配合使用蒸發(fā)冷卻法

　　本省之高溫期長達八個月以上，就算溫室內(nèi)溫度可降至與外溫相同，其溫度仍然偏高。加濕（蒸發(fā)）冷卻方式為進一級的降溫方式，常見者有風(fēng)機濕簾 ( 水墻) 法(Fan and Pad)、風(fēng)機水霧法(Fanand Mist) 及風(fēng)機微霧法(Fan and Fog)。前二者之降溫極限為外界空氣之濕球溫度，末者之降溫極限則為原來內(nèi)部空氣之濕球溫度。
　　
　�。ㄒ唬L(fēng)機濕簾法與風(fēng)機水霧法風(fēng)機濕簾( 水墻) 法之設(shè)計優(yōu)良者其效率在75 - 85 % （如圖5-3 ），風(fēng)量過大、風(fēng)速過高，將降低空氣與濕簾之接觸時間，效率反而下降。水墻之安置可有多種方法（圖5-4 ），一般以直立式較為常見。

圖 5-3 典型的風(fēng)機濕簾（水墻）法, 濕簾部份設(shè)計圖

　　依據(jù)所噴出之水珠大小，風(fēng)機水霧法又分為水霧(mist)與細霧(micromist)；其顆粒大小分別為1 mm 與0.1 mm。由於水霧之顆粒較大，噴出之后很快就落至植株體上或著地，是以蒸發(fā)效果不好，后者大約只有50%的水份能有效蒸發(fā)帶走蒸發(fā)潛熱，前者能帶走的熱更少。更有甚者，前者可能造成過濕而導(dǎo)致植株的腐敗，使用上不可不慎。
　　
　　風(fēng)機濕簾法與風(fēng)機水霧法之水墻與水霧產(chǎn)生設(shè)備通常只安裝在溫室之一側(cè)（圖 5-5 ），是以無可避免的溫室內(nèi)會有溫度梯度的現(xiàn)象。風(fēng)機微霧法通常有多重『水線』，譬若在吸氣口側(cè)廣設(shè)預(yù)冷水線，在室內(nèi)氣流之中途設(shè)再冷水線（如圖 5-6 ），一般降溫效果較佳且均勻。設(shè)計良好之風(fēng)機微霧型降溫設(shè)備可將溫室溫度降至同於外界大氣之濕球溫度。噴霧系統(tǒng)的降溫能力除了與噴嘴的效率相關(guān)之外，其噴水量是否適量亦是一重要關(guān)鍵，圖 5-7 所示分別為水量不足與水量充足之同一噴霧設(shè)施之降溫能力比較。
　　
　　臺灣為亞熱帶地區(qū)海島，一般皆會直覺的認為一定是高溫高濕，非常不利於采用加濕（蒸發(fā)）冷卻方式進行降溫，然而在正午及午后的高溫時段，空氣之相對濕度通常只有約50 % （如圖5-8 ），整天的濕球溫度均保持在25 ℃左右。是以在較需降溫之同時，風(fēng)機濕簾(水墻)、風(fēng)機水霧及風(fēng)機微霧等三種蒸發(fā)冷卻式降溫方法仍有其可發(fā)揮之處。本省目前以風(fēng)機濕簾法較為大眾熟悉，此系統(tǒng)在使用時需注意維持溫室之氣密性，必需使進入溫室之空氣全都經(jīng)過水墻才能發(fā)揮蒸發(fā)冷卻效果。

圖 5-9 小型吹入式蒸發(fā)冷卻單元機

　　小型溫室可採用小型吹入式蒸發(fā)冷卻單元機如圖5-9所示（Nelson,1985 ），其構(gòu)造與基本原理與今日市面上有售之涼風(fēng)扇相同，基本上是將水墻與風(fēng)扇安裝於同一單元，空氣經(jīng)過水墻被風(fēng)機吹入溫室。目前本省已有相類似的產(chǎn)品問世。

