Siltumnīcas dārzkopības lauksaimniecības inženierzinātņu tehnoloģija 2022-12-02 17:30 Publicēts Pekinā

Saules siltumnīcu attīstīšana neapstrādātās vietās, piemēram, tuksnesī, Gobi un smilšainā zemē, ir efektīvi atrisinājusi pretrunu starp pārtiku un dārzeņiem, kas konkurē par zemi.Tas ir viens no noteicošajiem vides faktoriem temperatūras kultūru augšanai un attīstībai, kas bieži vien nosaka siltumnīcas kultūru audzēšanas panākumus vai neveiksmes.Tāpēc, lai attīstītu saules siltumnīcas neapstrādātās platībās, vispirms ir jāatrisina siltumnīcu vides temperatūras problēma.Šajā rakstā ir apkopotas pēdējos gados izmantotās temperatūras regulēšanas metodes neapstrādātās zemes siltumnīcās, kā arī analizētas un apkopotas esošās temperatūras un vides aizsardzības problēmas un attīstības virzieni neapstrādātās zemes saules siltumnīcās.

Ķīnā ir liels iedzīvotāju skaits un mazāk pieejamo zemes resursu.Vairāk nekā 85% no zemes resursiem ir neapstrādāti zemes resursi, kas galvenokārt ir koncentrēti Ķīnas ziemeļrietumos.CK 2022.gada dokumentā Nr.1 ​​norādīts, ka ir jāpaātrina objektu lauksaimniecības attīstība un, balstoties uz ekoloģiskās vides aizsardzību, ir jāizpēta izmantojamā brīvā zeme un tuksneši, lai attīstītu objektu lauksaimniecību.Ziemeļrietumu Ķīna ir bagāta ar tuksnešiem, Gobi, tuksnešiem un citiem nekultivētas zemes resursiem, kā arī dabiskās gaismas un siltuma resursiem, kas ir piemēroti objektu lauksaimniecības attīstībai.Tāpēc neapstrādātas zemes resursu attīstībai un izmantošanai neapstrādātu zemju siltumnīcu izveidei ir liela stratēģiska nozīme valsts pārtikas nodrošinājuma nodrošināšanā un zemes izmantošanas konfliktu mazināšanā.

Pašlaik neapstrādāta saules siltumnīca ir galvenais augstas efektivitātes lauksaimniecības attīstības veids neapstrādātā zemē.Ķīnas ziemeļrietumos temperatūras starpība starp dienu un nakti ir liela, un temperatūra naktī ziemā ir zema, kas bieži noved pie parādības, ka iekštelpu minimālā temperatūra ir zemāka par temperatūru, kas nepieciešama normālai augšanai un attīstībai. kultūras.Temperatūra ir viens no neaizstājamiem vides faktoriem kultūraugu augšanai un attīstībai.Pārāk zema temperatūra palēninās kultūraugu fizioloģisko un bioķīmisko reakciju un palēninās to augšanu un attīstību.Ja temperatūra ir zemāka par robežu, ko labība var izturēt, tas pat var izraisīt apsaldējumus.Tāpēc ir īpaši svarīgi nodrošināt temperatūru, kas nepieciešama kultūraugu normālai augšanai un attīstībai.Lai uzturētu pareizu saules siltumnīcas temperatūru, tas nav viens pasākums, ko var atrisināt.Tas ir jāgarantē no siltumnīcu projektēšanas, būvniecības, materiālu izvēles, regulēšanas un ikdienas vadības aspektiem.Therefore, this article will summarize the research status and progress of temperature control of non-cultivated greenhouses in China in recent years from the aspects of greenhouse design and construction, heat preservation and warming measures and environmental management, so as to provide a systematic reference for nekultivētu siltumnīcu racionālu projektēšanu un apsaimniekošanu.

Siltumnīcas struktūra un materiāli

Siltumnīcas termiskā vide galvenokārt ir atkarīga no siltumnīcas pārnešanas, pārtveršanas un uzglabāšanas spējas saules starojumam, kas ir saistīts ar siltumnīcas orientācijas saprātīgu dizainu, gaismu caurlaidīgās virsmas formu un materiālu, sienu un aizmugurējā jumta struktūru un materiālu, pamatu siltināšana, siltumnīcas izmērs, nakts siltināšanas režīms un priekšējā jumta materiāls utt., kā arī attiecas uz to, vai siltumnīcas būvniecības un būvniecības process var nodrošināt efektīvu projektēšanas prasību izpildi.

Priekšējā jumta gaismas caurlaidība

Galvenā enerģija siltumnīcā nāk no saules.Priekšējā jumta gaismas caurlaidības palielināšana ir izdevīga siltumnīcai, lai iegūtu vairāk siltuma, kā arī tas ir svarīgs pamats siltumnīcas temperatūras vides nodrošināšanai ziemā.Pašlaik ir trīs galvenās metodes, kā palielināt siltumnīcas priekšējā jumta gaismas caurlaidības spēju un gaismas uztveršanas laiku.

01 projektējiet saprātīgu siltumnīcas orientāciju un azimutu

Siltumnīcas orientācija ietekmē siltumnīcas apgaismojuma veiktspēju un siltumnīcas siltuma uzglabāšanas spēju.Tāpēc, lai iegūtu vairāk siltuma uzglabāšanu siltumnīcā, nekultivētās siltumnīcas Ķīnas ziemeļrietumos ir vērstas uz dienvidiem.Izvēloties no dienvidiem uz rietumiem, siltumnīcā ir lietderīgi izmantot pēcpusdienas gaismu.Dienvidu virziens ir kompromiss starp iepriekšminētajām divām situācijām.Saskaņā ar ģeofizikas zināšanām Zeme diennaktī pagriežas par 360°, un Saules azimuts ik pēc 4 minūtēm pārvietojas par aptuveni 1°.

