Tehnologija poljoprivrednog inženjerskog staklenika za stakleniku 2022-12-02 17:30 Objavljeno u Pekingu

Razvijanje solarnih staklenika u nekultiviranim područjima kao što su pustinja, Gobi i Sandy Land učinkovito je riješio kontradikciju između hrane i povrća koji se natječu za zemlju. To je jedan od odlučnih okolišnih čimbenika za rast i razvoj temperaturnih kultura, koji često određuje uspjeh ili neuspjeh proizvodnje usjeva staklenika. Stoga, da bismo razvili solarne staklenike u nekultiviranim područjima, prvo moramo riješiti problem temperature okoliša u staklenicima. U ovom su članku sažeti metode kontrole temperature koje se koriste u nekonkuliviranim kopnenim staklenicima, a postojeći problemi i smjer razvoja temperature i zaštite okoliša u nekultiviranim kopnenim solarnim staklenicima analiziraju i sažeti.

Kina ima veliko stanovništvo i manje dostupne zemljišne resurse. Više od 85% zemljišnih resursa su nekonkulirani kopneni resursi, koji su uglavnom koncentrirani na sjeverozapadu Kine. Dokument br.1 Središnjeg odbora 2022. istaknuo je da se razvoj poljoprivrede postrojenja ubrzava, a na temelju zaštite ekološkog okruženja, trebalo bi istražiti eksploatacijsko prazno zemljište i pustoš radi razvoja poljoprivrede postrojenja. Sjeverozapadna Kina bogata je pustinjom, gobijem, pustošom i drugim nekonkultiviranim zemljišnim resursima i prirodnim svjetlom i toplinskim resursima, koji su prikladni za razvoj poljoprivrede. Stoga je razvoj i korištenje nekonkultiviranih zemljišnih resursa za razvoj nekonkultiviranih kopnenih staklenika od velikog strateškog značaja za osiguravanje nacionalne sigurnosti hrane i ublažavanja sukoba korištenja zemljišta.

Trenutno je nekonkultivirani solarni staklenik glavni oblik poljoprivrednog razvoja visokog učinkovitosti u nekonkultiviranom zemljištu. Na sjeverozapadu Kine, temperaturna razlika između dana i noći je velika, a temperatura noću zimi je niska, što često dovodi do pojave da je unutarnja minimalna temperatura niža od temperature potrebne za normalan rast i razvoj usjevi. Temperatura je jedan od neophodnih okolišnih čimbenika za rast i razvoj usjeva. Previska temperatura usporit će fiziološku i biokemijsku reakciju usjeva i usporiti njihov rast i razvoj. Kad je temperatura niža od granice koju usjevi mogu podnijeti, to će čak dovesti i do ozljede smrzavanja. Stoga je posebno važno osigurati temperaturu potrebnu za normalan rast i razvoj usjeva. Da bi se održala odgovarajuća temperatura solarnog staklenika, to se ne može riješiti nijedna mjera. Treba ga zajamčiti iz aspekata dizajna staklenika, konstrukcije, odabira materijala, regulacije i svakodnevnog upravljanja. Stoga će ovaj članak sažeti status istraživanja i napredak kontrole temperature ne kultiviranih staklenika u Kini posljednjih godina od aspekata dizajna i konstrukcije staklenika, očuvanja topline i mjera zagrijavanja i upravljanja okolišem, tako da se pruži sustavna referenca za Racionalni dizajn i upravljanje nekultiviranim staklenicima.

Struktura staklenika i materijali

Termičko okruženje staklenika uglavnom ovisi o prijenosu, presretanju i skladišnom stakleniku do solarnog zračenja, što je povezano s razumnim dizajnom orijentacije staklenika, oblika i materijala površine za prenošenje svjetla, strukture i materijala zida i stražnjeg krova, Temeljna izolacija, veličina staklenika, noćni način izolacije i materijal prednjeg krova itd., A također se odnose na to može li proces izgradnje i izgradnje staklenika osigurati učinkovitu realizaciju zahtjeva za dizajnom.

Kapacitet prijenosa svjetla prednjeg krova

Glavna energija u stakleniku dolazi od sunca. Povećanje kapaciteta prijenosa svjetla prednjeg krova korisno je da staklenik dobije više topline, a također je važan temelj koji će osigurati temperaturno okruženje staklenika zimi. Trenutno postoje tri glavne metode za povećanje prijenosa svjetlosti i vrijeme primanja svjetla prednjeg krova staklenika.

01 Dizajn Razumna orijentacija staklenika i azimut

Orijentacija staklenika utječe na performanse rasvjete staklenika i kapacitet za skladištenje topline u stakleniku. Stoga, kako bi se dobilo više toplinske skladištenja u stakleniku, orijentacija nekonkultiviranih staklenika na sjeverozapadu Kine okrenuta je prema jugu. Za specifični azimut staklenika, kada je odabir juga prema istoku, korisno je "zgrabiti sunce", a zatvorena temperatura brzo raste ujutro; Kad se odabere jug prema zapadu, korisno je da staklenik koristi popodnevno svjetlo. Južni smjer je kompromis između gore navedene dvije situacije. Prema znanju geofizike, zemlja se rotira 360 ° dnevno, a azimut sunca kreće se oko 1 ° svaka 4 minute. Stoga se svaki put kada se azimut staklenika razlikuje za 1 °, vrijeme izravne sunčeve svjetlosti razlikovat će se za oko 4 minute, to jest, azimut staklenika utječe na vrijeme kada staklenik vidi svjetlo ujutro i navečer.

