Drivhushagebruk landbruksingeniørteknologi 2022-12-02 17:30 publisert i Beijing

Å utvikle solcelledrivhus i ikke-kultiverte områder som ørken, Gobi og sandland har effektivt løst motsetningen mellom mat og grønnsaker som konkurrerer om land.Det er en av de avgjørende miljøfaktorene for vekst og utvikling av temperaturavlinger, som ofte avgjør suksessen eller fiaskoen til produksjon av drivhusavlinger.Derfor, for å utvikle solenergidrivhus i ikke-dyrkede områder, må vi først løse miljøtemperaturproblemet til drivhus.I denne artikkelen oppsummeres temperaturkontrollmetodene som er brukt i ikke-dyrka markveksthus de siste årene, og de eksisterende problemene og utviklingsretningen for temperatur og miljøvern i ikke-dyrket marks soldrivhus analyseres og oppsummeres.

Kina har en stor befolkning og mindre tilgjengelige landressurser.Mer enn 85 % av landressursene er ikke-dyrkede landressurser, som hovedsakelig er konsentrert nordvest i Kina.Sentralkomiteens dokument nr.1 i 2022 påpekte at utviklingen av anleggslandbruket bør fremskyndes, og på grunnlag av å verne det økologiske miljøet bør det utnyttbare ledige arealet og ødemarken utforskes for å utvikle anleggslandbruket.Nordvest-Kina er rikt på ørken, Gobi, ødemark og andre ikke-dyrkede landressurser og naturlige lys- og varmeressurser, som er egnet for utvikling av anleggslandbruk.Derfor er utvikling og utnyttelse av ikke-dyrka jordressurser for å utvikle ikke-dyrka markveksthus av stor strategisk betydning for å sikre nasjonal matsikkerhet og lindre arealbrukskonflikter.

For tiden er ikke-dyrka solcelleveksthus hovedformen for høyeffektiv landbruksutvikling i ikke-dyrka mark.I nordvest i Kina er temperaturforskjellen mellom dag og natt stor, og temperaturen om natten om vinteren er lav, noe som ofte fører til fenomenet at innendørs minimumstemperatur er lavere enn temperaturen som kreves for normal vekst og utvikling av avlinger.Temperatur er en av de uunnværlige miljøfaktorene for vekst og utvikling av avlinger.For lav temperatur vil bremse den fysiologiske og biokjemiske reaksjonen til avlinger og bremse deres vekst og utvikling.Når temperaturen er lavere enn grensen som avlingene tåler, vil det til og med føre til fryseskader.Derfor er det spesielt viktig å sikre den temperaturen som kreves for normal vekst og utvikling av avlinger.For å opprettholde riktig temperatur på solenergidrivhuset er det ikke et enkelt tiltak som kan løses.Det må garanteres fra aspektene ved drivhusdesign, konstruksjon, materialvalg, regulering og daglig ledelse.Derfor vil denne artikkelen oppsummere forskningsstatusen og fremdriften for temperaturkontroll av ikke-kultiverte drivhus i Kina de siste årene fra aspektene ved design og konstruksjon av drivhus, varmekonservering og oppvarmingstiltak og miljøstyring, for å gi en systematisk referanse for rasjonell utforming og forvaltning av ikke-kultiverte drivhus.

Drivhusstruktur og materialer

Det termiske miljøet til drivhuset avhenger hovedsakelig av overføring, avskjæring og lagringskapasitet av drivhus til solstråling, som er relatert til rimelig utforming av drivhusorientering, form og materiale til lystransmitterende overflate, struktur og materiale til vegg og baktak, fundamentisolasjon, drivhusstørrelse, nattisolasjonsmodus og materiale på fronttak, etc., og forholder seg også til om bygge- og byggeprosessen til drivhus kan sikre effektiv realisering av designkrav.

Lysoverføringskapasitet på fronttaket

Hovedenergien i drivhuset kommer fra solen.Å øke lysoverføringskapasiteten til fronttaket er gunstig for drivhuset for å få mer varme, og det er også et viktig fundament for å sikre temperaturmiljøet i drivhuset om vinteren.For tiden er det tre hovedmetoder for å øke lysoverføringskapasiteten og lysmottakstiden til fronttaket til drivhuset.

01 design rimelig drivhusorientering og asimut

Drivhusets orientering påvirker lysytelsen til drivhuset og varmelagringskapasiteten til drivhuset.Derfor, for å få mer varmelagring i drivhus, er orienteringen til ikke-kultiverte drivhus i nordvest Kina vendt mot sør.For den spesifikke asimuten til drivhuset, når du velger sør til øst, er det fordelaktig å "ta solen", og innendørstemperaturen stiger raskt om morgenen;Når sør til vest velges, er det gunstig for drivhuset å benytte seg av ettermiddagslys.Sør-retningen er et kompromiss mellom de to ovennevnte situasjonene.I følge kunnskapen om geofysikk roterer jorden 360° på en dag, og solens asimut beveger seg omtrent 1° hvert 4. minutt.Derfor, hver gang drivhusets asimut avviker med 1°, vil tiden for direkte sollys avvike med omtrent 4 minutter, det vil si at drivhusets asimut påvirker tidspunktet når drivhuset ser lys om morgenen og kvelden.