Ja rīta un pēcpusdienas gaismas stundas ir vienādas un austrumi vai rietumi atrodas vienā leņķī, siltumnīca saņems tādas pašas gaismas stundas.Tomēr apgabalā uz ziemeļiem no 37° ziemeļu platuma temperatūra no rīta ir zema un segas atklāšanās laiks ir vēls, savukārt pēcpusdienā un vakarā temperatūra ir salīdzinoši augsta, tāpēc ir lietderīgi atlikt laiku. siltumizolācijas segas aizvēršana.Tāpēc šīm teritorijām jāizvēlas uz dienvidiem uz rietumiem un pilnībā jāizmanto pēcpusdienas gaisma.Teritorijās ar 30° ~ 35° ziemeļu platuma grādi, pateicoties labākiem apgaismojuma apstākļiem no rīta, siltuma saglabāšanas un seguma atsegšanas laiku var arī pagarināt.Tāpēc šīm teritorijām jāizvēlas virziens uz dienvidiem no austrumiem, lai tiecas pēc vairāk rīta saules starojuma siltumnīcai.Tomēr apgabalā no 35° ~ 37° ziemeļu platuma saules starojuma atšķirības no rīta un pēcpusdienā ir nelielas, tāpēc labāk izvēlēties dienvidu virzienu.Neatkarīgi no tā, vai tas ir uz dienvidaustrumiem vai dienvidrietumiem, novirzes leņķis parasti ir 5 ° ~ 8 °, un maksimālais nepārsniedz 10 °.Ķīnas ziemeļrietumi atrodas 37 ° ~ 50 ° ziemeļu platuma diapazonā, tāpēc siltumnīcas azimuta leņķis parasti ir no dienvidiem uz rietumiem.Ņemot to vērā, saules gaismas siltumnīca, ko projektējis Džans Jingshe uc Taijuaņas apgabalā, ir izvēlējusies orientāciju 5° uz rietumiem no dienvidiem, saules gaismas siltumnīca, ko uzcēlis Chang Meimei uc Hexi koridora Gobi apgabalā, ir pieņēmusi orientāciju. 5° līdz 10° uz rietumiem no dienvidiem, un saules gaismas siltumnīca, ko uzcēla Ma Zhigui utt. Sjiņdzjanas ziemeļos, ir pieņēmusi orientāciju 8° uz rietumiem no dienvidiem.

02 Izstrādājiet saprātīgu priekšējā jumta formu un slīpuma leņķi

Priekšējā jumta forma un slīpums nosaka saules staru krītošo leņķi.Jo mazāks krišanas leņķis, jo lielāka caurlaidība.Garš priekšējais slīpums un īss aizmugures slīpums ir labvēlīgi priekšējā jumta apgaismojumam un siltuma saglabāšanai.As for the inclination angle of the front roof, according to the light transmission characteristics of plastic film, when the incident angle is 0 ~ 40°, the reflectivity of the front roof to the sunlight is small, and when it exceeds 40°, the ievērojami palielinās atstarošanās spēja.Therefore, when designing a solar greenhouse suitable for non-cultivated areas in Wuhai, Inner Mongolia, He Bin and others calculated the inclination angle of the front roof with an incident angle of 40°, and thought that as long as it was greater than 30 °, tas varētu atbilst siltumnīcas apgaismojuma un siltuma saglabāšanas prasībām.

03 Izvēlieties piemērotus caurspīdīgus pārklājuma materiālus.

Papildus āra saules starojuma apstākļu ietekmei siltumnīcas plēves materiāls un gaismas caurlaidības īpašības ir arī svarīgi faktori, kas ietekmē siltumnīcas gaismas un siltuma vidi.Pašlaik plastmasas plēvju, piemēram, PE, PVC, EVA un PO, gaismas caurlaidība ir atšķirīga dažādu materiālu un plēvju biezuma dēļ.Vispārīgi runājot, 1-3 gadus lietotu plēvju gaismas caurlaidība kopumā var būt augstāka par 88%, kas jāizvēlas atbilstoši kultūraugu pieprasījumam pēc gaismas un temperatūras.Turklāt, papildus gaismas caurlaidībai siltumnīcā, gaismas vides sadalījums siltumnīcā ir arī faktors, kam cilvēki pievērš arvien lielāku uzmanību.Tāpēc pēdējos gados nozare ir ļoti atzinusi gaismas caurlaidības pārklājuma materiālu ar uzlabotu izkliedes gaismu, jo īpaši apgabalos ar spēcīgu saules starojumu Ķīnas ziemeļrietumos.Uzlabotas izkliedējošās gaismas plēves uzklāšana ir samazinājusi ēnojuma efektu kultūraugu nojumes augšdaļā un apakšā, palielinājusi apgaismojumu kultūraugu nojumes vidējā un apakšējā daļā, uzlabojusi visas kultūras fotosintēzes īpašības un uzrādījusi labu veicinošu efektu. izaugsmi un ražošanas pieaugumu.

Saprātīgs siltumnīcas izmēra dizains

Siltumnīcas garums ir pārāk garš vai pārāk īss, kas ietekmēs iekštelpu temperatūras kontroli.Kad siltumnīcas garums ir pārāk īss, pirms saullēkta un saulrieta, austrumu un rietumu Gables apēnotā teritorija ir liela, kas neveicina siltumnīcas sasilšanu, un tā mazā apjoma dēļ tas ietekmēs iekštelpu augsni un sienu karstuma absorbcija un izdalīšanās.Kad garums ir pārāk liels, ir grūti kontrolēt iekštelpu temperatūru, un tas ietekmēs siltumnīcas struktūras stingrību un siltuma saglabāšanas segas ritināšanas mehānisma konfigurāciju.Siltumnīcas augstums un laidums tieši ietekmē priekšējā jumta dienasgaismu, siltumnīcas telpas izmēru un izolācijas attiecību.Kad siltumnīcas diapazons un garums ir fiksēts, siltumnīcas augstuma palielināšana var palielināt priekšējā jumta apgaismojuma leņķi no gaismas vides viedokļa, kas veicina gaismas pārraidi;No termiskās vides viedokļa palielinās sienas augstums, un aizmugurējās sienas siltuma uzglabāšanas laukums palielinās, kas ir labvēlīgs aizmugurējās sienas siltuma uzglabāšanai un siltuma izdalīšanai.Turklāt telpa ir liela, arī siltuma jaudas ātrums ir liels, un siltumnīcas termiskā vide ir stabilāka.Protams, siltumnīcas augstuma palielināšana palielinās siltumnīcas izmaksas, kuras jāapsver visaptveroša.Tāpēc, izstrādājot siltumnīcu, mums jāizvēlas saprātīgs garums, laidums un augstums atbilstoši vietējiem apstākļiem.Piemēram, Zhang Caihong un citi domā, ka Ziemeļsinjiangas siltumnīcas garums ir 50 ~ 80 m, laidums ir 7 m un siltumnīcas augstums ir 3,9 m, savukārt dienvidu Xinjiang, siltumnīcas garums ir 50 ~ 80 m, the ir 50 ~ 80 m, the ir 50 ~ 80 m, the ir 50 ~ 80 m, the ir 50 ~ 80 m, the ir 50 ~ 80 m, the ir 50 ~ 80 m, the Span ir 8 m un siltumnīcas augstums ir 3,6 ~ 4,0 m;Tiek uzskatīts arī, ka siltumnīcas diapazonam nevajadzētu būt mazākam par 7 m, un, kad laidums ir 8 m, siltuma saglabāšanas efekts ir vislabākais.Turklāt Chen Weiqian un citi domā, ka saules siltumnīcas garumam, diapazonam un augstumam jābūt attiecīgi 80m, 8 ~ 10 m un 3,8 ~ 4,2 m, kad tā ir uzcelta Gobi apgabalā Jiuquan, Gansu.

