Greenhouse Horticultural Agricultural Engineering Technology 2022-12-02 17:30 Opublikowane w Pekinie

Rozwijanie szklarni słonecznych na niekultywowanych obszarach, takich jak pustynia, Gobi i Land, skutecznie rozwiązało sprzeczność między żywnością i warzywami konkurującymi o ziemię. Jest to jeden z decydujących czynników środowiskowych wzrostu i rozwoju upraw temperaturowych, który często określa sukces lub porażkę produkcji plonów w szklarni. Dlatego, aby opracować szklarnie słoneczne w obszarach niekultywowanych, musimy najpierw rozwiązać problem temperatury środowiska szklarni. W tym artykule metody kontroli temperatury stosowane w niekodowanych szklarniach lądowych w ostatnich latach są podsumowane, a istniejące problemy i kierunek rozwoju temperatury i ochrony środowiska w niekultywowanych szklarniach słonecznych są analizowane i podsumowane.

Chiny mają dużą populację i mniej dostępne zasoby gruntowe. Ponad 85% zasobów gruntowych to niezakresowane zasoby gruntowe, które koncentrują się głównie na północno-zachodnim Chinom. Dokument nr 1 Komitetu Centralnego w 2022 r. Wskazał, że rozwój rolnictwa placówek powinien zostać przyspieszony, a na podstawie ochrony środowiska ekologicznego, należy zbadać wykorzystanie pustej gruntów i pustkowia w celu opracowania rolnictwa placówkowego. Północno-zachodnie Chiny są bogate w pustynię, Gobi, Wasteland i inne niezakresowane zasoby lądowe oraz naturalne zasoby światła i ciepła, które są odpowiednie do rozwoju rolnictwa placówek. Dlatego opracowanie i wykorzystanie niezktulizowanych zasobów gruntowych w celu rozwoju niekultywowanych szklarni lądowych ma ogromne strategiczne znaczenie dla zapewnienia krajowego bezpieczeństwa żywnościowego i złagodzenia konfliktów użytkowania gruntów.

Obecnie niekultywalna szklarnia słoneczna jest główną formą wysokowydajnego rozwoju rolnictwa na terenach niekultywowanych. Na północno -zachodnim Chinom różnica temperatur między dniem i nocą jest duża, a temperatura w nocy zimą jest niska, co często prowadzi do zjawiska, że ​​minimalna temperatura w pomieszczeniach jest niższa niż temperatura wymagana do normalnego wzrostu i rozwoju uprawy. Temperatura jest jednym z niezbędnych czynników środowiskowych dla wzrostu i rozwoju upraw. Zbyt niski temperatura spowolni reakcję fizjologiczną i biochemiczną upraw i spowolni ich wzrost i rozwój. Gdy temperatura jest niższa niż limit, jaki mogą znieść uprawy, doprowadzi to nawet do obrażeń zamrażania. Dlatego szczególnie ważne jest zapewnienie temperatury wymaganej do normalnego wzrostu i rozwoju upraw. Aby utrzymać właściwą temperaturę szklarni słonecznej, nie jest to pojedyncza miara, którą można rozwiązać. Należy go zagwarantować na podstawie aspektów projektowania szklarni, budowy, wyboru materiałów, regulacji i codziennego zarządzania. Dlatego w tym artykule podsumowano status badań i postęp w kontroli temperatury niekodowanej szklarni w Chinach w ostatnich latach z aspektów projektowania i konstrukcji szklarni, środków ochrony ciepła i ocieplenia oraz zarządzania środowiskiem, aby zapewnić systematyczne odniesienie do referencji dla Racjonalny projekt i zarządzanie niekultywowanymi szklarniami.

Struktura i materiały szklarniowe

Środowisko termiczne szklarni zależy głównie od transmisji, przechwytywania i przechowywania szklarni do promieniowania słonecznego, co jest związane z rozsądnym projektem orientacji szklarni, kształtu i materiału powierzchni przenoszenia światła, struktury i materiału ściany i tylnego dachu, Izolacja fundamentu, wielkość szklarni, tryb izolacji nocnej i materiał z przedniego dachu itp., A także odnosi się do tego, czy proces budowy i budowy szklarni może zapewnić skuteczną realizację wymagań projektowych.

Pojemność transmisji światła przedniego dachu

Główna energia w szklarni pochodzi od słońca. Zwiększenie pojemności przenoszenia światła przedniego dachu jest korzystne dla szklarni, aby uzyskać więcej ciepła, a także ważnym fundamentem, aby zapewnić środowisko temperaturowe szklarni w zimie. Obecnie istnieją trzy główne metody zwiększania pojemności transmisji światła i czasu odbierania światła przedniego dachu szklarni.

01 Projektuj rozsądną orientacja na szklarnię i azymut

Orientacja szklarni wpływa na wydajność oświetlenia szklarni i pojemność przechowywania ciepła w szklarni. Dlatego, aby uzyskać większe magazynowanie ciepła w szklarni, orientacja niehultywacji szklarni w północno-zachodnich Chinach jest skierowana na południe. W przypadku konkretnego azymutu szklarni, przy wyborze południa na wschód, korzystne jest „złapanie słońca”, a temperatura wewnętrzna szybko rośnie; Kiedy wybiera się na południe na zachód, korzystanie z światła popołudniowego korzystne jest, aby szklarnia. Kierunek południowy jest kompromisem między powyższymi dwiema sytuacjami. Zgodnie z wiedzą geofizyki Ziemia obraca się 360 ° w ciągu dnia, a azymut słońca porusza się około 1 ° co 4 minuty. Dlatego za każdym razem, gdy azymut szklarni różni się o 1 °, czas bezpośredniego światła słonecznego będzie się różnić o około 4 minuty, to znaczy azymut szklarni wpływa na czas, w którym szklarnia widzi światło rano i wieczorem.