Når morgen- og ettermiddagslyset er like, og øst eller vest er i samme vinkel, vil drivhuset få samme lystime.For området nord for 37° nordlig breddegrad er imidlertid temperaturen lav om morgenen, og tidspunktet for quiltavdekking er sent, mens temperaturen er relativt høy om ettermiddagen og kvelden, så det er hensiktsmessig å utsette tidspunktet for lukking av termisk isolasjonsdyne.Derfor bør disse områdene velge sør til vest og utnytte ettermiddagslyset fullt ut.For områdene med 30°~35° nordlig breddegrad, på grunn av de bedre lysforholdene om morgenen, kan tidspunktet for varmekonservering og dekkeavdekning også forlenges.Derfor bør disse områdene velge retning sør-øst for å tilstrebe mer morgensolinnstråling til drivhuset.Men i området 35°~37°nordlig breddegrad er det liten forskjell i solstråling om morgenen og ettermiddagen, så det er bedre å velge rett sørlig retning.Enten det er sørøst eller sørvest, er avviksvinkelen vanligvis 5° ~8°, og maksimum skal ikke overstige 10°.Nordvest-Kina ligger i området 37° ~ 50° nordlig breddegrad, så asimutvinkelen til drivhuset er vanligvis fra sør til vest.I lys av dette har sollysdrivhuset designet av Zhang Jingshe etc. i Taiyuan-området valgt orienteringen 5° vest for sør, sollysdrivhuset bygget av Chang Meimei etc. i Gobi-området i Hexi Corridor har tatt i bruk orienteringen på 5° til 10° vest for sør, og sollysdrivhuset bygget av Ma Zhigui etc. i nordlige Xinjiang har tatt i bruk orienteringen 8° vest for sør.

02 Design rimelig fronttaksform og helningsvinkel

Formen og helningen til fronttaket bestemmer innfallsvinkelen til solstrålene.Jo mindre innfallsvinkel, jo større transmittans.Sun Juren mener at formen på fronttaket i hovedsak bestemmes av forholdet mellom lengden på hovedbelysningsflaten og den bakre helningen.Lang skråning foran og kort skråning bak er fordelaktig for belysning og varmebevaring av fronttaket.Chen Wei-Qian og andre mener at hovedbelysningstaket til solenergidrivhuset som brukes i Gobi-området har en sirkelbue med en radius på 4,5 m, som effektivt kan motstå kulde.Zhang Jingshe, etc. mener at det er mer hensiktsmessig å bruke halvsirkulær bue på fronttaket av drivhuset i alpine og høye breddegrader.Når det gjelder hellingsvinkelen til fronttaket, i henhold til lysoverføringsegenskapene til plastfilm, når innfallsvinkelen er 0 ~ 40°, er reflektiviteten til fronttaket til sollys liten, og når den overstiger 40°, reflektiviteten øker betydelig.Derfor tas 40° som maksimal innfallsvinkel for å beregne helningsvinkelen til fronttaket, slik at selv i vintersolverv kan solinnstrålingen maksimalt komme inn i drivhuset.Da han designet et solcelledrivhus egnet for ikke-dyrkede områder i Wuhai, Indre Mongolia, beregnet He Bin og andre derfor helningsvinkelen til fronttaket med en innfallsvinkel på 40°, og trodde at så lenge den var større enn 30 °, kan det oppfylle kravene til drivhusbelysning og varmekonservering.Zhang Caihong og andre mener at når man bygger drivhus i Xinjiangs ikke-dyrkede områder, er helningsvinkelen på fronttaket til drivhus i det sørlige Xinjiang 31°, mens det i nordlige Xinjiang er 32°~33,5°.

03 Velg passende transparente dekkematerialer.

I tillegg til påvirkningen av utendørs solstrålingsforhold, er drivhusfilmens material- og lystransmisjonsegenskaper også viktige faktorer som påvirker lys- og varmemiljøet i drivhuset.For tiden er lystransmittansen til plastfilmer som PE, PVC, EVA og PO forskjellig på grunn av forskjellige materialer og filmtykkelser.Generelt sett kan lystransmittansen til filmer som har vært brukt i 1-3 år garanteres å være over 88% totalt sett, som bør velges i henhold til etterspørselen til avlinger for lys og temperatur.I tillegg, i tillegg til lystransmisjonen i drivhus, er fordelingen av lysmiljøet i drivhus også en faktor som folk legger mer og mer oppmerksomhet til.Derfor, i de siste årene, har lystransmisjonsdekkende materiale med forbedret spredning av lys blitt svært anerkjent av industrien, spesielt i områdene med sterk solstråling i det nordvestlige Kina.Bruken av forbedret spredning av lysfilm har redusert skyggeeffekten på toppen og bunnen av avlingstak, økt lyset i midtre og nedre deler av avlingstak, forbedret de fotosyntetiske egenskapene til hele avlingen, og viste en god effekt av å fremme vekst og økende produksjon.

