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温室悬挂喷灌机特点和选用分析 导读 随着连栋温室在中国的建设和发展，温室配套专用设备也越来越受种植者重视。在温室中针对作物的灌溉和施肥是非常重要的一环，传统灌溉方式采用沟灌、浸灌，这种方式需水量大，土壤养分流失严重，供水量难以控制，作物的施药和施肥也会难以控制，从而造成不必要的损失。在响应国家“节水、节肥、节药”的号召下，中国农业科研工作者逐步开发了温室专用喷灌设备，即“悬挂行走式喷灌机”。悬挂行走式喷灌机因不占用温室生产面积，不影响其他机具作业，是目前连栋温室的首选。悬挂式行走喷灌机根据其功能和供水传动结构可分为自走式喷灌机和盘式喷灌机。 自走式喷灌机（图1）运行轨道通过吊杆悬挂在温室上部，采用垂管供水（端部供水）方式，使用柔性供水软管和柔性电缆为喷灌机供水和供电，供水软管和供电电缆通过滑轮悬挂在喷灌机的运行轨道上，随着喷灌机行走机构运动的供水软管和供电电缆通过滑轮悬挂在运行轨道上展开或收拢为喷灌机供水供电。喷灌机可选择使用喷灌机转移系统，将喷灌机从一跨转移到另一跨进行灌溉工作，从而用一台喷灌机完成多跨温室的灌溉任务，一般一台自走式喷灌机可满足3跨区域的喷灌任务。 自走式喷灌机供水软管会在供水端堆积，降低喷灌面积，存在喷灌运行距离短、运行轨道受力大且易弯曲变形、喷管面积利用不足等缺陷，所以其运行长度一般不超过70m。 盘式喷灌机（图2）相对于自走式喷灌机在传动机构和供水机构上有很大的区别。盘式喷灌机运行轨道通过吊杆安装在温室桁架下弦上，喷灌机小车和大盘悬挂在温室上部的双轨道管上，利用组合逻辑信号进行控制，供电方式为端部供电，供电电缆不随喷灌机移动。喷灌机供水管采用软管，软管沿轨道绕过喷灌大盘接至行走小车下方供水模块，行走小车和喷灌大盘通过传动结构在轨道上做相对运动。 盘式喷灌机利用其独有的传动结构和供水管的连接方式，能保证随着轨道长度加长而不影响其轨道承载力，且供水管不会在供水端堆积降低喷灌面积。这种结构喷灌距离长、喷灌空间利用足。适用于各种温室，小型连栋温室到190m长度的大型连栋温室。同时因其特殊结构不做跨间转移，需一跨1台。 在了解了温室常用的喷灌机结构和特点后，针对不同规模的连栋温室，合理选用喷灌机，节约投资和运行费用是非常重要的，下面针对这2种类型的喷灌机做选用分析。 费用分析 ◆模型一 温室长度60m，9.6m跨，共6跨，供水流量可同时支持3台喷灌机运行。 选用自走式喷灌机 由于自走式喷灌机能够做跨间转移，一台喷灌机实现多跨温室不同区域的灌溉，所以2台自走式喷灌机可以满足该温室的灌溉需求。在模型条件下，2台自走式喷灌机所需花费：①产品价格为10.4万元；②受供水和传动方式影响，自走式喷灌机喷灌需要专人看护，人工费用20元/h；③受自走式喷灌机供水方式影响，会在轨道上形成集中应力，若温室下桁架高度超过4.5m，需要增加斜撑进行加固，加固费用为20元/延米。④一次同时运行2台喷灌机，每转移一次需要10min，6跨都完成一次喷灌任务需要3.5h；⑤温室有效喷灌面积6×9.6m×57.5m=3312m2。 选用盘式喷灌机 盘式喷灌机传动结构和供水管的连接方式特殊，一跨一台。所以共计需要6台盘式喷灌机。在模型条件下，6台盘式喷灌机所需花费：①产品价格为17.1万元；②一跨一台，可有效地提高喷灌的效率，可多跨同时喷灌，减少喷灌总时间。盘式喷灌机不需要人员看护；③盘式喷灌机结构简单，整体结构受力均匀，轨道无需特别加固，不需要额外加固费用；④受水压影响，一次同时运行3台喷灌机，6跨都完成一次喷灌任务需要2h；⑤温室有效喷灌面积6×9.6m×59m=3398m2。 模型一中，自走式喷灌机与盘式喷灌机运营相关费用对比，见表1。 ◆模型二 温室长度120m，9.6m跨，共6跨，供水流量可同时支持3台喷灌机运行。 选用自走式喷灌机 温室需要分段分台安装，所以需要4台自走式喷灌机。在模型条件下，4台自走式喷灌机所需花费：①产品价格为20.96元；②受供水和传动方式影响，自走式喷灌机喷灌需要专人看护，人工费用20元/h；③分段分台安装，需要在温室中部增加供水端口和供电端口，改装费用每一个供水供电端口2000元；④受自走式喷灌机供水方式影响，会在轨道上形成集中应力，若温室下桁架高度超过4.5m，需要增加斜撑进行加固，加固费用为20元/延米。⑤一次同时运行3台喷灌机，每转移一次需要10min，6跨都完成一次喷灌任务需要4.3h；⑥温室有效喷灌面积6×9.6m×115m=6624m2。 