Tecnologia d'Enginyeria Agrícola Horticultural de l'Escola d'efecte hivernacle 2022-12-02 17:30 Publicat a Beijing

El desenvolupament de hivernacles solars en zones no cultivades com el desert, Gobi i Sandy Land ha resolt efectivament la contradicció entre els aliments i les verdures que competeixen per la terra. És un dels factors mediambientals decisius per al creixement i desenvolupament de cultius de temperatura, que sovint determina l’èxit o el fracàs de la producció de cultius d’hivernacle. Per tant, per desenvolupar hivernacles solars en zones no cultivades, primer hem de resoldre el problema de la temperatura ambiental dels hivernacles. En aquest article, es resumeixen els mètodes de control de la temperatura utilitzats en els hivernacles terrestres no cultivats en els darrers anys i es resumeixen els problemes existents i la direcció de desenvolupament de la temperatura i la protecció ambiental en hivernacles solars terrestres no cultivats.

La Xina té una gran població i menys recursos terrestres disponibles. Més del 85% dels recursos terrestres són recursos terrestres no cultius, que es concentren principalment al nord-oest de la Xina. El document núm. 1 del Comitè Central del 2022 va assenyalar que s’hauria d’accelerar el desenvolupament de l’agricultura de les instal·lacions i que, a partir de la protecció del medi ecològic, s’hauria d’explorar els terrenys vacants i els terrenys erms explotables per desenvolupar l’agricultura de les instal·lacions. El nord-oest de la Xina és rica en desert, Gobi, Wasteland i altres recursos terrestres no cultius i recursos naturals i recursos de calor, adequats per al desenvolupament de l’agricultura de les instal·lacions. Per tant, el desenvolupament i la utilització de recursos terrestres no cultius per desenvolupar hivernacles de terres no cultivades és de gran importància estratègica per garantir la seguretat alimentària nacional i alleujar els conflictes d’ús del sòl.

Actualment, l’hivernacle solar no cultivat és la forma principal de desenvolupament agrícola d’alta eficiència en terres no cultivades. Al nord -oest de la Xina, la diferència de temperatura entre el dia i la nit és gran i la temperatura a la nit a l’hivern és baixa, cosa que sovint condueix al fenomen que la temperatura mínima interior és inferior a la temperatura necessària per al creixement i desenvolupament normal de cultius. La temperatura és un dels factors ambientals indispensables per al creixement i el desenvolupament de cultius. La temperatura massa baixa alentirà la reacció fisiològica i bioquímica dels cultius i retardarà el seu creixement i desenvolupament. Quan la temperatura és inferior al límit que poden suportar els cultius, fins i tot provocarà lesions de congelació. Per tant, és particularment important assegurar la temperatura necessària per al creixement i el desenvolupament normals de cultius. Per mantenir la temperatura adequada de l’hivernacle solar, no es pot resoldre una sola mesura. Cal garantir els aspectes del disseny, la construcció, la selecció de materials, la regulació i la gestió diària. Per tant, aquest article resumirà l'estat de la investigació i el progrés del control de la temperatura dels hivernacles no cultius a la Xina en els darrers anys des dels aspectes del disseny i la construcció d'hivernacle, la conservació de la calor i les mesures d'escalfament i la gestió ambiental, per tal de proporcionar una referència sistemàtica El disseny i la gestió racional dels hivernacles no cultius.

Estructura i materials d’hivernacle

L’entorn tèrmic de l’hivernacle depèn principalment de la transmissió, la intercepció i la capacitat d’emmagatzematge de l’hivernacle a la radiació solar, que està relacionat amb el disseny raonable d’orientació d’hivernacle, forma i material de la superfície de transmissió de llum, l’estructura i el material de la paret i el sostre posterior, L’aïllament de la fundació, la mida d’efecte hivernacle, el mode d’aïllament nocturn i el material del sostre frontal, etc., i també es relaciona amb si el procés de construcció i construcció de l’hivernacle pot assegurar la realització efectiva dels requisits de disseny.

Capacitat de transmissió lleugera del sostre frontal

L’energia principal de l’hivernacle prové del sol. L’augment de la capacitat de transmissió de llum del sostre frontal és beneficiós perquè l’hivernacle obtingui més calor, i també és un fonament important per assegurar l’entorn de temperatura de l’hivernacle a l’hivern. Actualment, hi ha tres mètodes principals per augmentar la capacitat de transmissió de llum i el temps de recepció de llum del terrat frontal de l’hivernacle.

01 Dissenyar una orientació raonable d’efecte hivernacle i azimut

L’orientació de l’hivernacle afecta el rendiment d’il·luminació de l’hivernacle i la capacitat d’emmagatzematge de calor de l’hivernacle. Per tant, per obtenir més emmagatzematge de calor a l’hivernacle, l’orientació dels hivernacles no cultius al nord-oest de la Xina es troba cap al sud. Per a l’azimut específic d’efecte hivernacle, a l’hora de triar sud a est, és beneficiós “agafar el sol” i la temperatura interior s’aixeca ràpidament al matí; Quan es selecciona de sud a oest, és beneficiós que el hivernacle faci ús de la llum de la tarda. La direcció sud és un compromís entre les dues situacions anteriors. Segons el coneixement de la geofísica, la terra gira 360 ° en un dia i l’azimut del sol es mou aproximadament 1 ° cada 4 minuts. Per tant, cada vegada que l’azimut de l’hivernacle difereix d’1 °, el temps de la llum directa del sol diferirà uns 4 minuts, és a dir, l’azimut de l’hivernacle afecta el moment en què l’hivernacle veu llum al matí i al vespre.