Rimelig utforming av drivhusstørrelse

Lengden på drivhuset er for lang eller for kort, noe som vil påvirke innetemperaturkontrollen.Når lengden på drivhuset er for kort, før soloppgang og solnedgang, er området som skygges av øst- og vestgavlen stort, noe som ikke bidrar til oppvarmingen av drivhuset, og på grunn av dets lille volum vil det påvirke innendørs jord og vegger. absorpsjon og frigjøring av varme.Når lengden er for stor, er det vanskelig å kontrollere innendørstemperaturen, og det vil påvirke fastheten til drivhusstrukturen og konfigurasjonen av den varmebevarende quiltrullemekanismen.Drivhusets høyde og spennvidde påvirker direkte dagslyset til fronttaket, størrelsen på drivhusrommet og isolasjonsforholdet.Når drivhusets spenn og lengde er faste, kan økning av drivhusets høyde øke belysningsvinkelen på fronttaket fra lysmiljøets perspektiv, noe som bidrar til lysoverføring;Fra et termisk miljøsynspunkt øker veggens høyde, og bakveggens varmelagringsareal øker, noe som er gunstig for varmelagringen og varmeavgivelsen til bakveggen.Dessuten er plassen stor, varmekapasiteten er også stor, og det termiske miljøet i drivhuset er mer stabilt.Selvfølgelig vil øke drivhusets høyde øke kostnadene for drivhus, som trenger omfattende vurdering.Derfor, når vi designer et drivhus, bør vi velge en rimelig lengde, spennvidde og høyde i henhold til lokale forhold.For eksempel tror Zhang Caihong og andre at i det nordlige Xinjiang er lengden på drivhuset 50 ~ 80m, spennvidden er 7m og høyden på drivhuset er 3,9m, mens i det sørlige Xinjiang er drivhusets lengde 50~80m, spennvidden er 8m og høyden på drivhuset er 3,6~4,0m;Det vurderes også at drivhusets spenn ikke bør være mindre enn 7m, og når spennet er 8m er varmebevaringseffekten best.I tillegg mener Chen Weiqian og andre at lengden, spennvidden og høyden på solcelledrivhuset bør være henholdsvis 80m, 8~10m og 3,8~4,2m når det bygges i Gobi-området i Jiuquan, Gansu.

Forbedre veggens varmelagring og isolasjonsevne

På dagtid akkumulerer veggen varme ved å absorbere solstrålingen og varmen fra noe inneluft.Om natten, når innetemperaturen er lavere enn veggtemperaturen, vil veggen passivt avgi varme for å varme opp drivhuset.Som drivhusets hovedvarmelager kan veggen forbedre natttemperaturmiljøet betraktelig ved å forbedre varmelagringskapasiteten.Samtidig er veggens termiske isolasjonsfunksjon grunnlaget for stabiliteten til det termiske miljøet i drivhuset.For tiden finnes det flere metoder for å forbedre varmelagringen og isolasjonsevnen til vegger.

01 design rimelig veggstruktur

Veggens funksjon omfatter i hovedsak varmelagring og varmekonservering, og samtidig fungerer de fleste drivhusveggene også som bærende elementer for å støtte takstolen.Med tanke på å oppnå et godt termisk miljø bør en rimelig veggkonstruksjon ha nok varmelagringskapasitet på innsiden og nok varmekonserveringskapasitet på yttersiden, samtidig som man reduserer unødvendige kuldebroer.I forskningen på veggvarmelagring og isolasjon designet Bao Encai og andre den størknede passive varmelagringsveggen i Wuhai-ørkenområdet, Indre Mongolia.Porøs tegl ble brukt som isolasjonslag på utsiden og størknet sand ble brukt som varmelagre på innsiden.Testen viste at innetemperaturen kunne nå 13,7℃ på solfylte dager.Ma Yuehong etc. designet en hveteskallmørtelblokkkomposittvegg i nordlige Xinjiang, hvor brent kalk er fylt i mørtelblokker som varmelagre og slaggposer stables utendørs som et isolasjonslag.Den hule blokkveggen designet av Zhao Peng, etc. i Gobi-området i Gansu-provinsen, bruker 100 mm tykk benzenplate som isolasjonslag på utsiden og sand og hul blokkstein som varmelagre lag på innsiden.Testen viser at gjennomsnittstemperaturen om vinteren er over 10℃ om natten, og Chai Regeneration, etc. bruker også sand og grus som isolasjonslag og varmelagringslag på veggen i Gobi-området i Gansu-provinsen.Når det gjelder å redusere kuldebroer, designet Yan Junyue etc. en lett og forenklet sammensatt bakvegg, som ikke bare forbedret veggens termiske motstand, men også forbedret tetningsegenskapen til veggen ved å feste polystyrenplater på utsiden av baksiden. vegg;Wu Letian etc. satte ringbjelke i armert betong over fundamentet til drivhusveggen, og brukte trapesformet mursteinsstempling like over ringbjelken for å støtte baktaket, noe som løste problemet med at sprekker og grunnsynking lett kan oppstå i drivhus i Hotian, Xinjiang, og dermed påvirke den termiske isolasjonen av drivhusene.

