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走近半密闭温室系列之二——空气湿度您真的懂吗?

 缘何此生只爱书 2020-07-09

   无论多高大上的技术,都是建立在基本的原理之上。半密闭温室也是利用室内外空气之间的温湿度关系,来进行空气的混合与调节,从而实现更加均一、适宜的种植环境。为了优化半密闭温室(Semi-Greenhouse)的使用,且在最近的研讨会上,大家也对湿度的话题特别感兴趣,今天利用一篇的篇幅与大家一起磨磨刀,阐述一下有关温室内湿度的不同术语和概念。也和大家分享我在10年前做的一个有关湿焓图的小程序,欢迎拍砖。

绝对湿度(AH)单位为g/kg,

定义为:每平方米空气中所含水气的克数,绝对湿度大,空气比较潮湿,绝对湿度小,空气比较干燥

相对湿度(RH),单位为%

定义为:空气中实际水汽压(绝对湿度)与当时温度下饱和水汽压的百分比。相对湿度是个百分数,没有单位。相对湿度越大,表明接近饱和,空气潮湿;相对湿度小,表明当时的空气远没有达到饱和的状态,空气干燥。相对湿度为100%时,空气中水蒸气的实际含量需要是多少取决于温室的温度。我们通常的温湿度传感器得到的湿度值,一般都是根据干湿球温度计计算出来相对湿度。

饱和差Humidity deficit(HD)单位为g/kg,

定义为:当时温度下的饱和水汽压与空气中实际水汽压之间的差值。饱和差越小说明空气越潮湿,饱和差越大说明空气越干燥。

下文中的视频对各个名词有直观的介绍,其中横坐标代表干球温度,纵坐标代表空气中水汽含量(坐标外标注了大气压强),左上方的曲线代表100%相对湿度(即空气中水蒸气饱和状态),下面的曲线与饱和曲线之间的百分比即代表相对湿度为多少,垂直与相对湿度的线代表焓值(kJ/kg)。

示例1:

    我们的温室温度是20摄氏度。目前温室内相对湿度为80%。这意味着目前温室中的AH是11.5 g/kg。饱和湿度(RH = 100%)为14.5 g/kg。为了计算饱和差(HD),我们需要从最大湿度中减去当前的AH,所以14.5-11.5 = 3 g/kg。

示例2:

    我们假设温室的温度为25℃,相对湿度为80%。饱和湿度是多少?即空气中水蒸气的数量达到100%的RH?目前的绝对湿度(AH)是多少?饱和差(HD)是多少呢?

答案:

饱和湿度:20 g/kg(每千克空气含水蒸气)

AH:16 g/kg

HD: 20 - 16 = 4 g/kg

    半密闭温室很重要的原理之一是利用室外空气进行降温以及除湿,所以了解室内外空气的湿度水平非常重要。上一篇文章中介绍了在空气隔间外需要加上额外的室外温湿度传感器,来计算室内外的AH,这也是semi-closed greenhouse得以运营的重要依据。

    和大家分享一个我在10年前本科毕设时做的一个小程序(貌似暴露了年龄)。当时是使用LabView软件进行编程。通过干湿球传感器的数据,从而计算出相对湿度、HD、VPD,露点温度等数值。其中红色框线为植物的生长环境范围,绿色框线为特定作物优化的环境范围,通过驱动相应的环境调控设备,使作物向优化的方向发展。

     这个看起来确实有点粗糙,虚心接受拍砖~但是通过湿焓图的原理,我们已经可以做很多探索。磨刀不误砍柴工,无论多高大上的技术,基本的概念和原理还是要掌握的。湿焓图在您的实际生产中也非常重要,如果你没有现成的热力学教材,也可以在生产中涉及相关信息时登陆以下网址进行查询。(强烈建议收藏)

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