Quan l’horari de la matinada i la tarda és igual i l’Orient o l’Oest està al mateix angle, l’hivernacle obtindrà les mateixes hores de llum. No obstant això, per a la zona al nord de la latitud nord de 37 °, la temperatura és baixa al matí i el temps de desemborsament de les edredons és tardana, mentre que la temperatura és relativament alta a la tarda i al vespre, per la qual cosa és convenient retardar el temps de Tancament de l’abocador d’aïllament tèrmic. Per tant, aquestes zones han de triar de sud a oest i aprofitar al màxim la llum de la tarda. Per a les zones amb 30 ° ~ 35 ° latitud nord, a causa de les millors condicions d’il·luminació al matí, també es pot avançar el temps de conservació de calor i de la cobertura. Per tant, aquestes zones han de triar la direcció sud-est per esforçar-se per a més radiacions solars del matí per a l’hivernacle. No obstant això, a la superfície de la latitud nord de 35 ° ~ 37 °, hi ha poca diferència en la radiació solar al matí i a la tarda, per la qual cosa és millor triar la direcció sud. Ja sigui al sud-est o al sud-oest, l’angle de desviació és generalment de 5 ° ~ 8 ° i el màxim no ha de superar els 10 °. El nord -oest de la Xina es troba en un rang de 37 ° ~ 50 ° de latitud nord, de manera que l'angle d'azimut de l'hivernacle és generalment de sud a oest. Tenint en compte això, l’hivernacle de la llum del sol dissenyat per Zhang Jingshe, etc. A la zona de Taiyuan ha escollit l’orientació de 5 ° cap a l’oest del sud, l’hivernacle de la llum del sol construït per Chang Meimei, a la zona de Gobi, del corredor Hexi, ha adoptat l’orientació de 5 a 10 ° a l'oest del sud, i l'hivernacle de la llum del sol construït per Ma Zhigui, etc., al nord de Xinjiang, ha adoptat L’orientació de 8 ° a l’oest del sud.

02 Dissenyar forma raonable del sostre i angle d’inclinació

La forma i la inclinació del sostre davanter determinen l’angle incident dels raigs de sol. Com més petit sigui l’angle incident, més gran és la transmissió. Sun Juren creu que la forma del sostre davanter es determina principalment per la relació de la longitud de la superfície d'il·luminació principal i la pendent posterior. La pendent frontal llarga i la pendent posterior curta són beneficiosos per a la il·luminació i la conservació de la calor del sostre davanter. Chen Wei-Qian i altres pensen que el sostre principal d’il·luminació de l’hivernacle solar utilitzat a la zona de Gobi adopta un arc circular amb un radi de 4,5 m, que pot resistir efectivament el fred. Zhang Jingshe, etc. Penseu que és més adequat utilitzar arc semicircular al terrat frontal de l’hivernacle en zones alpines i d’alta latitud. Pel que fa a l’angle d’inclinació del sostre davanter, segons les característiques de transmissió de la llum de la pel·lícula plàstica, quan l’angle incident és de 0 ~ 40 °, la reflectivitat del sostre davanter a la llum del sol és petita i quan supera els 40 °, el La reflectivitat augmenta significativament. Per tant, es pren 40 ° com a angle d’incident màxim per calcular l’angle d’inclinació del sostre davanter, de manera que fins i tot al solstici d’hivern, la radiació solar pot entrar a l’hivernacle fins al màxim. Per tant, quan es dissenya un hivernacle solar adequat per a zones no cultivades a Wuhai, Mongòlia interior, ell i altres van calcular l’angle d’inclinació del sostre davanter amb un angle incident de 40 ° i va pensar que sempre que fos superior a 30 anys °, podria complir els requisits de la il·luminació d’hivernacle i la conservació de la calor. Zhang Caihong i altres pensen que quan es construeixen hivernacles a les zones no cultivades de Xinjiang, l’angle d’inclinació del sostre davanter dels hivernacles al sud de Xinjiang és de 31 °, mentre que al nord de Xinjiang és de 32 ° ~ 33,5 °.

03 Trieu materials de cobertura transparents adequats.

A més de la influència de les condicions de radiació solar exterior, les característiques de transmissió de material i llum de la pel·lícula d’hivernacle són també factors importants que afecten l’entorn de la llum i la calor de l’hivernacle. Actualment, la transmissió lleugera de pel·lícules de plàstic com PE, PVC, EVA i PO és diferent a causa de diferents materials i gruixos de la pel·lícula. En general, es pot garantir que la transmissió de llum de pel·lícules que s’han utilitzat durant 1-3 anys se situen per sobre del 88% en el conjunt, que haurien de ser seleccionades segons la demanda de cultius per a la llum i la temperatura. A més, a més de la transmissió de llum a l’hivernacle, la distribució d’entorn lleuger a l’hivernacle també és un factor al qual la gent presti més i més atenció. Per tant, en els darrers anys, la indústria de transmissió de llum amb llum de dispersió millorada ha estat molt reconeguda per la indústria, especialment en les zones amb una forta radiació solar al nord -oest de la Xina. L’aplicació de la pel·lícula lleugera de dispersió millorada ha reduït l’efecte d’ombra a la part superior i inferior de la marquesina del cultiu, ha augmentat la llum a les parts mitjanes i inferiors de la marquesina del cultiu, ha millorat les característiques fotosintètiques de tot el cultiu i va mostrar un bon efecte de promoció creixement i augment de la producció.