Kad su jutarnji i popodnevni sati lagani sati jednaki, a istok ili zapad pod istim kutom, staklenik će dobiti iste svjetlosne sate. Međutim, za područje sjeverno od 37 ° Sjeverne širine, temperatura je niska ujutro, a vrijeme otkrivanja prekrivača je kasno, dok je temperatura relativno visoka popodne i navečer, pa je prikladno odgoditi vrijeme Zatvaranje prekrivača toplinske izolacije. Stoga bi ta područja trebala odabrati jug do zapadnog i u potpunosti iskoristiti popodnevno svjetlo. Za područja sa 30 ° ~ 35 ° Sjeverne širine, zbog boljih uvjeta osvjetljenja ujutro, vrijeme očuvanja topline i otkrivanja pokrivača također se može napredovati. Stoga bi ta područja trebala odabrati smjer na jugu po istoku kako bi težila više jutarnjeg sunčevog zračenja za staklenik. Međutim, na površini od 35 ° ~ 37 ° sjeverna zemljopisna širine, malo je razlika u sunčevom zračenju ujutro i popodne, tako da je bolje odabrati smjer prema jugu. Bilo da se radi o jugoistoku ili jugozapadu, kut odstupanja je općenito 5 ° ~ 8 °, a maksimum ne smije prelaziti 10 °. Sjeverozapadna Kina leži u rasponu od 37 ° ~ 50 ° Sjeverne širine, tako da je kut azimuta staklenika uglavnom od juga do zapadnog. S obzirom na to, staklenik sunčeve svjetlosti koji je dizajnirao Zhang Jingshe itd. U području Taiyuan odabrao je orijentaciju od 5 ° na zapadu juga, staklenik sunčeve svjetlosti koji je sagradio Chang Meimei itd. U području Gobija u šesterokutni hodnik je usvojio orijentaciju od 5 ° do 10 ° zapadno od juga, a staklenik sunčeve svjetlosti koji je sagradio Ma Zhigui itd. U sjevernom Xinjiang prihvatio je orijentaciju od 8 ° zapadno od juga.

02 Dizajn Razumni oblik prednjeg krova i kut nagiba

Oblik i nagib prednjeg krova određuju incidentni kut sunčevih zraka. Što je manji kut incidenta, to je veća propusnost. Sun Juren vjeruje da se oblik prednjeg krova uglavnom određuje omjerom duljine glavne površine rasvjete i stražnje nagiba. Dugi prednji nagib i kratki stražnji nagib korisni su za rasvjetu i toplinu očuvanja prednjeg krova. Chen Wei-Qian i drugi misle da glavni krov solarnog staklenika koji se koristi u području GoBi prihvaća kružni luk s polumjerom od 4,5 m, što se može učinkovito oduprijeti hladnoći. Zhang Jingshe itd. Mislite da je prikladnije koristiti polukružni luk na prednjem krovu staklenika u alpskim i visokim zemljopisnim područjima. Što se tiče nagibnog kuta prednjeg krova, prema karakteristikama prijenosa svjetlosti plastičnog filma, kada je kut incidenta 0 ~ 40 °, reflektivnost prednjeg krova na sunčevu svjetlost je mala, a kad prelazi 40 °, Reflektivnost se značajno povećava. Stoga se 40 ° uzima kao maksimalni kut incidenta kako bi se izračunao kut nagiba prednjeg krova, tako da čak i u zimskom solsticiju solarno zračenje može ući u staklenik u maksimalnoj mjeri. Stoga, prilikom dizajniranja solarnog staklenika pogodnog za nekonkultivirana područja u Wuhaiu, Unutarnjoj Mongoliji, on je Bin i drugi izračunali nagibni kut prednjeg krova s ​​kutom incidenta od 40 °, i mislio da je sve dok je bio veći od 30 od 30 °, mogao bi ispuniti zahtjeve stakleničke rasvjete i očuvanja topline. Zhang Caihong i drugi misle da je prilikom izgradnje staklenika u Xinjiangovim nekonkuliranim područjima kut nagiba prednjeg krova staklenika u južnom Xinjiangu 31 °, dok je u sjeveru Xinjiang 32 ~ 33,5 °.

03 Odaberite odgovarajuće prozirne pokrivače.

Pored utjecaja uvjetima sunčevog zračenja na otvorenom, karakteristike materijala i svjetla prijenosa stakleničkih filmova također su važni čimbenici koji utječu na svjetlo i toplinsko okruženje staklenika. Trenutno je lagana prijenos plastičnih filmova poput PE, PVC, EVA i PO različita zbog različitih materijala i debljine filma. Općenito govoreći, zajamčeno je da će svjetlosna prijenos filmova koji su korišteni 1-3 godine biti iznad 88% u cjelini, što bi trebalo odabrati u skladu s potražnjom usjeva za svjetlošću i temperaturom. Osim toga, pored prijenosa svjetlosti u stakleniku, raspodjela laganog okruženja u stakleniku također je čimbenik na koji ljudi posvećuju sve više i više pozornosti. Stoga je u posljednjih nekoliko godina materijal za prijenos svjetla s pojačanim raspršenim svjetlom vrlo prepoznat u industriji, posebno na područjima s jakim solarnim zračenjem na sjeverozapadu Kine. Primjena pojačanog svjetla raspršivanja smanjila je učinak zasjenjenja na gornji i dno usjeva, povećala svjetlost u srednjim i donjim dijelovima nadstrešnice usjeva, poboljšala je fotosintetske karakteristike cijelog usjeva i pokazala dobar učinak promicanja rast i povećanje proizvodnje.

