Li Jianming, Sun Guotao itp.Szklarnia ogrodnicza technologia inżynierii rolnej2022-11-21 17:42 Opublikowane w Pekinie

W ostatnich latach przemysł cieplarniany został energicznie rozwinięty. Rozwój szklarni nie tylko poprawia wskaźnik wykorzystania gruntów i szybkość produkcji produktów rolnych, ale także rozwiązuje problem podaży owoców i warzyw poza sezonem. Jednak szklarnia napotkała również bezprecedensowe wyzwania. Oryginalne obiekty, metody grzewcze i formy strukturalne wywołały odporność na środowisko i rozwój. Nowe materiały i nowe projekty są pilnie potrzebne do zmiany struktury szklarni, a nowe źródła energii są pilnie potrzebne do osiągnięcia celów ochrony energii i ochrony środowiska oraz zwiększenia produkcji i dochodów.

W tym artykule omówiono temat „Nowej energii, nowych materiałów, nowego projektu, który pomaga nowej rewolucji szklarni”, w tym badania i innowacje energii słonecznej, energii biomasy, energii geotermalnej i innych nowych źródeł energii w szklarni, badania i zastosowaniu nowych materiałów do pokrycia, izolacji termicznej, ścian i innego sprzętu oraz przyszłej perspektywy i myślenia o nowej energii, nowych materiałach i nowym projektowaniu, aby pomóc reformie szklarni, aby zapewnić odniesienie dla branży.

Rolnictwo rozwoju placówki jest wymogiem politycznym i nieuniknionym wyborem do wdrożenia ducha ważnych instrukcji i podejmowania decyzji przez rząd centralny. W 2020 r. Całkowita powierzchnia chronionego rolnictwa w Chinach wyniesie 2,8 miliona HM2, a wartość wyjściowa przekroczy 1 bilion juanów. Jest to ważny sposób na poprawę wydajności produkcji szklarni w celu poprawy oświetlenia szklarni i wydajności izolacji termicznej poprzez nowe energię, nowe materiały i nowe projektowanie szklarni. Istnieje wiele wad w tradycyjnej produkcji szklarni, takich jak węgiel, olej opałowy i inne źródła energii stosowane do ogrzewania i ogrzewania w tradycyjnych szklarniach, co powoduje dużą ilość gazu dwutlenku, co poważnie zanieczyszcza środowisko, podczas gdy gaz ziemny, energia elektryczna i energia elektryczna i energia elektryczna i energia elektryczna i energia elektryczna i Inne źródła energii zwiększają koszty operacyjne szklarni. Tradycyjne materiały do ​​magazynowania cieplnego dla ścian szklarniowych to głównie glina i cegły, które dużo zużywają i powodują poważne uszkodzenia zasobów lądowych. Wydajność użytkowania gruntów tradycyjnej szklarni słonecznej ze ścianą ziemi wynosi tylko 40% ~ 50%, a zwykła szklarnia ma słabą pojemność ciepła, więc nie może żyć w zimie, aby produkować ciepłe warzywa w północnych Chinach. Dlatego rdzeniem promowania zmian cieplarnianych lub podstawowych badań jest projektowanie szklarni, badania i rozwój nowych materiałów i nowej energii. W tym artykule koncentruje się na badaniach i innowacjach nowych źródeł energii w szklarni, podsumowuje status badawczy nowych źródeł energii, takich jak energia słoneczna, energia biomasy, energia geotermalna, energia wiatrowa i nowe przezroczyste materiały pokrywające, materiały do ​​izolacji termicznej i materiały ścienne w Intere Szklarnia, przeanalizuj zastosowanie nowych energii i nowych materiałów w budowie nowej szklarni i czekaj na ich rolę w przyszłym rozwoju i transformacji szklarni.

Badania i innowacje nowej szklarni energetycznej

Nowa zielona energia o największym potencjale wykorzystania rolnictwa obejmuje energię słoneczną, energię geotermalną i energię biomasy lub kompleksowe wykorzystanie różnych nowych źródeł energii, aby osiągnąć efektywne wykorzystanie energii poprzez uczenie się od siebie silnych punktów.

Energia słoneczna/moc

Technologia energii słonecznej jest niskoemisyjnym, wydajnym i zrównoważonym trybem zaopatrzenia w energię i jest ważnym elementem strategicznych branż w chińskich wschodzących branż. Stanie się nieuniknionym wyborem do transformacji i modernizacji chińskiej struktury energii w przyszłości. Z punktu widzenia wykorzystania energii sama szklarnia jest strukturą obiektu do wykorzystania energii słonecznej. Poprzez efekt cieplarniany energia słoneczna jest gromadzona w pomieszczeniu, temperatura szklarni jest podnoszona i zapewniane jest potrzebne ciepło do wzrostu upraw. Głównym źródłem energii fotosyntezy roślin szklarniowych jest bezpośrednie światło słoneczne, które jest bezpośrednim wykorzystaniem energii słonecznej.

01 Fotowoltaiczna wytwarzanie energii do generowania ciepła

Photowoltaiczne wytwarzanie energii jest technologią, która bezpośrednio przekształca energię światła w energię elektryczną w oparciu o efekt fotowoltaiczny. Kluczowym elementem tej technologii jest ogniwo słoneczne. Gdy energia słoneczna świeci na szeregu paneli słonecznych w szeregu lub równolegle, składniki półprzewodnikowe bezpośrednio przekształcają energię promieniowania słonecznego na energię elektryczną. Technologia fotowoltaiczna może bezpośrednio przekształcić energię światła w energię elektryczną, przechowywać energię elektryczną przez akumulatory i podgrzewać szklarnię w nocy, ale jej wysoki koszt ogranicza jej dalszy rozwój. Grupa badawcza opracowała fotowoltaiczne urządzenie grzewcze do grafenu, które składa się z elastycznych paneli fotowoltaicznych, kompleta z odwróconą maszyną do odwrotnej, akumulatora magazynowego i pręta ogrzewania grafenu. Zgodnie z długością linii sadzenia pręt ogrzewania grafenu jest zakopany pod workiem podłoża. W ciągu dnia panele fotowoltaiczne pochłaniają promieniowanie słoneczne w celu wytwarzania energii elektrycznej i przechowywania go w akumulatorze magazynowym, a następnie elektryczność jest uwalniana w nocy dla pręta ogrzewania grafenu. W rzeczywistym pomiarze przyjmuje się tryb kontroli temperatury od 17 ℃ i zamknięcia w 19 ℃. Działa w nocy (20: 00-08: 00 drugiego dnia) przez 8 godzin zużycie energii ogrzewania pojedynczy rząd roślin wynosi 1,24 kW · h, a średnia temperatura worka podłoża w nocy wynosi 19,2 ℃, który jest 3,5 ~ 5,3 ℃ Wyższy niż kontrola. Ta metoda ogrzewania połączona wytwarzanie energii powiększonej mocy rozwiązuje problemy związane z wysokim zużyciem energii i wysokim zanieczyszczeniem ogrzewania cieplarnianym w zimie.