Disseny raonable de mida hivernacle

La longitud de l’hivernacle és massa llarga o massa curta, cosa que afectarà el control de la temperatura interior. Quan la longitud de l’hivernacle és massa curta, abans de la sortida del sol i la posta de sol, la zona ombrejada pels Gables de l’Est i de l’Oest és gran, cosa que no és propici per a l’escalfament de l’hivernacle i, a causa del seu petit volum, afectarà el sòl interior i la paret Absorció i alliberament de calor. Quan la longitud és massa gran, és difícil controlar la temperatura interior i afectarà la fermesa de l’estructura d’hivernacle i la configuració del mecanisme de rodatge de la preservació de la calor. L’alçada i l’abast de l’hivernacle afecten directament la llum del dia del terrat davanter, la mida de l’espai d’hivernacle i la relació d’aïllament. Quan es fixi la durada i la longitud de l’hivernacle, augmentar l’altura de l’hivernacle pot augmentar l’angle d’il·luminació del sostre davanter des de la perspectiva de l’entorn lleuger, que és propici per a la transmissió de la llum; Des del punt de vista de l’entorn tèrmic, l’alçada de la paret augmenta i augmenta la zona d’emmagatzematge de calor de la paret posterior, cosa que és beneficiosa per a l’emmagatzematge de calor i l’alliberament de calor de la paret posterior. A més, l’espai és gran, la velocitat de calor també és gran i l’entorn tèrmic de l’hivernacle és més estable. Per descomptat, l’augment de l’alçada de l’hivernacle augmentarà el cost de l’hivernacle, que necessita una consideració completa. Per tant, a l’hora de dissenyar un hivernacle, hauríem de triar una longitud raonable, un període i una alçada segons les condicions locals. Per exemple, Zhang Caihong i altres pensen que al nord de Xinjiang, la longitud de l’hivernacle és de 50 ~ 80 m, l’interval és de 7 m i l’alçada de l’hivernacle és de 3,9 m, mentre que al sud de Xinjiang, la longitud de l’hivernacle és de 50 ~ 80m, el L’explotació és de 8 m i l’alçada de l’hivernacle de 3,6 ~ 4,0 m; També es considera que la durada de l’hivernacle no hauria de ser inferior a 7 milions i, quan l’interval és de 8 milions, l’efecte de preservació de la calor és el millor. A més, Chen Weiqian i altres pensen que la longitud, l’abast i l’alçada de l’hivernacle solar haurien de ser de 80m, 8 ~ 10m i 3,8 ~ 4,2 m respectivament quan es construeix a la zona de Gobi de Jiuquan, Gansu.

Millorar la capacitat d’emmagatzematge i aïllament de calor de la paret

Durant el dia, la paret acumula calor absorbint la radiació solar i la calor d'algun aire interior. A la nit, quan la temperatura interior és inferior a la temperatura de la paret, la paret alliberarà passivament calor per escalfar l’hivernacle. Com a principal cos d’emmagatzematge de calor de l’hivernacle, la paret pot millorar significativament l’entorn de la temperatura nocturna a l’interior millorant la seva capacitat d’emmagatzematge de calor. Al mateix temps, la funció d’aïllament tèrmic de la paret és la base per a l’estabilitat de l’entorn tèrmic d’hivernacle. Actualment, hi ha diversos mètodes per millorar l’emmagatzematge de calor i la capacitat d’aïllament de les parets.

01 Disseny Estructura de la paret raonable

La funció de la paret inclou principalment emmagatzematge de calor i conservació de calor i, alhora, la majoria de les parets d’hivernacle també serveixen com a membres de càrrega per suportar el trànsit del terrat. Des del punt de vista de l’obtenció d’un bon entorn tèrmic, una estructura raonable de la paret hauria de tenir prou capacitat d’emmagatzematge de calor al costat interior i prou capacitat de conservació de calor al costat exterior, alhora que redueix els ponts freds innecessaris. En la investigació de l’emmagatzematge i l’aïllament de calor de la paret, Bao Encai i d’altres van dissenyar la paret d’emmagatzematge de calor passiva de sorra solidificada a la zona del desert de Wuhai, Mongòlia interior. El maó porós es va utilitzar com a capa d’aïllament a l’exterior i es va utilitzar sorra solidificada com a capa d’emmagatzematge de calor a l’interior. La prova va demostrar que la temperatura interior podria arribar a 13,7 ℃ en dies assolellats. Ma Yuehong, etc., va dissenyar una paret composta de blocs de morter de blat de blat al nord de Xinjiang, en la qual es farà un punt ràpid en blocs de morter com a capa d'emmagatzematge de calor i les bosses d'escòria s'apilen a l'aire lliure com a capa d'aïllament. La paret de blocs buits dissenyat per Zhao Peng, etc. A la zona de Gobi de la província de Gansu, utilitza tauler de benzè de 100 mm de gruix com a capa d’aïllament a l’exterior i de sorra i maó de blocs buits com a capa d’emmagatzematge de calor per dins. La prova demostra que la temperatura mitjana a l’hivern és superior a les 10 ℃ a la nit, i la regeneració de Chai, etc. També utilitza sorra i grava com a capa d’aïllament i capa d’emmagatzematge de calor de la paret a la zona de Gobi de la província de Gansu. Pel que fa a la reducció de ponts freds, Yan Junyue, etc. va dissenyar una paret posterior i simplificada simplificada, que no només va millorar la resistència tèrmica de la paret, sinó que també va millorar la propietat de segellat de la paret enganxant la placa de poliestirè a la part posterior de la part posterior de la part posterior de la part posterior paret; Wu letian etc. Conjunt Biga d'anells de formigó armat per sobre del fonament de la paret d'hivernacle i va utilitzar estampació de maó trapezoïdal just a sobre del feix de l'anell per suportar el sostre posterior, que va solucionar el problema que les esquerdes i la subsidència de fonamentació són fàcils de produir en hivernacles a Hotian, Xinjiang, afectant així l’aïllament tèrmic dels hivernacles.

