Greenhouse Horticultural Agricultural Engineering Technology 2022-12-02 17:30 Publicerad i Peking

Att utveckla solens växthus i icke-odlade områden som öknen, Gobi och Sandy Land har effektivt löst motsägelsen mellan mat och grönsaker som tävlar om mark. Det är en av de avgörande miljöfaktorerna för tillväxt och utveckling av temperaturgrödor, som ofta bestämmer framgången eller misslyckandet med produktion av växthusgrödor. För att utveckla solens växthus i icke-odlade områden måste vi först lösa miljötemperaturproblemet för växthus. I den här artikeln sammanfattas de temperaturkontrollmetoder som används i icke-odlade land växthus under de senaste åren, och de befintliga problemen och utvecklingsriktningen för temperatur och miljöskydd i icke-odlade landsolvåningar analyseras och sammanfattas.

Kina har en stor befolkning och mindre tillgängliga markresurser. Mer än 85% av markresurserna är icke-odlade markresurser, som huvudsakligen är koncentrerade i nordväst om Kina. Dokument nr 1 i centralkommittén 2022 påpekade att utvecklingen av anläggningens jordbruk bör påskyndas, och på grundval av att skydda den ekologiska miljön bör den exploaterbara lediga marken och ödemarken undersökas för att utveckla anläggningens jordbruk. Northwest China är rik på öknen, Gobi, Wasteland och andra icke-odlade markresurser och naturliga ljus och värmesurser, som är lämpliga för utvecklingen av anläggnings jordbruk. Därför är utvecklingen och användningen av icke-odlade markresurser för att utveckla icke-odlade markväxter av stor strategisk betydelse för att säkerställa nationell livsmedelssäkerhet och lindra landanvändningskonflikter.

För närvarande är icke-odlat sol växthus den huvudsakliga formen för högeffektiv jordbruksutveckling i icke-odlad mark. I nordväst om Kina är temperaturskillnaden mellan dag och natt stor, och temperaturen på natten på vintern är låg, vilket ofta leder till fenomenet att inomhus minimitemperatur är lägre än den temperatur som krävs för normal tillväxt och utveckling av gröda. Temperatur är en av de oundgängliga miljöfaktorerna för tillväxt och utveckling av grödor. För låg temperatur kommer att bromsa den fysiologiska och biokemiska reaktionen av grödor och bromsa deras tillväxt och utveckling. När temperaturen är lägre än gränsen som grödor kan bära kommer det till och med att leda till frysning. Därför är det särskilt viktigt att säkerställa den temperatur som krävs för normal tillväxt och utveckling av grödor. För att upprätthålla rätt temperatur på solens växthus är det inte ett enda mått som kan lösas. Det måste garanteras från aspekterna av växthusdesign, konstruktion, materialval, reglering och daglig hantering. Därför kommer denna artikel att sammanfatta forskningsstatusen och framstegen för temperaturkontroll av icke-odlade växthus i Kina under de senaste åren från aspekterna av växthusdesign och konstruktion, värmebevarande och uppvärmningsåtgärder och miljöhantering, för att ge en systematisk referens för Den rationella designen och hanteringen av icke-odlade växthus.

Växthusstruktur och material

Växthusets termiska miljö beror huvudsakligen på växthusets överföring, avlyssning och lagringskapacitet till solstrålning, vilket är relaterat till en rimlig utformning av växthusorientering, form och material i ljusöverföringens yta, struktur och material på vägg och bak tak, Grundisolering, växthusstorlek, nattisoleringsläge och material i framsidan, etc., och hänför sig också till huruvida bygg- och byggprocessen för växthus kan säkerställa ett effektivt förverkligande av designkraven.

Lätt transmissionskapacitet på framsidan

Huvudenergin i växthuset kommer från solen. Att öka den främre takets ljusa transmission är fördelaktigt för växthuset att få mer värme, och det är också en viktig grund för att säkerställa temperaturmiljön för växthuset på vintern. För närvarande finns det tre huvudmetoder för att öka den ljusa överföringskapaciteten och ljusets mottagningstid på det främre taket på växthuset.

01 Design rimlig växthusorientering och azimut

Växthusets orientering påverkar belysningsprestanda för växthus och värmelagringskapacitet för växthus. Därför står orienteringen av icke-odlade växthus för att få mer värmelagring i växthus. För den specifika azimut av växthus, när du väljer söder till öster, är det fördelaktigt att "ta tag i solen", och inomhustemperaturen stiger snabbt på morgonen; När söder till väst är vald är det fördelaktigt för växthus att använda eftermiddagsljus. Södra riktningen är en kompromiss mellan ovanstående två situationer. Enligt kunskapen om geofysik roterar jorden 360 ° på en dag, och solens azimut rör sig cirka 1 ° var 4: e minut. Därför, varje gång växthusets azimut skiljer sig åt med 1 °, kommer tiden för direkt solljus att variera med cirka 4 minuter, det vill säga, växthusets azimut påverkar tiden då växthuset ser ljus på morgonen och kvällen.

