如何優(yōu)化葉菜智能植物工廠的通風(fēng)效率
作者: 時間: 2025-10-08
優(yōu)化葉菜智能植物工廠的通風(fēng)效率，是提升環(huán)境均勻性、降低病害風(fēng)險、提高產(chǎn)量與品質(zhì)、節(jié)約能源的關(guān)鍵措施之一。通風(fēng)效率的優(yōu)化不僅僅是“加大風(fēng)量”，而是要從系統(tǒng)設(shè)計、設(shè)備選型、氣流組織、智能控制、環(huán)境協(xié)同等多個維度進(jìn)行系統(tǒng)性改進(jìn)，以實現(xiàn)“精準(zhǔn)通風(fēng)、均勻流通、按需調(diào)控、節(jié)能環(huán)保”的目標(biāo)。
一、通風(fēng)效率優(yōu)化的核心目標(biāo)
優(yōu)化目標(biāo)具體含義空氣流通均勻性確保栽培區(qū)域各處（不同層、不同架、前后左右）溫濕度、CO?濃度、風(fēng)速一致，避免“死角”和“微環(huán)境差異”。環(huán)境參數(shù)穩(wěn)定維持適宜的溫濕度（如20~25°C，60~80% RH）、CO?濃度（如800~1200 ppm），防止局部過熱、過濕或氣體濃度梯度過大。降低病害風(fēng)險減少高濕滯留、冷凝水和空氣不流通引發(fā)的霉菌、霜霉病等病害。提高能源效率避免“過量通風(fēng)”或“無效送風(fēng)”，在滿足需求的前提下減少風(fēng)機功耗與新風(fēng)負(fù)荷。支持高密度種植在多層立體栽培（如5~10層）、高葉菜密植條件下，仍能保持良好通風(fēng)性能。
二、優(yōu)化通風(fēng)效率的關(guān)鍵技術(shù)與方法
一）1.科學(xué)設(shè)計通風(fēng)系統(tǒng)布局
（1）合理選擇通風(fēng)方式
根據(jù)植物工廠類型（如全封閉式、半封閉式、架式栽培、平面栽培等），選擇合適的通風(fēng)策略：
強制循環(huán)通風(fēng)（主流）：使用環(huán)流風(fēng)機、軸流風(fēng)機、管道風(fēng)機，推動空氣在栽培架間循環(huán)，適合多層立體種植。
垂直氣流組織：通過頂部排風(fēng)+底部或側(cè)面進(jìn)風(fēng)，形成“自下而上”的空氣流動，模擬自然對流，有利于熱濕空氣排出。
水平均勻送風(fēng)：在平面栽培或矮層架式中，采用側(cè)送風(fēng)+對側(cè)排風(fēng)，形成穩(wěn)定水平層流，避免葉片直接受風(fēng)沖擊。
分區(qū)通風(fēng)：將栽培區(qū)劃分為多個小區(qū)域，每個區(qū)域獨立送/排風(fēng)，實現(xiàn)“定制化微氣候”。
（2）優(yōu)化風(fēng)機布置與數(shù)量
均勻分布：風(fēng)機應(yīng)沿栽培區(qū)長度、高度方向均勻布置（如每2~3米一臺環(huán)流風(fēng)扇），避免局部風(fēng)速過高或過低。
分層配置：對于5層及以上的立體栽培架，建議每層或隔層設(shè)置小型循環(huán)風(fēng)扇，確保層間空氣流通。
避免直吹葉菜：風(fēng)機出風(fēng)口不要直接對準(zhǔn)植物葉片，以免造成機械損傷或水分過快散失。
二）2.提升氣流組織合理性
（1）形成穩(wěn)定、溫和的空氣流場
目標(biāo)：空氣流速一般為0.1~0.5 m/s（柔和均勻，不吹倒葉片、不引起失水）。
避免“渦流”“死角”“短路”（如進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口過近，空氣未充分流通就排出）。
（2）引導(dǎo)氣流自下而上或穿架流動
推薦氣流方向：從栽培架底部進(jìn)入，從頂部或后端排出，有利于熱濕空氣（集中在上層）及時排除。
對于多層架，可采用“穿架風(fēng)道”設(shè)計，讓空氣從架與架之間流通，提升層間通風(fēng)效率。
三）3.引入智能控制系統(tǒng)，實現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)控
（1）基于傳感器的實時監(jiān)測
安裝溫濕度傳感器、CO?傳感器、風(fēng)速傳感器、光照傳感器，實時獲取栽培區(qū)各位置環(huán)境數(shù)據(jù)。
重點監(jiān)測多層架的上下層差異、前后排差異、區(qū)域微環(huán)境差異。
（2）動態(tài)調(diào)節(jié)風(fēng)機運行