02 Trieu materials d’aïllament i emmagatzematge de calor adequats.

L’efecte d’emmagatzematge i aïllament de calor de la paret depèn primer de l’elecció dels materials. Al desert del nord -oest, Gobi, Sandy Land i altres zones, segons les condicions del lloc, els investigadors van prendre materials locals i van fer intents agosarats de dissenyar molts tipus diferents de parets posteriors de hivernacles solars. Per exemple, quan Zhang Guosen i altres van construir hivernacles en camps de sorra i grava a Gansu, la sorra i la grava es van utilitzar com a capes d’emmagatzematge de calor i aïllament de parets; Segons les característiques de Gobi i Desert al nord -oest de la Xina, Zhao Peng va dissenyar una mena de paret de blocs buits amb gres i blocs buits com a materials. La prova mostra que la temperatura mitjana de la nit interior és per sobre dels 10 ℃. A la vista de l’escassetat de materials de construcció com els maons i l’argila a la regió de Gobi del nord -oest de la Xina, Zhou Changji i altres van trobar que els hivernacles locals solen utilitzar còdols com a materials de paret a l’hora d’investigar hivernacles solars a la regió de Gobi de Kizilsu Kirgiz, Xinjiang. A la vista del rendiment tèrmic i la força mecànica del còdol, l’hivernacle construït amb Pebble té un bon rendiment en termes de conservació de calor, emmagatzematge de calor i càrrega de càrrega. De la mateixa manera, Zhang Yong, etc. també utilitza còdols com a material principal de la paret i va dissenyar una paret de còdols independent de l'emmagatzematge de calor a Shanxi i altres llocs. La prova mostra que l'efecte d'emmagatzematge de calor és bo. Zhang, etc., va dissenyar una mena de paret de gres segons les característiques de la zona del nord -oest de Gobi, que pot augmentar la temperatura interior en 2,5 ℃. A més, Ma Yuehong i altres van provar la capacitat d’emmagatzematge de calor de la paret de sorra plena de blocs, la paret de bloc i la paret de maó a Hotian, Xinjiang. Els resultats van mostrar que la paret de sorra plena de blocs tenia la major capacitat d’emmagatzematge de calor. A més, per millorar el rendiment d’emmagatzematge de calor de la paret, els investigadors desenvolupen activament nous materials i tecnologies d’emmagatzematge de calor. Per exemple, Bao Encai va proposar un material de curació de canvis en fase, que es pot utilitzar per millorar la capacitat d’emmagatzematge de calor de la paret posterior de l’hivernacle solar al nord-oest de zones no cultivades. Com que l'exploració de materials locals, paller, escòria, placa de benzè i palla també s'utilitzen com a materials de paret, però aquests materials solen tenir la funció de conservació de calor i sense capacitat d'emmagatzematge de calor. En general, les parets plenes de grava i blocs tenen una bona capacitat d’emmagatzematge i aïllament de calor.

03 Augmenteu adequadament el gruix de la paret

Normalment, la resistència tèrmica és un índex important per mesurar el rendiment d’aïllament tèrmic de la paret, i el factor que afecta la resistència tèrmica és el gruix de la capa material a més de la conductivitat tèrmica del material. Per tant, sobre la base de seleccionar materials d’aïllament tèrmic adequats, augmentar adequadament el gruix de la paret pot augmentar la resistència tèrmica general de la paret i reduir la pèrdua de calor a la paret, augmentant així l’aïllament tèrmic i la capacitat d’emmagatzematge de calor de la paret i Tota l’hivernacle. Per exemple, a Gansu i altres zones, el gruix mitjà de la paret de la bossa de sorra a la ciutat de Zhangye és de 2,6 milions, mentre que el de la maçoneria de morter a la ciutat de Jiuquan és de 3,7 milions. Com més espessa sigui la paret, més gran és l’aïllament tèrmic i la capacitat d’emmagatzematge de calor. Tanmateix, les parets massa gruixudes augmentaran l’ocupació terrestre i el cost de la construcció d’hivernacle. Per tant, des de la perspectiva de millorar la capacitat d’aïllament tèrmic, també hem de donar prioritat a la selecció de materials d’aïllament tèrmic elevats amb baixa conductivitat tèrmica, com el poliestirè, el poliuretà i altres materials, i després augmentar el gruix adequadament.

Disseny raonable del sostre posterior

Per al disseny del sostre posterior, la principal consideració no és provocar la influència de l’ombrejat i millorar la capacitat d’aïllament tèrmic. Per tal de reduir la influència de l’ombrejat al terrat posterior, la configuració del seu angle d’inclinació es basa principalment en el fet que el sostre posterior pot rebre llum solar directa durant el dia quan es planten i es produeixen cultius. Per tant, l’angle d’elevació del sostre posterior s’escull generalment per ser millor que l’angle local d’altitud solar del solstici d’hivern de 7 ° ~ 8 °. Per exemple, Zhang Caihong i altres pensen que quan es construeixen hivernacles solars a les zones terrestres de Gobi i Saline-Alkali a Xinjiang, la longitud projectada del sostre posterior és de 1,6 m, de manera que l’angle d’inclinació del sostre posterior és de 40 ° al sud de Xinjiang i 45 ° al nord de Xinjiang. Chen Wei-Qian i altres pensen que el sostre posterior de l’hivernacle solar de la zona de Jiuquan Gobi s’hauria d’inclinar a 40 °. Per a l’aïllament tèrmic del sostre posterior, la capacitat d’aïllament tèrmic s’hauria d’assegurar principalment en la selecció de materials d’aïllament tèrmic, el disseny de gruix necessari i l’articulació raonable de la volta dels materials d’aïllament tèrmic durant la construcció.

Reduir la pèrdua de calor del sòl

Durant la nit d’hivern, perquè la temperatura del sòl interior és superior a la del sòl exterior, la calor del sòl interior es transferirà a l’aire lliure per conducció de calor, provocant la pèrdua de calor d’hivernacle. Hi ha diverses maneres de reduir la pèrdua de calor del sòl.

01 Aïllament del sòl

El terra s’enfonsa correctament, evitant la capa de sòl congelat i utilitzant el sòl per a la conservació de la calor. Per exemple, l’hivernacle solar “1448 de tres materials-un cos” desenvolupat per la regeneració CHAI i altres terres no cultivades al corredor HEXI es va crear excavant 1 m de baix, evitant efectivament la capa de sòl congelat; Segons el fet que la profunditat del sòl congelat a la zona de Turpan és de 0,8 m, Wang Huamin i altres van suggerir excavar 0,8 milions per millorar la capacitat d’aïllament tèrmic de l’hivernacle. Quan Zhang Guosen, etc. va construir la paret posterior de l’hivernacle solar excavant de doble arxiu en terra que no es pot fer, la profunditat de cava era d’1m. L’experiment va demostrar que la temperatura més baixa a la nit es va incrementar en 2 ~ 3 ℃ en comparació amb l’hivernacle solar tradicional de segona generació.