Kiedy poranne i popołudniowe godziny światła są równe, a Wschód lub Zachód znajdują się pod tym samym kątem, szklarnia otrzyma te same godziny światła. Jednak w obszarze na północ od 37 ° szerokości geograficznej temperatury jest niska rano, a czas odkrywania kołdry jest późno, podczas gdy temperatura jest stosunkowo wysoka po południu i wieczorem, więc należy opóźnić czas czasu Zamknięcie kołdry izolacyjnej termicznej. Dlatego obszary te powinny wybrać na południe na zachód i w pełni wykorzystać popołudniowe światło. W przypadku obszarów o szerokości geograficznej północnej 30 ° ~ 35 °, ze względu na lepsze warunki oświetlenia rano, może być również zaawansowany czas ochrony ciepła i odkrywania pokrycia. Dlatego obszary te powinny wybrać kierunek na południe po wschód, aby dążyć do bardziej porannego promieniowania słonecznego dla szklarni. Jednak w obszarze 35 ° ~ 37 ° szerokości geograficznej północnej jest niewielka różnica w promieniowaniu słonecznym rano i po południu, więc lepiej jest wybrać kierunek na południe. Niezależnie od tego, czy jest to południowo-wschodni, czy południowo-zachodni, kąt odchylenia wynosi na ogół 5 ° ~ 8 °, a maksimum nie może przekraczać 10 °. Północno -zachodnie Chiny leży w zakresie 37 ° ~ 50 ° szerokości geograficznej północnej, więc kąt azymutu w szklarni jest na ogół z południa na zachód. W związku z tym szklarnia światła słonecznego zaprojektowana przez Zhang Jingshe itp. W okolicy Taiyuan wybrała orientację 5 ° na zachód od południa, szklarnia słoneczna zbudowana przez Chang Meimei itp. W okolicy Gobi w korytarzu heksi przyjęła orientację od 5 ° do 10 ° na zachód od południa, a szklarnia światła słonecznego zbudowana przez Ma Zhigui itp. W północnym Xinjiang przyjęła Orientacja 8 ° na zachód od południa.

02 Projekt rozsądny kształt i kąt nachylenia przedniego dachu

Kształt i nachylenie przedniego dachu determinują kąt padania promieni słonecznych. Im mniejszy kąt incydentu, tym większa transmitancja. Sun Juren uważa, że ​​kształt przedniego dachu zależy głównie przez stosunek długości głównej powierzchni oświetleniowej i tylnego nachylenia. Długie przednie nachylenie i krótkie tylne nachylenie są korzystne dla oświetlenia i ochrony ciepła przedniego dachu. Chen Wei-Qian i inni uważają, że główny dach oświetleniowy szklarni słonecznej używany w okolicy Gobi przyjmuje okrągłe łuk o promieniu 4,5 m, który może skutecznie opierać się zimno. Zhang Jingshe itp. Pomyśl, że bardziej odpowiednie jest użycie półkolistego łuku na przednim dachu szklarni w obszarach alpejskich i dużych szerokości geograficznej. Jeśli chodzi o kąt nachylenia przedniego dachu, zgodnie z charakterystyką transmisji światła plastikowego, gdy kąt padania wynosi 0 ~ 40 °, współczynnik odbicia przedniego dachu do światła słonecznego jest niewielki, a gdy przekracza 40 °, Współczynnik odbicia znacznie wzrasta. Dlatego 40 ° jest uznawane za maksymalny kąt zdarzenia do obliczenia kąta nachylenia przedniego dachu, tak że nawet w przecinaniu zimowym promieniowanie słoneczne może wejść do szklarni w maksymalnym stopniu. Dlatego przy projektowaniu szklarni słonecznej odpowiedniego dla niekultywowanych obszarów w Wuhai, Mongolii Wewnętrznej, Bin i inni obliczył kąt nachylenia przedniego dachu z kątem padającym 40 ° i pomyślał, że o ile był on większy niż 30 °, może spełniać wymagania oświetlenia szklarni i ochrony ciepła. Zhang Caihong i inni myślą, że podczas budowania szklarni na niekultywacji Xinjiang, kąt nachylenia przedniego dachu szklarni w południowym Xinjiang wynosi 31 °, podczas gdy w północnym Xinjiang wynosi 32 ° ~ 33,5 °.

03 Wybierz odpowiednie przezroczyste materiały pokrywające.

Oprócz wpływu warunków promieniowania słonecznego na zewnątrz, charakterystyka transmisji materiału i światła folii cieplarnianej są również ważnymi czynnikami wpływającymi na środowisko światła i ciepła szklarni. Obecnie lekka transmitancja folii z tworzyw sztucznych, takich jak PE, PVC, EVA i PO, jest różne ze względu na różne materiały i grubości folii. Ogólnie rzecz biorąc, transmitancja światła folii, które były używane przez 1-3 lata, może być gwarantowane powyżej 88% w całości, co należy wybrać zgodnie z zapotrzebowaniem upraw na światło i temperaturę. Ponadto, oprócz transmisji światła w szklarni, dystrybucja środowiska światła w szklarni jest również czynnikiem, na który ludzie zwracają coraz większą uwagę. Dlatego w ostatnich latach przekładnia światła pokrywała materiał o wzmocnionym świetle rozproszenia został wysoce rozpoznany przez przemysł, szczególnie na obszarach o silnym promieniowaniu słonecznym w północno -zachodnich Chinach. Zastosowanie ulepszonej folii rozpraszającej światło zmniejszyło efekt cieniowania na górnej i dolnej części baldachimu uprawnego, zwiększyło światło w środkowej i dolnej części baldachimu uprawnego, poprawiło charakterystykę fotosyntetyczną całej uprawy i wykazał dobry efekt promowania promowania wzrost i rosnąca produkcja.