选用盘式喷灌机 温室内安装盘式喷灌机则不受影响，一跨一台，共计需要6台盘式喷灌机。在模型条件下，6台盘式喷灌机所需花费：①产品为38.7万元；②6跨都完成一次喷灌任务需要4h，盘式喷灌机不需要人员看护，所需费用0元；③盘式喷灌机结构简单，整体结构受力均匀，轨道无需特别加固，不需要额外加固费用；④温室有效喷灌面积9.6m×6×119m=6854m2。 模型二中，自走式喷灌机与盘式喷灌机运营相关费用对比，见表2。 ◆模型三 温室长度180m，9.6m跨，共6跨，供水流量可同时支持3台喷灌机运行。 选用自走式喷灌机 自走式喷灌机运行长度不超过70m，对于超长温室须分段分台安装，因此180m超长温室，6跨需要6台自走式喷灌机分段安装，每台都做跨间转移。在模型条件下，6台自走式喷灌机所需花费：①产品为31.44万元；②受供水和传动方式影响，自走式喷灌机喷灌需要专人看护，人工费用20元/h；③分段分台安装，需要在温室中部增加供水端口和供电端口，改装费用每个供水供电端口2000元；④受自走式喷灌机供水方式影响，会在轨道上形成集中应力，若温室下桁架高度超过4.5m，需要增加斜撑进行加固，加固费用为20元/延米；⑤6跨都完成一次喷灌任务需要18h；⑥温室有效喷灌面积9.6m×6×172.5m=9936m2。 选用盘式喷灌机 盘式喷灌机可以适用于长达190m的大型连栋温室，所以温室长度180m，9.6m跨，共6跨的温室只需要6台盘式喷灌机。在模型条件下，6台自走式喷灌机所需花费：①产品为31.5万元；②6跨都完成一次喷灌任务需要6h，盘式喷灌机不需要人员看护，所需费用0元；③端部供水，一跨一台不需要额外增加供水端口和供电端口，无改装费用。④轨道无需特别加固，不需要额外加固费用；⑤温室有效喷灌面积9.6m×6×180m=10310m2。 模型三中，自走式喷灌机与盘式喷灌机运营相关费用对比，见表3。 操作特性 自走式喷灌机和盘式喷灌机面向使用者，在使用便利性和操作上都各有特色。 ◆自走式喷灌机操作特点 可通过无线遥控器进行控制，实现停车、施肥、正向运行、反向运行、开水、关水等功能，远程控制喷灌机运行减轻操作劳动强度，调节更加便捷。 通过组合逻辑和电磁信号，实现过道自动停水功能，当喷灌车经过过道时，过道传感器将通知喷灌机停止喷水。当喷灌车通过了过道，过道传感器将通知喷灌机再喷灌，此功能可以避免灌溉水的浪费和温室内的走道潮湿。 ◆盘式喷灌机操作特点 独有的预约功能，通过电控箱可预约喷灌时间实现自启动灌溉，可设定行程范围，喷灌次数等参数，在工人还未完全上班时自行灌溉，与种植区的操作在时间上错开，两方面操作互不干涉。 当设备出现异常时，故障灯亮，显示屏会显示报警代码，定位故障原因，方便维修。 盘式喷灌机预排水功能。喷灌机可以在喷灌之前排出残存在喷灌管内的水，保证第1次喷灌时水源的清洁和温度的适宜。 自走式喷灌机在面对小型连栋温室（长度不超过70m）时，可从一条运行轨道轻松转移到另一条运行轨道，用一台喷灌机可实现多跨温室不同区域的灌溉，可降低设备的初次投资。在面对中、大型连栋温室（长度超过70m）时，垂管供水方式限制了供水管的使用长度和喷灌机的行程，自走式喷灌机需一跨多台进行布置，增加了设备初次投资，且温室面积利用不足。 盘式喷灌机在面对小型连栋温室（长度不超过70m）时，一跨一台，初次投资费用较高，但可多跨同时喷灌，减少喷灌总时间，有效地提高喷灌的效率。在面对中、大型连栋（长度超过70m）温室时，盘式喷灌机，一跨一台喷灌机即可实现长距离稳定喷灌，在初次投资费用上和自走式喷灌机持平。 在温室长度不超过60m时，自走式喷灌机初次投资费用较低，随着喷灌机使用年限的增加，综合费用逐渐累加，在使用3年时综合费用已经超过盘式喷灌机的综合费用；温室长度为60~120m，自走式喷灌机初次投资费用比盘式喷灌机略低，在使用1年时，综合费用已经超过盘式喷灌机；温室长度为120~180m，自走式喷灌机和盘式喷灌机初次投资费用，已经没有差别，使用一年的综合费用自走式喷灌机已经远远超过盘式喷灌机。综上所述，建议在温室喷灌机长期使用的情况下，不同规模的连栋温室，都优先选用盘式喷灌机。 作者：赵亚聪，张国栋，蔡峰（北京华农农业工程技术有限公司） 本公众号欢迎分享，凡转载文章，除了为作者署名外，还请在文章最前或者最后注明：本文转载自：温室园艺农业工程技术公众号。 |
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