　�。ǘ�、結(jié)合水墻法與水霧法的噴水夾板墻設(shè)計

　　Luchow 與Zabeltitz （1992 ）的實驗探討噴出之水珠與空氣流向?qū)禍匦Ч绊憽?br>

圖 5-10 結(jié)合風(fēng)機水墻法與風(fēng)機水霧法的噴水夾板墻示意圖

　　如圖5-10之噴水夾板墻法，此系統(tǒng)之特色在空氣與水霧之接觸時間頗長，噴嘴分別安裝於兩夾層，空氣流經(jīng)兩夾層，在一邊噴出之水珠與空氣流向為同向（Con-currentFlow ），另一邊則為反向（Counter-current Flow）�？諝馔ㄟ^此噴水側(cè)之降溫效率（β）可采水墻效率之計算公式。
　　
　　Ti - Taβ = ─────Ti - Tw其中，Ti，Ta如圖5-10 所示，分別為進入與離開噴水側(cè)之空氣溫度，Tw則為外界空氣之濕球溫度。Luchow 與Zabeltitz 探討以下三種情況之降溫效率，簡列如下：
　　
　　使用單列水管，空氣流向與噴嘴噴水之方向相同，使用單列水管，空氣流向與噴嘴噴水之方向相反，使用雙列水管，空氣流向與噴嘴噴水之方向先相同再相反。
　　
　　第二者優(yōu)於較好者的原因在於第二者中空氣與水珠之接觸時間較長，當(dāng)較好者之水壓為0.5 MPa （約5 個大氣壓）而第二者之水壓為0.2 MPa （2 個大氣壓）時，二者之降溫效果相差不多，但很明顯的，由於較好者使用之水壓較高，其初始與操作成本皆要比第二者高出許多。第三者使用之水量為前二者之兩倍，其降溫效果為較佳是可預(yù)見的。
　　
　　作者考慮用水量，降溫效果與安裝成本得到的結(jié)論為第二者較佳。此系統(tǒng)的較大好處在成本低廉，安裝、維修容易且效率比水墻高。此處所謂之效率系指噴水側(cè)之降溫效率。效率為100% 代表離開噴水側(cè)進入溫室之空氣溫度為同於大氣之濕球溫度。
　　
　　本省在高濕高熱之夏季當(dāng)可采用此系統(tǒng)，若經(jīng)費不缺，可采用前述之第三種設(shè)計，其效果會比水墻好，成本也較低廉。
　　
　　（三）、風(fēng)機微霧法風(fēng)機微霧法簡稱噴霧法（ fogging ）， 此類系統(tǒng)的使用早已存在，卻是直到較近才廣泛被應(yīng)用在溫室中。噴霧系統(tǒng)所噴出之霧氣（fog ）是由水蒸氣和極細小的水滴所組成的。傳統(tǒng)的霧氣產(chǎn)生方式是水經(jīng)由高壓過程通過極小的洞（噴嘴）所產(chǎn)生的「云（ cloud ）」。就理想狀況而言，「云」應(yīng)該能懸浮在空中，且維持一段時間，是以能完全蒸發(fā)。另外，霧氣的產(chǎn)生亦可透過超音波振蕩方式或旋轉(zhuǎn)離心方式產(chǎn)生。
　　
　　噴霧方式所產(chǎn)生霧氣之顆粒大小是由噴嘴的管徑和水壓的大小來決定的。 我們這里所指的霧氣（ fog ）和薄霧（ mist ）并不相同。薄霧的水滴比霧氣的大且較重，而且會造成潮濕。霧氣起初是呈現(xiàn)懸浮的狀態(tài)，較后會蒸發(fā)掉，若空氣含水程度已達飽和，則其會再變成水滴。圖 5-11 所示為溫濕度與顆粒大小對水珠蒸發(fā)前所能移動之距離的影響。
　　
　　傳統(tǒng)的風(fēng)機水霧法與風(fēng)機微霧法都使用噴嘴，其對水質(zhì)與水壓之要求均高， 前者之水壓需求在 10～14 大氣壓之間， 后者則維持在35 大氣壓或以上； 基於高壓之需求，管路之材質(zhì)與噴嘴之要求均較高，相對的成本亦較高。
　　

圖 5-11 溫濕度與顆粒大小對水珠蒸發(fā)前所移動之距離的影響

　　旋轉(zhuǎn)離心式噴霧機配合風(fēng)機之使用為新式之風(fēng)機微霧法。此方法對水質(zhì)與水壓的要求不高為其較大優(yōu)點。 其產(chǎn)生之霧粒大小約為 43微米， 若噴霧機可懸吊在作物上方 1 公尺或以上，則所噴出之水霧在落在作物葉面上之前均可完全蒸發(fā)，效率達 100% （圖 5-12 ）。
　　
　　風(fēng)機微霧法所產(chǎn)生之水珠顆粒為 0.01 ～ 0.03 mm，是以通常能近乎 100% 的有效蒸發(fā)。 英文的 mist 與 fog 皆譯為霧，實則二者在水珠的顆粒大小上有很大的區(qū)別。fog 的定義為顆粒小於 40 微米（ micron，μ m ）的水珠，一個 micron 為百萬分之一米，約為人發(fā)直徑的 1/10。 0.01 ～ 0.03 mm 為 10 ～ 30 微米約為 1- 3 根頭發(fā)之直徑。 顆粒比 1 微米還小的水珠即為『煙』。就溫室降溫之目的而言，較佳的霧粒直徑為 17 微米，此種霧粒所造成的微霧濃度適中，尚具有遮光的效果，呈煙狀的霧粒即缺乏此種附加價值。再者，濃度適中的微霧在蒸發(fā)前彌漫於作物附近，可形成一零蒸散環(huán)境 (Zero transpiration environment)， 在不影響作物生理的情況下大幅降低作物對灌溉的需求，此為另一附加價值。