02 Fundació Protecció en fred

El mètode principal és cavar una rasa a prova de fred al llarg de la part de la base del sostre davant Transferència de calor pel sòl a la part del límit de l’hivernacle. Els materials d’aïllament tèrmic utilitzats es basen principalment en les condicions locals del nord -oest de la Xina i es poden obtenir localment, com ara fenc, escòria, llana de roca, tauler de poliestirè, palla de blat de moro, fems de cavalls, herba trencada, serradora, males herbes, palla, etc.

03 Mulch Film

En cobrir la pel·lícula de plàstic, la llum del sol pot arribar al sòl a través de la pel·lícula de plàstic durant el dia, i el sòl absorbeix la calor del sol i s’escalfa. A més, la pel·lícula de plàstic pot bloquejar la radiació d'ona llarga reflectida pel sòl, reduint així la pèrdua de radiació del sòl i augmentant l'emmagatzematge de calor del sòl. A la nit, la pel·lícula de plàstic pot dificultar l’intercanvi de calor convectiu entre el sòl i l’aire interior, reduint així la pèrdua de calor del sòl. Al mateix temps, la pel·lícula de plàstic també pot reduir la pèrdua de calor latent causada per l’evaporació de l’aigua del sòl. Wei Wenxiang va cobrir l’hivernacle amb pel·lícula de plàstic a l’altiplà de Qinghai i l’experiment va demostrar que la temperatura del sòl es podia augmentar al voltant d’1 ℃.

Enforteix el rendiment d’aïllament tèrmic del terrat frontal

El sostre frontal de l’hivernacle és la principal superfície de dissipació de calor i la calor perduda representa més del 75% de la pèrdua de calor total a l’hivernacle. Per tant, reforçar la capacitat d’aïllament tèrmic del sostre frontal de l’hivernacle pot reduir eficaçment la pèrdua a través del sostre frontal i millorar l’entorn de la temperatura d’hivern de l’hivernacle. Actualment, hi ha tres mesures principals per millorar la capacitat d’aïllament tèrmic del sostre frontal.

S'adopta 01 Cobertura transparent de diverses capes.

Estructuralment, l’ús de pel·lícules de doble capa o pel·lícula de tres capes com a superfície de transmissió lleugera de l’hivernacle pot millorar eficaçment el rendiment d’aïllament tèrmic de l’hivernacle. Per exemple, Zhang Guosen i altres van dissenyar un hivernacle solar de doble film de doble arxiu a la zona de Gobi de la ciutat de Jiuquan. L’exterior del terrat frontal de l’hivernacle està format per EVA Film, i l’interior de l’hivernacle està fabricat amb una pel·lícula anti-envelliment sense goteig de PVC. Els experiments demostren que en comparació amb l’hivernacle solar tradicional de segona generació, l’efecte d’aïllament tèrmic és excel·lent i la temperatura més baixa a la nit augmenta de mitjana 2 ~ 3 ℃. De la mateixa manera, Zhang Jingshe, etc. També va dissenyar un hivernacle solar amb doble pel·lícula que cobreix les característiques climàtiques de la latitud elevada i les zones fredes greus, cosa que va millorar significativament l’aïllament tèrmic de l’hivernacle. En comparació amb l’hivernacle de control, la temperatura nocturna va augmentar en 3 ℃. A més, Wu Letian i altres van intentar utilitzar tres capes de pel·lícula EVA de 0,1 mm de gruix al terrat frontal de l’hivernacle solar dissenyat a la zona del desert de Hetian, Xinjiang. La pel·lícula de diverses capes pot reduir eficaçment la pèrdua de calor del sostre davanter, però com que la transmitància de la llum de la pel·lícula d'una sola capa és bàsicament aproximadament del 90%, la pel·lícula de diverses capes comportarà naturalment l'atenuació de la transmissió de la llum. Per tant, quan es selecciona la cobertura de transmitància de llum de diverses capes, cal tenir en compte degudes condicions d’il·luminació i requisits d’il·luminació dels hivernacles.

02 Enforteix l’aïllament nocturn del terrat frontal

La pel·lícula de plàstic s’utilitza al terrat frontal per augmentar la transmitància de la llum durant el dia, i es converteix en el lloc més feble de tot l’hivernacle a la nit. Per tant, cobrir la superfície exterior del sostre davanter amb un gruixut edredó d’aïllament tèrmic compost és una mesura d’aïllament tèrmic necessària per als hivernacles solars. Per exemple, a la regió alpina de Qinghai, Liu Yanjie i altres van utilitzar cortines de palla i paper Kraft com a edredons d’aïllament tèrmic per a experiments. Els resultats de les proves van demostrar que la temperatura interior més baixa a l’hivernacle a la nit podria arribar per sobre dels 7,7 ℃. A més, Wei Wenxiang creu que la pèrdua de calor de l’hivernacle es pot reduir en més d’un 90% mitjançant l’ús de cortines de doble herba o paper kraft fora de cortines d’herba per a l’aïllament tèrmic d’aquesta zona. A més, Zou Ping, etc. va utilitzar la fibra de fibra reciclada que necessitava el feltre de feltre tèrmic a l’hivernacle solar de la regió de Gobi de Xinjiang, i Chang Meimei, etc. Utilitzats l’aïllament de cotó de cotó de cotó de cotó de cotó a la regió de Gobi de la regió de Gobi Corredor Hexi. Actualment, hi ha molts tipus de edredons d’aïllament tèrmic que s’utilitzen en hivernacles solars, però la majoria són de feltre necessari, cotó amb cola, cotó perla, etc., amb capes superficials impermeables o anti-envelliment a banda i banda. Segons el mecanisme d’aïllament tèrmic de la edredó d’aïllament tèrmic, per millorar el seu rendiment d’aïllament tèrmic, hauríem de començar per millorar la seva resistència tèrmica i reduir el seu coeficient de transferència de calor, i les mesures principals són reduir la conductivitat tèrmica dels materials, augmentar el gruix del gruix de capes de material o augmentar el nombre de capes de material, etc. Per tant, actualment, el material bàsic de la edredó d’aïllament tèrmic amb un alt rendiment d’aïllament tèrmic sovint està fet Materials compostos multicapa. Segons la prova, el coeficient de transferència de calor de la edredó d’aïllament tèrmic amb un alt rendiment d’aïllament tèrmic actualment pot arribar a 0,5W/(M2 ℃), cosa que proporciona una millor garantia per a l’aïllament tèrmic dels hivernacles a les zones fredes a l’hivern. Per descomptat, la zona del nord-oest és ventosa i polsosa, i la radiació ultraviolada és forta, de manera que la capa superficial d’aïllament tèrmic hauria de tenir un bon rendiment anti-envelliment.