02 Fototermiczna konwersja i wykorzystanie

Konwersja fototermiczna słoneczna odnosi się do zastosowania specjalnej powierzchni kolekcji światła słonecznego wykonanego z fototermicznych materiałów konwersji w celu zbierania i pochłaniania jak największej ilości energii słonecznej i przekształcania go w energię cieplną. W porównaniu z aplikacjami fotowoltaicznymi słonecznymi zastosowania fototermiczne słoneczne zwiększają wchłanianie pasma bliskiej podczerwieni, dzięki czemu ma wyższą wydajność energii światła słonecznego, niższe koszty i dojrzałą technologię i jest najczęściej stosowanym sposobem wykorzystania energii słonecznej.

Najbardziej dojrzałą technologią konwersji i wykorzystania fototermicznej w Chinach jest kolektor słoneczny, którego podstawowym elementem jest rdzeń płyty z wyborem z selektywną powłoką absorpcyjną, który może przekształcić energię promieniowania słonecznego przechodzącą przez płytkę pokrycia w energię cieplną i transmisję Do środka roboczego oszałamiającego ciepło. Kolektorów słonecznych można podzielić na dwie kategorie w zależności od tego, czy w kolekcjoneru jest przestrzeń próżniowa, czy nie: płaskie kolektory słoneczne i kolektory słoneczne rurki próżniowej; koncentrowanie kolekcjonerów słonecznych i niekoncentujących kolekcjonerów słonecznych w zależności od tego, czy promieniowanie słoneczne w kierunku portu światła dziennego; oraz płynne kolekcjonerów słonecznych i kolekcjonerów słonecznych według rodzaju medium roboczego transferu ciepła.

Wykorzystanie energii słonecznej w szklarni odbywa się głównie przez różne rodzaje kolekcjonerów słonecznych. IBN ZOR University w Maroku opracował aktywny system ogrzewania energii słonecznej (ASHS) do ocieplenia szklarni, który może zwiększyć całkowitą produkcję pomidorów o 55% w zimie. China Agricultural University zaprojektował i opracował zestaw systemu zbierania i rozładowywania chłodnicy powierzchniowej, o pojemności zbierania ciepła 390,6 ～ 693,0 MJ, i przedstawił pomysł oddzielenia procesu zbierania ciepła od procesu magazynowania ciepła za pomocą pompy ciepła. University of Bari we Włoszech opracował system grzewczy poligenowania szklarni, który składa się z systemu energii słonecznej i pompy ciepła powietrznej i może zwiększyć temperaturę powietrza o 3,6% i temperaturę gleby o 92%. Grupa badawcza opracowała rodzaj aktywnego sprzętu do zbierania ciepła słonecznego o zmiennym kącie nachylenia do szklarni słonecznej oraz urządzenie do magazynowania ciepła dla wody szklarniowej w ciągu pogody. Aktywna technologia zbierania ciepła słonecznego z zmienną nachyleniem przełamuje ograniczenia tradycyjnego sprzętu do zbierania ciepła ciepła, takiego jak ograniczona pojemność ciepła, cieniowanie i okupacja ziemi uprawnej. Korzystając z specjalnej struktury cieplarnianej szklarni słonecznej, przestrzeń szklarni bez sadzenia jest w pełni wykorzystana, co znacznie poprawia wydajność wykorzystania przestrzeni szklarniowej. W typowych słonecznych warunkach pracy aktywny system zbierania ciepła słonecznego o zmiennej nachyleniu osiąga 1,9 mJ/(M2H), wydajność wykorzystania energii osiąga 85,1%, a szybkość oszczędzania energii wynosi 77%. W technologii magazynowania ciepła szklarni ustawiana jest wielofazowa konstrukcja magazynowania ciepła, pojemność magazynowania ciepła jest zwiększona, a powolne uwalnianie ciepła z urządzenia jest realizowane, aby uświadomić sobie wydajne zastosowanie zastosowania Ciepło zebrane przez sprzęt do zbierania ciepła słonecznego w szklarni.

Energia biomasy

Nowa struktura obiektu jest zbudowana przez połączenie urządzenia wytwarzającego ciepło biomasy z szklarnią, a surowce biomasy, takie jak obornik świń, pozostałości grzybowe i słomka, są kompostowane do warzenia ciepła, a wytwarzana energia cieplna jest bezpośrednio dostarczana do szklarni [ 5]. W porównaniu z szklarnią bez zbiornika ogrzewania fermentacji biomasy, ciepła ciepła może skutecznie zwiększyć temperaturę gruntu w szklarni i utrzymać odpowiednią temperaturę korzeni upraw uprawianych w glebie w normalnym klimacie zimą. Przykładając jednowarstwową asymetryczną asymetryczną izolację termiczną z rozpiętością 17 m i długością 30 m jako przykład, dodając 8 m odpadów rolniczych (słoma pomidorowa i obornik świni mieszany) do zbiornika fermentacji w celu naturalnego fermentacji bez obracania puszki puszki Zwiększ średnią dzienną temperaturę szklarni o 4,2 ℃ w zimie, a średnia dzienna minimalna temperatura może osiągnąć 4,6 ℃.