根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)，中央控制系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)：
風(fēng)機轉(zhuǎn)速（變頻控制，節(jié)能又精準(zhǔn)）
開啟/關(guān)閉特定區(qū)域風(fēng)機
調(diào)整進(jìn)風(fēng)與排風(fēng)量比例
實現(xiàn)“按需通風(fēng)、按區(qū)調(diào)控、實時平衡”。
（3）與其它系統(tǒng)聯(lián)動控制
通風(fēng)+空調(diào)/降溫：高溫時聯(lián)合啟動，既換氣又降溫；
通風(fēng)+除濕機：高濕時加強通風(fēng)并啟動除濕，防止結(jié)露與病害；
通風(fēng)+ CO?補給：通風(fēng)時同步補充CO?，避免局部CO?濃度過低。
四）4.優(yōu)化栽培架與空間設(shè)計
（1）架間留足通風(fēng)通道
栽培架之間應(yīng)保留至少30~50 cm的通風(fēng)間隙，避免過于密集導(dǎo)致氣流阻塞。
架體設(shè)計應(yīng)通透、不阻擋風(fēng)向，如采用網(wǎng)格狀、開放式結(jié)構(gòu)。
（2）合理規(guī)劃栽培密度
葉菜種植過密（如株距過小、葉片重疊）會阻礙空氣流通，增加局部濕度，易誘發(fā)病害。
應(yīng)根據(jù)品種、生長階段優(yōu)化株距、行距與層數(shù)，保障通風(fēng)穿透性。
（3）地面與墻面處理
地面應(yīng)平整、防滑、易清潔，避免積水導(dǎo)致濕度過高；
墻面與天花板可使用反光、隔熱、防結(jié)露材料，改善空氣流通與熱輻射環(huán)境。
五）5.引入輔助技術(shù)與節(jié)能策略
（1）熱交換通風(fēng)（HRV）
在寒冷或炎熱地區(qū)，通過熱回收通風(fēng)系統(tǒng)，在新風(fēng)與排風(fēng)之間交換熱量，降低溫控能耗。
（2）垂直氣流優(yōu)化（CFD模擬）
利用計算流體力學(xué)（CFD）仿真技術(shù)，在設(shè)計階段模擬氣流走向、溫度分布、風(fēng)速均勻性，優(yōu)化通風(fēng)布局，避免盲目施工。
（3）變頻風(fēng)機與節(jié)能設(shè)備
采用變頻調(diào)速風(fēng)機，根據(jù)實際需求調(diào)節(jié)功率，相比傳統(tǒng)定頻風(fēng)機節(jié)能30%以上。
選用低噪音、高效率、長壽命的工業(yè)級環(huán)流風(fēng)機，提升系統(tǒng)可靠性。
文章來源：葉菜俠科技
一、通風(fēng)效率優(yōu)化的核心目標(biāo)
優(yōu)化目標(biāo)具體含義空氣流通均勻性確保栽培區(qū)域各處（不同層、不同架、前后左右）溫濕度、CO?濃度、風(fēng)速一致，避免“死角”和“微環(huán)境差異”。環(huán)境參數(shù)穩(wěn)定維持適宜的溫濕度（如20~25°C，60~80% RH）、CO?濃度（如800~1200 ppm），防止局部過熱、過濕或氣體濃度梯度過大。降低病害風(fēng)險減少高濕滯留、冷凝水和空氣不流通引發(fā)的霉菌、霜霉病等病害。提高能源效率避免“過量通風(fēng)”或“無效送風(fēng)”，在滿足需求的前提下減少風(fēng)機功耗與新風(fēng)負(fù)荷。支持高密度種植在多層立體栽培（如5~10層）、高葉菜密植條件下，仍能保持良好通風(fēng)性能。
二、優(yōu)化通風(fēng)效率的關(guān)鍵技術(shù)與方法
一）1.科學(xué)設(shè)計通風(fēng)系統(tǒng)布局
（1）合理選擇通風(fēng)方式
根據(jù)植物工廠類型（如全封閉式、半封閉式、架式栽培、平面栽培等），選擇合適的通風(fēng)策略：
強制循環(huán)通風(fēng)（主流）：使用環(huán)流風(fēng)機、軸流風(fēng)機、管道風(fēng)機，推動空氣在栽培架間循環(huán)，適合多層立體種植。
垂直氣流組織：通過頂部排風(fēng)+底部或側(cè)面進(jìn)風(fēng)，形成“自下而上”的空氣流動，模擬自然對流，有利于熱濕空氣排出。
水平均勻送風(fēng)：在平面栽培或矮層架式中，采用側(cè)送風(fēng)+對側(cè)排風(fēng)，形成穩(wěn)定水平層流，避免葉片直接受風(fēng)沖擊。
分區(qū)通風(fēng)：將栽培區(qū)劃分為多個小區(qū)域，每個區(qū)域獨立送/排風(fēng)，實現(xiàn)“定制化微氣候”。