Razumni dizajn veličine staklenika

Duljina staklenika je preduga ili prekratka, što će utjecati na unutarnju kontrolu temperature. Kad je duljina staklenika prekratka, prije izlaska sunca i zalaska sunca, područje zasjenjeno Istokom i zapadnom zabatnicom je veliko, što ne pogoduje zagrijavanju staklenika, a zbog svog malog volumena, to će utjecati na zatvoreno tlo i zid Apsorpcija i oslobađanje topline. Kad je duljina prevelika, teško je kontrolirati unutarnju temperaturu, a utjecati će na čvrstinu strukture staklenika i konfiguraciju mehanizma valjanja prekrivača topline. Visina i raspon staklenika izravno utječu na dnevno svjetlo prednjeg krova, veličinu prostora staklenika i omjer izolacije. Kad su raspon i duljina staklenika fiksirani, povećanje visine staklenika može povećati kut osvjetljenja prednjeg krova iz perspektive svjetlosnog okoliša, što pogoduje prijenosu svjetlosti; S gledišta toplinskog okruženja, visina zida raste, a prostor za skladištenje topline na stražnjem zidu raste, što je korisno za skladištenje topline i oslobađanje topline stražnjeg zida. Nadalje, prostor je velik, brzina toplinskog kapaciteta je također velika, a toplinski okruženje staklenika je stabilniji. Naravno, povećanje visine staklenika povećat će troškove staklenika, što je potrebno sveobuhvatno razmatranje. Stoga, prilikom dizajniranja staklenika, trebali bismo odabrati razumnu duljinu, raspon i visinu prema lokalnim uvjetima. Na primjer, Zhang Caihong i drugi misle da je na sjeveru Xinjiang duljina staklenika 50 ~ 80m, raspon je 7m, a visina staklenika je 3,9 m, dok je u južnom Xinjiangu, duljina staklenika je 50 ~ 80m, raspon je 8 m, a visina staklenika 3,6 ~ 4,0m; Također se smatra da raspon staklenika ne smije biti manji od 7 m, a kad je raspon 8m, učinak očuvanja topline je najbolji. Osim toga, Chen Weiqian i drugi misle da duljina, raspon i visina solarnog staklenika trebaju biti 80m, 8 ~ 10m i 3,8 ~ 4,2m, kada je izgrađen u području Gobi u Jiuquan -u, Gansu.

Poboljšajte sposobnost skladištenja topline i izolacije zida

Tijekom dana, zid akumulira toplinu apsorbirajući solarno zračenje i toplinu nekog zatvorenog zraka. Noću, kada je unutarnja temperatura niža od temperature zida, zid će pasivno otpustiti toplinu kako bi zagrijao staklenik. Kao glavno tijelo za skladištenje topline u stakleniku, zid može značajno poboljšati okruženje u zatvorenom noćnom temperaturi poboljšavajući svoj kapacitet za skladištenje topline. Istodobno, funkcija toplinske izolacije zida osnova je za stabilnost toplinskog okruženja staklenika. Trenutno postoji nekoliko metoda za poboljšanje pohrane topline i izolacije zidova.

01 Dizajn Razumna zidna konstrukcija

Funkcija zida uglavnom uključuje skladištenje topline i očuvanje topline, a istodobno, većina zidova staklenika također služi kao opterećeni članovi kako bi podržali krovne rešetke. S gledišta dobivanja dobrog toplinskog okruženja, razumna konstrukcija zidova trebala bi imati dovoljno kapaciteta za skladištenje topline na unutarnjoj strani i dovoljno kapaciteta očuvanja topline na vanjskoj strani, istovremeno smanjujući nepotrebne hladne mostove. U istraživanju skladištenja i izolacije zidnih toplina, Bao ENCAI i drugi dizajnirali su očvršćeni zid za skladištenje pijeska pasivnog topline u pustinjskom području Wuhai, unutarnju Mongoliju. Porozna opeka korištena je kao izolacijski sloj izvana, a učvršćeni pijesak korišten je kao toplinski sloj skladištenja iznutra. Ispitivanje je pokazalo da unutarnja temperatura može doseći 13,7 ℃ u sunčanim danima. Ma Yuehong itd. Dizajnirao je kompozitni zid za minobacače pšenične ljuske u sjevernom Xinjiang, u kojem se brzo puni u blokovima minobacača, jer su sloj toplinskog skladištenja i vrećice za šljake na otvorenom kao izolacijski sloj. Šupni blok zid koji je dizajnirao Zhao Peng, itd. U području Gobi u provinciji Gansu, koristi ploču benzena debljine 100 mm kao izolacijski sloj s vanjske strane i pijesak i šuplje blok ciglu kao sloj toplinskog skladištenja iznutra. Ispitivanje pokazuje da je prosječna temperatura zimi iznad 10 ℃ noću, a chai regeneracija itd. Također koriste pijesak i šljunak kao sloj izolacije i toplinski sloj zida u području Gobi u provinciji Gansu. U smislu smanjenja hladnih mostova, Yan Junyue itd. Dizajnirao je svjetlo i pojednostavljeno sastavljeno stražnji zid, koji je ne samo poboljšao toplinski otpor zida, već je i poboljšao svojstvo brtvljenja zida tako što je na vanjskoj strani leđa zalijepila polistirensku ploču na vanjskoj stranici zid; Wu letian itd. Postavite ojačani betonski prsten snop iznad temelja zida staklenika i upotrijebio je trapezoidnu ciglu koji je žicao neposredno iznad snopa prstena za podupiranje stražnjeg krova, koji je riješio problem koji pukne i uranjanje u temelj, lako se pojavljuju u staklenicima u hotianu, Xinjiang, utječu na toplinsku izolaciju staklenika.