Wykorzystanie energii fermentacji kontrolowanej przez biomasę jest metodą fermentacji, która wykorzystuje instrumenty i urządzenia do kontrolowania procesu fermentacji w celu szybkiego uzyskania i efektywnego wykorzystania energii cieplnej biomasy i nawozu gazowego CO2, w tym wentylacja i wilgoć są kluczowymi czynnikami regulacji ciepła fermentacji i produkcja gazu biomasy. W warunkach wentylowanych mikroorganizmy aerobowe w stercie fermentacji wykorzystują tlen do działań życiowych, a część wygenerowanej energii jest wykorzystywana do ich własnych działań życiowych, a część energii jest uwalniana do środowiska jako energia cieplna, która jest korzystna dla temperatury dla temperatury wzrost środowiska. Woda bierze udział w całym procesie fermentacji, zapewniając niezbędne rozpuszczalne składniki odżywcze do aktywności mikrobiologicznej, a jednocześnie uwalniając ciepło sterty w postaci pary przez wodę, aby zmniejszyć temperaturę sterty, przedłużyć żywotność życia mikroorganizmy i zwiększają masową temperaturę sterty. Instalowanie urządzenia do ługowania słomy w zbiorniku fermentacyjnym może zwiększyć temperaturę wewnętrzną o 3 ~ 5 ℃ w zimie, wzmocnić fotosynteza roślin i zwiększyć wydajność pomidorów o 29,6%.

Energia geotermalna

Chiny są bogate w zasoby geotermalne. Obecnie najczęstszym sposobem dla obiektów rolniczych w celu wykorzystania energii geotermalnej jest zastosowanie pompy ciepła uziemionego, która może przenosić z niskiej energii cieplnej do wysokiej jakości energii cieplnej poprzez wprowadzanie niewielkiej ilości energii o wysokiej jakości (takiej jak energia o wysokiej jakości (taka jak energia o wysokiej jakości (na przykład energia elektryczna). W odróżnieniu od tradycyjnych miar ogrzewania szklarniowego, podgrzewanie pompy ciepła uzależnionego może nie tylko osiągnąć znaczący efekt ogrzewania, ale także może schłodzić szklarnię i zmniejszyć wilgotność w szklarni. Badania zastosowania pompy ciepła na gruncie w dziedzinie budowy obudowy są dojrzałe. Podstawową częścią, która wpływa na pojemność ogrzewania i chłodzenia pompy ciepła uziemiającego, jest moduł podziemnej wymiany ciepła, który obejmuje głównie zakopane rury, podziemne studnie itp. Jak zaprojektować podziemny system wymiany ciepła o zrównoważonym koszcie i skutku był przedmiotem badań tej części. Jednocześnie zmiana temperatury podziemnej warstwy gleby w stosowaniu pompy ciepła uziemionego wpływa również na efekt użycia systemu pompy ciepła. Używanie pompy ciepła uziemionego do ochłodzenia szklarni latem i przechowywania energii cieplnej w głębokiej warstwie gleby może złagodzić spadek temperatury podziemnej warstwy gleby i poprawić wydajność produkcji ciepła pompy ciepła gruntowego w zimie.

Obecnie, w badaniach nad wydajnością i wydajnością pompy ciepła uziemionego, poprzez rzeczywiste dane eksperymentalne, model numeryczny jest ustanowiony za pomocą oprogramowania, takiego jak twarda 2 i TRNSYS, i stwierdzono, że wydajność ogrzewania i współczynnik wydajności (COP (COP COP (COP COP (COP COP (COP COP (COP COP ) pompy ciepła uziemia może osiągnąć 3,0 ~ 4,5, który ma dobry efekt chłodzenia i ogrzewania. W badaniach strategii operacyjnej systemu pompy ciepła Fu Yunzhun i inni stwierdzili, że w porównaniu z przepływem po stronie obciążenia, przepływ po stronie źródła uziemienia ma większy wpływ na wydajność jednostki i wydajność przenoszenia ciepła zakopanej rury . Pod warunkiem ustawienia przepływu maksymalna wartość COP jednostki może osiągnąć 4.17, przyjmując schemat działania działalności przez 2 godziny i zatrzymanie przez 2 godziny; Shi Huixian ET. przyjął przerywany tryb działania systemu chłodzenia wody. Latem, gdy temperatura jest wysoka, gliniarz całego systemu zasilania energii może osiągnąć 3,80.

Technologia głębokiego magazynowania ciepła gleby w szklarni

Głębokie magazyn ciepła gleby w szklarni nazywany jest również „bankiem magazynowym” w szklarni. Zimne uszkodzenia zimą i wysokiej temperatury w lecie są głównymi przeszkodami w produkcji szklarni. W oparciu o silną pojemność ciepła głębokiej gleby grupa badawcza zaprojektowała szklarnię podziemne głębokie urządzenie do przechowywania ciepła. Urządzenie jest podwójnym równoległym rurociągiem przenoszenia ciepła zakopanego na głębokości 1,5 ～ 2,5 m podziemnej w szklarni, z wlotem powietrznym na szczycie szklarni i wylotem powietrza na ziemi. Gdy temperatura w szklarni jest wysoka, powietrze wewnętrzne jest przymusowo pompowane do ziemi przez wentylator, aby zrealizować magazyn ciepła i redukcję temperatury. Gdy temperatura szklarni jest niska, ciepło jest wydobywane z gleby, aby ogrzać szklarnię. Wyniki produkcji i aplikacji pokazują, że urządzenie może zwiększyć temperaturę szklarni o 2,3 ℃ zimą, zmniejszyć temperaturę wewnętrzną o 2,6 ℃ w letnim dniu i zwiększyć wydajność pomidora o 1500 kg w 667 m². Urządzenie w pełni wykorzystuje charakterystykę „ciepłego w zimie i chłodnego w lecie” i „stałej temperatury” głębokiej podziemnej gleby, zapewnia „bank dostępu do energii” dla szklarni i ciągle uzupełnia funkcje pomocnicze chłodzenia i ogrzewania szklarni i ogrzewania .