02 Velg passende varmelagrings- og isolasjonsmaterialer.

Veggens varmelagring og isolasjonseffekt avhenger først av materialvalg.I den nordvestlige ørkenen, Gobi, sandland og andre områder, i henhold til forholdene på stedet, tok forskere lokale materialer og gjorde dristige forsøk på å designe mange forskjellige typer bakvegger til solenergidrivhus.For eksempel, da Zhang Guosen og andre bygde drivhus i sand- og grusfelt i Gansu, ble sand og grus brukt som varmelagring og isolasjonslag av vegger;I henhold til egenskapene til Gobi og ørkenen i det nordvestlige Kina, designet Zhao Peng en slags hul blokkvegg med sandstein og hulblokk som materialer.Testen viser at den gjennomsnittlige innendørs natttemperaturen er over 10℃.I lys av mangelen på byggematerialer som murstein og leire i Gobi-regionen nordvest i Kina, fant Zhou Changji og andre ut at de lokale drivhusene vanligvis bruker småstein som veggmateriale når de undersøker solenergidrivhus i Gobi-regionen i Kizilsu Kirgiz, Xinjiang.Med tanke på den termiske ytelsen og den mekaniske styrken til rullestein, har drivhuset bygget med småstein god ytelse når det gjelder varmekonservering, varmelagring og lastbæring.På samme måte bruker Zhang Yong, etc. også småstein som hovedmateriale til veggen, og designet en uavhengig varmelagringssteinbakvegg i Shanxi og andre steder.Testen viser at varmelagringseffekten er god.Zhang etc. designet en slags sandsteinsvegg i henhold til egenskapene til det nordvestlige Gobi-området, som kan øke innendørstemperaturen med 2,5 ℃.I tillegg testet Ma Yuehong og andre varmelagringskapasiteten til blokkfylt sandvegg, blokkvegg og murvegg i Hotian, Xinjiang.Resultatene viste at den blokkfylte sandveggen hadde størst varmelagringskapasitet.I tillegg, for å forbedre varmelagringsytelsen til veggen, utvikler forskere aktivt nye varmelagringsmaterialer og teknologier.For eksempel foreslo Bao Encai et faseendringsherdemateriale, som kan brukes til å forbedre varmelagringskapasiteten til bakveggen til solenergidrivhuset i nordvestlige ikke-dyrkede områder.Som utforskning av lokale materialer brukes også høystakk, slagg, benzenplate og halm som veggmaterialer, men disse materialene har vanligvis bare funksjonen som varmebevarende og ingen varmelagringskapasitet.Generelt sett har veggene fylt med grus og blokker god varmelagring og isolasjonsevne.

03 Øk veggtykkelsen på passende måte

Vanligvis er termisk motstand en viktig indeks for å måle den termiske isolasjonsytelsen til veggen, og faktoren som påvirker termisk motstand er tykkelsen på materiallaget i tillegg til den termiske ledningsevnen til materialet.Derfor, på grunnlag av å velge passende varmeisolasjonsmaterialer, kan en passende økning av tykkelsen på veggen øke den totale termiske motstanden til veggen og redusere varmetapet gjennom veggen, og dermed øke den termiske isolasjonen og varmelagringskapasiteten til veggen og hele drivhuset.For eksempel, i Gansu og andre områder, er den gjennomsnittlige tykkelsen på sandsekkveggen i Zhangye City 2,6 m, mens tykkelsen på murveggen med mørtel i Jiuquan City er 3,7 m.Jo tykkere veggen er, jo større er dens varmeisolasjon og varmelagringskapasitet.For tykke vegger vil imidlertid øke arealbeslaget og kostnadene ved drivhusbygging.Derfor, fra perspektivet om å forbedre den termiske isolasjonskapasiteten, bør vi også prioritere å velge høye varmeisolasjonsmaterialer med lav varmeledningsevne, som polystyren, polyuretan og andre materialer, og deretter øke tykkelsen på passende måte.

Rimelig utforming av baktak

For utformingen av baktaket er hovedhensynet ikke å forårsake påvirkning av skyggelegging og forbedre den termiske isolasjonsevnen.For å redusere påvirkningen av skyggelegging på baktaket, er innstillingen av helningsvinkelen hovedsakelig basert på det faktum at baktaket kan motta direkte sollys på dagtid når avlinger plantes og produseres.Derfor er høydevinkelen på baktaket generelt valgt til å være bedre enn den lokale solhøydevinkelen for vintersolverv på 7°~8°.For eksempel tror Zhang Caihong og andre at når man bygger solcelledrivhus i Gobi og saltvann-alkali landområder i Xinjiang, er den projiserte lengden på baktaket 1,6 m, så helningsvinkelen til baktaket er 40° i det sørlige Xinjiang og 45° i det nordlige Xinjiang.Chen Wei-Qian og andre mener at det bakre taket på solcelledrivhuset i Jiuquan Gobi-området bør helles med 40°.For termisk isolasjon av baktaket, bør varmeisolasjonsevnen sikres hovedsakelig ved valg av varmeisolasjonsmaterialer, nødvendig tykkelsesdesign og rimelig overlapping av varmeisolasjonsmaterialer under konstruksjon.

Reduser varmetapet i jorda

I løpet av vinternatten, fordi temperaturen på innendørs jord er høyere enn for utendørs jord, vil varmen fra innendørs jord overføres til utendørs ved varmeledning, noe som forårsaker tap av drivhusvarme.Det er flere måter å redusere jordvarmetapet på.

01 jordisolasjon

Jorden synker skikkelig, unngår det frosne jordlaget, og bruker jorda til varmekonservering.For eksempel ble "1448 tre-materialer-en-kropp" solenergidrivhuset utviklet av Chai Regeneration og annet ikke-dyrket land i Hexi-korridoren bygget ved å grave 1 m ned, og effektivt unngå det frosne jordlaget;I følge det faktum at dybden på frossen jord i Turpan-området er 0,8 m, foreslo Wang Huamin og andre å grave 0,8 m for å forbedre den termiske isolasjonskapasiteten til drivhuset.Da Zhang Guosen, etc. bygde bakveggen til det dobbeltbuede dobbeltfilmgravende solcelledrivhuset på ikke-dyrkbar mark, var gravedybden 1m.Eksperimentet viste at den laveste temperaturen om natten ble økt med 2~3℃ sammenlignet med det tradisjonelle andregenerasjons soldrivhuset.