När lätta timmar på morgonen och eftermiddagen är lika och öster eller väster är i samma vinkel kommer växthuset att få samma ljustimmar. Men för området norr om 37 ° norr latitud är temperaturen låg på morgonen, och tiden för täckning är sen, medan temperaturen är relativt hög på eftermiddagen och kvällen, så det är lämpligt att försena tiden för Stänger den termiska isolerings täcken. Därför bör dessa områden välja söderut till väster och utnyttja eftermiddagsljuset fullt ut. För områdena med 30 ° ~ 35 ° North Latitude, på grund av de bättre belysningsförhållandena på morgonen, kan tiden för värmebevarande och täckning av upptäckten också avanceras. Därför bör dessa områden välja syd-för-östriktningen för att sträva efter mer morgonsolstrålning för växthuset. Men i området 35 ° ~ 37 ° nordlig latitud är det liten skillnad i solstrålning på morgonen och eftermiddagen, så det är bättre att välja sydriktning. Oavsett om det är sydöstra eller sydväst är avvikelsevinkeln i allmänhet 5 ° ~ 8 °, och det maximala får inte överstiga 10 °. Nordvästra Kina ligger i intervallet 37 ° ~ 50 ° nordlig latitud, så azimutvinkeln i växthuset är vanligtvis från söder till väst. Med tanke på detta har solljuset växthus designat av Zhang Jinghe etc. I Taiyuan -området har valt orienteringen av 5 ° väster om söder, solljuset växthus byggt av Chang Meimei etc. i Gobi -området i Hexi Corridor har antagit orienteringen av 5 ° till 10 ° väster om söder, och solljuset växthus byggt av Ma Zhigui etc. I norra Xinjiang har antagit orienteringen av 8 ° väster om söder.

02 Design Rimlig främre takform och lutningsvinkel

Formen och lutningen av det främre taket bestämmer solstrålarnas infallsvinkel. Ju mindre infallsvinkel, desto större är överföringen. Sun Juren anser att formen på det främre taket huvudsakligen bestäms av förhållandet mellan längden på huvudbelysningsytan och den bakre sluttningen. Lång lutning och kort bakre sluttning är fördelaktiga för belysningen och värmebevarande av det främre taket. Chen Wei-Qian och andra tror att det huvudsakliga belysningstaket i solens växthus som används i Gobi-området antar en cirkulär båge med en radie på 4,5 m, vilket effektivt kan motstå kylan. Zhang Jinghe, etc. tror att det är mer lämpligt att använda halvcirkulär båge på framsidan av växthuset i alpina och hög latitudområden. När det gäller lutningsvinkeln på det främre taket, enligt ljusöverföringskarakteristiken för plastfilm, när infallsvinkeln är 0 ~ 40 °, är det främre takets reflektivitet för solljuset liten, och när den överstiger 40 °, är det Reflektiviteten ökar avsevärt. Därför tas 40 ° som den maximala infallsvinkeln för att beräkna lutningsvinkeln på det främre taket, så att även på vintersolståndet kan solstrålningen komma in i växthuset i maximal utsträckning. Därför, när han utformade ett sol växthus som är lämpligt för icke-odlade områden i Wuhai, inre Mongoliet, beräknade han och andra lutningsvinkeln på det främre taket med en infallsvinkel på 40 °, och tänkte att så länge det var större än 30 °, det kan uppfylla kraven för växthusbelysning och värmebevarande. Zhang Caihong och andra tror att när man bygger växthus i Xinjiangs icke-odlade områden är lutningsvinkeln på det främre taket på växthus i södra Xinjiang 31 °, medan den i norra Xinjiang är 32 ° ~ 33,5 °.

03 Välj lämpliga transparent täckningsmaterial.

Förutom påverkan av solstrålningsförhållanden utomhus är de materiella och ljusa växellådan hos växthusfilm också viktiga faktorer som påverkar växthusets ljus och värme. För närvarande är ljusöverföringen av plastfilmer som PE, PVC, EVA och PO olika på grund av olika material och filmtjocklekar. Generellt sett kan ljusöverföringen av filmer som har använts i 1-3 år garanteras att vara över 88% i stort, vilket bör väljas enligt efterfrågan från grödor för ljus och temperatur. Dessutom, utöver ljusöverföringen i växthus, är fördelningen av ljusmiljön i växthus också en faktor som människor ägnar mer och mer uppmärksamhet åt. Därför har det under de senaste åren ljusöverföringsmaterialet med förbättrad spridningsljus varit mycket erkänd av branschen, särskilt i områdena med stark solstrålning i nordvästra Kina. Tillämpningen av förbättrad spridningsljusfilm har minskat skuggningseffekten på toppen och botten av grödans tak, ökat ljuset i mitten och nedre delarna av grödans tak, förbättrat de fotosyntetiska egenskaperna hos hela grödan och visade en god effekt av att främja främjande tillväxt och ökande produktion.