Koordynacja wielu energii

Wykorzystanie dwóch lub więcej rodzajów energii do podgrzewania szklarni może skutecznie nadrobić wady pojedynczego rodzaju energii i dać grę efektowi superpozycji „One Plus One jest większe niż dwa”. Uzupełniająca współpraca między energią geotermalną a energią słoneczną jest gorącym punktem naukowym nowego wykorzystania energii w produkcji rolniczej w ostatnich latach. Emmi et. Zbadał system energetyczny wielu źródeł (ryc. 1), który jest wyposażony w fotowoltaiczny hybrydowy kolekcjoner słoneczny. W porównaniu ze wspólnym systemem pompy ciepła powietrznego, efektywność energetyczna systemu energetycznego wielo-sourowego ulega poprawie o 16%~ 25%. Zheng i. opracował nowy rodzaj sprzężonego systemu magazynowania ciepła energii słonecznej i pompy ciepła uziemienia. System kolektora słonecznego może zrealizować wysokiej jakości sezonowe magazynowanie ogrzewania, to znaczy wysokiej jakości ogrzewanie zimą i wysokiej jakości chłodzenie latem. Zakona wymiennika ciepła i przerywanego zbiornika magazynowania ciepła mogą działać dobrze w systemie, a wartość COP w systemie może osiągnąć 6,96.

W połączeniu z energią słoneczną ma na celu zmniejszenie zużycia energii komercyjnej i zwiększenie stabilności zasilania słonecznego w szklarni. Wan ya et. Przedstawił nowy inteligentny schemat technologii kontroli łączenia wytwarzania energii słonecznej z energią komercyjną do ogrzewania szklarni, która może wykorzystywać moc fotowoltaiczną, gdy jest światło, i przekształcić ją w energię komercyjną, gdy nie ma światła, znacznie zmniejszając niedobór mocy obciążenia Oceń i zmniejszenie kosztów ekonomicznych bez użycia baterii.

Energia słoneczna, energia biomasy i energia elektryczna mogą wspólnie podgrzewać szklarnie, które mogą również osiągnąć wysoką wydajność ogrzewania. Zhang Liangrui i inni połączyli kolekcję ciepła rurki solarnej z zbiornikiem wody do magazynowania ciepła do doliny. System ogrzewania szklarni ma dobry komfort cieplny, a średnia wydajność ogrzewania systemu wynosi 68,70%. Elektryczny zbiornik wodny do magazynowania ciepła to biomasa do magazynowania wody z elektrycznym ogrzewaniem. Najniższa temperatura wlotu wody na końcu ogrzewania jest ustawiona, a strategia działania systemu jest określana zgodnie z temperaturą przechowywania wody części zbierania ciepła słonecznego i części magazynowania ciepła biomasy, aby osiągnąć stabilną temperaturę ogrzewania w temperaturze ogrzewania w temperaturze ogrzewania w Ogrzewanie kończą i oszczędzaj energię elektryczną i materiały energetyczne biomasy w maksymalnym zakresie.

Innowacyjne badania i zastosowanie nowych materiałów cieplarnianych

Wraz z rozszerzeniem obszaru szklarniowego wady zastosowania tradycyjnych materiałów cieplarnianych, takich jak cegły i gleba, są coraz bardziej ujawniane. Dlatego, aby jeszcze bardziej poprawić wydajność cieplną szklarni i zaspokoić potrzeby rozwojowe nowoczesnej szklarni, istnieje wiele badań i zastosowań nowych przezroczystych materiałów pokrywających, materiałów izolacyjnych i materiałów ściennych.

Badania i zastosowanie nowych przezroczystych materiałów pokrywających

Rodzaje przezroczystych materiałów pokrywających do szklarni to głównie folia plastikowa, szkła, panelu słonecznego i panelu fotowoltaicznego, wśród których folia plastikowa ma największy obszar zastosowania. Tradycyjny film PE w szklarni ma wady krótkiego życia, brak degradacji i pojedynczej funkcji. Obecnie opracowano wiele nowych filmów funkcjonalnych poprzez dodanie funkcjonalnych odczynników lub powłok.

Film konwersji światła:Folia konwersji światła zmienia właściwości optyczne folii za pomocą środków konwersji światła, takich jak materiały rzadkie i nano materiały, i może przekształcić obszar światła ultrafioletowego w czerwone pomarańczowe światło światła i niebieskie fioletowe wymagane przez fotosynteza roślin, w ten sposób zwiększając wydajność upraw i zmniejszając i zmniejszając Uszkodzenie światła ultrafioletowego dla upraw i folii szklarniowych w plastikowych szklarniach. Na przykład szerokopasmowa folia szklarniowa do czerwonego z środkiem konwersji światła VTR-660 może znacznie poprawić transmitancję w podczerwieni po zastosowaniu w szklarni, i w porównaniu z szklarnią kontrolną, wydajność pomidora na hektar, witaminę C i zawartość likopenu są znacznie zwiększone odpowiednio o 25,71%, 11,11% i 33,04%. Jednak obecnie należy zbadać życie usługowe, degradowalność i koszt nowego filmu do konwersji światła.

Rozproszone szkło: Rozproszone szkło w szklarni jest specjalnym wzorem i technologią przeciwdziałania refleksji na powierzchni szkła, która może zmaksymalizować światło słoneczne w rozproszone światło i wejść do szklarni, poprawić wydajność fotosyntezy upraw i zwiększyć wydajność roślin. Rozproszone szkło zamienia światło wchodzące do szklarni w rozproszone światło w specjalnych wzorach, a rozproszone światło można bardziej równomiernie napromieniować w szklarni, eliminując wpływ szkieletu na szkielet na szklarnię. W porównaniu ze zwykłym szkłem pływakowym i ultra-białym szklanką pływakową standard lekkiej transmisji szklanki rozpraszającego wynosi 91,5%, a zwykłe szkło pływakowe wynosi 88%. Dla każdego 1% wzrost transmitancji światła wewnątrz szklarni wydajność można zwiększyć o około 3%, a rozpuszczalny cukier i witamina C w owocach i warzywach wzrosły. Rozpraszające szkło w szklarni jest powlekane najpierw, a następnie hartowane, a szybkość eksplozji jest wyższa niż standard krajowy, osiągający 2 ‰.