02 foundation kuldebeskyttelse

Hovedmetoden er å grave en kuldesikker grøft langs fundamentdelen av fronttaket, fylle ut varmeisolasjonsmaterialer, eller kontinuerlig grave ned varmeisolasjonsmaterialer under bakken langs grunnmursdelen, som alle har som mål å redusere varmetapet forårsaket av varmeoverføring gjennom jorda ved grensedelen av drivhuset.De termiske isolasjonsmaterialene som brukes er hovedsakelig basert på de lokale forholdene i det nordvestlige Kina, og kan skaffes lokalt, som høy, slagg, steinull, isoporplater, maishalm, hestegjødsel, nedfallne løv, knust gress, sagflis, ugress, halm osv.

03 mulchfilm

Ved å dekke til plastfilmen kan sollys nå jorda gjennom plastfilmen i løpet av dagen, og jorda absorberer solvarmen og varmes opp.Dessuten kan plastfilmen blokkere langbølget stråling som reflekteres av jorda, og dermed redusere strålingstapet i jorda og øke varmelagringen av jorda.Om natten kan plastfilm hindre den konvektive varmevekslingen mellom jord og inneluft, og dermed redusere varmetapet til jord.Samtidig kan plastfilm også redusere det latente varmetapet forårsaket av jordvannsfordampning.Wei Wenxiang dekket drivhuset med plastfilm på Qinghai-platået, og eksperimentet viste at bakketemperaturen kunne økes med omtrent 1 ℃.

Styrk den termiske isolasjonsytelsen til fronttaket

Fronttaket på drivhuset er hovedoverflaten for varmeavledning, og tapt varme utgjør mer enn 75 % av det totale varmetapet i drivhuset.Derfor kan en styrking av varmeisolasjonskapasiteten til drivhusets fremre tak effektivt redusere tapet gjennom fronttaket og forbedre vintertemperaturmiljøet i drivhuset.For tiden er det tre hovedtiltak for å forbedre den termiske isolasjonsevnen til fronttaket.

01 Flerlags transparent belegg tas i bruk.

Strukturelt kan bruk av dobbeltlagsfilm eller trelagsfilm som lystransmitterende overflate av drivhuset effektivt forbedre den termiske isolasjonsytelsen til drivhuset.For eksempel designet Zhang Guosen og andre et solcelledrivhus av typen dobbel-bue dobbelfilm gravende i Gobi-området i Jiuquan City.Utsiden av fronttaket på drivhuset er laget av EVA-film, og innsiden av drivhuset er laget av PVC-dryppfri anti-aldringsfilm.Eksperimenter viser at sammenlignet med det tradisjonelle andregenerasjons soldrivhuset, er den termiske isolasjonseffekten enestående, og den laveste temperaturen om natten stiger med 2~3 ℃ i gjennomsnitt.Tilsvarende designet Zhang Jingshe, etc. også et solcelledrivhus med dobbel filmdekning for de klimatiske egenskapene til høye breddegrader og alvorlige kalde områder, noe som betydelig forbedret varmeisolasjonen til drivhuset.Sammenlignet med kontrolldrivhuset økte natttemperaturen med 3 ℃.I tillegg prøvde Wu Letian og andre å bruke tre lag med 0,1 mm tykk EVA-film på fronttaket til solcelledrivhuset designet i Hetian-ørkenområdet, Xinjiang.Flerlagsfilm kan effektivt redusere varmetapet til fronttaket, men fordi lystransmittansen til enkeltlagsfilm i utgangspunktet er omtrent 90 %, vil flerlagsfilm naturlig føre til dempning av lystransmittansen.Derfor, når du velger flerlags lystransmittansdekning, er det nødvendig å ta behørig hensyn til lysforholdene og lyskravene til drivhusene.

02 Styrk nattisoleringen av fronttaket

Plastfilm brukes på fronttaket for å øke lysgjennomgangen på dagtid, og det blir det svakeste stedet i hele drivhuset om natten.Derfor er det å dekke den ytre overflaten av fronttaket med tykt kompositt termisk isolasjonsdyne et nødvendig varmeisolasjonstiltak for solenergidrivhus.For eksempel, i Qinghai alpine region, brukte Liu Yanjie og andre halmgardiner og kraftpapir som varmeisolasjonsdyner for eksperimenter.Testresultatene viste at den laveste innendørstemperaturen i drivhus om natten kunne komme over 7,7 ℃.Videre mener Wei Wenxiang at varmetapet til drivhus kan reduseres med mer enn 90 % ved å bruke doble gressgardiner eller kraftpapir utenfor gressgardiner for termisk isolasjon i dette området.I tillegg brukte Zou Ping, etc. resirkulert fiber nålet filt varmeisolasjonsdyne i solenergidrivhuset i Gobi-regionen i Xinjiang, og Chang Meimei osv. brukte termisk isolasjon sandwich bomull varmeisolasjonsdyne i solenergidrivhuset i Gobi-regionen i Hexi korridor.For tiden er det mange typer termisk isolasjonsdyner som brukes i solcelledrivhus, men de fleste er laget av nålet filt, limsprøytet bomull, perlebomull, etc., med vanntette eller antialdringsoverflatelag på begge sider.I henhold til varmeisolasjonsmekanismen til termisk isolasjonsdyne, for å forbedre dens varmeisolasjonsytelse, bør vi begynne med å forbedre dens termiske motstand og redusere varmeoverføringskoeffisienten, og hovedtiltakene er å redusere den termiske ledningsevnen til materialer, øke tykkelsen på materiallag eller øke antall materiallag osv. Derfor er for tiden kjernematerialet i termisk isolasjonsdyne med høy varmeisolasjonsytelse ofte laget av flerlags komposittmaterialer.I henhold til testen kan varmeoverføringskoeffisienten til varmeisolasjonsdynet med høy varmeisolasjonsytelse nå 0,5W/(m2℃), noe som gir en bedre garanti for termisk isolasjon av drivhus i kalde områder om vinteren.Selvfølgelig er det nordvestlige området vind og støvete, og den ultrafiolette strålingen er sterk, så det termiske isolasjonsoverflatelaget bør ha god anti-aldringsytelse.