Rozsądny projekt wielkości szklarni

Długość szklarni jest zbyt długa lub zbyt krótka, co wpłynie na kontrolę temperatury wewnątrz. Kiedy długość szklarni jest zbyt krótka, przed wschodem i zachodem słońca obszar zacieniony przez wschodnie i zachodnie Gables jest duży, co nie sprzyja ociepleniu szklarni, a ze względu na jej niewielką objętość wpłynie na glebę wewnątrz i ściany Absorpcja i uwalnianie ciepła. Gdy długość jest zbyt duża, trudno jest kontrolować temperaturę wewnątrz i wpłynie na stanowczość struktury szklarni i konfigurację mechanizmu przewinięcia kołdry ochrony ciepła. Wysokość i rozpiętość szklarni bezpośrednio wpływają na światło dzienne przedniego dachu, wielkość przestrzeni szklarni i stosunek izolacji. Gdy ustalono rozpiętość i długość szklarni, zwiększenie wysokości szklarni może zwiększyć kąt oświetlenia przedniego dachu z perspektywy środowiska światła, które sprzyjają przekładce światła; Z punktu widzenia środowiska termicznego wzrasta wysokość ściany, a obszar magazynowania ciepła tylnej ściany wzrasta, co jest korzystne dla magazynowania ciepła i uwalniania ciepła tylnej ściany. Ponadto przestrzeń jest duża, szybkość pojemności cieplnej jest również duża, a środowisko termiczne szklarni jest bardziej stabilne. Oczywiście zwiększenie wysokości szklarni zwiększy koszty szklarni, co wymaga kompleksowego rozważenia. Dlatego przy projektowaniu szklarni powinniśmy wybrać rozsądną długość, rozpiętość i wysokość zgodnie z lokalnymi warunkami. Na przykład Zhang Caihong i inni uważają, że w północnym Xinjiang długość szklarni wynosi 50 ~ 80 m, rozpiętość wynosi 7 m, a wysokość szklarni 3,9 m, podczas gdy w południowym Xinjiang, długość szklarni wynosi 50 ~ 80 m, The the Greenhouse, wynosi 50 ~ 80 m, Rozpiętość wynosi 8 m, a wysokość szklarni wynosi 3,6 ~ 4,0 m; Uważa się również, że rozpiętość szklarni nie powinna być mniejsza niż 7m, a gdy rozpiętość wynosi 8 m, efekt ochrony ciepła jest najlepszy. Ponadto Chen Weiqian i inni uważają, że długość, rozpiętość i wysokość szklarni słonecznej powinny wynosić odpowiednio 80 m, 8 ~ 10 m i 3,8 ~ 4,2 m, gdy jest zbudowany w obszarze Gobi w Jiuquan, Gansu.

Poprawić magazyn ciepła i pojemność izolacji ściany

W ciągu dnia ściana gromadzi ciepło poprzez pochłanianie promieniowania słonecznego i ciepła powietrza wewnętrznego. W nocy, gdy temperatura wewnętrzna jest niższa niż temperatura ściany, ściana pasywnie uwalnia ciepło, aby podgrzewać szklarnię. Jako główny korpus przechowywania ciepła w szklarni ściana może znacznie poprawić środowisko temperatury nocnej w pomieszczeniach poprzez poprawę pojemności ciepła. Jednocześnie funkcja izolacji termicznej ściany jest podstawą stabilności środowiska cieplnego szklarni. Obecnie istnieje kilka metod poprawy przechowywania ciepła i pojemności izolacji ścian.

01 Projekt rozsądna konstrukcja ściany

Funkcja ściany obejmuje głównie magazynowanie ciepła i ochronę ciepła, a jednocześnie większość ścian szklarniowych służy również jako elementy zawierające obciążenie, aby utrzymać kratownicę dachu. Z punktu widzenia uzyskania dobrego środowiska termicznego rozsądna struktura ściany powinna mieć wystarczającą pojemność ciepła po stronie wewnętrznej i wystarczającą pojemność ochrony ciepła po stronie zewnętrznej, jednocześnie zmniejszając niepotrzebne zimne mosty. W badaniach magazynowania i izolacji ciepła ścian Bao Encai i inni zaprojektowali zestaloną pasywną ścianę przechowywania ciepła piasku w pustyni Wuhai, Mongolia wewnętrzna. Porowata cegła zastosowano jako warstwę izolacyjną na zewnątrz, a po wewnętrznej stronie zastosowano warstwę magazynowania ciepła. Test wykazał, że temperatura wewnętrzna może osiągnąć 13,7 ℃ w słoneczne dni. Ma Yuehong itp. Zaprojektował kompozytową ścianę blokową z moździerzem pszenicy w północnym Xinjiang, w którym Quicklime jest wypełniona blokami zapraw, ponieważ warstwa przechowywania ciepła i torby żużla są układane na zewnątrz jako warstwa izolacyjna. Pustka ściana blokowa zaprojektowana przez Zhao Peng itp. W obszarze Gobi w prowincji Gansu wykorzystuje tablicę benzenową o grubości 100 mm jako warstwy izolacyjnej na zewnątrz i piasku i pustej cegły blokowej jako warstwy przechowywania ciepła wewnątrz. Test pokazuje, że średnia temperatura w zimie wynosi powyżej 10 ℃ w nocy, a regeneracja Chai itp. Używają również piasku i żwiru jako warstwy izolacyjnej i warstwy przechowywania ciepła ściany w obszarze Gobi w prowincji Gansu. Pod względem zmniejszenia zimnych mostów, Yan Junyue itp. Zaprojektował lekką i uproszczoną zmontowaną tylną ścianę, która nie tylko poprawiła opór termiczny ściany, ale także poprawiła właściwość uszczelniającą ściany, przyklejając płytę polistyrenową na zewnątrz tylnej części tylnej ściana; Wu Letian itp. Ustaw wzmocnioną betonową wiązkę pierścieniową nad fundamentem ściany szklarniowej i zastosowano trapezoidalne stempel z cegły tuż nad wiązką pierścienia, aby podtrzymywać tylny dach, co rozwiązało problem, że pęknięcia i osiadanie fundamentu są łatwe do wystąpienia w szklarniach w Hotian, Xinjiang, wpływając w ten sposób na izolację termiczną szklarni.