Badania i zastosowanie nowych materiałów izolacyjnych termicznych

Tradycyjne materiały do ​​izolacji termicznej w szklarni obejmują głównie matę słomową, kołdrę papierową, klibilkę z izolacją igłączową itp., Które są wykorzystywane głównie do wewnętrznej i zewnętrznej izolacji termicznej dachów, izolacji ściany i izolacji termicznej niektórych urządzeń do magazynowania ciepła i ciepła do zbierania ciepła urządzeń do zbierania ciepła . Większość z nich ma wadę utraty wydajności izolacji termicznej z powodu wewnętrznej wilgoci po długotrwałym użyciu. Dlatego istnieje wiele zastosowań nowych materiałów o izolacji termicznej, w tym nowa kołdra izolacyjnej termicznej, magazynowanie ciepła i zbieranie ciepła na badanie.

Nowe materiały do ​​izolacji termicznej są zwykle wytwarzane przez przetwarzanie i połączenie materiałów wodoodpornych powierzchniowych i opornych na starzenie się, takie jak folia tkana i powlekana z puszystymi materiałami izolacyjnymi termicznymi, takimi jak bawełna pokryta natryskiem, różnorodna kaszmir i bawełna perłowa. W północno-wschodnich Chinach przetestowano tkaninę pokrytą rozpyloną bawełnianą kołdrę z izolacją termiczną. Stwierdzono, że dodanie bawełny o długości 500 g było równoważne wydajności izolacji termicznej 4500 g czarnej kołdry izolacji termicznej na rynku. W tych samych warunkach wydajność izolacji termicznej wynoszącej 700 g bawełny pokrytej natryskiem została poprawiona o 1 ~ 2 ℃ w porównaniu z wydajnością 500 g bawełny z bawełny z bawełny. W tym samym czasie inne badania wykazały również, że w porównaniu z powszechnie stosowanymi kołdsami izolacji termicznej na rynku, efekt izolacji termicznej bawełny powleczonej sprayem i różnymi kołderami izolacji termicznej kaszmiru jest lepszy, z szybkościami izolacji termicznej 84,0% i 83,3 %odpowiednio. Gdy najzimniejsza temperatura na zewnątrz wynosi -24,4 ℃, temperatura wewnętrzna może osiągnąć odpowiednio 5,4 i 4,2 ℃. W porównaniu z kołdrą izolacyjną z pojedynczą kocem słomy, nowa kompozytowa kołdra izolacyjna ma zalety lekkiej, wysokiej szybkości izolacji, silnej wodoodporności i odporności na starzenie się, i może być stosowana jako nowy rodzaj materiału izolacyjnego o wysokiej wydajności dla szklarni słonecznych.

Jednocześnie, zgodnie z badaniami materiałów izolacyjnych do urządzeń do zbierania ciepła i przechowywania ciepła, stwierdza się również, że gdy grubość jest taka sama, wielowarstwowe kompozytowe materiały izolacyjne termiczne mają lepszą wydajność izolacji termicznej niż pojedyncze materiały. Zespół profesora Li Jianminga z Northwest A&F University zaprojektował i sprawdził 22 rodzaje materiałów izolacyjnych termicznych urządzeń do przechowywania wody, takie jak płyta próżniowa, bawełniana bawełna i gumowa, i mierzył ich właściwości termiczne. Wyniki wykazały, że powłoka z izolacji termicznej 80 mm+Anirgel+gumowa plastikowa izolacja termiczna Materiał izolacyjny z kompozytów kompozytowych może zmniejszyć rozpraszanie ciepła o 0,367 MJ na jednostkę w porównaniu z 80 mm gumową bawełnę, a jej współczynnik przenoszenia ciepła wynosił 0,283 W/(M2/(M2 M2 · K) Gdy grubość kombinacji izolacji wynosiła 100 mm.

Materiał zmiany faz jest jednym z gorących punktów w badaniach materiałów cieplarnianych. Northwest A&F University opracował dwa rodzaje urządzeń do przechowywania materiałów zmiany faz: jeden to skrzynka magazynowa wykonana z czarnego polietylenu, która ma rozmiar 50 cm × 30 cm × 14 cm (długość × wysokość × grubość) i jest wypełniony materiałami do zmiany faz, więc jest że może przechowywać ciepło i uwolnić ciepło; Po drugie, opracowano nowy rodzaj płyty ściennej zmiany faz. Plagardowa tablica zmieniająca fazę składa się z materiału zmiany faz, płyty aluminiowej, płyty aluminiowo-plastycznej i stopu aluminium. Materiał zmiany faz znajduje się w najbardziej centralnej pozycji tablicy, a jej specyfikacja wynosi 200 mm × 200 mm × 50 mm. Jest to pudrowe ciało stałe przed i po zmianie fazy i nie ma zjawiska topnienia lub płynnego. Cztery ściany materiału zmieniającego fazę to odpowiednio płyta aluminiowa i płyta aluminiowo-plastyczna. To urządzenie może zrealizować funkcje przechowywania ciepła w ciągu dnia i głównie uwalniania ciepła w nocy.

Dlatego istnieją pewne problemy w stosowaniu pojedynczego materiału izolacyjnego termicznego, takie jak niska wydajność izolacji termicznej, duża utrata ciepła, krótki czas magazynowania ciepła itp. Dlatego stosowanie kompozytowego materiału izolacyjnego termicznego jako warstwy izolacji termicznej oraz izolacji termicznej wewnątrz i zewnętrznej izolacji termicznej Pokrycie warstwy urządzenia do przechowywania ciepła może skutecznie poprawić wydajność izolacji termicznej szklarni, zmniejszyć utratę ciepła szklarni, a tym samym osiągnąć efekt oszczędności energii.