02 Odaberite prikladne materijale za skladištenje i izolacije topline.

Učinak skladištenja topline i izolacije zida prvo ovisi o izboru materijala. U pustinji sjeverozapadno, Gobi, Sandy Land i drugim područjima, prema uvjetima mjesta, istraživači su uzeli lokalne materijale i napravili podebljane pokušaje dizajniranja mnogih različitih vrsta stražnjih zidova solarnih staklenika. Na primjer, kada su Zhang Guosen i drugi gradili staklenike u poljima pijeska i šljunka u Gansu, pijesak i šljunak korišteni su kao toplinski skladišni i izolacijski slojevi zidova; Prema karakteristikama Gobija i pustinje na sjeverozapadu Kine, Zhao Peng dizajnirao je svojevrsni šuplji blok zid s pješčenjakom i šupljim blokom kao materijalima. Test pokazuje da je prosječna temperatura u zatvorenoj noći iznad 10 ℃. S obzirom na oskudicu građevinskih materijala kao što su cigle i gline u regiji Gobi na sjeverozapadu Kine, Zhou Changji i drugi otkrili su da lokalni staklenici obično koriste šljunak kao zidne materijale prilikom istraživanja solarnih staklenika u regiji Gobi Kizilsu Kirgiz, Xinnjiang. S obzirom na toplinske performanse i mehaničku čvrstoću šljunka, staklenik izgrađen s šljunkom ima dobre performanse u pogledu očuvanja topline, skladištenja topline i opterećenja. Slično tome, Zhang Yong, itd. Također koristite šljunak kao glavni materijal zida, a dizajnirao je neovisni šljunak na stražnjem zidu topline u Shanxi i drugim mjestima. Test pokazuje da je učinak skladištenja topline dobar. Zhang itd. Dizajnirao je neku vrstu zida pješčenjaka prema karakteristikama područja sjeverozapadne Gobi, koje mogu podići unutarnju temperaturu za 2,5 ℃. Osim toga, Ma Yuehong i drugi testirali su kapacitet toplinske skladištenja zida pijeska ispunjenog blokom, zida bloka i zida od opeke u Hotianu, Xinjiang. Rezultati su pokazali da je zid pijeska ispunjen blokom imao najveći kapacitet za skladištenje topline. Osim toga, kako bi poboljšali performanse topline zida, istraživači aktivno razvijaju nove materijale i tehnologije za pohranu topline. Na primjer, BAO ENCAI predložio je materijal za očvršćivanje faznih promjena, koji se može koristiti za poboljšanje kapaciteta za skladištenje topline stražnjeg zida solarnog staklenika u sjeverozapadnim nekonkultiviranim područjima. Kako se istraživanje lokalnih materijala, kosi, šljaka, benzenska ploča i slama koriste kao zidni materijali, ali ti materijali obično imaju samo funkciju očuvanja topline i nema kapaciteta za skladištenje topline. Općenito govoreći, zidovi napunjeni šljunkom i blokovima imaju dobar kapacitet za skladištenje topline i izolaciju.

03 na odgovarajući način povećajte debljinu zida

Obično je toplinski otpor važan indeks za mjerenje performansi toplinske izolacije zida, a faktor koji utječe na toplinski otpor je debljina sloja materijala osim toplinske vodljivosti materijala. Stoga, na temelju odabira odgovarajućih toplinska izolacijskih materijala, na odgovarajući način povećanje debljine zida može povećati ukupni toplinski otpor zida i smanjiti gubitak topline kroz zid, povećavajući tako toplinsku izolaciju i kapacitet za skladištenje zida i cijeli staklenik. Na primjer, u Gansuu i drugim područjima prosječna debljina zida s vrećama s pijeskom u gradu Zhangye iznosi 2,6 m, dok je zid maltera zida u gradu Jiuquan iznosi 3,7 m. Što je zid deblji, to je veća njegova toplinska izolacija i kapacitet skladištenja topline. Međutim, previše debeli zidovi će povećati zemljište i troškove izgradnje staklenika. Stoga, iz perspektive poboljšanja kapaciteta toplinske izolacije, također bismo trebali dati prednost odabiru visokih toplinskih izolacijskih materijala s niskom toplinskom vodljivošću, poput polistirena, poliuretana i drugih materijala, a zatim na odgovarajući način povećati debljinu.

Razumni dizajn stražnjeg krova

Za dizajn stražnjeg krova, glavno razmatranje nije uzrokovati utjecaj sjenčanja i poboljšanje kapaciteta toplinske izolacije. Kako bi se smanjio utjecaj sjenčanja na stražnji krov, postavljanje kuta nagiba uglavnom se temelji na činjenici da stražnji krov može primiti izravnu sunčevu svjetlost tijekom dana kada se usjevi posade i proizvede. Stoga je kut nadmorske visine stražnjeg krova općenito odabran da bude bolji od lokalnog kuta solarne visine zimskog solsticija od 7 ° ~ 8 °. Na primjer, Zhang Caihong i drugi misle da prilikom izgradnje solarnih staklenika u kopnenim područjima Gobi i fizioloških alkalija u Xinjiangu, projicirana duljina stražnjeg krova je 1,6 m, pa je kut nagiba stražnjeg krova 40 ° u južnom Xinjiangu i 45 ° u sjevernom Xinjiangu. Chen Wei-Qian i drugi misle da bi stražnji krov solarnog staklenika u području Jiuquan Gobi trebao biti nagnut na 40 °. Za toplinsku izolaciju stražnjeg krova, kapacitet toplinske izolacije treba osigurati uglavnom u odabiru toplinske izolacijskih materijala, potrebnog dizajna debljine i razumnog spoja za toplinsku izolaciju tijekom izgradnje.

Smanjite gubitak topline u tlu

Tijekom zimske noći, budući da je temperatura zatvorenog tla veća od one vanjskog tla, toplina zatvorenog tla preneset će se na vanjsku toplinsku provođenje, uzrokujući gubitak topline staklenika. Postoji nekoliko načina za smanjenje gubitka topline u tlu.

01 Izolacija tla

Tlo se pravilno potone, izbjegavajući sloj smrznutog tla i koristeći tlo za očuvanje topline. Na primjer, solarni staklenik „1448 tri materijala-jedno tijelo“ razvijen od strane Chai Regeneraration i druge nekonkultivirane zemlje u hexi hodniku izgrađen je kopanjem 1M dolje, učinkovito izbjegavajući smrznuti sloj tla; Prema činjenici da je dubina smrznutog tla u području Turpana 0,8 m, Wang Huamin i drugi sugerirali su da kopaju 0,8 m kako bi se poboljšao toplinski izolacijski kapacitet staklenika. Kad je Zhang Guosen itd. Izgradio stražnji zid dvostrukog dvorskog kopanja solarnog staklenika na neravnoj zemlji, dubina kopanja bila je 1m. Eksperiment je pokazao da je najniža temperatura noću povećana za 2 ~ 3 ℃ u usporedbi s tradicionalnim solarnim staklenikom druge generacije.