03 Legg til en intern termisk isolasjonsgardin.

Selv om fronttaket på sollysdrivhuset er dekket med en utvendig varmeisolasjonsdyne om natten, er fronttaket fortsatt et svakt sted for hele drivhuset om natten når det gjelder andre strukturer i hele drivhuset.Derfor har prosjektgruppen til "Structure and Construction Technology of Greenhouse in Northwest Non-arable Land" designet et enkelt internt varmeisolasjonsopprullingssystem (Figur 1), hvis struktur består av en fast intern termisk isolasjonsgardin ved den fremre foten og en bevegelig innvendig termisk isolasjonsgardin i det øvre rommet.Den øvre bevegelige termiske isolasjonsgardinen åpnes og brettes ved drivhusets bakvegg i løpet av dagen, noe som ikke påvirker belysningen av drivhuset;Den faste termiske isolasjonsdynen i bunnen spiller rollen som tetting om natten.Den innvendige isolasjonsdesignen er ryddig og enkel å betjene, og kan også spille rollen som skyggelegging og avkjøling om sommeren.

Aktiv oppvarmingsteknologi

På grunn av den lave temperaturen om vinteren i det nordvestlige Kina, hvis vi bare stoler på varmebevaring og varmelagring i drivhus, kan vi fortsatt ikke oppfylle kravene til avlingers overvintringsproduksjon i kaldt vær, så noen aktive oppvarmingstiltak er også bekymret.

Solenergilagring og varmefrigjøringssystem

Det er en viktig grunn til at veggen har funksjonene varmebevaring, varmelagring og lastbæring, noe som fører til høye byggekostnader og lav arealutnyttelsesgrad for soldrivhus.Derfor er forenkling og montering av solcelledrivhus garantert en viktig utviklingsretning i fremtiden.Blant dem er det å forenkle veggens funksjon å frigjøre veggens varmelagrings- og frigjøringsfunksjon, slik at bakveggen kun bærer varmekonserveringsfunksjonen, som er en effektiv måte å forenkle utviklingen på.For eksempel er Fang Huis aktive varmelagrings- og frigjøringssystem (Figur 2) mye brukt i ikke-dyrkede områder som Gansu, Ningxia og Xinjiang.Varmeoppsamlingsenheten er hengt på nordveggen.I løpet av dagen lagres varmen som samles opp av varmeoppsamlingsanordningen i varmelagringskroppen gjennom sirkulasjonen av varmelagringsmediet, og om natten frigjøres og varmes varmen opp av sirkulasjonen av varmelagringsmediet, og realiserer dermed varmeoverføring i tid og rom.Eksperimenter viser at minimumstemperaturen i drivhuset kan økes med 3~5℃ ved å bruke denne enheten.Wang Zhiwei etc. la frem et vanngardinvarmesystem for solenergidrivhus i det sørlige Xinjiang-ørkenområdet, som kan øke temperaturen i drivhuset med 2,1 ℃ om natten.

I tillegg designet Bao Encai etc. et aktivt varmelagringssirkulasjonssystem for nordveggen.På dagtid, gjennom sirkulasjonen av aksialvifter, strømmer innendørs varmluft gjennom varmeoverføringskanalen innebygd i nordveggen, og varmeoverføringskanalen utveksler varme med varmelagringslaget inne i veggen, noe som betydelig forbedrer varmelagringskapasiteten til veggen.I tillegg lagrer solar faseendringsvarmelagringssystemet designet av Yan Yantao etc. varme i faseendringsmaterialene gjennom solfangere på dagtid, og sprer deretter varmen til inneluften gjennom luftsirkulasjonen om natten, noe som kan øke gjennomsnittlig temperatur med 2,0 ℃ om natten.De ovennevnte solenergiutnyttelsesteknologiene og utstyret har egenskapene økonomi, energisparing og lavt karbon.Etter optimalisering og forbedring, bør de ha gode søknadsmuligheter i områdene med rikelig med solenergiressurser i det nordvestlige Kina.

Andre hjelpevarmeteknologier

01 biomasse energi oppvarming

Sengetøyet, halm, kumøkk, sauemøkk og fjørfemøkk blandes med biologiske bakterier og graves ned i jorda i drivhuset.Det genereres mye varme under gjæringsprosessen, og mye gunstige stammer, organisk materiale og CO2 genereres under gjæringsprosessen.Gunstige stammer kan hemme og drepe en rekke bakterier, og kan redusere forekomsten av drivhussykdommer og skadedyr;Organisk materiale kan bli gjødsel for avlinger;CO2 som produseres kan forbedre fotosyntesen til avlinger.For eksempel begravde Wei Wenxiang varm organisk gjødsel som hestemøkk, kugjødsel og sauemøkk i innendørs jord i solcelledrivhuset på Qinghai-platået, noe som effektivt hevet bakketemperaturen.I soldrivhuset i Gansu-ørkenområdet brukte Zhou Zhilong halm og organisk gjødsel for å gjære mellom avlingene.Testen viste at temperaturen i drivhuset kunne økes med 2~3℃.