03 Afegiu una cortina d’aïllament tèrmic intern.

Tot i que el sostre frontal de la llum del sol està cobert amb un edredó d’aïllament tèrmic extern a la nit, pel que fa a altres estructures de tot l’hivernacle, el sostre frontal continua sent un lloc feble per a tot l’hivernacle a la nit. Per tant, l’equip del projecte de “Estructura i tecnologia de construcció d’efecte hivernacle al nord-oest de terres que no es poden fer” va dissenyar un sistema d’aïllament tèrmic intern senzill (figura 1), l’estructura de la qual consisteix en una cortina d’aïllament interna fixa al peu davanter i Una cortina d’aïllament tèrmic interna mòbil a l’espai superior. La cortina d’aïllament tèrmic superior s’obre i es plega a la paret posterior de l’hivernacle durant el dia, cosa que no afecta la il·luminació de l’hivernacle; El edredó d’aïllament tèrmic fix a la part inferior té el paper de segellar a la nit. El disseny d’aïllament intern és net i fàcil d’operar, i també pot tenir el paper de l’ombrejat i el refredament a l’estiu.

Tecnologia d’escalfament actiu

A causa de la baixa temperatura a l’hivern al nord -oest de la Xina, si només confiem en la conservació de la calor i l’emmagatzematge de calor als hivernacles, encara no podem complir els requisits de la producció d’exercici de cultius en temps freds, de manera que algunes mesures d’escalfament actives també ho són preocupat.

Sistema d’emmagatzematge d’energia solar i alliberament de calor

És una raó important per la qual la paret té les funcions de la conservació de calor, l’emmagatzematge de calor i el rodament de la càrrega, cosa que comporta l’elevat cost de la construcció i la baixa taxa d’utilització de la terra dels hivernacles solars. Per tant, la simplificació i el muntatge dels hivernacles solars és una direcció important de desenvolupament en el futur. Entre ells, simplificar la funció de la paret és alliberar la funció d’emmagatzematge i alliberament de calor de la paret, de manera que la paret posterior només porta la funció de conservació de calor, que és una manera eficaç de simplificar el desenvolupament. Per exemple, el sistema actiu d’emmagatzematge i alliberament de calor de Fang Hui (figura 2) s’utilitza àmpliament en zones no cultivades com Gansu, Ningxia i Xinjiang. El seu dispositiu de recollida de calor està penjat a la paret nord. Durant el dia, la calor recollida pel dispositiu de recollida de calor s’emmagatzema al cos d’emmagatzematge de calor a través de la circulació del medi d’emmagatzematge de calor i, a la nit Transferència de calor en temps i espai. Els experiments mostren que la temperatura mínima a l’hivernacle es pot augmentar en 3 ~ 5 ℃ mitjançant aquest dispositiu. Wang Zhiwei, etc. Poseu un sistema de calefacció de cortines d'aigua per a hivernacle solar al sud de la zona del desert de Xinjiang, que pot augmentar la temperatura de l'efecte hivernacle en 2,1 ℃ a la nit.

A més, Bao Encai, etc. va dissenyar un sistema de circulació activa d’emmagatzematge de calor per a la paret nord. Durant el dia, a través de la circulació dels ventiladors axials, l’aire calent interior flueix a través del conducte de transferència de calor incrustat a la paret nord i el conducte de transferència de calor intercanvia calor amb la capa d’emmagatzematge de calor dins de la paret, cosa que millora significativament la capacitat d’emmagatzematge de calor de la paret. A més, el sistema d’emmagatzematge de calor de canvi de fase solar dissenyat per Yan Yantao, etc. Temperatura mitjana per 2,0 ℃ a la nit. Les tecnologies i equips d’ús d’energia solar anteriors tenen les característiques de l’economia, l’estalvi d’energia i el baix carboni. Després d’optimitzar i millorar, haurien de tenir una bona perspectiva d’aplicació a les zones amb abundants recursos d’energia solar al nord -oest de la Xina.

Altres tecnologies de calefacció auxiliars

01 calefacció energètica de biomassa

La roba de llit, la palla, el fang de vaca, el fang d’ovella i el fong d’aviram es barregen amb bacteris biològics i s’enterren al sòl de l’hivernacle. Es genera molta calor durant el procés de fermentació i es generen moltes soques beneficioses, matèria orgànica i CO2 durant el procés de fermentació. Les soques beneficioses poden inhibir i matar diversos gèrmens i poden reduir l’aparició de malalties i plagues d’hivernacle; La matèria orgànica pot convertir -se en fertilitzant per als cultius; El CO2 produït pot millorar la fotosíntesi dels cultius. Per exemple, Wei Wenxiang va enterrar fertilitzants orgànics calents com ara fems de cavalls, fems de vaca i fems a terra interior a l’Hivernacle solar de l’altiplà de Qinghai, que van augmentar efectivament la temperatura del sòl. A l’hivernacle solar de la zona del desert de Gansu ， Zhou Zhilong va utilitzar fertilitzants de palla i orgànica per fermentar els cultius. La prova va demostrar que la temperatura de l’hivernacle es podria augmentar en 2 ~ 3 ℃.