Uzlabojiet sienas siltuma uzkrāšanas un izolācijas spēju

Dienas laikā siena uzkrāj siltumu, absorbējot saules starojumu un iekštelpu gaisa siltumu.Naktīs, kad iekštelpu temperatūra ir zemāka par sienas temperatūru, siena pasīvi atbrīvos siltumu, lai sildītu siltumnīcu.Kā siltumnīcas galvenais siltuma uzkrāšanas korpuss, siena var ievērojami uzlabot iekštelpu nakts temperatūru, uzlabojot tās siltuma uzglabāšanas spēju.Tajā pašā laikā sienas siltumizolācijas funkcija ir pamats siltumnīcas termiskās vides stabilitātei.Pašlaik ir vairākas metodes sienu siltuma un izolācijas spējas uzlabošanai.

01 projektējiet saprātīgu sienas konstrukciju

Porainu ķieģeļu no ārpuses izmantoja kā izolācijas slāni, un sacietējušās smiltis tika izmantota kā siltuma uzglabāšanas slānis no iekšpuses.Pārbaude parādīja, ka iekštelpu temperatūra saulainās dienās varētu sasniegt 13,7 ℃.Zhao Peng, utt. Dobā bloka siena, Goansu provinces gobi apgabalā, no ārpuses izmanto 100 mm biezu benzola dēli kā izolācijas slāni un smilšu un dobu bloku ķieģeļu kā siltuma uzglabāšanas slāni iekšpusē.Pārbaude parāda, ka vidējā temperatūra ziemā ir virs 10 ℃ naktī un chai atjaunošanās utt. Izmantojiet arī smiltis un grants kā sienas izolācijas slāni un siltuma uzglabāšanas slāni Gansu provinces gobi apgabalā.Runājot par auksto tiltu samazināšanu, Yan Junyue utt. Izstrādāja vieglu un vienkāršotu samontētu aizmugurējo sienu, kas ne tikai uzlaboja sienas termisko pretestību, bet arī uzlaboja sienas blīvējuma īpašību, pielīmējot polistirola dēli aizmugures ārpusē siena;Wu letian utt. Iestatiet dzelzsbetona gredzena staru virs siltumnīcas sienas pamatiem un izmantoja trapecveida ķieģeļu apzīmogošanu tieši virs gredzena stara, lai atbalstītu aizmugurējo jumtu, kas atrisināja problēmu, ka plaisas un pamatnes grimšana ir viegli notikt siltumnīcās karstā. Xinjiang, tādējādi ietekmējot siltumnīcu siltumizolāciju.

02 Izvēlieties piemērotus siltuma uzglabāšanas un izolācijas materiālus.

Sienas siltuma uzglabāšanas un izolācijas ietekme vispirms ir atkarīga no materiālu izvēles.Ziemeļrietumu tuksnesī Gobi, Sandy Land un citos apgabalos saskaņā ar vietnes apstākļiem pētnieki paņēma vietējos materiālus un veica drosmīgus mēģinājumus noformēt daudz dažādu veidu saules siltumnīcu aizmugurējās sienas.Piemēram, kad Zhang Guosen un citi uzcēla siltumnīcas smiltīs un grants laukos Gansu, smiltis un grants tika izmantotas kā sienu siltuma uzglabāšanas un izolācijas slāņi;Saskaņā ar Gobi un tuksneša īpašībām Ķīnas ziemeļrietumos, Zhao Pengs kā materiāli izstrādāja sava veida dobu bloku sienu ar smilšakmeni un dobu bloku.Pārbaude parāda, ka vidējā iekštelpu nakts temperatūra ir virs 10 ℃.Ņemot vērā tādu celtniecības materiālu kā ķieģeļu un māla trūkumu Gobi reģionā Ķīnas ziemeļrietumos, Zhou Changji un citi atklāja, ka vietējās siltumnīcas parasti izmanto oļus kā sienas materiālus, izmeklējot saules siltumnīcas Kizilsu Kirgiz, Xinjiang Gobi reģionā.Ņemot vērā oļu siltuma veiktspēju un mehānisko izturību, siltumnīcai, kas būvēta ar oļu, ir laba veiktspēja siltuma saglabāšanā, siltuma uzglabāšanā un slodzes gultņā.Līdzīgi, Zhang Yong utt. Izmantojiet arī oļus kā galveno sienas materiālu un izstrādāja neatkarīgu siltuma uzglabāšanas oļu aizmugurējo sienu Shanxi un citās vietās.Pārbaude parāda, ka siltuma uzglabāšanas efekts ir labs.Zhang utt. Izstrādāja sava veida smilšakmens sienu atbilstoši Gobi ziemeļrietumu apgabala īpašībām, kas var paaugstināt iekštelpu temperatūru par 2,5 ℃.Turklāt Ma Yuehong un citi pārbaudīja bloku piepildītas smilšu sienas, bloku sienas un ķieģeļu sienas siltuma uzkrājumu jaudu Hotiānā, Xinjiang.Rezultāti parādīja, ka ar bloku piepildītai smilšu sienai bija vislielākā siltuma uzglabāšanas jauda.Turklāt, lai uzlabotu sienas siltuma uzglabāšanu, pētnieki aktīvi izstrādā jaunus siltuma uzglabāšanas materiālus un tehnoloģijas.Piemēram, Bao Encai ierosināja fāzes maiņas sacietēšanas līdzekļa materiālu, ko var izmantot, lai uzlabotu saules siltumnīcas aizmugurējās sienas siltuma uzglabāšanas jaudu ziemeļrietumos, kas nav kultivēti.Kā vietējo materiālu izpēte, siena kaudze, izdedži, benzola plate un salmi tiek izmantoti arī kā sienas materiāli, bet šiem materiāliem parasti ir tikai siltuma saglabāšanas funkcija un nav siltuma uzglabāšanas jaudas.Vispārīgi runājot, sienām, kas piepildītas ar grants un blokiem, ir laba siltuma un izolācijas spēja.