Badania i zastosowanie nowej ściany

Jako rodzaj struktury obudowy ściana jest ważną barierą dla ochrony zimnej i ochrony ciepła. Zgodnie z materiałami i konstrukcjami ściennymi rozwój północnej ściany szklarni można podzielić na trzy typy: ścianę jednowarstwową wykonaną z gleby, cegieł itp., Oraz warstwowej północnej ściany wykonanej z cegieł gliniastych, cegieł blokowych, tablice polistyrenowe itp., Z wewnętrznym magazynem ciepła i zewnętrzną izolacją ciepła, a większość z tych ścian jest czasochłonna i intensywna; Dlatego w ostatnich latach pojawiło się wiele nowych rodzajów ścian, które są łatwe w budowie i nadają się do szybkiego montażu.

Pojawienie się ze zmontowanych ścian typu nowo sprzyja szybkim rozwój zmontowanych szklarni, w tym ścian kompozytowych nowej z zewnętrznymi wodoodpornymi i przeciwstarzeniowymi materiałami i materiałami powierzchniowymi, takimi jak Felt, bawełna perłowa, bawełna kosmiczna, bawełna szklana lub recyklingowe jako ciepło Warstwy izolacji, takie jak elastyczne zmontowane ściany bawełny związanej z natryskiem w Xinjiang. Ponadto inne badania podały również północną ścianę zmontowanej szklarni z warstwą magazynowania ciepła, taką jak blok zaprawy pszenicy wypełniony cegłą w Xinjiang. W tym samym środowisku zewnętrznym, gdy najniższa temperatura zewnętrzna wynosi -20,8 ℃, temperatura w szklarni słonecznej z ścianą kompozytową blokową z moździerzem pszenicy wynosi 7,5 ℃, podczas gdy temperatura w szklarni słonecznej ze ścianą ceglaną wynosi 3,2 ℃. Czas zbiorów pomidorów w ceglanej szklarni można awansować o 16 dni, a wydajność pojedynczej szklarni można zwiększyć o 18,4%.

Zespół placówki Northwest A&F University przedstawił pomysł na tworzenie materiałów ze słomy, gleby, wody, kamienia i fazy w modułach izolacji termicznej i magazynowania ciepła z kąta światła i uproszczonej konstrukcji ścian, które promowały badania zastosowania modułowego zgromadzonego ściana. Na przykład w porównaniu ze zwykłą ceglaną szklarnią ściany średnia temperatura w szklarni jest o 4,0 ℃ wyższa w typowym słonecznym dniu. Trzy rodzaje nieorganicznych modułów cementu zmiany fazy, które są wykonane z materiału zmiany fazowej (PCM) i cementu, mają nagromadzone ciepło 74,5, 88,0 i 95,1 mJ/m³i uwolnione ciepło 59,8, 67,8 i 84,2 MJ/m³odpowiednio. Mają funkcje „cięcia szczytowego” w ciągu dnia, „napełniania doliny” w nocy, wchłaniając ciepło latem i uwalniając ciepło zimą.

Te nowe ściany są montowane na miejscu, z krótkim okresem budowy i długim okresem życia, które tworzą warunki do budowy światła, uproszczone i szybko zgromadzone prefabrykowane szklarnie i mogą znacznie promować reformę strukturalną szklarni. Istnieją jednak pewne wady w tego rodzaju ścianie, takie jak ściana kołdry z bawełny z bawełny z natryskiem, ma doskonałą wydajność izolacji termicznej, ale brakuje mu pojemności ciepła, a materiał budowlany zmiany fazy ma problem z wysokim kosztem użytkowania. W przyszłości należy wzmocnić badania zastosowania zebranej ściany.

Nowa energia, nowe materiały i nowe projekty pomagają zmienić strukturę szklarni.

Badania i innowacje nowych energii i nowych materiałów stanowią podstawę innowacji projektowych szklarni. Ratunkowy energochłonek słoneczny i szopa Arch są największymi strukturami szop w chińskiej produkcji rolnej i odgrywają ważną rolę w produkcji rolniczej. Jednak wraz z rozwojem chińskiej gospodarki społecznej wady dwóch rodzajów struktur obiektów są coraz bardziej prezentowane. Po pierwsze, przestrzeń struktur obiektu jest niewielka, a stopień mechanizacji jest niski; Po drugie, energooszczędna szklarnia słoneczna ma dobrą izolację termiczną, ale użytkowanie gruntów jest niskie, co odpowiada zastąpieniu energii szklarni lądem. Zwykła szopa łuku ma nie tylko niewielką przestrzeń, ale także zła izolacja termiczna. Chociaż szklarnia wielofunkcyjna ma dużą przestrzeń, ma słabą izolację termiczną i wysokie zużycie energii. Dlatego konieczne jest zbadanie i rozwój struktury szklarniowej odpowiedniej dla obecnego poziomu społecznego i ekonomicznego Chin, a badania i rozwój nowych energii i nowych materiałów pomogą strukturze szklarniowej zmienić i wyprodukować różne innowacyjne modele lub struktury szklarni.

Innowacyjne badania nad asymetryczną szklarnią piwowarską z dużym rozpiętością

Duża asymetryczna szklarnia parzenia z dużą ilością wody (numer patentowy: ZL 201220391214.2) opiera się na zasadzie szklarni słonecznej, zmieniając symetryczną strukturę zwykłej plastikowej szklarni, zwiększając południową rozpiętość, zwiększając powierzchnię oświetlenia południowego dachu dachu południowego Północna rozpiętość i zmniejszenie obszaru rozpraszania ciepła, o rozpiętości 18 ~ 24 m i wysokości grzbietu 6 ~ 7 m. Dzięki innowacjom projektowym struktura przestrzenna została znacznie zwiększona. Jednocześnie problemy niewystarczającego ciepła w szklarni zimą i słaba izolacja termiczna wspólnych materiałów izolacyjnych termicznych są rozwiązywane przy użyciu nowej technologii materiałów cieplnych i izolacji termicznej. Wyniki produkcji i badań pokazują, że asymetryczna szklarnia warzenia o dużym rozpiętości, o średniej temperaturze 11,7 ℃ w słoneczne dni i 10,8 ℃ w pochmurne dni, może zaspokoić popyt na wzrost upraw w zimie, a koszt budowy wynika Szklarnia jest zmniejszona o 39,6%, a wskaźnik wykorzystania gruntów jest zwiększony o ponad 30% w porównaniu z wskaźnikiem szklarni ściennych z cegły polistyrenowej, która jest odpowiednia do dalszej popularyzacji i zastosowania w żółtym Huaihe River Basin of China.