Rimlig design av växthusstorlek

Växthusets längd är för lång eller för kort, vilket kommer att påverka inomhus temperaturkontroll. När växthusets längd är för kort, före soluppgången och solnedgången, är området skuggat av öst- och västra givor stort, vilket inte är gynnsamt för växthusets uppvärmning, och på grund av dess lilla volym kommer det att påverka inomhusjord och väggar Absorption och frisättning av värme. När längden är för stor är det svårt att kontrollera inomhustemperaturen och det kommer att påverka växthusstrukturens fasthet och konfigurationen av värmebevarande täckmekanismen. Växthusets höjd och spännvidd påverkar direkt dagsljuset av det främre taket, storleken på växthusutrymmet och isoleringsförhållandet. När växthusets spännvidd och längd är fixerad kan ökningen av växthusets höjd öka belysningsvinkeln på det främre taket ur ljusmiljöns perspektiv, vilket bidrar till ljusöverföring; Ur väggens synvinkel ökar väggens höjd och värmelagringsområdet på bakväggen ökar, vilket är fördelaktigt för värmelagring och värmeutsläpp av bakväggen. Dessutom är utrymmet stort, värmekapaciteten är också stor och växthusets termiska miljö är mer stabil. Naturligtvis kommer att öka höjden på växthuset att öka kostnaden för växthus, som behöver omfattande hänsyn. Därför, när vi utformar ett växthus, bör vi välja en rimlig längd, spänn och höjd enligt lokala förhållanden. Till exempel tror Zhang Caihong och andra att i norra Xinjiang är längden på växthuset 50 ~ 80 m, spännvidden är 7 m och höjden på växthuset är 3,9 m, medan i södra Xinjiang är längden på växthuset 50 ~ 80m, den Span är 8 m och växthusets höjd är 3,6 ~ 4,0 m; Det anses också att växthusets spännvidd inte ska vara mindre än 7 m, och när spännvidden är 8 m är värmebevarandeffekten den bästa. Dessutom tror Chen Weiqian och andra att solens växthus längd och höjd och höjd bör vara 80 m, 8 ~ 10 m respektive 3,8 ~ 4,2 m när den är byggd i Gobi -området i Jiuquan, Gansu.

Förbättra väggens värmelagring och isoleringskapacitet

Under dagen ackumuleras väggen värmen genom att absorbera solstrålningen och värmen från en viss inomhusluft. På natten, när inomhustemperaturen är lägre än väggtemperaturen, kommer väggen passivt att frigöra värmen för att värma växthuset. Som den huvudsakliga värmelagringskroppen i växthuset kan väggen förbättra den inomhus nattemiljön genom att förbättra dess värmelagringskapacitet. Samtidigt är väggens termiska isoleringsfunktion grunden för stabiliteten i växthusmiljön. För närvarande finns det flera metoder för att förbättra väggens värmelagring och isoleringskapacitet.

01 Design Rimlig väggstruktur

Väggens funktion inkluderar huvudsakligen värmelagring och värmebevarande, och samtidigt fungerar de flesta av växthusväggarna också som bärande medlemmar för att stödja takstången. Ur synen på att få en god termisk miljö bör en rimlig väggstruktur ha tillräckligt med värmelagringskapacitet på innersidan och tillräckligt med värmebevarande kapacitet på yttersidan, samtidigt som onödiga kalla broar minskar. I forskningen av väggvärmelagring och isolering designade BAO ENCAI och andra den stelnade sand passiva värmelagringsväggen i Wuhai Desert Area, inre Mongoliet. Porös tegel användes som isoleringsskikt på utsidan och stelnad sand användes som värmelagringsskikt på insidan. Testet visade att inomhustemperaturen kunde nå 13,7 ℃ under soliga dagar. Ma Yuehong etc. designade en vete -mortelblockkompositvägg i norra Xinjiang, där Quicklime är fylld i murbruk som ett värmelagringsskikt och slaggpåsar staplas utomhus som ett isoleringslager. Den ihåliga blockväggen designad av Zhao Peng, etc. I GOBI -området i Gansu -provinsen använder 100 mm tjockt bensenskiva som isoleringsskikt på utsidan och sand och ihålig block tegel som värmelagringsskikt på insidan. Testet visar att medeltemperaturen på vintern är över 10 ℃ på natten, och Chai -regenerering, etc. Använd också sand och grus som isoleringsskikt och värmelagringslager på väggen i Gobi -området i Gansu -provinsen. När det gäller att minska kalla broar designade Yan Junyue etc. en lätt och förenklad monterad bakvägg, som inte bara förbättrade väggens termiska motstånd, utan också förbättrade väggens tätning genom att sticka polystyren på baksidan av baksidan vägg; Wu Letian etc. Ställ in armerad betongringstråle ovanför grunden för växthusväggen och använde trapezoidal tegelstämpel precis ovanför ringstrålen för att stödja det bakre taket, som löste problemet att sprickor och grundläggande insidan är enkla att förekomma i växthus i Hotian, Xinjiang, därmed påverkar den termiska isoleringen av växthus.