圖 5-12 迴轉(zhuǎn)式離心噴霧機使用情形

　�。�、噴霧對溫室環(huán)境之影響噴霧對溫室環(huán)境之影響包括濕度、溫度、光照和疾病產(chǎn)生的情況等方面。噴霧系統(tǒng)對溫室環(huán)境的影響和外在環(huán)境有密切的關(guān)系。當(dāng)外在環(huán)境是處在低濕、高溫、高輻射時，噴霧系統(tǒng)的降溫效果是較顯著的；在此種狀態(tài)下，溫度可較多降低９℃左右。
　　
　　在熱且乾的情況下，使用噴霧系統(tǒng)可進行濕度和溫度的控制，因為霧氣在蒸發(fā)的過程中，須從空氣中吸取熱量，因此會在農(nóng)作物的上方產(chǎn)生一層較清涼也較重的空氣。冷空氣下降、熱空氣上升，於是造成空氣的對流。所以，除了可降溫之外，亦兼有通風(fēng)的效果。當(dāng)外在環(huán)境是既濕且冷，則噴霧系統(tǒng)對溫室環(huán)境的影響將大大的減少。其它諸如灌溉頻率、用水量、加熱等環(huán)境管理策略，總之會影響溫室內(nèi)濕度者對噴霧系統(tǒng)之效率都有影響。
　　
　�。�、噴霧對作物的影響噴霧系統(tǒng)對溫室作物之影響包括了作物之含水程度、生產(chǎn)力（產(chǎn)量）、品質(zhì)和擺在展示柜之存活時間等。就植物生理，就其和周圍環(huán)境的作用而言，是植物本身的蒸散作用和水緊迫現(xiàn)象的減少。這些現(xiàn)象是處於既熱且乾的環(huán)境下，噴霧系統(tǒng)所能造成的較重要現(xiàn)象。作物可避免極度的水緊迫現(xiàn)象而長期維持在一適當(dāng)?shù)谋Ｋ疇顟B(tài)。
　　
　　噴霧系統(tǒng)的使用所帶來的實際成效，是使農(nóng)作物的生產(chǎn)力和品質(zhì)的提高。在玫瑰花切花的例子中，在裝設(shè)有噴霧系統(tǒng)相對濕度維持在80 ﹪的溫室較沒有噴霧系統(tǒng)的溫室， 其平均生產(chǎn)力可高出約 5 至50 ﹪（視季節(jié)與品種而異）， 級數(shù)（如莖的長度）亦增加了 33 ﹪。同時，似乎亦可延長放在展示柜上的存活壽命。
　　
　　３、噴霧系統(tǒng)的成敗關(guān)鍵噴霧系統(tǒng)的成敗關(guān)鍵在於水的品質(zhì)，承受高壓經(jīng)噴嘴噴出的水中若溶有許多可溶解的固體、無機鹽等物質(zhì)，則便可能造成許多問題。溶質(zhì)的累積，輕者破壞霧氣噴出的造型，且通常會使霧氣的霧滴變大，結(jié)果導(dǎo)致葉片的潮濕（葉面長期潮濕并不是我們所期望的）；溶質(zhì)累積嚴重者，更可能造成噴嘴的阻塞而使系統(tǒng)完全失去作用。品質(zhì)不良的水所產(chǎn)生的另一負面影響是，如鈣等可溶解的物質(zhì)會落在作物上。這在切花作物是較不好的，因為這會使美麗的花朵失去其原本的美麗色彩。
　　
　　使用系統(tǒng)規(guī)劃完善、設(shè)計良好的噴霧系統(tǒng)，其結(jié)果是可以令人滿意的，由於可對植物的蒸散作用和植物本身的保水狀態(tài)作適當(dāng)?shù)目刂疲洳粌H可提高作物的生產(chǎn)力和品質(zhì)，在環(huán)境控制上亦可達到降溫的需求，且避免過濕。噴霧系統(tǒng)的主要缺憾，是對水質(zhì)的要求及經(jīng)常性的要對噴嘴作維護工作。此二問題一旦透過定期保養(yǎng)來解決，則使用噴霧系統(tǒng)所帶來的好處將大於其缺點。若使用回轉(zhuǎn)離心式噴霧機則無此困擾。