02 Temeljna zaštita od hladnoće

Glavna metoda je kopati jarku otpornu na hladnoće duž temeljnog dijela prednjeg krova, popuniti toplinske izolacijske materijale ili kontinuirano zakopati toplinske izolacijske materijale pod zemljom duž zidnog dijela temelja, a svi imaju za cilj smanjiti gubitak topline uzrokovan Prijenos topline kroz tlo na graničnom dijelu staklenika. Korišteni materijali za toplinsku izolaciju uglavnom se temelje na lokalnim uvjetima na sjeverozapadu Kine, a mogu se dobiti lokalno, poput sijena, šljake, kamene vune, polistirenske ploče, kukuruzne slame, konjskog stajskog gnoja, palog lišća, slomljene trave, piljevine, korova, slama itd.

03 Mulch film

Pokrivajući plastični film, sunčeva svjetlost može doći do tla kroz plastični film tijekom dana, a tlo apsorbira toplinu sunca i zagrijava. Nadalje, plastični film može blokirati dugovalno zračenje koje se odražava na tlo, smanjujući na taj način gubitak zračenja tla i povećava toplinsko skladištenje tla. Noću, plastični film može ometati konvektivnu izmjenu topline između tla i zraka u zatvorenom prostoru, smanjujući tako gubitak topline tla. Istodobno, plastični film također može smanjiti latentni gubitak topline uzrokovan isparavanjem vode u tlu. Wei Wenxiang prekrio je staklenik plastičnim filmom na visoravni Qinghai, a eksperiment je pokazao da se temperatura tla može podići za oko 1 ℃.

Ojačajte performanse toplinske izolacije prednjeg krova

Prednji krov staklenika glavna je površina raspršivanja topline, a izgubljena toplina čini više od 75% ukupnog gubitka topline u stakleniku. Stoga, jačanje kapaciteta toplinske izolacije prednjeg krova staklenika može učinkovito smanjiti gubitak kroz prednji krov i poboljšati zimsko temperaturno okruženje staklenika. Trenutno postoje tri glavne mjere za poboljšanje kapaciteta toplinske izolacije prednjeg krova.

01 Usvojena je višeslojna transparentna prekrivača.

Strukturno, pomoću dvoslojnog filma ili troslojnog filma kao svjetlosne površine staklenika može učinkovito poboljšati performanse toplinske izolacije staklenika. Na primjer, Zhang Guosen i drugi dizajnirali su solarni staklenik s dvostrukim arhivima dvostrukog arhaca u području Gobi u gradu Gobi u gradu Jiuquan. Vanjska strana prednjeg krova staklenika izrađena je od Eva filma, a unutrašnjost staklenika izrađena je od PVC-a bez kapljanja filma protiv starenja. Eksperimenti pokazuju da je u usporedbi s tradicionalnim solarnim staklenikom druge generacije, učinak toplinske izolacije izvanredan, a najniža temperatura noću u prosjeku raste za 2 ~ 3 ℃. Slično tome, Zhang Jingshe, itd. Također je dizajnirao solarni staklenik s dvostrukim filmom koji pokriva klimatske karakteristike visoke širine i teških hladnih područja, što je značajno poboljšalo toplinsku izolaciju staklenika. U usporedbi s upravljačkim staklenikom, noćna temperatura porasla je za 3 ℃. Pored toga, Wu Letian i drugi pokušali su upotrijebiti tri sloja EVA debljine 0,1 mm na prednjem krovu solarnog staklenika dizajniranog u području hetijskog pustinje, Xinjiang. Višeslojni film može učinkovito smanjiti gubitak topline prednjeg krova, ali s obzirom na to da je lagana prijenos jednoslojnog filma u osnovi oko 90%, višeslojni film će prirodno dovesti do prigušenja lagane prijenosa. Stoga, pri odabiru višeslojnog prekrivanja svjetla, potrebno je uzeti u obzir uvjete osvjetljenja i zahtjeve za rasvjetom staklenika.

02 Ojačajte noćnu izolaciju prednjeg krova

Plastični film koristi se na prednjem krovu za povećanje lagane propusnosti tijekom dana, a noću postaje najslabije mjesto u cijelom stakleniku. Stoga je prekrivanje vanjske površine prednjeg krova debelim kompozitnim termalnim izolacijskim prekrivačem nužna mjera toplinske izolacije za solarne staklenike. Na primjer, u alpskoj regiji Qinghai, Liu Yanjie i drugi koristili su slamnaste zavjese i kraft papir kao prekrivače toplinske izolacije za eksperimente. Rezultati ispitivanja pokazali su da najniža unutarnja temperatura u stakleniku noću može doseći iznad 7,7 ℃. Nadalje, Wei Wenxiang vjeruje da se gubitak topline u stakleniku može smanjiti za više od 90% pomoću dvostrukih travnatih zavjesa ili kraft papira izvan zavjesa za travu za toplinsku izolaciju na ovom području. Pored toga, Zou ping, itd. Koristili su se recikliranim vlaknima s termalnom izolacijom u solarnom stakleniku u regiji Gobi u Xinjiang -u i Chang Meimei, itd. Koristila je termalna izolacijski sendvič pamučna toplinska izolacija u solarnoj staklenici u regiji Gobi Hexi koridor. Trenutno postoje mnoge vrste toplinske izolacijske prekrivače koje se koriste u solarnim staklenicima, ali većina njih je izrađena od ispadanog filca, pamuka raspršenog ljepljenom, bisernom pamukom itd., S vodootpornim ili anti-stalnim površinskim slojevima s obje strane. Prema mehanizmu toplinske izolacije termalne izolacijske prekrivače, kako bismo poboljšali njegove performanse toplinske izolacije, trebali bismo započeti s poboljšanjem njegovog toplinskog otpora i smanjenjem njegovog koeficijenta prijenosa topline, a glavne mjere su smanjenje toplinske vodljivosti materijala, povećati debljinu debljine Slojevi materijala ili povećajte broj slojeva materijala itd. Stoga je trenutno jezgra toplinske izolacijske prekrivače s visokim performansama toplinske izolacije često izrađen od višeslojnih kompozitnih materijala. Prema testu, koeficijent prijenosa topline toplinske izolacijske prekrivače s visokim performansama toplinske izolacije trenutno može doseći 0,5 W/(M2 ℃), što pruža bolje jamstvo toplinskoj izolaciji staklenika u hladnim područjima zimi. Naravno, sjeverozapadno područje je vjetrovito i prašnjavo, a ultraljubičasto zračenje je snažno, tako da bi površinski sloj toplinske izolacije trebao imati dobre performanse protiv starenja.