02 Wybierz odpowiednie materiały do ​​przechowywania i izolacji.

Efekt magazynowania ciepła i izolacji ściany zależy najpierw od wyboru materiałów. Na północno -zachodniej pustyni Gobi, Sandy Land i inne obszary, zgodnie z warunkami terenu, naukowcy wzięli lokalne materiały i odważni próby zaprojektowania wielu różnych rodzajów tylnych ścian słonecznych szklarni. Na przykład, gdy Zhang Guosen i inni zbudowali szklarnie na polach piasku i żwiru w gansu, piasek i żwir zastosowano jako warstwy magazynowania ciepła i izolacji ścian; Zgodnie z cechami Gobi i pustyni w północno -zachodnich Chinach Zhao Peng zaprojektował rodzaj pustej ściany blokowej z piaskowcem i pustym blokiem jako materiałami. Test pokazuje, że średnia temperatura nocna jest powyżej 10 ℃. Z uwagi na niedobór materiałów budowlanych, takich jak cegły i glina w regionie Gobi w północno -zachodnich Chinach, Zhou Changji i inni stwierdzili, że lokalne szklarnie zwykle używają kamyków jako materiałów ściennych podczas badania szklarni słonecznych w regionie Gobi w Kizilsu Kirgiz, Xinjiang. Ze względu na wydajność termiczną i wytrzymałość mechaniczną Pebble, szklarnia zbudowana z Pebble ma dobrą wydajność pod względem ochrony ciepła, magazynowania ciepła i łożyska obciążenia. Podobnie, Zhang Yong itp. Użyj Pebbles jako głównego materiału ściany, i zaprojektował niezależną tylną ścianę kamyku ciepła w Shanxi i innych miejscach. Test pokazuje, że efekt magazynowania ciepła jest dobry. Zhang itp. Zaprojektował rodzaj ściany piaskowca zgodnie z charakterystyką obszaru północno -zachodniego Gobi, który może podnieść temperaturę wewnętrzną o 2,5 ℃. Ponadto Ma Yuehong i inni przetestowali pojemność magazynowania ciepła wypełnionej blokiem ściany piasku, ściany blokowej i cegieł w Hotian, Xinjiang. Wyniki pokazały, że ściana piasku wypełniona blokiem miała największą pojemność ciepła. Ponadto, aby poprawić wydajność przechowywania ciepła ściany, naukowcy aktywnie rozwijają nowe materiały i technologie magazynowania ciepła. Na przykład BAO ENCAI zaproponował materiał środka utwardzania zmiany fazowej, który można wykorzystać do poprawy pojemności ciepła tylnej ściany szklarni słonecznej na północno-zachodnich obszarach niekultywowanych. W miarę jak eksploracja lokalnych materiałów, stack siana, żużla, płyty benzenowej i słoma są również stosowane jako materiały ścienne, ale materiały te zwykle mają funkcję konserwacji ciepła i brak pojemności ciepła. Ogólnie rzecz biorąc, ściany wypełnione żwirem i blokami mają dobrą pojemność ciepła i pojemność izolacyjną.

03 odpowiednio zwiększ grubość ściany

Zwykle opór termiczny jest ważnym wskaźnikiem pomiaru wydajności izolacji termicznej ściany, a czynnikiem wpływającym na opór termiczny jest grubość warstwy materiału oprócz przewodności termicznej materiału. Dlatego na podstawie wyboru odpowiednich materiałów izolacyjnych termicznych odpowiednio zwiększenie grubości ściany może zwiększyć ogólną opór termiczną ściany i zmniejszyć utratę ciepła przez ścianę, zwiększając w ten sposób izolację termiczną i pojemność przechowywania ciepła ściany i ściany Cała szklarnia. Na przykład w Gansu i innych obszarach średnia grubość ściany work z piaskiem w mieście Zhangye wynosi 2,6 m, podczas gdy ściana muraru moździerzowego w mieście Jiuquan wynosi 3,7 m. Im grubsza ściana, tym większa jej izolacja termiczna i pojemność magazynowania ciepła. Jednak zbyt grube ściany zwiększą okupację gruntów i koszty budowy szklarni. Dlatego z perspektywy poprawy zdolności izolacyjnej termicznej powinniśmy również dać priorytet wybór materiałów o wysokiej izolacji termicznej o niskiej przewodności cieplnej, takich jak polistyren, poliuretan i inne materiały, a następnie odpowiednio zwiększyć grubość.

Rozsądny projekt tylnego dachu

W celu zaprojektowania tylnego dachu głównym czynnikiem nie jest powodowanie wpływu cieniowania i poprawa zdolności izolacji termicznej. Aby zmniejszyć wpływ cieniowania na tylny dach, ustawienie jego kąta nachylenia opiera się głównie na fakcie, że tylny dach może otrzymać bezpośrednie światło słoneczne w ciągu dnia, gdy uprawy są sadzone i wytwarzane. Dlatego kąt wzniesienia tylnego dachu jest ogólnie wybierany jako lepszy niż lokalny kąt wysokości słonecznej przesilenia zimowego wynoszącego 7 ° ~ 8 °. Na przykład Zhang Caihong i inni myślą, że podczas budowania szklarni słonecznych w obszarach Gobi i Saline-Alkali w Xinjiang, przewidywana długość tylnego dachu wynosi 1,6 m, więc kąt nachylenia tylnego dachu wynosi 40 ° w południowym Xinjiang i 45 ° w północnym Xinjiang. Chen Wei-Qian i inni uważają, że tylny dach szklarni słonecznej w obszarze Jiuquan Gobi powinien być skłonny na 40 °. W przypadku izolacji termicznej tylnego dachu należy zapewnić pojemność izolacji termicznej głównie przy wyborze materiałów izolacyjnych termicznych, niezbędnej konstrukcji grubości i rozsądnego połączenia okrążenia materiałów izolacyjnych termicznych podczas budowy.

Zmniejsz utratę ciepła gleby

W zimowej nocy, ponieważ temperatura gleby wewnętrznej jest wyższa niż w glebie zewnętrznej, ciepło gleby wewnętrznej zostanie przeniesione na zewnątrz przez przewodnictwo cieplne, powodując utratę ciepła szklarniowego. Istnieje kilka sposobów zmniejszenia utraty ciepła gleby.

01 Izolacja gleby

Ziemia prawidłowo zatiera się, unikając zamrożonej warstwy gleby i używając gleby do ochrony ciepła. Na przykład słoneczna szklarnia słoneczna „1448 trzy-materia-jedno ciało opracowana przez regenerację Chai i inne niekultywowane grunty w korytarzu heksi zostały zbudowane przez wykopanie 1 m w dół, skutecznie unikając zamrożonej warstwy gleby; Zgodnie z faktem, że głębokość zamrożonej gleby w obszarze Turpan wynosi 0,8 m, Wang Huamin i inni zasugerowali kopanie 0,8 m w celu poprawy zdolności izolacji cieplnej szklarni. Kiedy Zhang Guosen itp. Zbudował tylną ścianę podwójnego filmu podwójnego filmu kopiącego ciepło słoneczne na terenie niezażennym, głębokość kopania wynosiła 1 m. Eksperyment wykazał, że najniższa temperatura w nocy wzrosła o 2 ~ 3 ℃ w porównaniu z tradycyjną szklarnią słoneczną drugiej generacji.