03 Atbilstoši palieliniet sienas biezumu

Parasti siltuma pretestība ir svarīgs rādītājs, lai izmērītu sienas siltumizolācijas veiktspēju, un faktors, kas ietekmē siltuma pretestību, ir materiāla slāņa biezums papildus materiāla siltumvadītspējai.Tāpēc, pamatojoties uz atbilstošu siltumizolācijas materiālu izvēli, atbilstoši palielinot sienas biezumu, var palielināt sienas kopējo siltumizturību un samazināt siltuma zudumus caur sienu, tādējādi palielinot sienas siltumizolācijas un siltuma uzglabāšanas spēju un visa siltumnīca.Piemēram, Gansu un citos apgabalos smilšu maisu sienu vidējais biezums Džanje pilsētā ir 2,6 m, savukārt javas mūra sienas biezums Dzjukuņas pilsētā ir 3,7 m.Jo biezāka ir siena, jo lielāka ir tā siltuma izolācija un siltuma uzglabāšanas jauda.Tomēr pārāk biezas sienas palielinās zemes okupāciju un siltumnīcu celtniecības izmaksas.Tāpēc arī no siltumizolācijas jaudas uzlabošanas viedokļa par prioritāti būtu jāizvēlas augstas siltumizolācijas materiāli ar zemu siltumvadītspēju, piemēram, polistirols, poliuretāns un citi materiāli, un pēc tam attiecīgi jāpalielina biezums.

Saprātīgs aizmugurējā jumta dizains

Aizmugurējā jumta projektēšanai galvenais apsvērums ir neizraisīt ēnojuma ietekmi un uzlabot siltuma izolācijas spēju.Lai samazinātu ēnojuma ietekmi uz aizmugurējo jumtu, tā slīpuma leņķa iestatīšana galvenokārt ir balstīta uz to, ka aizmugurējais jumts var saņemt tiešus saules starus dienas laikā, kad tiek stādītas un ražotas labības.Tāpēc aizmugurējā jumta pacēluma leņķis parasti tiek izvēlēts labāks par vietējo saules augstuma leņķi ziemas saulgriežos 7 ° ~ 8 °.Piemēram, Zhang Caihong un citi domā, ka, būvējot saules siltumnīcas Gobi un sāls-sārmu zemes apgabalos Sjiņdzjanā, paredzamais aizmugurējā jumta garums ir 1,6 m, tātad aizmugurējā jumta slīpuma leņķis ir 40° Sjiņdzjanas dienvidos un 45° Sjiņdzjanas ziemeļos.Chen Wei-Qian un citi domā, ka Saules siltumnīcas aizmugurējais jumts Jiuquan Gobi apgabalā vajadzētu būt slīpai 40 °.Aizmugurējā jumta siltumizolācijai siltumizolācijas jauda jānodrošina galvenokārt siltumizolācijas materiālu izvēlē, nepieciešamā biezuma projektēšanā un saprātīgā siltumizolācijas materiālu pārlokā būvniecības laikā.

Samaziniet augsnes siltuma zudumus

Ir vairāki veidi, kā samazināt augsnes siltuma zudumus.

01 Augsnes izolācija

Zeme pareizi iegrimst, izvairoties no sasalušā augsnes slāņa un izmantojot augsni siltuma saglabāšanai.

02 tonālā aizsardzība pret aukstumu

The main method is to dig a cold-proof ditch along the foundation part of the front roof, fill in thermal insulation materials, or continuously bury thermal insulation materials underground along the foundation wall part, all of which aim to reduce the heat loss caused by siltuma pārnese caur augsni siltumnīcas robeždaļā.Izmantotie siltumizolācijas materiāli galvenokārt ir balstīti uz vietējiem apstākļiem Ķīnas ziemeļrietumos, un tos var iegūt uz vietas, piemēram, siens, izdedži, akmens vate, polistirola plāksne, kukurūzas salmi, zirgu mēsli, kritušās lapas, šķelta zāle, zāģu skaidas, nezāles, salmi utt.

03 mulčas filma

Pārklājot plastmasas plēvi, dienas laikā caur plastmasas plēvi augsnē var nokļūt saules gaisma, un augsne absorbē saules siltumu un uzsilst.Turklāt plastmasas plēve var bloķēt augsnē atstaroto garo viļņu starojumu, tādējādi samazinot augsnes radiācijas zudumus un palielinot augsnes siltuma uzglabāšanu.Naktīs plastmasas plēve var kavēt konvektīvo siltuma apmaiņu starp augsni un iekštelpu gaisu, tādējādi samazinot augsnes siltuma zudumus.Tajā pašā laikā plastmasas plēve var arī samazināt latentos siltuma zudumus, ko izraisa augsnes ūdens iztvaikošana.Wei Wenxiang pārklāja siltumnīcu ar plastmasas plēvi Qinghai plato, un eksperiments parādīja, ka zemes temperatūru var paaugstināt par aptuveni 1 ℃.