02 Välj lämplig värmelagring och isoleringsmaterial.

Väggens värmelagring och isoleringseffekt beror först på valet av material. I den nordvästra öknen, Gobi, Sandy Land och andra områden, enligt platsförhållandena, tog forskare lokala material och gjorde djärva försök att utforma många olika slags bakväggar av solens växthus. Till exempel, när Zhang Guosen och andra byggde växthus i sand- och grusfält i Gansu, användes sand och grus som värmelagring och isoleringsskikt av väggar; Enligt egenskaperna hos Gobi och öknen i nordvästra Kina designade Zhao Peng en slags ihålig blockvägg med sandsten och ihålig block som material. Testet visar att den genomsnittliga inomhustemperaturen är över 10 ℃. Med tanke på bristen på byggnadsmaterial som tegel och lera i Gobi -regionen i nordvästra Kina fann Zhou Changji och andra att de lokala växthusen vanligtvis använder stenar som väggmaterial när de undersöker solenergi i Gobi -regionen i Kizilsu Kirgiz, Xinjiang. Med tanke på den termiska prestandan och mekaniska styrkan hos Pebble har växthuset byggt med Pebble god prestanda när det gäller värmebevarande, värmelagring och belastning. På liknande sätt använder Zhang Yong, etc. också stenar som huvudmaterialet på väggen och utformade en oberoende värmelagringspolvägg i Shanxi och andra platser. Testet visar att värmelagringseffekten är bra. Zhang etc. utformade en slags sandstenvägg enligt egenskaperna i Northwest Gobi -området, som kan höja inomhustemperaturen med 2,5 ℃. Dessutom testade Ma Yuehong och andra värmelagringskapaciteten för blockfylld sandvägg, blockvägg och tegelvägg i Hotian, Xinjiang. Resultaten visade att den blockfyllda sandväggen hade den största värmelagringskapaciteten. Dessutom, för att förbättra väggens värmelagringsprestanda, utvecklar forskare aktivt nya värmelagringsmaterial och tekniker. Till exempel föreslog Bao Encai ett fasförändringsbehandlingsmaterial, som kan användas för att förbättra värmelagringskapaciteten för bakväggen i solens växthus i nordvästra icke-odlade områden. Som utforskning av lokala material används också höstack, slagg, bensenskiva och halm som väggmaterial, men dessa material har vanligtvis bara värmebevarande och ingen värmelagringskapacitet. Generellt sett har väggarna fyllda med grus och block bra värmelagring och isoleringskapacitet.

03 Öka på lämpligt sätt väggtjockleken

Vanligtvis är termisk motstånd ett viktigt index för att mäta väggens termiska isoleringsprestanda, och den faktor som påverkar termisk motstånd är tjockleken på materialskiktet förutom materialets värmeledningsförmåga. På grundval av att välja lämpliga termiska isoleringsmaterial kan väggens tjocklek på lämpligt sätt öka väggens totala termiska motstånd och minska värmeförlusten genom väggen, vilket ökar väggens termiska isolering och värmelagring Hela växthuset. Till exempel, i Gansu och andra områden, är den genomsnittliga tjockleken på sandväskväggen i Zhangye City 2,6 m, medan den för murbruk murvägg i Jiuquan City är 3,7 m. Ju tjockare väggen är, desto större är dess termiska isolering och värmelagringskapacitet. Men för tjocka väggar kommer att öka markens ockupation och kostnaden för växthusbyggnad. Därför, ur perspektivet av att förbättra den termiska isoleringskapaciteten, bör vi också prioritera att välja höga termiska isoleringsmaterial med låg värmeledningsförmåga, såsom polystyren, polyuretan och andra material och sedan öka tjockleken på lämpligt sätt.

Rimlig design av bakre tak

För utformningen av det bakre taket är det huvudsakliga hänsynet inte att orsaka påverkan av skuggning och förbättra den termiska isoleringskapaciteten. För att minska påverkan av skuggning på det bakre taket är inställningen av dess lutningsvinkel främst baserad på det faktum att det bakre taket kan få direkt solljus under dagen när grödor planteras och produceras. Därför väljs höjdtaket höjdvinkeln i allmänhet för att vara bättre än den lokala solhöjningsvinkeln på vintersolståndet på 7 ° ~ 8 °. Till exempel tror Zhang Caihong och andra att när man bygger solens växthus i Gobi och Saline-Alkali landområden i Xinjiang, är den projicerade längden på det bakre taket 1,6 m, så lutningsvinkeln på det bakre taket är 40 ° i södra Xinjiang och 45 ° i norra Xinjiang. Chen Wei-Qian och andra tror att det bakre taket på solens växthus i Jiuquan Gobi-området bör lutas vid 40 °. För den termiska isoleringen av det bakre taket bör den termiska isoleringskapaciteten säkerställas främst i valet av termiska isoleringsmaterial, den nödvändiga tjockleksdesignen och den rimliga varvleden för termiska isoleringsmaterial under konstruktionen.

Minska markvärmeförlusten

Under vinternatten, eftersom temperaturen på inomhusjord är högre än för utomhusjord, kommer värmen från inomhusjord att överföras till utomhus genom värmeledning, vilket orsakar förlust av växthusvärme. Det finns flera sätt att minska markvärmeförlusten.

01 Jordisolering

Marken sjunker ordentligt, undviker det frysta jordskiktet och använder jorden för värmebevarande. Exempelvis byggdes "1448 trematerial-en-en-kropp" sol växthus utvecklat av Chai-regenerering och annat icke-odlat land i Hexi-korridoren genom att gräva 1 m ner, vilket effektivt undviker det frysta jordlagret; Enligt det faktum att djupet av fryst jord i Turpan -området är 0,8 m, föreslog Wang Huamin och andra att gräva 0,8 m för att förbättra växthusets termiska isoleringskapacitet. När Zhang grev, etc. byggde bakväggen i dubbelbågens dubbelfilm som grävde solens växthus på icke-arligt land var grävdjupet 1 m. Experimentet visade att den lägsta temperaturen på natten ökades med 2 ~ 3 ℃ jämfört med det traditionella andra generationens sol växthus.