Złożony szklarnia światła słonecznego

Złożony szklarnia światła słonecznego bierze kolumny i szkielet dachowy jako konstrukcję obciążenia, a jego materiał ściany jest głównie obudową izolacyjną cieplną, zamiast łożyska i pasywnego magazynowania i uwalniania ciepła. Głównie: (1) Nowy rodzaj zmontowanej ściany powstaje przez połączenie różnych materiałów, takich jak powlekana folia lub kolorowa płyta stalowa, blok słomy, elastyczna kołdra izolacyjnej termicznej, blok zaprawy itp. (2) kompozytowa płyta ścienna wykonana z prefabrykowanej płyty cementowej -polirentyrene Board-Cement Board; (3) Lekki i prosty typ materiałów izolacyjnych z aktywnym systemem magazynowania i uwalniania ciepła oraz systemem osuszania, takimi jak magazynowanie ciepła kwadratowego z tworzywa sztucznego i magazyn ciepła rurociągu. Używanie różnych nowych materiałów izolacyjnych ciepła i materiałów do przechowywania ciepła zamiast tradycyjnej ściany Ziemi do budowy szklarni słonecznej ma dużą przestrzeń i małą inżynierię lądową. Wyniki eksperymentalne pokazują, że temperatura szklarni w nocy zimą jest o 4,5 ℃ wyższa niż w tradycyjnej szklarni cegieł, a grubość tylnej ściany wynosi 166 mm. W porównaniu z szklarnią cegieł o grubości 600 mm, zajęty obszar ściany jest zmniejszony o 72%, a koszt na metr kwadratowy wynosi 334,5 juanu, który jest o 157,2 juanu niższy niż w szklarni cegieł, a koszt budowy kosztu budowy znacznie spadł. Dlatego zgromadzona szklarnia ma zalety mniej uprawianego zniszczenia gruntów, oszczędności gruntów, szybkiej prędkości budowy i długiego życia w służbie, a także jest kluczowym kierunkiem innowacji i rozwoju szklarni słonecznych obecnie i w przyszłości.

Przesuwana szklarnia światła słonecznego

Zatrudniona w deskorolce energooszczędna szklarnia słoneczna opracowana przez Shenyang Agricultural University wykorzystuje tylną ścianę szklarni słonecznej, tworząc system magazynowania ciepła w krążącym wodę do przechowywania ciepła i podnoszenia temperatury, który składa się głównie z basenu (32 mln (32 mln³), lekka płyta zbierająca (360 m²), pompa wodna, rura wodna i kontroler. Elastyczna kołdra izolacyjnej termicznej zastępuje się nowym lekkim materiałem stalowym w wełny skalnej u góry. Badania pokazują, że ten projekt skutecznie rozwiązuje problem blokującego światło i zwiększa obszar wejścia światła szklarni. Kąt oświetlenia szklarni wynosi 41,5 °, który jest o prawie 16 ° wyższy niż w szklarni kontrolnej, poprawiając w ten sposób szybkość oświetlenia. Rozkład temperatury wewnętrznej jest jednolity, a rośliny rośnie. Szklarnia ma zalety poprawy wydajności użytkowania gruntów, elastycznego projektowania wielkości szklarni i skracania okresu budowy, co ma ogromne znaczenie dla ochrony uprawnych zasobów i środowiska.

Greathouse fotowoltaiczny

Greathouse rolnictwa to szklarnia, która integruje wytwarzanie energii fotowoltaicznej słonecznej, inteligentną kontrolę temperatury i nowoczesne sadzenie zaawansowanych technologii. Przyjmuje stalową ramę kości i jest pokryty słonecznymi modułami fotowoltaicznymi, aby zapewnić wymagania oświetlenia fotowoltaicznych modułów wytwarzania energii oraz wymagania oświetlenia całej szklarni. Prąd stały generowany przez energię słoneczną bezpośrednio uzupełnia światło szklarni rolniczych, bezpośrednio wspiera normalne działanie sprzętu szklarniowego, napędza nawadnianie zasobów wodnych, zwiększa temperaturę szklarni i promuje szybki wzrost upraw. Moduły fotowoltaiczne w ten sposób wpłyną na wydajność oświetlenia dachu szklarni, a następnie wpłyną na normalny wzrost warzyw szklarni. Dlatego racjonalny układ paneli fotowoltaicznych na dachu szklarni staje się kluczowym punktem zastosowania. Greathouse Agricultural jest produktem organicznej kombinacji zwiedzania rolnictwa i ogrodnictwa obiektów oraz jest innowacyjnym przemysłem rolnym integrującym wytwarzanie energii fotowoltaicznej, zwiedzanie rolnicze, uprawy rolnicze, technologie rolnicze, krajobraz i rozwój kultury.

Innowacyjny projekt grupy szklarni z interakcją energetyczną między różnymi rodzajami szklarni

Guo Wenzhong, badacz z Pekinowej Akademii Nauk Rolniczych i Leśnych, wykorzystuje metodę ogrzewania transferu energii między szklankami, aby zebrać pozostałą energię cieplną w jednej lub więcej szklarniach, aby podgrzewać kolejne lub więcej szklarni. Ta metoda ogrzewania realizuje transfer energii szklarni w czasie i przestrzeni, poprawia wydajność wykorzystania energii pozostałej energii cieplnej cieplarnianej i zmniejsza całkowite zużycie energii grzewczej. Dwa rodzaje szklarni mogą być różnymi typami szklarni lub tym samym typem szklarni do sadzenia różnych upraw, takich jak sałata i pomidory. Metody zbierania ciepła obejmują głównie wydobycie ciepła powietrza w pomieszczeniach i bezpośrednio przechwycenie promieniowania padającego. Poprzez kolekcję energii słonecznej, wymuszoną konwekcję przez wymiennik ciepła i przymusową ekstrakcję przez pompę ciepła, nadwyżkę ciepła w wysokoenergetycznych szklarniach została wyodrębniona do ogrzewania szklarni.

streszczać

Te nowe szklarnie słoneczne mają zalety szybkiego montażu, skróconego okresu budowy i lepszego wskaźnika wykorzystania gruntów. Dlatego konieczne jest dalsze zbadanie wydajności tych nowych szklarni na różnych obszarach i zapewnienie możliwości popularyzacji na dużą skalę i zastosowania nowych szklarni. Jednocześnie konieczne jest ciągłe wzmocnienie stosowania nowej energii i nowych materiałów w szklarniach, aby zapewnić władzę do reformy strukturalnej szklarni.