Nostipriniet priekšējā jumta siltumizolācijas veiktspēju

Siltumnīcas priekšējais jumts ir galvenā siltuma izkliedes virsma, un zaudētais siltums veido vairāk nekā 75% no kopējiem siltumnīcas siltuma zudumiem.Tāpēc siltumnīcas priekšējā jumta siltumizolācijas jaudas stiprināšana var efektīvi samazināt zudumus caur priekšējo jumtu un uzlabot siltumnīcas ziemas temperatūras vidi.Pašlaik ir trīs galvenie pasākumi, lai uzlabotu priekšējā jumta siltumizolācijas spēju.

01 Ir pieņemts daudzslāņu caurspīdīgs pārklājums.

Strukturāli, izmantojot divslāņu plēvi vai trīsslāņu plēvi kā siltumnīcas gaismu caurlaidīgo virsmu, var efektīvi uzlabot siltumnīcas siltumizolācijas veiktspēju.Piemēram, Zhang Guosen un citi projektēja dubultā arhīvu divfilmu rakšanas tipa saules siltumnīcu Gobi apgabalā Jiuquan City.Siltumnīcas priekšējā jumta ārpuse ir izgatavota no EVA plēves, un siltumnīcas iekšpuse ir izgatavota no PVC bezpilstuma pretnovecošanās plēves.Eksperimenti liecina, ka, salīdzinot ar tradicionālo otrās paaudzes saules siltumnīcu, siltumizolācijas efekts ir izcils, un zemākā temperatūra naktī paaugstinās vidēji par 2 ~ 3℃.Līdzīgi Zhang Jingshe u.c. arī izstrādāja saules siltumnīcu ar dubultu plēves pārklājumu augstu platuma grādu un stipru aukstu zonu klimatiskajiem raksturlielumiem, kas būtiski uzlaboja siltumnīcas siltumizolāciju.Salīdzinot ar kontroles siltumnīcu, nakts temperatūra palielinājās par 3 ℃.Turklāt Vu Letians un citi mēģināja izmantot trīs 0,1 mm biezas EVA plēves slāņus uz saules siltumnīcas priekšējā jumta, kas paredzēts Hetian tuksneša apgabalā, Xinjiang.Daudzslāņu plēve var efektīvi samazināt priekšējā jumta siltuma zudumus, bet, tā kā viena slāņa plēves viegla caurlaidība būtībā ir aptuveni 90%, daudzslāņu plēve, protams, izraisīs vieglas caurlaidības mazināšanu.Tāpēc, izvēloties daudzslāņu gaismas caurlaidības pārklājumu, ir jāņem vērā siltumnīcu apgaismojuma apstākļi un apgaismojuma prasības.

02 stipriniet priekšējā jumta nakts izolāciju

Uz priekšējā jumta tiek izmantota plastmasas plēve, lai palielinātu gaismas caurlaidību dienas laikā, un naktī tā kļūst par vājāko vietu visā siltumnīcā.Tāpēc priekšējā jumta ārējās virsmas pārklāšana ar biezu kompozītmateriālu siltumizolācijas segu ir nepieciešams saules siltumnīcu siltumizolācijas pasākums.Piemēram, Qinghai Alpu reģionā Liu Yanjie un citi eksperimentiem izmantoja salmu aizkarus un kraftpapīru kā siltumizolācijas segas.Testa rezultāti parādīja, ka zemākā iekštelpu temperatūra siltumnīcā naktī var sasniegt 7,7℃.Turklāt Wei Wenxiang uzskata, ka siltumnīcas siltuma zudumus var samazināt par vairāk nekā 90%, izmantojot dubultās zāles aizkarus vai kraftpapīru ārpus zāles aizkariem siltumizolācijai šajā zonā.Turklāt Zou Ping uc izmantoja pārstrādātu šķiedru adatu filca siltumizolācijas segu saules siltumnīcā Gobi reģionā Sjiņdzjanas, un Chang Meimei uc izmantoja siltumizolācijas sendvičtipa kokvilnas siltumizolācijas segu saules siltumnīcā Gobi reģionā. Hexi koridors.Šobrīd saules siltumnīcās tiek izmantotas ļoti dažādas siltumizolācijas segas, taču lielākā daļa ir izgatavotas no adatu filca, ar līmi izsmidzinātas kokvilnas, pērļu kokvilnas u.c., ar ūdensizturīgiem vai pretnovecošanās virsmas slāņiem abās pusēs.Saskaņā ar siltumizolācijas segas siltumizolācijas mehānismu, lai uzlabotu tās siltumizolācijas veiktspēju, jāsāk ar siltuma pretestības uzlabošanu un siltuma pārneses koeficienta samazināšanu, un galvenie pasākumi ir materiālu siltumvadītspējas samazināšana, materiālu biezuma palielināšana. materiāla slāņiem vai palielināt materiāla slāņu skaitu utt. Tāpēc pašlaik siltumizolācijas segas ar augstu siltumizolācijas veiktspēju pamatmateriāls bieži tiek izgatavots no daudzslāņu kompozītmateriāliem.Saskaņā ar testu siltumizolācijas segas ar augstu siltumizolācijas veiktspēju šobrīd siltuma caurlaidības koeficients var sasniegt 0,5W/(m2℃), kas nodrošina labāku siltumnīcu siltumizolācijas garantiju aukstās vietās ziemā.Protams, ziemeļrietumu apgabals ir vējains un putekļains, un ultravioletais starojums ir spēcīgs, tāpēc siltumizolācijas virsmas slānim vajadzētu būt labām pretnovecošanās īpašībām.

03 Pievienojiet iekšējo siltuma izolācijas aizkaru.

Lai gan saules gaismas siltumnīcas priekšējais jumts naktī ir pārklāts ar ārējo siltumizolācijas segu, kas attiecas uz citām visas siltumnīcas konstrukcijām, priekšējais jumts naktī joprojām ir vāja vieta visai siltumnīcai.Tāpēc projekta komanda “Siltumnīcas uzbūve un būvniecības tehnoloģija ziemeļrietumu neapstrādājamās zemēs” izstrādāja vienkāršu iekšējās siltumizolācijas sarullēšanas sistēmu (1. attēls), kuras konstrukciju veido fiksēts iekšējais siltumizolācijas aizkars priekšējā pēdā un augšējā telpā pārvietojams iekšējais siltumizolācijas aizkars.Augšējais kustīgais siltumizolācijas aizkars dienas laikā tiek atvērts un nolocīts pie siltumnīcas aizmugurējās sienas, kas neietekmē siltumnīcas apgaismojumu;Fiksētā siltumizolācijas sega apakšā pilda blīvējuma lomu naktī.Iekšējās izolācijas dizains ir glīts un viegli lietojams, un vasarā var veikt arī ēnojuma un dzesēšanas lomu.