02 Fundacja ochrona zimna

Główną metodą jest wykopanie odpornego na zimno rowu wzdłuż części podkładowej przedniego dachu, wypełnienie materiałów izolacyjnych termicznych lub ciągłe zakopanie materiałów izolacyjnych termicznych pod ziemią wzdłuż części ściany podkładowej, z których wszystkie mają na celu zmniejszenie utraty ciepła spowodowanego przez Przeniesienie ciepła przez glebę w granicy szklarni. Zastosowane materiały do ​​izolacji termicznej są oparte głównie na lokalnych warunkach w północno -zachodnich Chinach i można je uzyskać lokalnie, takie jak siano, żużla, wełna skalna, płyta polistyrenowa, słoma kukurydziana, obornik konia, powalone liście, złamana trawa, trociny, chwasty, słoma itp.

03 Film ściółki

Pokrywając folię plastikową, światło słoneczne może dotrzeć do gleby przez folię z tworzywa sztucznego w ciągu dnia, a gleba pochłania ciepło słońca i nagrzewa się. Ponadto folia z tworzywa sztucznego może blokować promieniowanie długoterminowe odbijane przez glebę, zmniejszając w ten sposób utratę promieniowania gleby i zwiększając magazyn ciepła gleby. W nocy folia z tworzywa sztucznego może utrudniać konwekcyjną wymianę ciepła między glebą a powietrzem wewnętrznym, zmniejszając w ten sposób utratę ciepła gleby. Jednocześnie folia z tworzywa sztucznego może również zmniejszyć utajoną utratę ciepła spowodowaną odparowaniem wody w glebie. Wei Wenxiang zakrył szklarnię folią z tworzywa sztucznego na płaskowyżu Qinghai, a eksperyment wykazał, że temperatura gruntu może być podwyższona o około 1 ℃.

Wzmocnić wydajność izolacji termicznej przedniego dachu

Przedni dach szklarni jest główną powierzchnią rozpraszania ciepła, a utracone ciepło stanowi ponad 75% całkowitej utraty ciepła w szklarni. Dlatego wzmocnienie pojemności izolacji cieplnej przedniego dachu szklarni może skutecznie zmniejszyć stratę przez przedni dach i poprawić środowisko temperatury zimowej szklarni. Obecnie istnieją trzy główne miary poprawy pojemności izolacji termicznej przedniego dachu.

01 Przyjmuje się przezroczyste pokrycie wielowarstwowe.

Strukturalnie, stosowanie folii dwuwarstwowej lub trójwarstwowej folii jako przenoszenia światła powierzchni szklarni może skutecznie poprawić wydajność izolacji termicznej szklarni. Na przykład Zhang Guosen i inni zaprojektowali podwójną szklarnię słoneczną typu słonecznego typu podwójnego filmu w obszarze Gobi w mieście Jiuquan. Na zewnątrz przedni dach szklarni jest wykonany z filmu Eva, a wnętrze szklarni wykonane jest z filmu przeciwstarzeniowego bez kroplówki PCV. Eksperymenty pokazują, że w porównaniu z tradycyjną szklarnią słoneczną drugiej generacji, efekt izolacji termicznej jest wyjątkowy, a najniższa temperatura w nocy wzrasta średnio o 2 ~ 3 ℃. Podobnie, Zhang Jingshe itp. Zaprojektował również szklarnię słoneczną z podwójnym pokryciem klimatycznym cechami o dużej szerokości geograficznej i ciężkich zimnych obszarów, co znacznie poprawiło izolację termiczną szklarni. W porównaniu z szklarnią kontrolną temperatura nocna wzrosła o 3 ℃. Ponadto Wu Letian i inni próbowali użyć trzech warstw folii EVA o grubości 0,1 mm na przednim dachu szklarni słonecznej zaprojektowanej w Hetian Desert Area, Xinjiang. Wielowarstwowa folia może skutecznie zmniejszyć utratę ciepła przedniego dachu, ale ponieważ transmitancja światła folii jednowarstwowej wynosi zasadniczo około 90%, wielowarstwowa folia naturalnie doprowadzi do osłabienia transmitancji światła. Dlatego przy wyborze wielowarstwowego pokrycia transmitancji światła konieczne jest należyte rozważenie warunków oświetlenia i wymagań oświetlenia szklarni.

02 Wzmocnij nocną izolację przedniego dachu

Film z tworzywa sztucznego jest używany na przednim dachu, aby zwiększyć transmitancję światła w ciągu dnia i staje się najsłabszym miejscem w całej szklarni w nocy. Dlatego pokrycie zewnętrznej powierzchni przedniego dachu grubą kompozytową kołdią izolacji termicznej jest niezbędną miarą izolacji termicznej dla szklarni słonecznych. Na przykład w regionie alpejskim Qinghai Liu Yanjie i inni używali zasłon słomkowych i papieru do krafta jako kołdry izolacji termicznej do eksperymentów. Wyniki testu wykazały, że najniższa temperatura wewnętrzna w szklarni w nocy może osiągnąć powyżej 7,7 ℃. Ponadto Wei Wenxiang uważa, że ​​utratę ciepła szklarni można zmniejszyć o ponad 90%, stosując zasłony podwójnej trawy lub papieru z krąbiki zewnętrznej zasłony trawy do izolacji termicznej w tym obszarze. Ponadto Zou Ping itp. Zastosowano filcową kołdrę izolacji termicznej z recyklingu w szklarni słonecznej w regionie Gobi w Xinjiang i Chang Meimei itp. Zastosowało kołdrę izolacji termicznej z izolacją termiczną w szklarni słonecznej w regionie Gobi w regionie Gobi w Gobi Korytarz szesnastkowy. Obecnie istnieje wiele rodzajów kołder z izolacją termiczną stosowanymi w szklarniach słonecznych, ale większość z nich jest wykonana z igielnej bawełny, mapowanej przez klej bawełnę, bawełnę perłową itp., Z wodoodpornymi lub przeciwstarzeniowymi warstwami powierzchni po obu stronach. Zgodnie z mechanizmem izolacji termicznej kołdry izolacji termicznej, aby poprawić jej wydajność izolacji termicznej, powinniśmy zacząć od poprawy jego oporności termicznej i zmniejszeniu jego współczynnika przenoszenia ciepła, a głównymi miarami jest zmniejszenie przewodności termicznej materiałów, zwiększenie grubości Warstwy materiału lub zwiększają liczbę warstw materiału itp. Dlatego obecnie materiał rdzeniowy kołdry izolacyjnej o wysokiej wydajności izolacji termicznej jest często wykonany z wielowarstwowych materiałów kompozytowych. Zgodnie z testem współczynnik przenoszenia ciepła kołdry izolacyjnej termicznej o wysokiej wydajności izolacji termicznej może osiągnąć 0,5 W/(M2 ℃), co stanowi lepszą gwarancję izolacji termicznej szklarni w zimnych obszarach zimą. Oczywiście obszar północno-zachodni jest wietrzny i zakurzony, a promieniowanie ultrafioletowe jest silne, więc warstwa powierzchni izolacji termicznej powinna mieć dobrą działanie przeciwstarzeniowe.

