大型连栋温室蔬菜高架栽培的土壤CO2释放量低等特点,提出了温室CO2施肥供气负荷计算方法;以天然气锅炉的回收烟气和液态CO2为气源,提出了以CO2供应为目标的天然气锅炉功率和液态CO2储液罐容积计算方法,为相应设备的设计选型提供了理论依据。以栽培面积49 200 m2,容积329 640 m3的文洛型温室为案例,采用该文建立模型进行计算表明,在CO2施肥恒定流量控制模式下,设定最低控制CO2体积分数为600×10-6 m3/m3条件下,白天仅需运行...
【文章来源】：农业工程学报. 2020,36(12)北大核心EICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
CO2施肥条件下室内CO2浓度控制模型
CO2浓度恒定控制策略就是以第2阶段的CO2浓度Cs为控制目标，在白天作物光合作用旺盛的时段向温室内供应CO2，保持室内稳定的CO2浓度。但由于作物吸收CO2的强度与温度和光照强度直接相关（图2），除非CO2浓度高于饱和点，否则温度和光照强度的任何变化都会影响CO2的浓度，实际上CO2浓度也在影响着作物的光饱和点。温度、光照强度和CO2浓度与光合作用强度是一种非常复杂的关系，要维持恒定的空气CO2浓度，必须根据光温的变化精准调控CO2的供应。此外，要维持CO2浓度在饱和点以上，实际生产中也是一种不经济的方式，因此这种调控模式在大规模的温室生产中难以实施，只有在严格温光恒定控制的作物生理试验研究中才有可能采用这种供气模式。1.2 CO2低限浓度控制模型
和恒定浓度控制模型不同的是这种控制模型在工程设计中控制逻辑简单、技术成熟、造价低廉，调整CO2浓度设定值，也能保证作物较高的光合作用强度。但这种模型中CO2浓度设定值带有很强的经验性和人为因素，温室中CO2浓度始终处在变化之中，对CO2利用的有效性和经济性缺乏精准的判断。为有效利用CO2，提高作物的光合同化积累，工程设计的控制系统中可根据作物的光合作用模型，按照光合作用强度设计梯级变化的CO2控制策略（图3）。和恒定浓度控制模型相同的是这种控制模型也需要经常调整CO2的供应量，对CO2供气源的要求较高，一般适用于液化CO2供气系统。实际控制中只要在获得CO2浓度低于设定值的信息后打开供气阀门向温室持续供气一定时间后自动关闭阀门即可，是一种间歇式自动控制模式（如图4）。图4 应用低限浓度控制模型的温室内CO2浓度变化
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于离散曲率的温室CO2优化调控模型研究[J]. 胡瑾,田紫薇,汪健康,卢有琦,辛萍萍,张海辉. 农业机械学报. 2019(09)
[2]温室番茄对温度与二氧化碳耦合的响应[J]. 姜慧敏,温祥珍,李亚灵,李夏夏,王楠. 山西农业大学学报(自然科学版). 2018(08)
[3]二氧化碳施肥对樱桃番茄果实发育和品质的影响[J]. 陈珊珊,周业凯,张志明,张敏,汪俏梅. 浙江大学学报(农业与生命科学版). 2018(03)
[4]春秋茬温室番茄光合速率预测模型通用性研究[J]. 殷鉴,刘新英,张漫,李寒. 农业机械学报. 2017(S1)
[5]基于支持向量机-改进型鱼群算法的CO2优化调控模型[J]. 辛萍萍,张珍,王智永,胡瑾,邵志成,张海辉. 农业机械学报. 2017(06)
[6]用13C示踪研究CO2浓度倍增对枸杞光合产物积累的影响[J]. 石元豹,曹兵,宋丽华,汪贵斌. 农业工程学报. 2016(10)
[7]基于BP神经网络算法的温室番茄CO2增施策略优化[J]. 张漫,李婷,季宇寒,沙莎,蒋毅琼,李民赞. 农业机械学报. 2015(08)
[8]温室番茄叶面积与干物质生产的模拟[J]. 倪纪恒,罗卫红,李永秀,戴剑锋,金亮,徐国彬,陈永山,陈春宏,卜崇兴,徐刚. 中国农业科学. 2005(08)
[9]几种主要CO2施肥肥源性能的比较与评价[J]. 魏珉,王秀峰,邢禹贤,张衍鹏,王纪银. 农业工程学报. 2001(03)
[10]增施CO2气肥对温室结球莴苣光合作用影响的综合模型研究[J]. 李萍萍,胡永光,赵玉国,尹学举,毛罕平. 农业工程学报. 2001(03)