Aktīvā sasilšanas tehnoloģija

Ziemas zemās temperatūras dēļ Ķīnas ziemeļrietumos, ja paļaujamies tikai uz siltuma saglabāšanu un siltuma uzglabāšanu siltumnīcās, dažos aukstos laikapstākļos mēs joprojām nevaram izpildīt kultūraugu ziemošanas prasības, tāpēc ir arī daži aktīvi sasilšanas pasākumi. uztraucies.

Saules enerģijas uzkrāšanas un siltuma izdalīšanas sistēma

Tas ir būtisks iemesls, ka sienai ir siltuma saglabāšanas, siltuma uzglabāšanas un nestspējas funkcijas, kas izraisa saules siltumnīcu augstās būvniecības izmaksas un zemu zemes izmantošanas līmeni.Tāpēc Saules siltumnīcu vienkāršošana un montāža nākotnē noteikti ir svarīgs attīstības virziens.Tostarp sienas funkcijas vienkāršošana ir sienas siltuma uzkrāšanas un atbrīvošanas funkcijas atbrīvošana, lai aizmugurējai sienai būtu tikai siltuma saglabāšanas funkcija, kas ir efektīvs veids, kā vienkāršot izstrādi.Piemēram, Fang Hui aktīvā siltuma uzglabāšanas un izdalīšanas sistēma (2. attēls) tiek plaši izmantota nekultivētās teritorijās, piemēram, Gansu, Ningxia un Xinjiang.Tās siltuma savākšanas ierīce ir pakārta uz ziemeļu sienas.Dienas laikā siltuma savākšanas ierīces savāktais siltums tiek uzkrāts siltuma uzkrāšanas korpusā caur siltumnesēja cirkulāciju, bet naktī siltums tiek atbrīvots un uzkarsēts ar siltuma uzkrāšanas līdzekļa cirkulāciju, tādējādi realizējot siltuma pārnešana laikā un telpā.Eksperimenti rāda, ka minimālo temperatūru siltumnīcā var paaugstināt par 3 ~ 5 ℃, izmantojot šo ierīci.Wang Zhiwei uc ierosināja ūdens aizkaru apkures sistēmu saules siltumnīcai Sjiņdzjanas tuksneša dienvidu apgabalā, kas var paaugstināt siltumnīcas temperatūru par 2,1 ℃ naktī.

Turklāt BAO encai utt. Projektēja aktīvo siltuma uzglabāšanas cirkulācijas sistēmu ziemeļu sienai.Dienas laikā, cirkulējot aksiālos ventilatorus, iekštelpu karstais gaiss plūst caur siltuma pārneses kanālu, kas iestrādāts ziemeļu sienā, un siltuma pārneses kanāls apmainās ar siltumu ar siltuma uzglabāšanas slāni sienas iekšpusē, kas ievērojami uzlabo siltuma uzglabāšanas jaudu siena.Turklāt Saules fāžu maiņas siltuma uzglabāšanas sistēma, ko izstrādājusi Yan Yantao utt. Dienas laikā ar saules kolektoriem tiek glabāts siltums fāzes maiņas materiālos, un pēc tam naktī izplūst siltumu iekštelpu gaisā, kas var palielināt to, kas var palielināt to, ko var palielināt. Vidējā temperatūra par 2,0 ℃ naktī.Iepriekš minētajām saules enerģijas izmantošanas tehnoloģijām un aprīkojumam ir ekonomikas, enerģijas taupīšanas un zema oglekļa satura īpašības.Pēc optimizācijas un uzlabošanas viņiem vajadzētu būt labai lietojumprogrammu izredzēm apgabalos, kur Ķīnas ziemeļrietumos ir bagātīgi saules enerģijas resursi.

Citas papildu apkures tehnoloģijas

01 biomasas enerģijas apkure

Pakaišus, salmus, govju mēslus, aitu mēslus un mājputnu mēslus sajauc ar bioloģiskām baktērijām un ierok siltumnīcā augsnē.Fermentācijas procesā tiek radīts daudz siltuma, un fermentācijas procesā tiek radīti daudz labvēlīgu celmu, organiskās vielas un CO2.Labvēlīgi celmi var kavēt un iznīcināt dažādus mikrobus, kā arī samazināt siltumnīcefekta slimību un kaitēkļu rašanos;Organiskās vielas var kļūt par kultūru mēslojumu;Saražotais CO2 var uzlabot kultūraugu fotosintēzi.Piemēram, Wei Wenxiang apbedīja karstus organiskos mēslojumus, piemēram, zirgu kūtsmēslus, govju kūtsmēslus un aitu kūtsmēslus iekštelpu augsnē Saules siltumnīcā Qinghai plato, kas efektīvi paaugstināja zemes temperatūru.Saules siltumnīcā Gansu tuksneša apgabalā Zhou Zhilong izmantoja salmus un organisko mēslojumu, lai raudzētu starp kultūrām.Pārbaude parādīja, ka siltumnīcas temperatūru var paaugstināt par 2 ~ 3 ℃.

02 ogļu apkure

Ir mākslīga plīts, enerģijas taupīšanas ūdens sildītājs un sildīšana.Piemēram, pēc izmeklēšanas Qinghai plato, Vei Venksiangs atklāja, ka mākslīgā krāsns apkure galvenokārt tiek izmantota uz vietas.Šai sildīšanas metodei ir ātrākas apkures un acīmredzamas sildīšanas efekta priekšrocības.Taču ogļu dedzināšanas procesā radīsies kaitīgas gāzes, piemēram, SO2, CO un H2S, tāpēc ir nepieciešams labi veikt kaitīgo gāzu izvadīšanu.