圖 5-12 迴轉(zhuǎn)式離心噴霧機使用情形

　　１、噴霧對溫室環(huán)境之影響噴霧對溫室環(huán)境之影響包括濕度、溫度、光照和疾病產(chǎn)生的情況等方面。噴霧系統(tǒng)對溫室環(huán)境的影響和外在環(huán)境有密切的關(guān)系。當(dāng)外在環(huán)境是處在低濕、高溫、高輻射時，噴霧系統(tǒng)的降溫效果是較顯著的；在此種狀態(tài)下，溫度可較多降低９℃左右。
　　
　　在熱且乾的情況下，使用噴霧系統(tǒng)可進行濕度和溫度的控制，因為霧氣在蒸發(fā)的過程中，須從空氣中吸取熱量，因此會在農(nóng)作物的上方產(chǎn)生一層較清涼也較重的空氣。冷空氣下降、熱空氣上升，於是造成空氣的對流。所以，除了可降溫之外，亦兼有通風(fēng)的效果。當(dāng)外在環(huán)境是既濕且冷，則噴霧系統(tǒng)對溫室環(huán)境的影響將大大的減少。其它諸如灌溉頻率、用水量、加熱等環(huán)境管理策略，總之會影響溫室內(nèi)濕度者對噴霧系統(tǒng)之效率都有影響。
　　
　�。病婌F對作物的影響噴霧系統(tǒng)對溫室作物之影響包括了作物之含水程度、生產(chǎn)力（產(chǎn)量）、品質(zhì)和擺在展示柜之存活時間等。就植物生理，就其和周圍環(huán)境的作用而言，是植物本身的蒸散作用和水緊迫現(xiàn)象的減少。這些現(xiàn)象是處於既熱且乾的環(huán)境下，噴霧系統(tǒng)所能造成的較重要現(xiàn)象。作物可避免極度的水緊迫現(xiàn)象而長期維持在一適當(dāng)?shù)谋Ｋ疇顟B(tài)。
　　
　　噴霧系統(tǒng)的使用所帶來的實際成效，是使農(nóng)作物的生產(chǎn)力和品質(zhì)的提高。在玫瑰花切花的例子中，在裝設(shè)有噴霧系統(tǒng)相對濕度維持在80 ﹪的溫室較沒有噴霧系統(tǒng)的溫室， 其平均生產(chǎn)力可高出約 5 至50 ﹪（視季節(jié)與品種而異）， 級數(shù)（如莖的長度）亦增加了 33 ﹪。同時，似乎亦可延長放在展示柜上的存活壽命。
　　
　�。�、噴霧系統(tǒng)的成敗關(guān)鍵噴霧系統(tǒng)的成敗關(guān)鍵在於水的品質(zhì)，承受高壓經(jīng)噴嘴噴出的水中若溶有許多可溶解的固體、無機鹽等物質(zhì)，則便可能造成許多問題。溶質(zhì)的累積，輕者破壞霧氣噴出的造型，且通常會使霧氣的霧滴變大，結(jié)果導(dǎo)致葉片的潮濕（葉面長期潮濕并不是我們所期望的）；溶質(zhì)累積嚴重者，更可能造成噴嘴的阻塞而使系統(tǒng)完全失去作用。品質(zhì)不良的水所產(chǎn)生的另一負面影響是，如鈣等可溶解的物質(zhì)會落在作物上。這在切花作物是較不好的，因為這會使美麗的花朵失去其原本的美麗色彩。
　　
　　使用系統(tǒng)規(guī)劃完善、設(shè)計良好的噴霧系統(tǒng)，其結(jié)果是可以令人滿意的，由於可對植物的蒸散作用和植物本身的保水狀態(tài)作適當(dāng)?shù)目刂疲洳粌H可提高作物的生產(chǎn)力和品質(zhì)，在環(huán)境控制上亦可達到降溫的需求，且避免過濕。噴霧系統(tǒng)的主要缺憾，是對水質(zhì)的要求及經(jīng)常性的要對噴嘴作維護工作。此二問題一旦透過定期保養(yǎng)來解決，則使用噴霧系統(tǒng)所帶來的好處將大於其缺點。若使用回轉(zhuǎn)離心式噴霧機則無此困擾。