03 Dodajte unutarnju zavjesu za toplinsku izolaciju.

Iako je prednji krov staklenika sunčeve svjetlosti noću prekriven vanjskim termalnom izolacijskom prekrivačem, što se tiče drugih struktura cijelog staklenika, prednji krov je i dalje slabo mjesto za cijeli staklenik noću. Stoga je projektni tim „Strukture i građevinske tehnologije staklenika na sjeverozapadnoj neobičnoj zemlji“ osmislio jednostavan unutarnji sustav toplinske izolacije (slika 1), čija se struktura sastoji od fiksne unutarnje zavjese za termičku izolaciju na prednjem stopalu i Pokretna unutarnja zavjesa toplinske izolacije u gornjem prostoru. Gornja pomična termalna zavjesa za izolaciju otvara se i presavijena na stražnjem zidu staklenika tijekom dana, što ne utječe na rasvjetu staklenika; Fiksna toplinska izolacija na dnu igra ulogu zapečaćenja noću. Unutarnji dizajn izolacije uredan je i jednostavan za rad, a može igrati i ulogu zasjenjenja i hlađenja ljeti.

Tehnologija aktivnog zagrijavanja

Zbog niske temperature zimi na sjeverozapadu Kine, ako se samo oslanjamo na očuvanje topline i skladištenje topline u staklenicima, još uvijek ne možemo udovoljiti zahtjevima proizvodnje presjeka usjeva u nekom hladnom vremenu, tako da su i neke aktivne mjere zagrijavanja također aktivno zagrijavanje zabrinut.

Sustav skladištenja solarne energije i otpuštanja topline

Važan je razlog da zid nosi funkcije očuvanja topline, skladištenja topline i opterećenja, što dovodi do visokih troškova gradnje i niske brzine korištenja zemljišta solarnih staklenika. Stoga će pojednostavljenje i sastavljanje solarnih staklenika biti važan razvojni smjer u budućnosti. Među njima, pojednostavljenje funkcije zida je oslobađanje funkcije skladištenja topline i oslobađanja zida, tako da stražnji zid nosi samo funkciju očuvanja topline, što je učinkovit način pojednostavljenja razvoja. Na primjer, sustav aktivnog skladištenja i oslobađanja topline Fang Hui (Slika 2) široko se koristi u nekonkuliranim područjima kao što su GANSU, Ningxia i Xinjiang. Njegov uređaj za prikupljanje topline obješen je na sjevernom zidu. Tijekom dana, toplina prikupljena od strane uređaja za prikupljanje topline čuva se u tijelu za skladištenje topline kroz cirkulaciju medija za skladištenje topline, a noću se toplina oslobađa i zagrijava cirkulacijom medija za skladištenje topline, shvaćajući tako Prijenos topline u vremenu i prostoru. Eksperimenti pokazuju da se minimalna temperatura u stakleniku može podići za 3 ~ 5 ℃ pomoću ovog uređaja. Wang Zhiwei itd. Izloži sustav grijanja vode za solarni staklenik u južnom području pustinje Xinjiang, koji noću može povećati temperaturu staklenika za 2,1 ℃.

Osim toga, BAO ENCAI itd. Dizajnirao je aktivni sustav cirkulacije topline za sjeverni zid. Tijekom dana, kroz cirkulaciju aksijalnih ventilatora, unutarnji vrući zrak prolazi kroz kanal za prijenos topline ugrađen u sjeverni zid, a kanal za prijenos topline izmjenjuje toplinu s slojem za skladištenje topline unutar zida, što značajno poboljšava kapacitet za skladištenje topline od zid. Osim toga, sustav za pohranu topline u solarnom fazu koji je dizajnirao Yan Yantao itd. Pohranjuje toplinu u materijalima za promjenu faze kroz solarne sakupljače tijekom dana, a zatim ubaci toplinu u unutarnji zrak kroz cirkulaciju zraka noću, što može povećati Prosječna temperatura za 2,0 ℃ noću. Gornje tehnologije korištenja solarne energije i oprema imaju karakteristike ekonomije, uštede energije i niskog ugljika. Nakon optimizacije i poboljšanja, trebali bi imati dobre perspektive primjene u područjima s obilnim resursima solarne energije na sjeverozapadu Kine.

Ostale pomoćne tehnologije grijanja

01 grijanje energije biomase

Posteljina, slama, kravlje gnoj, ovčji gnoj i peradska gnoja pomiješani su s biološkim bakterijama i zakopani u tlu u stakleniku. Tijekom procesa fermentacije stvara se puno topline, a tijekom procesa fermentacije nastaje puno korisnih sojeva, organske tvari i CO2. Korisni sojevi mogu inhibirati i ubiti razne klice i mogu smanjiti pojavu stakleničkih bolesti i štetočina; Organske tvari mogu postati gnojivo za usjeve; Proizvedeni CO2 može poboljšati fotosintezu usjeva. Na primjer, Wei Wenxiang zakopao je vruća organska gnojiva poput konjskog gnoja, kravljeg stajskog gnoja i ovčjeg stajskog gnoja u zatvorenom tlu u solarnom stakleniku na visoravni Qinghai, koji su učinkovito podigli temperaturu tla. U solarnom stakleniku u pustinjskom području Gansu ， Zhou Zhilong koristio je slamu i organsko gnojivo za fermentiranje između usjeva. Ispitivanje je pokazalo da se temperatura staklenika može povećati za 2 ~ 3 ℃.