02 Foundation Cold Protection

Huvudmetoden är att gräva en kallsäker dike längs grunddelen av det främre taket, fylla i termiska isoleringsmaterial eller kontinuerligt begrava termiska isoleringsmaterial under jorden längs grundväggsdelen, som alla syftar till att minska värmeförlusten orsakad av Värmeöverföring genom jorden vid gränsen av växthuset. De värmeisoleringsmaterial som används är huvudsakligen baserade på de lokala förhållandena i nordvästra Kina och kan erhållas lokalt, såsom hö, slagg, bergull, polystyrenskiva, majsstrå, hästgödsel, fallna blad, trasiga gräs, sågspån, ogräs, ogräs, halm, etc.

03 Mulch Film

Genom att täcka plastfilmen kan solljus nå jorden genom plastfilmen under dagen, och jorden absorberar solens värme och värms upp. Dessutom kan plastfilmen blockera den långvågsstrålningen som återspeglas av jorden, vilket minskar strålförlusten av jorden och ökar värmelagningen av jorden. På natten kan plastfilm hindra det konvektiva värmeväxlingen mellan jord och inomhusluft och därmed minska värmeförlusten av jord. Samtidigt kan plastfilm också minska den latenta värmeförlusten orsakad av jordvattenindunstning. Wei Wenxiang täckte växthuset med plastfilm på Qinghai -platån, och experimentet visade att marktemperaturen kunde höjas med cirka 1 ℃.

Stärk den främre takets termiska isolering

Det främre taket på växthuset är den viktigaste värmeavledningsytan, och den förlorade värmen står för mer än 75% av den totala värmeförlusten i växthuset. Därför kan förstärkning av värmesoleringskapaciteten för växthusets främre tak effektivt minska förlusten genom det främre taket och förbättra vintertemperaturmiljön i växthuset. För närvarande finns det tre huvudåtgärder för att förbättra den främre takets termiska isoleringskapacitet.

01 Multi-lagers transparent täckning antas.

Strukturellt sett kan man använda växthus med dubbelskiktsfilm eller treskiktsfilm som växthusets lättövergångsyta effektivt förbättra växthusets termiska isolering. Till exempel designade Zhang Guosen och andra en dubbelfilm för dubbelfilm av grävningstyp i solenergi i Gobi-området i Jiuquan City. Utanför taket på växthuset är gjord av EVA-film, och insidan av växthuset är gjord av PVC-droppfri anti-aging-film. Experiment visar att jämfört med det traditionella andra generationens solens växthus är den termiska isoleringseffekten enastående och den lägsta temperaturen på natten stiger med 2 ~ 3 ℃ i genomsnitt. På liknande sätt designade Zhang Jinghe, etc. också ett sol växthus med dubbelfilm som täcker för klimategenskaperna för hög latitud och allvarliga kalla områden, vilket avsevärt förbättrade växthusets termiska isolering. Jämfört med kontrollens växthus ökade nattemperaturen med 3 ℃. Dessutom försökte Wu Letian och andra använda tre lager med 0,1 mm tjock EVA -film på det främre taket på solens växthus designat i Hetian Desert Area, Xinjiang. Flerskiktsfilm kan effektivt minska värmeförlusten av det främre taket, men eftersom ljusöverföringen av enskiktsfilm i princip är cirka 90%kommer flerskiktsfilm naturligtvis att leda till dämpning av ljusöverföring. Därför är det nödvändigt att ta hänsyn till ljusförhållanden och belysningskrav för växthus när man väljer flerskikts ljusöverföringsbeläggning.

02 Stärka nattisoleringen av det främre taket

Plastfilm används på det främre taket för att öka ljusöverföringen under dagen, och det blir den svagaste platsen i hela växthuset på natten. Därför är det nödvändigt att täcka den yttre ytan på det främre taket med tjock sammansatt termisk isolerings täcke ett nödvändigt värmeisoleringsmått för solens växthus. Till exempel, i Qinghai Alpine -regionen, använde Liu Yanjie och andra halmgardiner och kraftpapper som termiska isolerings täcken för experiment. Testresultaten visade att den lägsta inomhustemperaturen i växthus på natten kunde nå över 7,7 ℃. Wei Wenxiang anser dessutom att värmeförlusten av växthus kan minskas med mer än 90% genom att använda dubbla gräsgardiner eller kraftpapper utanför gräsgardiner för termisk isolering i detta område. Dessutom använde zou ping, etc. återvunnen fiber nålad filt termisk isolerings täcke i solens växthus i gobi -regionen Xinjiang och Chang meimei, etc. använde termisk isoleringsmörgbomull Termisk isolering av solenergi i gobi -regionen av Hexi Corridor. För närvarande finns det många typer av värmeisolerings täcken som används i solens växthus, men de flesta av dem är gjorda av nålade filt, limsprutad bomull, pärlbomull, etc., med vattentäta eller anti-aging ytlager på båda sidor. Enligt den termiska isoleringsmekanismen för termisk isolerings täcke, för att förbättra dess värmeisoleringsprestanda, bör vi börja med att förbättra dess termiska motstånd och minska dess värmeöverföringskoefficient, och de viktigaste åtgärderna är att minska materialets värmeledningsförmåga, öka tjockleken på tjockleken på Materialskikt eller ökar antalet materiallager, etc. Därför är det för närvarande kärnmaterialet med termisk isolerings täcke med hög värmeisoleringsprestanda ofta tillverkad av multilags kompositmaterial. Enligt testet kan värmeöverföringskoefficienten för den termiska isolerings täcken med hög värmeisoleringsprestanda för närvarande nå 0,5W/(m2 ℃), vilket ger en bättre garanti för den termiska isoleringen av växthus i kalla områden på vintern. Naturligtvis är det nordvästra området blåsigt och dammigt, och den ultravioletta strålningen är stark, så det termiska isoleringsytan bör ha god anti-aging-prestanda.