02 kulloppvarming

Det er kunstig komfyr, energisparende varmtvannsbereder og oppvarming.For eksempel, etter undersøkelser på Qinghai-platået, fant Wei Wenxiang at kunstig ovnsoppvarming hovedsakelig ble brukt lokalt.Denne oppvarmingsmetoden har fordelene med raskere oppvarming og åpenbar varmeeffekt.Imidlertid vil skadelige gasser som SO2, CO og H2S produseres i prosessen med å brenne kull, så det er nødvendig å gjøre en god jobb med å slippe ut skadelige gasser.

03 elektrisk oppvarming

Bruk elektrisk varmetråd til å varme opp fronttaket på drivhuset, eller bruk elektrisk varmeapparat.Varmeeffekten er bemerkelsesverdig, bruken er trygg, ingen forurensninger genereres i drivhuset, og varmeutstyret er lett å kontrollere.Chen Weiqian og andre mener at problemet med fryseskader om vinteren i Jiuquan-området hindrer utviklingen av lokalt Gobi-landbruk, og elektriske varmeelementer kan brukes til å varme opp drivhuset.Men på grunn av bruken av høykvalitets elektriske energiressurser, er energiforbruket høyt og kostnadene høye.Det foreslås at det skal brukes som et midlertidig middel for nødoppvarming i ekstremt kaldt vær.

Miljøstyringstiltak

I prosessen med produksjon og bruk av drivhus kan ikke komplett utstyr og normal drift effektivt sikre at dets termiske miljø oppfyller designkravene.Faktisk spiller bruk og styring av utstyr ofte en nøkkelrolle i dannelsen og vedlikeholdet av det termiske miljøet, hvorav den viktigste er den daglige styringen av termisk isolasjonsdyne og ventilasjon.

Håndtering av termisk isolasjonsdyne

Termisk isolasjonsdyne er nøkkelen til nattvarmeisoleringen av fronttaket, så det er ekstremt viktig å avgrense den daglige styringen og vedlikeholdet, spesielt følgende problemer bør tas hensyn til:①Velg passende åpnings- og lukketid for termisk isolasjonsdyne .Åpnings- og lukketiden til varmeisolasjonsdynet påvirker ikke bare belysningstiden til drivhuset, men påvirker også oppvarmingsprosessen i drivhuset.Åpning og lukking av varmeisolasjonsdynet for tidlig eller for sent bidrar ikke til oppsamling av varme.Om morgenen, hvis dynen avdekkes for tidlig, vil innetemperaturen synke for mye på grunn av lav utetemperatur og svakt lys.Tvert imot, hvis tidspunktet for å avdekke dynen er for sent, vil tiden for mottak av lys i drivhuset forkortes, og stigningstiden for innetemperaturen vil bli forsinket.Om ettermiddagen, hvis varmeisolasjonsdynet slås av for tidlig, vil eksponeringstiden innendørs bli forkortet, og varmelagringen av innendørs jord og vegger reduseres.Tvert imot, hvis varmekonserveringen slås av for sent, vil varmeavledningen til drivhuset øke på grunn av lav utetemperatur og svakt lys.Derfor, generelt sett, når varmeisolasjonsdynet slås på om morgenen, er det tilrådelig at temperaturen stiger etter 1~2℃ fall, mens når varmeisolasjonsdynet er slått av, er det tilrådelig at temperaturen stiger etter 1~2℃ fall.② Når du lukker varmeisolasjonsdynet, vær oppmerksom på om varmeisolasjonsdynet dekker alle fronttakene tett, og juster dem i tide hvis det er et gap.③ Etter at varmeisolasjonsdynet er helt lagt ned, kontroller om den nedre delen er komprimert, for å forhindre at den varmebevarende effekten løftes av vinden om natten.④ Kontroller og vedlikehold varmeisolasjonsdynet i tide, spesielt når varmeisolasjonsdynet er skadet, reparer eller skift det ut i tide.⑤ Vær oppmerksom på værforholdene i tide.Når det er regn eller snø, dekk til varmeisolasjonsdynet i tide og fjern snø i tide.

Håndtering av ventiler

Hensikten med ventilasjon om vinteren er å justere lufttemperaturen for å unngå for høy temperatur rundt kl.Den andre er å eliminere innendørs fuktighet, redusere luftfuktigheten i drivhuset og kontrollere skadedyr og sykdommer;Den tredje er å øke innendørs CO2-konsentrasjon og fremme avlingsvekst.Ventilasjon og varmekonservering er imidlertid motstridende.Hvis ventilasjonen ikke styres riktig, vil det sannsynligvis føre til problemer med lav temperatur.Derfor, når og hvor lenge ventilene skal åpnes, må dynamisk justeres i henhold til miljøforholdene i drivhuset til enhver tid.I de nordvestlige ikke-dyrkede områdene er forvaltningen av drivhusventiler hovedsakelig delt inn i to måter: manuell drift og enkel mekanisk ventilasjon.Åpningstid og ventilasjonstid for ventilene er imidlertid hovedsakelig basert på folks subjektive skjønn, så det kan hende at ventilene åpnes for tidlig eller for sent.For å løse de ovennevnte problemene designet Yin Yilei etc. en tak intelligent ventilasjonsanordning, som kan bestemme åpningstiden og åpnings- og lukkestørrelsen til ventilasjonshull i henhold til endringene i innemiljøet.Med utdypingen av forskningen på loven om miljøendringer og avlingsetterspørsel, samt popularisering og fremgang av teknologier og utstyr som miljøoppfattelse, informasjonsinnsamling, analyse og kontroll, bør automatisering av ventilasjonsstyring i solenergidrivhus være en viktig utviklingsretning i fremtiden.