03 Dodaj wewnętrzną zasłonę izolacji termicznej.

Chociaż przedni dach szklarni światła słonecznego jest pokryty zewnętrzną kołdrą izolacyjną w nocy, jeśli chodzi o inne konstrukcje całej szklarni, przedni dach jest nadal słabym miejscem dla całej szklarni w nocy. Dlatego zespół projektowy „Struktura i technologia budowlana szklarni w północno-zachodniej części ziemi nie działają”, zaprojektował prosty wewnętrzny system zwijania izolacji termicznej (ryc. 1), którego struktura składa się ze stałej wewnętrznej zasłony izolacji termicznej na przedniej stopie i przedniej stopie i ruchomość wewnętrznej zasłony izolacji termicznej w górnej przestrzeni. Górna ruchoma kurtyna izolacji termicznej jest otwarta i składana na tylnej ścianie szklarni w ciągu dnia, co nie wpływa na oświetlenie szklarni; Stała kołdra izolacji termicznej na dole odgrywa rolę uszczelnienia w nocy. Projekt izolacji wewnętrznej jest schludny i łatwy w obsłudze, a także może odgrywać rolę cieniowania i chłodzenia latem.

Aktywna technologia ocieplenia

Ze względu na niską temperaturę zimą w północno -zachodnich Chinach, jeśli polegamy tylko na ochronie ciepła i przechowywania ciepła w szklarniach, nadal nie możemy spełnić wymagań dotyczących produkcji upraw przy zimnej pogodzie, więc niektóre aktywne miary ocieplenia są również zainteresowany.

Układ magazynowania energii słonecznej i uwalniania ciepła

Jest to ważny powód, dla którego ściana nosi funkcje konserwacji ciepła, magazynowania ciepła i łożyska obciążenia, co prowadzi do wysokiego kosztu budowy i niskiej szybkości wykorzystania gruntów szklarni słonecznych. Dlatego uproszczenie i montaż słonecznych szklarni musi być ważnym kierunkiem rozwoju w przyszłości. Wśród nich uproszczenie funkcji ściany polega na uwolnieniu funkcji magazynowania ciepła i uwalniania ściany, tak że tylna ściana nosi tylko funkcję konserwacji ciepła, co jest skutecznym sposobem uproszczenia rozwoju. Na przykład aktywny system magazynowania i uwalniania ciepła Fanga Hui (ryc. 2) jest szeroko stosowany w obszarach niekultywowanych, takich jak Gansu, Ningxia i Xinjiang. Jego urządzenie do zbierania ciepła jest zawieszone na północnej ścianie. W ciągu dnia ciepło zebrane przez urządzenie do zbierania ciepła jest przechowywane w korpusie przechowywania ciepła przez krążenie podłoża ciepła, a w nocy ciepło jest uwalniane i podgrzewane przez krążenie podłoża ciepła, w ten sposób uświadamiając sobie przenoszenie ciepła w czasie i przestrzeni. Eksperymenty pokazują, że minimalna temperatura w szklarni można podnieść o 3 ~ 5 ℃ za pomocą tego urządzenia. Wang Zhiwei itp. Przedstawił system ogrzewania zasłony wodnej do szklarni słonecznej w południowym obszarze pustyni Xinjiang, który może zwiększyć temperaturę szklarni o 2,1 ℃ w nocy.

Ponadto BAO Encai itp. Zaprojektował aktywny system krążenia ciepła dla północnej ściany. W ciągu dnia, poprzez krążenie wentylatorów osiowych, gorące powietrze wewnętrzne przepływa przez kanał przenoszenia ciepła osadzony w północnej ścianie, a kanał przenoszenia ciepła wymienia ciepło z warstwą magazynowania ciepła wewnątrz ściany, co znacznie poprawia pojemność magazynowania ciepła o powierzchni ciepła o powierzchni ciepła o powierzchni ciepła o powierzchni temperatury o Ściana. Ponadto system magazynowania ciepła w fazie słonecznej zaprojektowany przez Yan Yantao itp. Przechowuje ciepło w materiałach zmieniających fazę przez kolekcjonerów słonecznych w ciągu dnia, a następnie rozprasza ciepło do powietrza wewnętrznego przez cyrkulację powietrza w nocy, co może zwiększyć. Średnia temperatura o 2,0 ℃ w nocy. Powyższe technologie i sprzęt wykorzystania energii słonecznej mają charakterystykę ekonomii, oszczędności energii i niskiego węgla. Po optymalizacji i ulepszeniu powinni mieć dobrą perspektywę aplikacji na obszarach z obfitymi zasobami energii słonecznej w północno -zachodnich Chinach.

Inne pomocnicze technologie grzewcze

01 Ogrzewanie energii biomasy

Łóżka, słoma, gnojka krowie, gno owce i gno z drobiu są mieszane z bakteriami biologicznymi i zakopane w glebie w szklarni. Podczas procesu fermentacji wytwarza się dużo ciepła, a podczas procesu fermentacji generuje wiele korzystnych szczepów, materii organicznej i CO2. Korzystne szczepy mogą hamować i zabić różne zarazki oraz mogą zmniejszyć występowanie chorób szklarni i szkodników; Materia organiczna może stać się nawozem dla upraw; Wyprodukowany CO2 może poprawić fotosyntezę upraw. Na przykład Wei Wenxiang zakopał gorące nawozy organiczne, takie jak obornik konny, obornik krów i owce w glebie wewnętrznej w szklarni słonecznej na płaskowyżu Qinghai, który skutecznie podniósł temperaturę gruntu. W szklarni słonecznej w pustyni Gansu Zhou Zhilong używał słomy i nawozu organicznego do fermentacji między uprawami. Test wykazał, że temperaturę szklarni można zwiększyć o 2 ~ 3 ℃.