03 Tillsätt en intern termisk isoleringsgardin.

Även om det främre taket på solljus växthuset är täckt med en yttre termisk isolerings täcke på natten, när det gäller andra strukturer i hela växthuset, är det främre taket fortfarande en svag plats för hela växthuset på natten. Därför designade projektgruppen "struktur och konstruktionsteknologi för växthus i nordvästra land" ett enkelt internt termiskt isoleringssystem (figur 1), vars struktur består av en fast inre termisk isoleringsgardin vid framfoten och En rörlig inre termisk isoleringsgardin i det övre rymden. Den övre rörliga termiska isoleringsgardinen öppnas och vikas vid växthusets bakvägg under dagen, vilket inte påverkar belysningen av växthuset; Den fasta termiska isolerings täcken längst ner spelar rollen som tätning på natten. Den interna isoleringsdesignen är snygg och lätt att använda och kan också spela rollen som skuggning och kylning på sommaren.

Aktiv uppvärmningsteknik

På grund av den låga temperaturen på vintern i nordvästra Kina, om vi bara förlitar oss på värmebevarande och värmelagring i växthus, kan vi fortfarande inte uppfylla kraven i grödans övervintrande produktion i lite kallt väder, så vissa aktiva uppvärmningsåtgärder är också bekymrad.

Solenergilagring och värmeutsläppssystem

Det är en viktig anledning till att väggen bär funktionerna för värmebevarande, värmelagring och belastningslager, vilket leder till de höga konstruktionskostnaderna och låga markanvändningsgraden för solens växthus. Därför kommer förenklingen och montering av solens växthus säkert att vara en viktig utvecklingsriktning i framtiden. Bland dem är väggens funktion att frigöra värmelagrings- och frigöringsfunktionen på väggen, så att bakväggen endast bär värmebevarande funktionen, vilket är ett effektivt sätt att förenkla utvecklingen. Till exempel används Fang Huis aktiva värmelagrings- och frisättningssystem (figur 2) i stor utsträckning i icke-odlade områden som Gansu, Ningxia och Xinjiang. Dess värmeuppsamlingsenhet hängs på norra väggen. Under dagen lagras värmen som samlas in av värmeuppsamlingsanordningen i värmelagringskroppen genom cirkulationen av värmelagringsmediet, och på natten frigörs och upphettas värmen genom cirkulationen av värmelagringsmediet, vilket förverkligar Värmeöverföring i tid och rum. Experiment visar att minimitemperaturen i växthuset kan höjas med 3 ~ 5 ℃ med hjälp av denna enhet. Wang Zhiwei etc. Lägg fram ett vattengardinvärmesystem för solens växthus i södra Xinjiang ökenområdet, vilket kan öka temperaturen på växthuset med 2,1 ℃ på natten.

Dessutom designade BAO ENCAI etc. ett aktivt värmelagringssystem för norra väggen. Under dagtid, genom cirkulationen av axiella fläktar, flödar inomhusvärme genom värmeöverföringskanalen inbäddad i norra väggen, och värmeöverföringskanalutbytet värme med värmelagringsskiktet inuti väggen, vilket avsevärt förbättrar värmelagringskapaciteten för väggen. Dessutom lagrar solfasförändringssystemet utformat av Yan Yantao etc. värme i fasförändringsmaterialet genom solinsamlingar under dagen och sprider sedan värmen till inomhusluften genom luftcirkulationen på natten, vilket kan öka Medeltemperatur med 2,0 ℃ på natten. Ovanstående solenergiutnyttjande teknik och utrustning har egenskaperna för ekonomi, energibesparing och lågt kol. Efter optimering och förbättring bör de ha ett bra tillämpningsutsikt i områdena med rikliga solenergi resurser i nordvästra Kina.

Andra hjälptekniker

01 Biomassenergiuppvärmning

Sängkläderna, halm, ko dynga, får dynga och fjäderfä dynga blandas med biologiska bakterier och begravas i jorden i växthuset. Mycket värme genereras under jäsningsprocessen, och många gynnsamma stammar, organiskt material och CO2 genereras under fermenteringsprocessen. Gynnsamma stammar kan hämma och döda olika bakterier och kan minska förekomsten av växthussjukdomar och skadedjur; Organiskt material kan bli gödningsmedel för grödor; CO2 -producerade kan förbättra fotosyntesen av grödor. Till exempel begravde Wei Wenxiang heta organiska gödselmedel som hästgödsel, ko gödsel och fårgödsel i inomhusjord i solens växthus på Qinghai -platån, som effektivt höjde marktemperaturen. I solens växthus i Gansu Desert -området använde Zhou Zhilong halm och organisk gödningsmedel för att jäsas mellan grödor. Testet visade att temperaturen på växthuset kunde ökas med 2 ~ 3 ℃.

