资料

植物工厂内空气相对湿度决定了作物叶面和周围空气之间的水蒸气压力差，影响作物叶面的蒸发。湿度的大小不仅影响作物蒸腾与地面蒸发量，而且还直接影响作物光合强度与病害发生。湿度低，作物叶面蒸发量大，严重时导致根部供水不足，作物体内水分减少，细胞缩小，气孔率降低，光合产物减少;湿度高，作物面的蒸发量小，严重时体内水分过多，导致茎叶增大，影响产量。在25%~80%的相对湿度下，作物能够正常生长。湿度对作物的另一个影响是病虫害，在湿度于90% 时，作物会因高湿而产生病害;在湿度过低时，作物容易发生白粉病及虫害不同的作物对空气中相对湿度的要求也不尽相同，因此应根据不同的作物品种及所处的生长期对空气湿度进行调节。



降湿调节

植物工厂内降湿调控可采用加热、通风和除湿等方法。加热不仅可提高室内温度而且在空气含湿量一定的情况下，相对湿度也会自然下降;适当通风将室外干燥的空气送入室内，排出室内高湿空气也可以降低室内相对湿度;直接采用固态或液态的吸湿剂吸收空气中的水汽也是一种降低空气湿度的方法，但成本相对高一些。为了控制室内过高的相对湿度，植物工厂通常采用以下几种降湿方法。

(1)通风换气降湿植物工厂内造成高湿的主要原因是密闭。为了防止室内高温高湿，可采取强制通风换气的方法，以降低室内湿度。室内相对湿度的控制标准因季节、作物种类不同而异，一般以控制在50%~85%为宜。通风换气量的大小与作物蒸发、蒸腾的大小及室内外的温湿度条件有关。

(2)加温降湿在一定的室外气象条件与室内蒸腾蒸发及换气条件下，室内相对湿度与室内温度成负相关。因此，适当提高室内温度也是降低室内相对湿度的有效措施之一。加温的高低，除作物需要的温度条件外，就湿度控制而言，一般以保持叶片不结露为宜。

(3)热泵降湿利用压缩机对制冷工质压缩做功，使制冷工质通过蒸发器蒸发时从低温热源吸取蒸发潜热，经压缩后再通过高温散热器，将从低温热源吸取的热量与压缩机压缩做功的热量一起放热于高温加热间，这是热泵正常的工作程序。如将热泵的蒸发器置于栽培室，蒸发盘管的温度可降到5℃左右，远低于室内空气的露点温度。空气循环时，室内空气中的水汽大量从蒸发盘管上析出，就可以降低室内空气湿度。据研究，利用热泵降湿，一般可使夜间室内湿度降到85%以下。不仅如此，通过热泵除湿，还可获取大量的冷凝水，据日本千叶大学古在丰树教授的计算，一座植物工厂灌水使用量在2100kg时，其蒸发量会达到2058kg，实际被植物吸收利用的仅有 42kg，如果安装有冷凝除湿装置，可以吸收蒸发水汽2000kg，并通过冷凝后继续回流使用，仅有58kg的水汽通过通风系统或自然泄漏排出室外，这样整座植物工厂的水资源利用效率就达到97%，不仅控制了室内空气湿度，而且还实现了资源的高效利用。

加湿调节

在干燥季节，当室内相对湿度低于40%时，就需要加湿。在一定的风速条件下，适当增加一部分湿度可增大气孔开度，提高作物的光合强度。常用的加湿方法有喷雾加湿与超声波加湿等。超声波加湿不会出现因加湿而打湿叶片的现象，已经在物工厂中广泛使用。



图 3-5 是一款应用于植物工厂的超声波加湿器，系统由相对湿度传感器、水箱、泵、供水管道、稳压器、比例控制器、加湿器和控制电路等组成。加湿用水为去离子水，由水泵将去离子水供至加湿器的汲水盘，根据控制系统给出的信号确定湿度调节状态。湿度的控制采用比例控制(图3-6)，通过设定湿度控制值和比例参数值，当控制湿度系统启动时，环境监控开关S2闭合，加湿机开启;同时，通过ⅡC通讯接口，将比例控制值传递给“IIC-DA模块”输出拟比例信号，模拟比例信号经“比例控制器”控制加湿器的加湿量，实现对植物工厂内相对湿度的比例调控。