Przyszła perspektywa i myślenie

Tradycyjne szklarnie często mają pewne wady, takie jak wysokie zużycie energii, niski wskaźnik wykorzystania gruntów, czasochłonny i konsumpcyjny, złe wyniki itp., Które nie mogą już zaspokoić potrzeb produkcyjnych nowoczesnego rolnictwa i będą na pewno stopniowo wyłączony. Dlatego jest to trend rozwojowy, aby wykorzystać nowe źródła energii, takie jak energia słoneczna, energia biomasy, energia geotermalna i energia wiatru, nowe materiały do ​​zastosowania szklarni i nowe projekty promujące zmianę strukturalną szklarni. Po pierwsze, nowa szklarnia napędzana nową energią i nowymi materiałami powinna nie tylko zaspokoić potrzeby zmechanizowanej operacji, ale także oszczędzać energię, ziemię i koszty. Po drugie, konieczne jest ciągłe badanie wydajności nowych szklarni na różnych obszarach, tak jak warunki na toprovide do popularyzacji szklarni. W przyszłości powinniśmy dalej szukać nowych energii i nowych materiałów odpowiednich do zastosowania w szklarni i znaleźć najlepszą kombinację nowej energii, nowych materiałów i szklarni, aby umożliwić budowę nowej szklarni z niskim, krótkim budownictwem Okres, niskie zużycie energii i doskonała wydajność, pomagają zmieniać strukturę szklarni i promować rozwój modernizacji szklarni w Chinach.

Chociaż zastosowanie nowej energii, nowych materiałów i nowych projektów w budownictwie cieplarnianym jest nieuniknionym trendem, nadal istnieje wiele problemów do zbadania i przezwyciężenia: (1) wzrost kosztów budowy. W porównaniu z tradycyjnym ogrzewaniem z węglem, gazem ziemnym lub oleju, zastosowanie nowej energii i nowych materiałów jest przyjazne dla środowiska i wolne od zanieczyszczeń, ale koszty budowy są znacznie zwiększone, co ma pewien wpływ na odzyskanie inwestycji produkcji i eksploatacji . W porównaniu z wykorzystaniem energii koszt nowych materiałów zostanie znacznie zwiększony. (2) Niestabilne wykorzystanie energii cieplnej. Największą zaletą nowego wykorzystania energii jest niski koszt operacyjny i niska emisja dwutlenku węgla, ale dostawa energii i ciepła jest niestabilna, a pochmurne dni stają się największym czynnikiem ograniczającym wykorzystanie energii słonecznej. W procesie produkcji ciepła biomasy przez fermentację skuteczne wykorzystanie tej energii jest ograniczone przez problemy z niską energią cieplną fermentacyjną, trudnym zarządzaniem i kontrolą oraz dużą przestrzeń do przechowywania transportu surowców. (3) dojrzałość technologiczna. Technologie te wykorzystywane przez nowe energię i nowe materiały są zaawansowanymi osiągnięciami badawczymi i technologicznymi, a ich obszar i zakres zastosowania są nadal dość ograniczone. Nie minęły wiele razy, wiele miejsc i weryfikacja praktyki na dużą skalę, a nieuchronnie są pewne braki i treści techniczne, które należy ulepszyć w zastosowaniu. Użytkownicy często zaprzeczają rozwojowi technologii z powodu drobnych niedoborów. (4) Szybkość penetracji technologii jest niska. Szerokie zastosowanie osiągnięć naukowych i technologicznych wymaga pewnej popularności. Obecnie nowa technologia energii, nowej technologii i nowych technologii projektowania szklarni znajdują się w zespole centrów badań naukowych na uniwersytetach o pewnych umiejętnościach innowacyjnych, a większość technicznych potrzebujących lub projektantów nadal nie wie; Jednocześnie popularyzacja i zastosowanie nowych technologii są nadal dość ograniczone, ponieważ opatentowany jest podstawowy sprzęt nowych technologii. (5) Integracja nowej energii, nowych materiałów i konstrukcji szklarni należy dalej wzmocnić. Ponieważ projekt energii, materiałów i struktury szklarni należą do trzech różnych dyscyplin, w talentach z doświadczeniem w zakresie projektowania szklarni często brakuje badań energii i materiałów związanych z szklarnią i odwrotnie; Dlatego badacze związani z badaniami energetycznymi i materiałowymi muszą wzmocnić badanie i zrozumienie faktycznych potrzeb rozwoju przemysłu cieplarnianego, a projektanci strukturalni powinni również studiować nowe materiały i nową energię, aby promować głęboką integrację trzech relacji, aby osiągnąć, aby osiągnąć, aby osiągnąć, aby osiągnąć Cel praktycznej technologii badań cieplarnianych, niskich kosztów budowy i dobrego efektu wykorzystania. Na podstawie powyższych problemów sugeruje się, że rządy, samorządy lokalne i naukowe, powinny zintensyfikować badania techniczne, przeprowadzać wspólne badania, wzmocnić rozgłosy osiągnięć naukowych i technologicznych, poprawić popularyzację osiągnięć i szybko zdawać sobie sprawę Cel nowych energii i nowych materiałów, aby pomóc w nowym rozwoju przemysłu szklarni.

Cytowane informacje

Li Jianming, Sun Guotao, Li Haojie, Li Rui, Hu Yixin. Nowa energia, nowe materiały i nowy projekt pomagają nowej rewolucji szklarni [J]. Warzywa, 2022, (10): 1-8.