02 Calefacció de carbó

Hi ha estufa artificial, escalfador d’aigua que salva l’energia i la calefacció. Per exemple, després de la investigació a l’altiplà de Qinghai, Wei Wenxiang va comprovar que la calefacció de forns artificials s’utilitzava principalment localment. Aquest mètode de calefacció té els avantatges de la calefacció més ràpida i l'efecte de calefacció evident. Tanmateix, es produiran gasos nocius com SO2, CO i H2S en el procés de cremar carbó, per la qual cosa cal fer un bon treball per descarregar gasos nocius.

03 Calefacció elèctrica

Utilitzeu filferro de calefacció elèctrica per escalfar el sostre frontal de l’hivernacle o utilitzar escalfador elèctric. L’efecte de calefacció és notable, l’ús és segur, no es generen contaminants a l’hivernacle i l’equip de calefacció és fàcil de controlar. Chen Weiqian i altres creuen que el problema de la congelació de danys a l’hivern a la zona de Jiuquan dificulta el desenvolupament de l’agricultura local Gobi i els elements de calefacció elèctrica es poden utilitzar per escalfar l’hivernacle. Tot i això, a causa de l’ús de recursos d’energia elèctrica d’alta qualitat, el consum d’energia és elevat i el cost és elevat. Es suggereix que s'ha d'utilitzar com a mitjà temporal de calefacció d'emergència en temps fred.

Mesures de gestió ambiental

En el procés de producció i ús de l’hivernacle, l’equip complet i el funcionament normal no poden assegurar -se eficaçment que el seu entorn tèrmic compleixi els requisits de disseny. De fet, l’ús i la gestió dels equips sovint tenen un paper clau en la formació i el manteniment de l’entorn tèrmic, el més important dels quals és la gestió diària de l’aïllament tèrmic edredó i ventilació.

Gestió de la edredó de l'aïllament tèrmic

El edredó d’aïllament tèrmic és la clau de l’aïllament tèrmic nocturn del sostre frontal, per la qual cosa és extremadament important perfeccionar la seva gestió i manteniment diària, especialment els següents problemes s’han de prestar atenció a: ①Coos . El temps d’obertura i tancament del edredó d’aïllament tèrmic no només afecta el temps d’il·luminació de l’hivernacle, sinó que també afecta el procés de calefacció a l’hivernacle. L’obertura i el tancament del edredó d’aïllament tèrmic massa aviat o massa tard no és propici per a la recollida de calor. Al matí, si el edredó es descobreix massa d'hora, la temperatura interior baixarà massa a causa de la baixa temperatura exterior i la llum feble. Al contrari, si el temps de descobrir el edredó és massa tard, s’escurçarà el moment de rebre llum a l’hivernacle i es retardarà el temps d’augment de la temperatura interior. A la tarda, si el edredó d’aïllament tèrmic s’apaga massa d’hora, s’escurçarà el temps d’exposició a l’interior i es reduirà l’emmagatzematge de calor del sòl i les parets interiors. Al contrari, si la conservació de la calor s’apaga massa tard, la dissipació de calor de l’hivernacle s’incrementarà a causa de la baixa temperatura exterior i la llum feble. Per tant, en general parlant, quan el edredó d’aïllament tèrmic s’encén al matí, és recomanable que la temperatura augmenti després de la caiguda d’1 ~ 2 ℃, mentre que quan s’apaga l’escolcador d’aïllament tèrmic, és recomanable que la temperatura augmenti Després de 1 ~ 2 ℃ Drop. ② Quan tanqueu el edredó d’aïllament tèrmic, presteu atenció per observar si l’abocador d’aïllament tèrmic cobreix amb força tots els sostres davanters i ajusteu -los a temps si hi ha un buit. ③ Després que el edredó d’aïllament tèrmic estigui completament reduït, comproveu si la part inferior s’ha compactat, per evitar que l’efecte de preservació de la calor sigui elevat pel vent a la nit. ④ Comproveu i manteniu el edredó d’aïllament tèrmic en el temps, sobretot quan l’abocador d’aïllament tèrmic està danyat, repareu -lo o substituïu -lo a temps. ⑤ Presteu atenció a les condicions meteorològiques a temps. Quan hi hagi pluja o neu, cobreixi l’abocador d’aïllament tèrmic en el temps i traieu la neu a temps.

Gestió de les obertures

L’objectiu de la ventilació a l’hivern és ajustar la temperatura de l’aire per evitar la temperatura excessiva cap al migdia; El segon és eliminar la humitat interior, reduir la humitat de l’aire a l’hivernacle i controlar les plagues i malalties; El tercer és augmentar la concentració de CO2 a l’interior i afavorir el creixement dels cultius. Tot i això, la ventilació i la preservació de la calor són contradictòries. Si la ventilació no es gestiona correctament, probablement comportarà problemes de baixa temperatura. Per tant, quan i quant de temps per obrir les obertures s’han d’ajustar dinàmicament segons les condicions ambientals de l’hivernacle en qualsevol moment. A les zones no cultivades del nord-oest, la gestió de les obertures d’efecte hivernacle es divideix principalment en dues maneres: el funcionament manual i la ventilació mecànica senzilla. Tanmateix, el temps d’obertura i el temps de ventilació de les obertures es basen principalment en el judici subjectiu de les persones, de manera que pot passar que les obertures s’obrin massa aviat o massa tard. Per solucionar els problemes anteriors, Yin Yilei, etc. va dissenyar un dispositiu de ventilació intel·ligent del sostre, que pot determinar el temps d’obertura i la mida d’obertura i tancament dels forats de ventilació segons els canvis de l’entorn interior. Amb l’aprofundiment de la investigació sobre la llei del canvi ambiental i la demanda de cultius, així com la popularització i el progrés de tecnologies i equips com ara la percepció ambiental, la recollida d’informació, l’anàlisi i el control, l’automatització de la gestió de la ventilació en hivernacles solars hauria de ser un Direcció important del desenvolupament en el futur.