02 Ogrzewanie węgla

Istnieje sztuczny piec, energooszczędny podgrzewacz wody i ogrzewanie. Na przykład po badaniu na płaskowyżu Qinghai Wei Wenxiang stwierdził, że sztuczne ogrzewanie pieca było głównie stosowane lokalnie. Ta metoda ogrzewania ma zalety szybszego ogrzewania i oczywistego efektu ogrzewania. Jednak szkodliwe gazy, takie jak SO2, CO i H2S, zostaną wyprodukowane w trakcie spalania węgla, dlatego konieczne jest wykonanie dobrej pracy w zakresie rozładowywania szkodliwych gazów.

03 Ogrzewanie elektryczne

Użyj elektrycznego przewodu grzewczego, aby podgrzać przedni dach szklarni lub użyj grzejnika elektrycznego. Efekt ogrzewania jest niezwykły, zastosowanie jest bezpieczne, żadne zanieczyszczenia nie są wytwarzane w szklarni, a sprzęt grzewczy jest łatwy do kontrolowania. Chen Weiqian i inni uważają, że problem z zamrażaniem szkód zimą w obszarze Jiuquan utrudnia rozwój lokalnego rolnictwa Gobi, a elektryczne elementy grzewcze mogą być wykorzystane do podgrzewania szklarni. Jednak ze względu na zastosowanie wysokiej jakości zasobów energii elektrycznej zużycie energii jest wysokie, a koszt jest wysoki. Sugeruje się, że należy go używać jako tymczasowego środka ogrzewania awaryjnego w ekstremalnej chłodne dni.

Środki zarządzania środowiskiem

W procesie produkcji i korzystania z szklarni kompletny sprzęt i normalne działanie nie mogą skutecznie zapewnić, że jego środowisko termiczne spełnia wymagania projektowe. W rzeczywistości użycie i zarządzanie sprzętem często odgrywa kluczową rolę w tworzeniu i utrzymaniu środowiska termicznego, z których najważniejsze jest codzienne zarządzanie kołdrą izolacyjną i odpowietrznikiem.

Zarządzanie kołdrą izolacyjną termiczną

Kołdra izolacji termicznej jest kluczem do nocnej izolacji termicznej przedniego dachu, dlatego niezwykle ważne jest udoskonalenie jego codziennego zarządzania i konserwacji, zwłaszcza na następujące problemy, na które należy zwrócić uwagę: ① SZKOŃCZENIE odpowiedni czas otwarcia i zamknięcia kołdry izolacyjnej termicznej kołdry izolacyjnej . Czas otwierania i zamykania kołdry izolacyjnej termicznej wpływa nie tylko na czas oświetlenia szklarni, ale także wpływa na proces ogrzewania w szklarni. Otwarcie i zamykanie kołdry izolacyjnej termicznej zbyt wcześnie lub za późno nie sprzyja zbieraniu ciepła. Rano, jeśli kołdra zostanie odkryta zbyt wcześnie, temperatura wewnętrzna spadnie zbyt dużo z powodu niskiej temperatury zewnętrznej i słabego światła. Przeciwnie, jeśli czas odkrywania kołdry jest zbyt późno, czas odbierania światła w szklarni zostanie skrócony, a czas wzrostu temperatury w pomieszczeniach zostanie opóźniony. Po południu, jeśli kołdra izolacyjnej termicznej zostanie wyłączona zbyt wcześnie, czas ekspozycji w pomieszczeniach zostanie skrócony, a magazyn ciepła gleby i ścian zostanie zmniejszony. Przeciwnie, jeśli zachowanie ciepła zostanie wyłączone zbyt późno, rozpraszanie ciepła w szklarni zostanie zwiększone z powodu niskiej temperatury zewnętrznej i słabym światłem. Dlatego ogólnie rzecz biorąc, gdy kołdra izolacyjnej termicznej jest włączona rano, zaleca się, aby temperatura wzrosła po 1 ~ 2 ℃, podczas gdy gdy kołdra izolacji termicznej jest wyłączona, wskazane jest, aby temperatura wzrośnie Po 1 ~ 2 ℃ spadek. ② Podczas zamykania kołdry izolacyjnej termicznej zwróć uwagę na obserwowanie, czy kołdra izolacyjnej termicznej pokrywa wszystkie przednie dachy, i dostosowuje je w czasie, jeśli istnieje luka. ③ Po całkowitym odrzuceniu kołdry izolacyjnej termicznej sprawdź, czy dolna część została zagęszczona, aby zapobiec podniesieniu efektu zachowania ciepła przez wiatr w nocy. ④ Sprawdź i utrzymuj kołdrę izolacyjną termiczną w czasie, zwłaszcza gdy kołdra izolacyjnej termicznej jest uszkodzona, naprawia lub wymień na czas. ⑤ Zwróć uwagę na warunki pogodowe na czas. Gdy jest deszcz lub śnieg, przykryj kołdrę izolacyjną termiczną na czas i usuń śnieg na czas.

Zarządzanie otworami wentylacyjnymi

Celem wentylacji zimą jest dostosowanie temperatury powietrza, aby uniknąć nadmiernej temperatury około południa; Drugim jest wyeliminowanie wilgoci w pomieszczeniach, zmniejszenie wilgotności powietrza w szklarni i kontroli szkodników i chorób; Trzecim jest zwiększenie stężenia CO2 w pomieszczeniach i promowanie wzrostu upraw. Jednak wentylacja i zachowanie ciepła są sprzeczne. Jeśli wentylacja nie jest odpowiednio zarządzana, prawdopodobnie doprowadzi to do problemów z niską temperaturą. Dlatego kiedy i jak długo otworzyć otwory wentylacyjne, należy dynamicznie dostosować zgodnie z warunkami środowiskowymi szklarni w dowolnym momencie. Na obszarach niekodowanych północno-zachodnich zarządzanie otworami szklarniowymi jest podzielone głównie na dwa sposoby: obsługę ręczną i prostą wentylację mechaniczną. Jednak czas otwarcia i czas wentylacji otworów wentylacyjnych opierają się głównie na subiektywnym osądzie ludzi, więc może się zdarzyć, że otwarte otwory są otwarte zbyt wcześnie lub za późno. Aby rozwiązać powyższe problemy, Yin Yilei itp. Zaprojektował inteligentne urządzenie wentylacyjne dachu, które może określić czas otwarcia oraz rozmiar otwierania i zamykania otworów wentylacji zgodnie ze zmianami środowiska wewnętrznego. Dzięki pogłębieniu badań nad prawem zmian środowiskowych i zapotrzebowania na uprawy, a także popularyzacja i postęp technologii i sprzętu, takie jak postrzeganie środowiska, gromadzenie informacji, analiza i kontrola, automatyzacja zarządzania wentylacją w szklarniach słonecznych powinna być Ważny kierunek rozwoju w przyszłości.