03 Elektriskā sildīšana

Izmantojiet elektrisko sildīšanas stiepli, lai sildītu siltumnīcas priekšējo jumtu vai izmantotu elektrisko sildītāju.Apkures efekts ir ievērojams, lietošana ir droša, siltumnīcā netiek radītas piesārņotājus, un apkures iekārtas ir viegli kontrolējamas.Chen Weiqian un citi domā, ka sasalšanas radīto bojājumu problēma ziemā Jiuquan apgabalā kavē vietējās Gobi lauksaimniecības attīstību, un siltumnīcas apsildīšanai var izmantot elektriskos sildelementus.Tomēr, ņemot vērā augstas kvalitātes elektroenerģijas resursus, enerģijas patēriņš ir augsts, un izmaksas ir augstas.Tiek ierosināts, ka tas jāizmanto kā īslaicīgs ārkārtas apkures līdzeklis ārkārtējā aukstā laikā.

Vides pārvaldības pasākumi

Siltumnīcas ražošanas un izmantošanas procesā pilns aprīkojums un normāla darbība nevar efektīvi nodrošināt, ka tās termiskā vide atbilst projektēšanas prasībām.Faktiski iekārtu izmantošanai un pārvaldībai bieži ir galvenā loma siltumvides veidošanā un uzturēšanā, no kurām vissvarīgākā ir siltumizolācijas segas un ventilācijas sistēmas ikdienas pārvaldība.

Siltumizolācijas segas pārvaldība

Termiskās izolācijas sega ir priekšējā jumta nakts termiskās izolācijas atslēga, tāpēc ir ārkārtīgi svarīgi uzlabot tā ikdienas pārvaldību un uzturēšanu, īpaši šādām problēmām jāpievērš uzmanība: ①Pareizs siltumizolācijas sega atbilstošais atvēršanas un slēgšanas laiks ApvidūTermiskās izolācijas segas atvēršanas un aizvēršanas laiks ietekmē ne tikai siltumnīcas apgaismojuma laiku, bet arī ietekmē siltumnīcas apkures procesu.Siltumizolācijas segas atvēršana un aizvēršana pārāk agri vai pārāk vēlu neveicina siltuma savākšanu.No rīta, ja sega tiek atsegta pārāk agri, iekštelpu temperatūra pārāk pazemināsies zemās āra temperatūras un vājās gaismas dēļ.Gluži pretēji, ja segas atsegšanas laiks būs par vēlu, siltumnīcā gaismas saņemšanas laiks tiks saīsināts, un iekštelpu temperatūras paaugstināšanās laiks aizkavēsies.Pēcpusdienā, ja siltumizolācijas sega tiek izslēgta pārāk agri, saīsinās iekštelpu ekspozīcijas laiks, kā arī samazinās iekštelpu augsnes un sienu siltuma uzkrāšana.Gluži pretēji, ja siltuma saglabāšana tiek izslēgta pārāk vēlu, siltumnīcas siltuma izkliede palielināsies zemās āra temperatūras un vājās gaismas dēļ.Tāpēc vispārīgi runājot, kad siltumizolācijas segu ieslēdz no rīta, temperatūrai vēlams paaugstināties pēc 1~2℃ krituma, savukārt, kad siltumizolācijas sega ir izslēgta, temperatūrai vēlams paaugstināties. Pēc 1 ~ 2 ℃ piliena.② Aizverot siltumizolācijas segu, pievērsiet uzmanību, vai siltumizolācijas sega cieši nosedz visus priekšējos jumtus, un savlaicīgi noregulējiet tos, ja ir sprauga.③ Pēc tam, kad siltumizolācijas sega ir pilnībā nolikta, pārbaudiet, vai tā apakšējā daļa nav sablīvēta, lai novērstu siltuma saglabāšanas efektu, ko izraisa vējš naktī.④ Savlaicīgi pārbaudiet un apkopiet siltumizolācijas segu, īpaši, ja siltumizolācijas sega ir bojāta, savlaicīgi salabojiet vai nomainiet to.⑤ Laicīgi pievērsiet uzmanību laika apstākļiem.Kad ir lietus vai sniegs, savlaicīgi pārklājiet siltumizolācijas segu un savlaicīgi noņemiet sniegu.

Ventilācijas atveres vadība

Ventilācijas mērķis ziemā ir regulēt gaisa temperatūru, lai izvairītos no pārmērīgas temperatūras ap pusdienlaiku;Otrais ir iekštelpu mitruma likvidēšana, gaisa mitruma samazināšana siltumnīcā un kaitēkļu un slimību kontrole;Trešais ir palielināt CO2 koncentrāciju telpās un veicināt ražas augšanu.Tomēr ventilācija un siltuma saglabāšana ir pretrunīgas.Ja ventilācija netiek pareizi pārvaldīta, tas, iespējams, radīs problēmas ar zemu temperatūru.Tāpēc, kad un cik ilgi atvērt ventilācijas atveres, jebkurā brīdī ir dinamiski jāpielāgo atbilstoši siltumnīcas vides apstākļiem.Ziemeļrietumu neapstrādātajās platībās siltumnīcu ventilācijas atveru pārvaldība galvenokārt ir sadalīta divos veidos: manuālā darbība un vienkārša mehāniskā ventilācija.Tomēr ventilācijas atveru atvēršanas laiks un ventilācijas laiks galvenokārt ir balstīts uz cilvēku subjektīvo spriedumu, tāpēc var gadīties, ka ventilācijas atveres tiek atvērtas pārāk agri vai pārāk vēlu.Lai atrisinātu iepriekš minētās problēmas, Yin Yilei uc izstrādāja jumta inteliģento ventilācijas ierīci, kas var noteikt ventilācijas caurumu atvēršanas laiku un atvēršanas un aizvēršanas izmēru atbilstoši iekštelpu vides izmaiņām.Padziļinot pētījumus par vides izmaiņu likumu un ražas pieprasījumu, kā arī tādu tehnoloģiju un iekārtu popularizēšanu un progresu kā vides uztvere, informācijas vākšana, analīze un kontrole, ventilācijas vadības automatizācijai saules siltumnīcās ir jābūt Svarīgs attīstības virziens nākotnē.