02 Grijanje ugljena

Postoje umjetna peć, grijač vode u štednji energiji i grijanje. Na primjer, nakon istrage na visoravni Qinghai, Wei Wenxiang otkrio je da se grijanje umjetnih peći uglavnom koristi lokalno. Ova metoda grijanja ima prednosti bržeg grijanja i očitog učinka grijanja. Međutim, štetni plinovi poput SO2, CO i H2S proizvedet će se u procesu sagorijevanja ugljena, tako da je potrebno dobro obaviti posao otpuštanja štetnih plinova.

03 Električno grijanje

Koristite električnu žicu za grijanje za zagrijavanje prednjeg krova staklenika ili upotrijebiti električni grijač. Učinak grijanja je izvanredan, upotreba je sigurna, u stakleniku se ne stvaraju zagađivači, a opremu za grijanje je lako kontrolirati. Chen Weiqian i drugi misle da problem oštećenja zamrzavanja zimi u području Jiuquana ometa razvoj lokalne poljoprivrede GoBi, a električni elementi grijanja mogu se koristiti za zagrijavanje staklenika. Međutim, zbog korištenja visokokvalitetnih resursa električne energije, potrošnja energije je velika, a troškovi visoki. Predlaže se da ga treba koristiti kao privremeno sredstvo za grijanje u hitnim slučajevima u ekstremnim hladnim vremenom.

Mjere upravljanja okolišem

U procesu proizvodnje i korištenja staklenika, kompletna oprema i normalan rad ne mogu učinkovito osigurati da njegovo toplinsko okruženje ispunjava zahtjeve za dizajnom. U stvari, upotreba i upravljanje opremom često igraju ključnu ulogu u stvaranju i održavanju toplinskog okruženja, od kojih je najvažnije svakodnevno upravljanje prekrivačem toplinske izolacije i odzračivanjem.

Upravljanje toplinskom izolacijskom prekrivačem

Pokrilj za toplinsku izolaciju ključ je noćne toplinske izolacije prednjeg krova, tako da je izuzetno važno usavršiti njegovo svakodnevno upravljanje i održavanje, posebno na sljedeće probleme treba obratiti pažnju na: ① -ovo vrijeme odgovarajućeg vremena otvaranja i zatvaranja toplinske izolacije jorgana . Vrijeme otvaranja i zatvaranja toplinske izolacijske prekrivače ne samo da utječe na vrijeme osvjetljenja staklenika, već utječe i na postupak grijanja u stakleniku. Otvaranje i zatvaranje prekrivača toplinske izolacije prerano ili prekasno ne pogoduje sakupljanju topline. Ujutro, ako se prekrivač otkriva prerano, unutarnja će temperatura pasti previše zbog niske vanjske temperature i slabe svjetlosti. Naprotiv, ako je vrijeme otkrivanja prekrivača prekasno, vrijeme primanja svjetla u stakleniku bit će skraćeno, a vrijeme porasta temperature u zatvorenom prostoru bit će odgođeno. Popodne, ako se prekrivač toplinske izolacije prerano isključi, vrijeme izlaganja u zatvorenom prostoru bit će skratilo, a toplinski skladištenje zatvorenog tla i zidova će se smanjiti. Naprotiv, ako se očuvanje topline isključi prekasno, raspršivanje topline u stakleniku će se povećati zbog niske vanjske temperature i slabe svjetlosti. Stoga, općenito govoreći, kada je prekrivač toplinske izolacije uključen ujutro, preporučljivo je da se temperatura poraste nakon pada od 1 ~ 2 ℃, dok kad se isključi prekrivač toplinske izolacije, preporučljivo je porast temperature Nakon 1 ~ 2 ℃ kap. ② Pri zatvaranju prekrivača toplinske izolacije, obratite pažnju na to da li termalna izolacijski prekrivač čvrsto pokriva sve prednje krovove i prilagodite ih na vrijeme ako postoji jaz. ③ Nakon što je prekrivač toplinske izolacije u potpunosti odložen, provjerite je li donji dio zbijen, kako bi se spriječilo da efekt očuvanja topline noću podigne vjetar. ④ Provjerite i održavajte prekrivač toplinske izolacije u vremenu, posebno kada je prekrivač toplinske izolacije oštećen, popravite ili zamijenite na vrijeme. ⑤ Obratite pažnju na vremenske uvjete. Kad je kiša ili snijeg, na vrijeme prekrijte toplinsku izolacijsku prekrivač i uklonite snijeg na vrijeme.

Upravljanje otvorima

Svrha ventilacije zimi je prilagoditi temperaturu zraka kako bi se izbjegla prekomjerna temperatura oko podneva; Drugi je uklanjanje vlage u zatvorenom prostoru, smanjiti vlažnost zraka u stakleniku i kontrolirati štetočine i bolesti; Treće je povećati koncentraciju CO2 u zatvorenom i promicati rast usjeva. Međutim, ventilacija i očuvanje topline su kontradiktorni. Ako se ventilacijom ne upravlja pravilno, to će vjerojatno dovesti do problema s niskim temperaturama. Stoga, kada i koliko dugo otvoriti ventilacijske otvore u bilo kojem trenutku treba dinamički prilagoditi u skladu s okolišnim uvjetima staklenika. U sjeverozapadnim nekonkuliranim područjima, upravljanje otvorima za staklenike uglavnom je podijeljeno na dva načina: ručni rad i jednostavna mehanička ventilacija. Međutim, vrijeme otvaranja i ventilacijsko vrijeme otvora uglavnom se temelje na subjektivnoj prosudbi ljudi, pa se može dogoditi da se otvori otvaraju prerano ili prekasno. Za rješavanje gornjih problema, Yin Yilei itd. Dizajnirao je krovni inteligentni ventilacijski uređaj, koji može odrediti vrijeme otvaranja i veličinu otvaranja i zatvaranja ventilacijskih rupa u skladu s promjenama zatvorenog okoliša. Uz produbljivanje istraživanja o zakonu o promjenama okoliša i potražnje za usjevima, kao i popularizacijom i napretkom tehnologija i opreme kao što su percepcija okoliša, prikupljanje informacija, analiza i kontrola, automatizacija upravljanja ventilacijom u solarnim staklenicima trebala bi biti a važan razvojni smjer u budućnosti.