Andre forvaltningstiltak

I prosessen med å bruke ulike typer avstøpte filmer, vil deres lysoverføringskapasitet gradvis svekkes, og svekkelseshastigheten er ikke bare relatert til deres egne fysiske egenskaper, men også relatert til det omkringliggende miljøet og forvaltningen under bruk.I bruksprosessen er den viktigste faktoren som fører til nedgang i lysoverføringsytelsen forurensning av filmoverflaten.Derfor er det ekstremt viktig å gjennomføre regelmessig rengjøring og rengjøring når forholdene tillater det.I tillegg bør skapstrukturen til drivhuset kontrolleres regelmessig.Når det er lekkasje i vegg og fronttak, bør det utbedres i tide for å unngå at drivhuset blir påvirket av kaldluftsinfiltrasjon.

Eksisterende problemer og utviklingsretning

Forskere har utforsket og studert varmekonserverings- og lagringsteknologien, forvaltningsteknologien og oppvarmingsmetodene til drivhus i nordvestlige ikke-dyrkede områder i mange år, som i utgangspunktet realiserte overvintringsproduksjonen av grønnsaker, forbedret drivhusets evne til å motstå kjøleskader ved lav temperatur. , og realiserte i utgangspunktet overvintringsproduksjonen av grønnsaker.Den har gitt et historisk bidrag til å lindre motsetningen mellom mat og grønnsaker som konkurrerer om land i Kina.Imidlertid er det fortsatt følgende problemer i temperaturgarantiteknologien i det nordvestlige Kina.

Drivhustyper som skal oppgraderes

For tiden er drivhustypene fortsatt de vanlige som ble bygget på slutten av 1900-tallet og begynnelsen av dette århundret, med enkel struktur, urimelig design, dårlig evne til å opprettholde et termisk drivhusmiljø og motstå naturkatastrofer, og mangel på standardisering.Derfor, i fremtidig drivhusdesign, bør formen og helningen til fronttaket, drivhusets asimutvinkel, høyden på bakveggen, drivhusets synkedybde osv. standardiseres ved å kombinere den lokale geografiske breddegraden fullt ut. og klimaegenskaper.Samtidig kan kun én avling plantes i et drivhus så langt det er mulig, slik at standardisert drivhustilpasning kan gjennomføres i henhold til lys- og temperaturkravene til de plantede avlingene.

Drivhusskalaen er relativt liten.

Hvis drivhusskalaen er for liten, vil det påvirke stabiliteten til det termiske drivhusets miljø og utviklingen av mekanisering.Med den gradvise økningen i lønnskostnadene er mekaniseringsutvikling en viktig retning i fremtiden.Derfor bør vi i fremtiden basere oss på det lokale utviklingsnivået, ta hensyn til behovene til mekaniseringsutvikling, rasjonelt utforme det indre rommet og utformingen av drivhusene, fremskynde forskning og utvikling av landbruksutstyr som er egnet for lokale områder, og forbedre mekaniseringshastigheten for drivhusproduksjon.Samtidig, i henhold til behovene til avlinger og dyrkingsmønstre, bør det relevante utstyret matches med standarder, og integrert forskning og utvikling, innovasjon og popularisering av ventilasjon, fuktighetsreduksjon, varmekonservering og oppvarmingsutstyr bør fremmes.

Tykkelsen på vegger som sand og hule blokker er fortsatt tykk.

Hvis veggen er for tykk, selv om isolasjonseffekten er god, vil det redusere utnyttelsesgraden av jord, øke kostnadene og vanskeligheten med å bygge.Derfor, i den fremtidige utviklingen, på den ene siden kan veggtykkelsen optimaliseres vitenskapelig i henhold til de lokale klimatiske forholdene;På den annen side bør vi fremme den lette og forenklede utviklingen av bakveggen, slik at drivhusets bakvegg kun beholder funksjonen varmekonservering, bruke solfangere og annet utstyr for å erstatte varmelagring og frigjøring av veggen .Solfangere har egenskapene til høy varmeoppsamlingseffektivitet, sterk varmeoppsamlingskapasitet, energisparing, lavt karbon og så videre, og de fleste av dem kan realisere aktiv regulering og kontroll, og kan utføre målrettet eksoterm oppvarming i henhold til miljøkravene til drivhuset om natten, med høyere effektivitet i varmeutnyttelsen.

Spesiell varmeisolasjonsdyne må utvikles.

Fronttaket er hoveddelen av varmespredning i drivhus, og den termiske isolasjonsytelsen til termisk isolasjonsdyne påvirker direkte det termiske innendørsmiljøet.For tiden er drivhustemperaturmiljøet i noen områder ikke bra, delvis fordi varmeisolasjonsdynet er for tynt, og den termiske isolasjonsytelsen til materialene er utilstrekkelig.Samtidig har varmeisolasjonsdynet fortsatt noen problemer, som dårlig vanntetthet og skievne, lett aldring av overflaten og kjernematerialer osv. Derfor bør passende varmeisolasjonsmaterialer i fremtiden velges vitenskapelig i henhold til lokale klimatiske egenskaper og krav, og spesielle termisk isolasjonsdyneprodukter egnet for lokal bruk og popularisering bør designes og utvikles.

SLUTT

Sitert informasjon

Luo Ganliang, Cheng Jieyu, Wang Pingzhi, etc. Forskningsstatus for miljøtemperaturgaranti teknologi for solenergi drivhus i nordvest ikke-dyrket land [J].Agricultural Engineering Technology, 2022,42(28):12-20.