02 Kolvärme

Det finns konstgjorda spis, energibesparande vattenvärmare och uppvärmning. Till exempel, efter undersökning på Qinghai Plateau, fann Wei Wenxiang att uppvärmning av konstgjord ugn huvudsakligen användes lokalt. Denna uppvärmningsmetod har fördelarna med snabbare uppvärmning och uppenbar uppvärmningseffekt. Skadliga gaser som SO2, CO och H2 kommer emellertid att produceras i processen att bränna kol, så det är nödvändigt att göra ett bra jobb med att lossa skadliga gaser.

03 Elektrisk uppvärmning

Använd elektrisk uppvärmningstråd för att värma det främre taket på växthuset eller använd elektrisk värmare. Uppvärmningseffekten är anmärkningsvärd, användningen är säker, inga föroreningar genereras i växthuset och värmeutrustningen är lätt att kontrollera. Chen Weiqian och andra tror att problemet med frysning av skador på vintern i Jiuquan -området hindrar utvecklingen av det lokala Gobi -jordbruket, och elektriska värmeelement kan användas för att värma växthuset. På grund av användningen av högkvalitativa elektriska energiresurser är energiförbrukningen emellertid hög och kostnaden är hög. Det föreslås att det ska användas som ett tillfälligt medel för nödvärme i extremt kallt väder.

Miljöledningsåtgärder

I processen för produktion och användning av växthus kan den fullständiga utrustningen och den normala driften inte effektivt säkerställa att dess termiska miljö uppfyller designkraven. Faktum är att användningen och hanteringen av utrustning ofta spelar en nyckelroll i bildandet och underhållet av den termiska miljön, varav den viktigaste är den dagliga hanteringen av termisk isolerings täcke och vent.

Hantering av termisk isolerings täcke

Termisk isolerings täcke är nyckeln till nattens termiska isolering av det främre taket, så det är oerhört viktigt att förfina dess dagliga hantering och underhåll, särskilt följande problem bör vara uppmärksam på: ①Choose rätt öppning och stängningstid för termisk isolerings täcke quilt . Öppnings- och stängningstiden för det termiska isolerings täcket påverkar inte bara belysningstiden för växthuset, utan påverkar också uppvärmningsprocessen i växthuset. Att öppna och stänga den termiska isolerings täcken för tidigt eller för sent är inte gynnsamt för uppsamlingen av värme. På morgonen, om täcken avslöjas för tidigt, kommer inomhustemperaturen att sjunka för mycket på grund av den låga utomhustemperaturen och svagt ljus. Tvärtom, om tiden för att avslöja täcken är för sent kommer tiden för att få ljus i växthuset att förkortas och inomhus temperaturökningstid kommer att försenas. På eftermiddagen, om den termiska isolerings täcken är avstängd för tidigt, kommer exponeringstiden för inomhus att förkortas och värmelagring av inomhusjord och väggar kommer att reduceras. Tvärtom, om värmebevarande är avstängd för sent kommer värmeavledningen av växthuset att ökas på grund av den låga utomhustemperaturen och svaga ljuset. Därför, i allmänhet, när den termiska isolerings täcken är på på morgonen, är det tillrådligt att temperaturen stiger efter 1 ~ 2 ℃ droppe, medan när det termiska isolerings täcket är avstängt, är det tillrådligt att temperaturen stiger Efter 1 ~ 2 ℃ droppe. ② När du stänger den termiska isolerings täcken, var uppmärksam på om den termiska isolerings täcken täcker alla främre tak och justerar dem i tid om det finns ett gap. ③ Efter att den termiska isolerings täcken har lagts helt ner, kontrollera om den nedre delen har komprimerats för att förhindra att värmebehandlingseffekten lyfts av vinden på natten. ④ Kontrollera och underhålla den termiska isolerings täcken i tid, särskilt när den termiska isolerings täcken skadas, reparera eller ersätta den i tid. ⑤ Var uppmärksam på väderförhållandena i tid. När det finns regn eller snö, täck den termiska isolerings täcken i tid och ta bort snö i tid.

Ventileshantering

Syftet med ventilation på vintern är att justera lufttemperaturen för att undvika överdriven temperatur runt middagstid; Den andra är att eliminera fukt inomhus, minska luftfuktigheten i växthuset och kontrollera skadedjur och sjukdomar; Den tredje är att öka CO2 -koncentrationen inomhus och främja tillväxt av grödor. Ventilation och värmebevarande är emellertid motsägelsefulla. Om ventilation inte hanteras korrekt kommer det förmodligen att leda till problem med låg temperatur. Därför, när och hur länge man ska öppna ventilationsöppningarna måste justeras dynamiskt enligt växthusets miljöförhållanden när som helst. I de nordvästra icke-odlade områdena är hanteringen av växthusventiler främst uppdelat i två sätt: manuell drift och enkel mekanisk ventilation. Ventilationstiden för ventilationerna är emellertid främst baserade på människors subjektiva bedömning, så det kan hända att ventilationsöppningarna öppnas för tidigt eller för sent. För att lösa ovanstående problem designade Yin Yilei etc. en tak intelligent ventilationsanordning, som kan bestämma öppningstiden och öppnings- och stängningsstorleken för ventilationshål enligt förändringarna i inomhusmiljön. Med fördjupningen av forskningen om lagen om miljöförändringar och grödbehov, såväl som populariseringen och framstegen för teknik och utrustning som miljöuppfattning, informationsinsamling, analys och kontroll, bör automatiseringen av ventilationshantering i solens växthus vara en viktig utvecklingsriktning i framtiden.