Ostale mjere upravljanja

U procesu korištenja različitih vrsta prolivenih filmova, njihov kapacitet za prijenos svjetlosti postepeno će slabiti, a brzina slabljenja nije samo povezana s njihovim vlastitim fizičkim svojstvima, već je povezana i s okruženjem i upravljanjem tijekom upotrebe. U procesu uporabe, najvažniji faktor koji dovodi do pada performansi prijenosa svjetlosti je zagađenje površine filma. Stoga je izuzetno važno provoditi redovito čišćenje i čišćenje kada uvjeti dopuštaju. Osim toga, strukturu kućišta staklenika treba redovito provjeravati. Kad dođe do curenja u zidu i prednjem krovu, to bi trebalo popraviti na vrijeme kako bi se izbjeglo da staklenik utječe infiltracija hladnog zraka.

Postojeći problemi i smjer razvoja

Istraživači su istraživali i proučavali tehnologiju očuvanja i skladištenja topline, tehnologiju upravljanja i metode zagrijavanja staklenika na sjeverozapadu nekonkultiviranih područja dugi niz godina, što je u osnovi shvatilo da je prezimljevajuća proizvodnja povrća uvelike poboljšala sposobnost da se odupire ozljedama nisko-temperaturne hlače i u osnovi je shvatio prezimljivu proizvodnju povrća. Dao je povijesni doprinos ublažavanju kontradikcije između hrane i povrća koji se natječu za zemlju u Kini. Međutim, još uvijek postoje sljedeći problemi u tehnologiji jamstva temperature na sjeverozapadu Kine.

Tipovi staklenika koje treba nadograditi

Trenutno su vrste staklenika još uvijek uobičajene izgrađene krajem 20. stoljeća i početkom ovog stoljeća, s jednostavnom strukturom, nerazumnim dizajnom, lošom sposobnošću za održavanje toplinskog okruženja staklenika i odupiranja prirodnim katastrofama i nedostatkom standardizacije. Stoga bi u budućem dizajnu staklenika oblik i nagib prednjeg krova, azimutni kut staklenika, visina stražnjeg zida, dubina potonuća staklenika itd. i klimatske karakteristike. Istodobno, samo jedan usjev može se posaditi u stakleniku koliko je to moguće, tako da se standardizirano podudaranje staklenika može provesti u skladu s svjetlosnim i temperaturnim zahtjevima zasađenih usjeva.

Ljestvica staklenika je relativno mala.

Ako je skala staklenika premala, ona će utjecati na stabilnost toplinskog okruženja staklenika i na razvoj mehanizacije. S postupnim povećanjem troškova rada, razvoj mehanizacije važan je smjer u budućnosti. Stoga bismo se u budućnosti trebali temeljiti na lokalnoj razini razvoja, uzeti u obzir potrebe razvoja mehanizacije, racionalno dizajnirati unutarnji prostor i izgled staklenika, ubrzati istraživanje i razvoj poljoprivredne opreme pogodne za lokalna područja i Poboljšajte stopu mehanizacije proizvodnje staklenika. U isto vrijeme, prema potrebama usjeva i obrazaca uzgoja, relevantnu opremu treba uskladiti sa standardima, a treba promovirati integrirano istraživanje i razvoj, inovacije i popularizaciju ventilacije, smanjenja vlage, očuvanja topline i grijanja.

Debljina zidova poput pijeska i šupljih blokova još uvijek je gusta.

Ako je zid previše gust, iako je učinak izolacije dobar, smanjit će brzinu korištenja tla, povećati troškove i poteškoće u izgradnji. Stoga, u budućem razvoju, s jedne strane, debljina zida može se znanstveno optimizirati u skladu s lokalnim klimatskim uvjetima; S druge strane, trebali bismo promovirati svjetlost i pojednostavljeni razvoj stražnjeg zida, tako da stražnji zid staklenika zadržava samo funkciju očuvanja topline, koristiti solarne kolektore i druge opreme za zamjenu skladištenja topline i oslobađanja zida . Solarni kolekcionari imaju karakteristike učinkovitosti sakupljanja visoke topline, snažnog kapaciteta za prikupljanje topline, uštede energije, niskog ugljika i tako dalje, a većina njih može ostvariti aktivnu regulaciju i kontrolu, te mogu provesti ciljano egzotermno grijanje u skladu s ekološkim potrebama staklenika u stakleniku Noću, s većom učinkovitošću iskorištavanja topline.

Potrebno je razviti posebnu teplinsku izolacijsku jorganu.

Prednji krov je glavno tijelo raspršivanja topline u stakleniku, a performanse toplinske izolacije termalne izolacijske prekrivače izravno utječu na unutarnje toplinsko okruženje. Trenutno, temperaturno okruženje staklenika u nekim područjima nije dobro, dijelom i zato što je prekrivač toplinske izolacije previše tanak, a performanse toplinske izolacije materijala nisu dovoljne. Istodobno, prekrivač toplinske izolacije još uvijek ima nekih problema, poput loših vodootpornih i skijaških sposobnosti, lakog starenja površinskog i jezgrenog materijala, itd. Stoga bi u budućnosti u budućnosti trebalo znanstveno odabrati odgovarajuće toplinske izolacijske materijale u skladu s lokalnim Klimatske karakteristike i zahtjevi, te posebni proizvodi za toplinsku izolaciju prekrivača pogodni za lokalnu upotrebu i popularizaciju trebaju biti dizajnirani i razvijeni.

KRAJ

Citirane informacije

Luo Ganliang, Cheng Jieyu, Wang Pingzhi, itd. Istraživački status tehnologije za temperaturu okoliša jamstva tehnologije solarnog staklenika u sjeverozapadnoj nekonkultiviranoj zemlji [J]. Tehnologija poljoprivrednog inženjerstva, 2022.42 (28): 12-20.