硕士论文
[1]基于光温耦合的温室二氧化碳调控系统设计[D]. 周庆珍.西北农林科技大学 2014
本文编号：3566170
【文章来源】：农业工程学报. 2020,36(12)北大核心EICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
CO2施肥条件下室内CO2浓度控制模型
CO2浓度恒定控制策略就是以第2阶段的CO2浓度Cs为控制目标，在白天作物光合作用旺盛的时段向温室内供应CO2，保持室内稳定的CO2浓度。但由于作物吸收CO2的强度与温度和光照强度直接相关（图2），除非CO2浓度高于饱和点，否则温度和光照强度的任何变化都会影响CO2的浓度，实际上CO2浓度也在影响着作物的光饱和点。温度、光照强度和CO2浓度与光合作用强度是一种非常复杂的关系，要维持恒定的空气CO2浓度，必须根据光温的变化精准调控CO2的供应。此外，要维持CO2浓度在饱和点以上，实际生产中也是一种不经济的方式，因此这种调控模式在大规模的温室生产中难以实施，只有在严格温光恒定控制的作物生理试验研究中才有可能采用这种供气模式。1.2 CO2低限浓度控制模型
和恒定浓度控制模型不同的是这种控制模型在工程设计中控制逻辑简单、技术成熟、造价低廉，调整CO2浓度设定值，也能保证作物较高的光合作用强度。但这种模型中CO2浓度设定值带有很强的经验性和人为因素，温室中CO2浓度始终处在变化之中，对CO2利用的有效性和经济性缺乏精准的判断。为有效利用CO2，提高作物的光合同化积累，工程设计的控制系统中可根据作物的光合作用模型，按照光合作用强度设计梯级变化的CO2控制策略（图3）。和恒定浓度控制模型相同的是这种控制模型也需要经常调整CO2的供应量，对CO2供气源的要求较高，一般适用于液化CO2供气系统。实际控制中只要在获得CO2浓度低于设定值的信息后打开供气阀门向温室持续供气一定时间后自动关闭阀门即可，是一种间歇式自动控制模式（如图4）。图4 应用低限浓度控制模型的温室内CO2浓度变化
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于离散曲率的温室CO2优化调控模型研究[J]. 胡瑾,田紫薇,汪健康,卢有琦,辛萍萍,张海辉. 农业机械学报. 2019(09)
[2]温室番茄对温度与二氧化碳耦合的响应[J]. 姜慧敏,温祥珍,李亚灵,李夏夏,王楠. 山西农业大学学报(自然科学版). 2018(08)
[3]二氧化碳施肥对樱桃番茄果实发育和品质的影响[J]. 陈珊珊,周业凯,张志明,张敏,汪俏梅. 浙江大学学报(农业与生命科学版). 2018(03)
[4]春秋茬温室番茄光合速率预测模型通用性研究[J]. 殷鉴,刘新英,张漫,李寒. 农业机械学报. 2017(S1)
[5]基于支持向量机-改进型鱼群算法的CO2优化调控模型[J]. 辛萍萍,张珍,王智永,胡瑾,邵志成,张海辉. 农业机械学报. 2017(06)
[6]用13C示踪研究CO2浓度倍增对枸杞光合产物积累的影响[J]. 石元豹,曹兵,宋丽华,汪贵斌. 农业工程学报. 2016(10)
[7]基于BP神经网络算法的温室番茄CO2增施策略优化[J]. 张漫,李婷,季宇寒,沙莎,蒋毅琼,李民赞. 农业机械学报. 2015(08)
[8]温室番茄叶面积与干物质生产的模拟[J]. 倪纪恒,罗卫红,李永秀,戴剑锋,金亮,徐国彬,陈永山,陈春宏,卜崇兴,徐刚. 中国农业科学. 2005(08)
[9]几种主要CO2施肥肥源性能的比较与评价[J]. 魏珉,王秀峰,邢禹贤,张衍鹏,王纪银. 农业工程学报. 2001(03)
[10]增施CO2气肥对温室结球莴苣光合作用影响的综合模型研究[J]. 李萍萍,胡永光,赵玉国,尹学举,毛罕平. 农业工程学报. 2001(03)
硕士论文
[1]基于光温耦合的温室二氧化碳调控系统设计[D]. 周庆珍.西北农林科技大学 2014
本文编号：3566170
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