（2）優(yōu)化風(fēng)機布置與數(shù)量
均勻分布：風(fēng)機應(yīng)沿栽培區(qū)長度、高度方向均勻布置（如每2~3米一臺環(huán)流風(fēng)扇），避免局部風(fēng)速過高或過低。
分層配置：對于5層及以上的立體栽培架，建議每層或隔層設(shè)置小型循環(huán)風(fēng)扇，確保層間空氣流通。
避免直吹葉菜：風(fēng)機出風(fēng)口不要直接對準(zhǔn)植物葉片，以免造成機械損傷或水分過快散失。
二）2.提升氣流組織合理性
（1）形成穩(wěn)定、溫和的空氣流場
目標(biāo)：空氣流速一般為0.1~0.5 m/s（柔和均勻，不吹倒葉片、不引起失水）。
避免“渦流”“死角”“短路”（如進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口過近，空氣未充分流通就排出）。
（2）引導(dǎo)氣流自下而上或穿架流動
推薦氣流方向：從栽培架底部進(jìn)入，從頂部或后端排出，有利于熱濕空氣（集中在上層）及時排除。
對于多層架，可采用“穿架風(fēng)道”設(shè)計，讓空氣從架與架之間流通，提升層間通風(fēng)效率。
三）3.引入智能控制系統(tǒng)，實現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)控
（1）基于傳感器的實時監(jiān)測
安裝溫濕度傳感器、CO?傳感器、風(fēng)速傳感器、光照傳感器，實時獲取栽培區(qū)各位置環(huán)境數(shù)據(jù)。
重點監(jiān)測多層架的上下層差異、前后排差異、區(qū)域微環(huán)境差異。
（2）動態(tài)調(diào)節(jié)風(fēng)機運行
根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)，中央控制系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)：
風(fēng)機轉(zhuǎn)速（變頻控制，節(jié)能又精準(zhǔn)）
開啟/關(guān)閉特定區(qū)域風(fēng)機
調(diào)整進(jìn)風(fēng)與排風(fēng)量比例
實現(xiàn)“按需通風(fēng)、按區(qū)調(diào)控、實時平衡”。
（3）與其它系統(tǒng)聯(lián)動控制
通風(fēng)+空調(diào)/降溫：高溫時聯(lián)合啟動，既換氣又降溫；
通風(fēng)+除濕機：高濕時加強通風(fēng)并啟動除濕，防止結(jié)露與病害；
通風(fēng)+ CO?補給：通風(fēng)時同步補充CO?，避免局部CO?濃度過低。
四）4.優(yōu)化栽培架與空間設(shè)計
（1）架間留足通風(fēng)通道
栽培架之間應(yīng)保留至少30~50 cm的通風(fēng)間隙，避免過于密集導(dǎo)致氣流阻塞。
架體設(shè)計應(yīng)通透、不阻擋風(fēng)向，如采用網(wǎng)格狀、開放式結(jié)構(gòu)。
（2）合理規(guī)劃栽培密度
葉菜種植過密（如株距過小、葉片重疊）會阻礙空氣流通，增加局部濕度，易誘發(fā)病害。
應(yīng)根據(jù)品種、生長階段優(yōu)化株距、行距與層數(shù)，保障通風(fēng)穿透性。
（3）地面與墻面處理
地面應(yīng)平整、防滑、易清潔，避免積水導(dǎo)致濕度過高；
墻面與天花板可使用反光、隔熱、防結(jié)露材料，改善空氣流通與熱輻射環(huán)境。
五）5.引入輔助技術(shù)與節(jié)能策略
（1）熱交換通風(fēng)（HRV）
在寒冷或炎熱地區(qū)，通過熱回收通風(fēng)系統(tǒng)，在新風(fēng)與排風(fēng)之間交換熱量，降低溫控能耗。
（2）垂直氣流優(yōu)化（CFD模擬）
利用計算流體力學(xué)（CFD）仿真技術(shù)，在設(shè)計階段模擬氣流走向、溫度分布、風(fēng)速均勻性，優(yōu)化通風(fēng)布局，避免盲目施工。
（3）變頻風(fēng)機與節(jié)能設(shè)備
采用變頻調(diào)速風(fēng)機，根據(jù)實際需求調(diào)節(jié)功率，相比傳統(tǒng)定頻風(fēng)機節(jié)能30%以上。
選用低噪音、高效率、長壽命的工業(yè)級環(huán)流風(fēng)機，提升系統(tǒng)可靠性。
文章來源：葉菜俠科技