Altres mesures de gestió

En el procés d’utilitzar diversos tipus de pel·lícules de cobert, la seva capacitat de transmissió de llum es debilitarà gradualment i la velocitat de debilitament no només està relacionada amb les seves propietats físiques, sinó que també es relaciona amb l’entorn i la gestió circumdants durant l’ús. En el procés d’ús, el factor més important que condueix a la disminució del rendiment de transmissió lleugera és la contaminació de la superfície del cinema. Per tant, és extremadament important realitzar una neteja i neteja regular quan les condicions ho permeten. A més, s’ha de comprovar regularment l’estructura del recinte de l’hivernacle. Quan hi ha una fuita a la paret i al terrat frontal, s’ha de reparar a temps per evitar que l’hivernacle es vegi afectat per la infiltració d’aire fred.

Problemes existents i direcció de desenvolupament

Els investigadors han explorat i estudiat la tecnologia de conservació i emmagatzematge de la calor, la tecnologia de gestió i els mètodes d’escalfament dels hivernacles al nord-oest de zones no cultivades durant molts anys, que bàsicament es , i bàsicament es va adonar de la producció de verdures. Ha fet una contribució històrica a alleujar la contradicció entre els aliments i les verdures que competeixen per terres a la Xina. Tot i això, encara hi ha els problemes següents en la tecnologia de garantia de temperatura al nord -oest de la Xina.

Tipus d’hivernacle a actualitzar

Actualment, els tipus de hivernacles són encara els comuns construïts a finals del segle XX i principis d’aquest segle, amb una estructura senzilla, un disseny raonable, una mala capacitat de mantenir l’entorn tèrmic d’hivernacle i resistir els desastres naturals i la manca d’estandardització. Per tant, en el futur disseny d’hivernacle, la forma i la inclinació del sostre frontal, l’angle azimut de l’hivernacle, l’alçada de la paret posterior, la profunditat d’enfonsament de l’hivernacle, etc. i característiques climàtiques. Al mateix temps, només es pot plantar un cultiu en un hivernacle en la mesura del possible, de manera que es pot dur a terme la concordança de hivernacle normalitzada segons els requisits de llum i temperatura dels cultius plantats.

L’escala d’hivernacle és relativament petita.

Si l’escala d’hivernacle és massa petita, afectarà l’estabilitat de l’entorn tèrmic d’hivernacle i el desenvolupament de la mecanització. Amb l’augment gradual del cost laboral, el desenvolupament de la mecanització és una direcció important en el futur. Per tant, en el futur, ens hauríem de basar en el nivell de desenvolupament local, tenir en compte les necessitats del desenvolupament de mecanitzacions, dissenyar racionalment l’espai interior i la disposició dels hivernacles, accelerar la investigació i el desenvolupament d’equips agrícoles adequats per a les zones locals i Millora la taxa de mecanització de la producció d’hivernacle. Al mateix temps, segons les necessitats dels cultius i els patrons de cultiu, els equips rellevants haurien de ser igualats amb els estàndards i s’hauria de promoure la investigació i desenvolupament integrat, innovació i popularització de la ventilació, reducció d’humitat, conservació de calor i equips de calefacció.

El gruix de parets com la sorra i els blocs buits és encara gruixut.

Si la paret és massa gruixuda, tot i que l’efecte d’aïllament és bo, reduirà la taxa d’utilització del sòl, augmentarà el cost i la dificultat de la construcció. Per tant, en el futur desenvolupament, d’una banda, el gruix de la paret es pot optimitzar científicament segons les condicions climàtiques locals; D'altra banda, hauríem de promoure la llum i el desenvolupament simplificat de la paret posterior, de manera que la paret posterior de l'hivernacle només conserva la funció de la conservació de la calor, utilitza col·leccionistes solars i altres equips per substituir l'emmagatzematge i l'alliberament de calor de la paret . Els col·leccionistes solars tenen les característiques de l'eficiència de recollida de calor elevada, la forta capacitat de recollida de calor, l'estalvi d'energia, el baix carboni, etc. A la nit, amb una major eficiència d’utilització de calor.

Cal desenvolupar un edredó especial d’aïllament tèrmic.

El sostre frontal és el principal cos de dissipació de calor a l’hivernacle i el rendiment d’aïllament tèrmic de l’abocador d’aïllament tèrmic afecta directament l’entorn tèrmic interior. Actualment, l’entorn de la temperatura de l’hivernacle en algunes zones no és bo, en part perquè l’abocador d’aïllament tèrmic és massa prim i el rendiment d’aïllament tèrmic dels materials és insuficient. Al mateix temps, el edredó d’aïllament tèrmic encara té alguns problemes, com ara una mala impermeable i una habilitat d’esquí, l’envelliment fàcil de la superfície i els materials bàsics, etc. Per tant, en el futur, els materials d’aïllament tèrmic adequats s’han de seleccionar científicament segons el local S’han de dissenyar i desenvolupar les característiques i els requisits climàtics i els productes especials de cobrellit d’aïllament tèrmic adequats per a l’ús i la popularització locals.

Final

Informació citada

Luo Ganliang, Cheng Jieyu, Wang Pingzhi, etc. Estat de recerca de la temperatura ambiental Tecnologia de la tecnologia de l’hivernacle solar al nord-oest de terres no cultivades [J]. Tecnologia d’enginyeria agrícola, 2022,42 (28): 12-20.