Citi vadības pasākumi

Dažāda veida nojumes plēvju izmantošanas procesā to gaismas pārraides spēja pakāpeniski vājinās, un vājināšanas ātrums ir saistīts ne tikai ar viņu pašu fizikālajām īpašībām, bet arī saistīts ar apkārtējo vidi un pārvaldību lietošanas laikā.Lietošanas procesā vissvarīgākais faktors, kas noved pie gaismas pārraides veiktspējas samazināšanās, ir plēves virsmas piesārņojums.Tāpēc ir ārkārtīgi svarīgi veikt regulāru tīrīšanu un tīrīšanu, kad apstākļi to atļauj.Turklāt regulāri jāpārbauda siltumnīcas korpusa struktūra.Ja sienā un priekšējā jumtā ir noplūde, tā jālabo savlaicīgi, lai izvairītos no siltumnīcas, kuras ietekmē aukstā gaisa infiltrācija.

Esošās problēmas un attīstības virziens

Pētnieki ir izpētījuši un izpētījuši siltuma saglabāšanas un uzglabāšanas tehnoloģijas, pārvaldības tehnoloģijas un siltumnīcu sasilšanas metodes daudzu gadu laikā ziemeļrietumu ne kultivētās teritorijās, kas pamatā saprata dārzeņu pārdzīvošanu, ievērojami uzlaboja siltumnīcas spēju pretoties zemas temperatūras dzesēšanas traumu un būtībā saprata dārzeņu pārzaušanu.Tas ir devis vēsturisku ieguldījumu, lai mazinātu pretrunu starp pārtiku un dārzeņiem, kas konkurē par zemi Ķīnā.Tomēr Ķīnas ziemeļrietumos joprojām ir šādas problēmas temperatūras garantijas tehnoloģijā.

Siltumnīcu veidi, kas jāveicina

Patlaban siltumnīcu veidi joprojām ir izplatītie 20. gadsimta beigās un šī gadsimta sākumā celtie siltumnīcu veidi ar vienkāršu konstrukciju, nesaprātīgu dizainu, vāju spēju uzturēt siltumnīcas termisko vidi un pretoties dabas katastrofām, kā arī standartizācijas trūkumu.Tāpēc turpmākajā siltumnīcas projektā būtu jāstandartizē priekšējā jumta forma un slīpums, siltumnīcas azimuta leņķis, aizmugurējās sienas augstums, siltumnīcas iegrimšanas dziļums utt., pilnībā apvienojot vietējos ģeogrāfiskos platumus. un klimata īpašības.Tajā pašā laikā siltumnīcā pēc iespējas var stādīt tikai vienu kultūru, lai varētu veikt standartizētu siltumnīcu saskaņošanu atbilstoši stādīto kultūru gaismas un temperatūras prasībām.

Siltumnīcas skala ir salīdzinoši maza.

Ja siltumnīcas mērogs ir pārāk mazs, tas ietekmēs siltumnīcas termiskās vides stabilitāti un mehanizācijas attīstību.Pakāpeniski pieaugot darbaspēka izmaksām, mehanizācijas attīstība ir svarīgs virziens nākotnē.Tāpēc turpmāk būtu jābalstās uz vietējās attīstības līmeni, jārēķinās ar mehanizācijas attīstības vajadzībām, racionāli jāplāno siltumnīcu iekštelpas un plānojums, jāpaātrina vietējām teritorijām piemērotas lauksaimniecības tehnikas izpēte un izstrāde, uzlabot siltumnīcu ražošanas mehanizācijas ātrumu.Tajā pašā laikā atbilstoši kultūraugu vajadzībām un audzēšanas modeļiem atbilstošais aprīkojums ir jāsaskaņo ar standartiem, kā arī jāveicina integrēta ventilācijas, mitruma samazināšanas, siltuma saglabāšanas un apkures iekārtu pētniecība un attīstība, inovācija un popularizēšana.

Sienu, piemēram, smilšu un dobu bloku, biezums joprojām ir biezs.

Ja siena ir pārāk bieza, kaut arī izolācijas efekts ir labs, tā samazinās augsnes izmantošanas ātrumu, palielinās izmaksas un būvniecības grūtības.Tāpēc turpmākajā attīstībā, no vienas puses, sienas biezumu var zinātniski optimizēt atbilstoši vietējiem klimatiskajiem apstākļiem;No otras puses, mums vajadzētu veicināt aizmugurējās sienas gaismu un vienkāršotu attīstību, lai siltumnīcas aizmugurējā siena saglabātu tikai siltuma saglabāšanas funkciju, izmantotu saules kolektorus un citu aprīkojumu, lai aizstātu sienas siltuma glabāšanu un atbrīvotu ApvidūSaules kolekcionāriem ir augstas siltuma savākšanas efektivitātes, spēcīgas siltuma savākšanas ietilpības, enerģijas taupīšanas, zema oglekļa satura un tā tālāk raksturlielumi, un vairums no tiem var realizēt aktīvu regulējumu un kontroli un var veikt mērķtiecīgu eksotermisko apkuri atbilstoši siltumnīcas vides prasībām Naktīs ar augstāku siltuma izmantošanas efektivitāti.

Jāizstrādā īpaša siltuma izolācijas sega.

Priekšējais jumts ir galvenais siltumnīcas izkliedes korpuss, un siltumizolācijas sega siltumizolācijas veiktspēja tieši ietekmē iekštelpu termisko vidi.Pašlaik siltumnīcas temperatūras vide dažos apgabalos nav laba, daļēji tāpēc, ka siltumizolācijas sega ir pārāk plāna, un materiālu siltumizolācijas veiktspēja ir nepietiekama.Tajā pašā laikā siltumizolācijas sega joprojām ir dažas problēmas, piemēram, sliktas ūdensnecaurlaidīgas un slēpošanas spējas, ērta virsmas un pamatmateriālu novecošana utt Jāizstrādā un jāizstrādā klimatiskās īpašības un prasības, kā arī īpašie siltuma izolācijas sega produkti, kas piemēroti vietējai lietošanai un popularizēšanai.

BEIGAS

Citēta informācija

Luo Ganliang, Cheng Jieyu, Wang Pingzhi utt. Vides temperatūras garantijas saules siltumnīcas tehnoloģijas pētniecības statuss ziemeļrietumos, kas nav kultivēta zemē [J].Lauksaimniecības inženierzinātņu tehnoloģija, 2022,42 (28): 12-20.