Inne środki zarządzania

W trakcie stosowania różnego rodzaju filmów szopy ich pojemność transmisji światła będzie stopniowo osłabiać, a prędkość osłabiająca jest nie tylko związana z ich własnymi właściwościami fizycznymi, ale także związana z otaczającym środowiskiem i zarządzaniem podczas użytkowania. W procesie użytkowania najważniejszym czynnikiem prowadzącym do spadku wydajności transmisji światła jest zanieczyszczenie powierzchni folii. Dlatego niezwykle ważne jest przeprowadzenie regularnego czyszczenia i czyszczenia, gdy pozwalają na to warunki. Ponadto strukturę obudowy szklarni powinna być regularnie sprawdzana. Gdy w ścianie i przednim dachu pojawia się wyciek, należy go naprawić na czas, aby uniknąć szklarni dotkniętej infiltracją zimnego powietrza.

Istniejące problemy i kierunek rozwoju

Naukowcy badali i badali technologię zachowania i przechowywania ciepła, technologię zarządzania i metody ocieplenia szklarni na północno-zachodnich obszarach niekultywacyjnych od wielu lat, co zasadniczo zdało sobie sprawę z nadwrotnej produkcji warzyw, znacznie poprawiło zdolność szklarni do oporu w niskiej temperaturze obrażeń chłodnictwa. , i zasadniczo zdał sobie sprawę z nadwrotnej produkcji warzyw. Włożył historyczny wkład w złagodzenie sprzeczności między żywnością a warzywami konkurującymi o ziemię w Chinach. Jednak nadal istnieją następujące problemy w technologii gwarancji temperatury w północno -zachodnich Chinach.

Typy szklarni do aktualizacji

Obecnie rodzaje szklarni są nadal wspólne zbudowane pod koniec XX wieku i na początku tego stulecia, z prostą strukturą, nieuzasadnioną konstrukcją, słabą zdolnością do utrzymywania środowiska cieplnego szklarni i oporu klęsk żywiołowych oraz braku standaryzacji. Dlatego w przyszłym projekcie szklarni kształt i nachylenie przedniego dachu, kąt azymutu szklarni, wysokość tylnej ściany, głębokość tonącego szklarni itp. Należy standaryzować poprzez pełne połączenie lokalnej szerokości geograficznej szerokości geograficznej i cechy klimatyczne. Jednocześnie tylko jedną uprawę można zasadzić w szklarni, w miarę możliwości, dzięki czemu można przeprowadzić znormalizowane dopasowanie szklarni zgodnie z wymaganiami światła i temperatury posadzonych upraw.

Skala szklarni jest stosunkowo niewielka.

Jeśli skala szklarni jest zbyt mała, wpłynie to na stabilność środowiska cieplnego szklarni i rozwój mechanizacji. Wraz ze stopniowym wzrostem kosztów pracy rozwój mechanizacji jest ważnym kierunkiem w przyszłości. Dlatego w przyszłości powinniśmy opierać się na poziomie rozwoju lokalnego, wziąć pod uwagę potrzeby rozwoju mechanizacji, racjonalnie zaprojektować przestrzeń wewnętrzną i układ szklarni, przyspieszyć badania i rozwój sprzętu rolniczego odpowiednie dla obszarów lokalnych i Popraw szybkość mechanizacji produkcji szklarni. Jednocześnie, zgodnie z potrzebami upraw i wzorców uprawy, należy promować odpowiedni sprzęt do standardów oraz promować zintegrowane badania i rozwój, innowacje i popularyzację wentylacji, redukcji wilgotności, ochrony ciepła i sprzętu grzewczego.

Grubość ścian takich jak piasek i puste bloki jest nadal gęste.

Jeśli ściana jest zbyt gruba, chociaż efekt izolacji jest dobry, zmniejszy wskaźnik wykorzystania gleby, zwiększy koszty i trudność budowy. Dlatego w przyszłym rozwoju z jednej strony grubość ściany można naukowo zoptymalizować zgodnie z lokalnymi warunkami klimatycznymi; Z drugiej strony powinniśmy promować lekki i uproszczony rozwój tylnej ściany, aby tylna ściana szklarni zachowała jedynie funkcję ochrony ciepła, używać kolekcjonerów słonecznych i innych urządzeń do wymiany przechowywania ciepła i uwolnienia ściany . Kolekcjonerzy słoneczne mają charakterystykę wysokiej wydajności zbierania ciepła, silnej zdolności do zbierania ciepła, oszczędności energii, niskiego węgla itd., A większość z nich może zrealizować aktywną regulację i kontrolę, i może wykonywać ukierunkowane egzotermiczne ogrzewanie zgodnie z wymaganiami środowiskowymi szklarni szklarniowych w nocy, z wyższą wydajnością wykorzystania ciepła.

Należy opracować specjalną kołdrę izolacyjną termiczną.

Przedni dach jest głównym korpusem rozpraszania ciepła w szklarni, a wydajność izolacji termicznej kołdry izolacji termicznej wpływa bezpośrednio na środowisko termiczne. Obecnie środowisko temperatury szklarni w niektórych obszarach nie jest dobre, częściowo dlatego, że kołdra izolacji termicznej jest zbyt cienka, a wydajność izolacji termicznej materiałów jest niewystarczająca. Jednocześnie kołdra izolacyjnej termicznej nadal ma pewne problemy, takie jak słabe wodoodporne i narciarstwo, łatwe starzenie się materiałów powierzchniowych i rdzeniowych itp. Dlatego w przyszłości odpowiednie materiały do ​​izolacji termicznej należy wybrać naukowo zgodnie z lokalnym Charakterystyka i wymagania klimatyczne oraz specjalne produkty z kołdry termicznej odpowiednie do lokalnego użytku i popularyzacji powinny być opracowane i opracowywane.

KONIEC

Cytowane informacje

Luo Ganliang, Cheng Jieyu, Wang Pingzhi itp. Status badawczy Gwarancja temperatury środowiska Technologia szklarni słonecznej w północno-zachodniej części niekultywacji [J]. Technologia inżynierii rolniczej, 2022,42 (28): 12-20.