Andra ledningsåtgärder

I processen att använda olika typer av skjulfilmer försvagas deras ljusa överföringskapacitet gradvis, och försvagningshastigheten är inte bara relaterad till sina egna fysiska egenskaper, utan också relaterade till den omgivande miljön och hanteringen under användning. I användningen av användningen är den viktigaste faktorn som leder till nedgången av lätt transmissionsprestanda föroreningar av filmytan. Därför är det oerhört viktigt att utföra regelbunden rengöring och rengöring när villkoren tillåter. Dessutom bör växthusets inneslutningsstruktur kontrolleras regelbundet. När det finns en läcka i väggen och det främre taket bör det repareras i tid för att undvika att växthuset påverkas av kall luftinfiltration.

Befintliga problem och utvecklingsriktning

Forskare har undersökt och studerat värmebevarande och lagringsteknologi, hanteringsteknologi och uppvärmningsmetoder för växthus i nordvästra icke-odlade områden i många år, som i princip insåg den övervintrande produktionen av grönsaker, förbättrade kraftigt växthusets förmåga att motstå lågtemperaturkylande skada och i princip insåg den övervintrande produktionen av grönsaker. Det har gjort ett historiskt bidrag till att lindra motsägelsen mellan mat och grönsaker som tävlar om mark i Kina. Det finns dock fortfarande följande problem i temperaturgarantitekniken i nordvästra Kina.

Växthustyper som ska uppgraderas

För närvarande är typerna av växthus fortfarande de vanliga som byggdes i slutet av 1900 -talet och tidigt i århundradet, med enkel struktur, orimlig design, dålig förmåga att upprätthålla växthusets termiska miljö och motstå naturkatastrofer och brist på standardisering. Därför, i den framtida växthusdesignen, ska formen och lutningen av det främre taket, den azimutvinkeln på växthuset, bakväggens höjd, växthusets sjunkande djup, etc. och klimategenskaper. Samtidigt kan endast en gröda planteras i ett växthus så långt som möjligt, så att standardiserad växthusmatchning kan genomföras enligt ljus- och temperaturkraven för de planterade grödorna.

Växthusskalan är relativt liten.

Om växthusskalan är för liten kommer det att påverka stabiliteten i växthusmiljön och utvecklingen av mekanisering. Med den gradvisa ökningen av arbetskostnaderna är mekaniseringsutveckling en viktig riktning i framtiden. Därför bör vi i framtiden basera oss på den lokala utvecklingsnivån, ta hänsyn till behoven av mekaniseringsutveckling, rationellt utforma det inre utrymmet och utformningen av växthus, påskynda forskningen och utvecklingen av jordbruksutrustning som är lämplig för lokala områden och Förbättra mekaniseringsgraden för växthusproduktionen. Samtidigt, enligt behoven hos grödor och odlingsmönster, bör den relevanta utrustningen matchas med standarder och integrerad forskning och utveckling, innovation och popularisering av ventilation, fuktighetsminskning, värmebevarande och värmeutrustning bör främjas.

Tjockleken på väggar som sand och ihåliga block är fortfarande tjock.

Om väggen är för tjock, även om isoleringseffekten är god, kommer den att minska jordens användningshastighet, öka kostnaden och konstruktionens svårigheter. Därför kan väggtjockleken vetenskapligt optimeras under de lokala klimatförhållandena i den framtida utvecklingen. Å andra sidan bör vi främja den lätta och förenklade utvecklingen av bakväggen, så att växthusets bakvägg bara behåller funktionen för värmebevarande, använd soluppsamlingar och annan utrustning för att ersätta värmelagring och frigöring av väggen . Soluppsamlare har egenskaperna för effektivitet i hög värmeuppsamling, stark värmeuppsamlingskapacitet, energibesparing, lågt kol och så vidare, och de flesta av dem kan realisera aktiv reglering och kontroll och kan utföra riktad exoterm uppvärmning enligt miljöbehovet i växthuset på natten, med högre effektivitet av värmeanvändningen.

Special termisk isolerings täcke måste utvecklas.

Det främre taket är huvudkroppen av värmeavledning i växthus, och den termiska isoleringsprestanda för termisk isolerings täcke påverkar direkt inomhusmiljön. För närvarande är växthustemperaturmiljön i vissa områden inte bra, delvis på grund av att den termiska isolerings täcken är för tunn och den termiska isoleringsprestanda för material är otillräcklig. Samtidigt har den termiska isolerings täcken fortfarande vissa problem, såsom dålig vattentät och skidförmåga, enkel åldrande av ytan och kärnmaterialet, etc. I framtiden bör därför lämpliga termiska isoleringsmaterial väljas vetenskapligt enligt lokalt Klimategenskaper och krav och speciella termiska isolerings täcke produkter som är lämpliga för lokal användning och popularisering bör utformas och utvecklas.

AVSLUTA

Citerad information

Luo Ganliang, Cheng Jieyu, Wang Pingzhi, etc. Forskningsstatus för miljötemperaturgaranti Teknik för solens växthus i nordvästra icke-odlade mark [J]. Agricultural Engineering Technology, 2022,42 (28): 12-20.