Skleníkové záhradnícke technológie poľnohospodárskeho inžinierstva 2022-12-02 17:30 zverejnené v Pekingu

Rozvoj solárnych skleníkov v neobrábaných oblastiach, ako je púšť, Gobi a piesočnatá pôda, účinne vyriešil rozpor medzi potravinami a zeleninou, ktoré súperia o pôdu.Je to jeden z rozhodujúcich environmentálnych faktorov pre rast a vývoj teplotných plodín, ktorý často rozhoduje o úspechu alebo neúspechu produkcie skleníkových plodín.Preto, aby sme vyvinuli solárne skleníky v neobrábaných oblastiach, musíme najskôr vyriešiť problém skleníkov s teplotou prostredia.V tomto článku sú zhrnuté metódy regulácie teploty používané v nekultivovaných pôdnych skleníkoch v posledných rokoch a sú analyzované a zhrnuté existujúce problémy a smer vývoja teploty a ochrany životného prostredia v nekultivovaných pôdnych solárnych skleníkoch.

Čína má veľkú populáciu a menej dostupných pôdnych zdrojov.Viac ako 85 % pôdnych zdrojov tvoria neobrábané pôdne zdroje, ktoré sa sústreďujú najmä na severozápade Číny.Dokument č.1 Ústredného výboru z roku 2022 poukázal na to, že by sa mal zrýchliť rozvoj facility poľnohospodárstva a na základe ochrany ekologického prostredia by sa mala preskúmať využiteľná voľná pôda a pustatina na rozvoj facility poľnohospodárstva.Severozápad Číny je bohatý na púšť, Gobi, pustatinu a iné neobrábané pôdne zdroje a prírodné zdroje svetla a tepla, ktoré sú vhodné na rozvoj facility poľnohospodárstva.Preto má rozvoj a využívanie neobhospodarovaných pôdnych zdrojov na rozvoj skleníkov na neobrábanej pôde veľký strategický význam pre zabezpečenie národnej potravinovej bezpečnosti a zmiernenie konfliktov pri využívaní pôdy.

Neobrábaný solárny skleník je v súčasnosti hlavnou formou vysokoefektívneho rozvoja poľnohospodárstva na neobrábanej pôde.Na severozápade Číny je teplotný rozdiel medzi dňom a nocou veľký a nočná teplota v zime je nízka, čo často vedie k javu, že vnútorná minimálna teplota je nižšia ako teplota potrebná na normálny rast a vývoj. plodiny.Teplota je jedným z nevyhnutných environmentálnych faktorov pre rast a vývoj plodín.Príliš nízka teplota spomalí fyziologickú a biochemickú reakciu plodín a spomalí ich rast a vývoj.Keď je teplota nižšia ako limit, ktorý plodiny znesú, povedie to dokonca k poraneniu mrazom.Preto je obzvlášť dôležité zabezpečiť teplotu potrebnú pre normálny rast a vývoj plodín.Na udržanie správnej teploty solárneho skleníka nie je možné vyriešiť jediné opatrenie.Je potrebné ho zaručiť z hľadiska návrhu skleníka, konštrukcie, výberu materiálu, regulácie a denného riadenia.Tento článok preto zhrnie stav výskumu a pokrok v oblasti regulácie teploty nepestovaných skleníkov v Číne za posledné roky z hľadiska návrhu a konštrukcie skleníkov, opatrení na uchovanie a otepľovanie tepla a environmentálneho manažmentu, aby poskytol systematický odkaz na racionálne navrhovanie a riadenie nepestovaných skleníkov.

Konštrukcia a materiály skleníka

Tepelné prostredie skleníka závisí predovšetkým od priepustnosti, zachytávania a akumulačnej schopnosti skleníka slnečnému žiareniu, čo súvisí s primeraným návrhom orientácie skleníka, tvaru a materiálu svetlopriepustnej plochy, konštrukcie a materiálu steny a zadnej strechy, izolácia základov, veľkosť skleníka, režim nočnej izolácie a materiál prednej strechy atď., a tiež súvisí s tým, či konštrukcia a proces výstavby skleníka môže zabezpečiť efektívnu realizáciu projektových požiadaviek.

Svetelná priepustnosť prednej strechy

Hlavná energia v skleníku pochádza zo slnka.Zvýšenie priepustnosti svetla prednej strechy je prospešné pre skleník na získanie väčšieho množstva tepla a je tiež dôležitým základom pre zabezpečenie teplotného prostredia skleníka v zime.V súčasnosti existujú tri hlavné metódy na zvýšenie priepustnosti svetla a času príjmu svetla na prednej streche skleníka.

01 navrhnite primeranú orientáciu a azimut skleníka

Orientácia skleníka ovplyvňuje svetelný výkon skleníka a tepelnú akumulačnú kapacitu skleníka.Preto, aby sa v skleníku viac skladovalo teplo, orientácia nepestovaných skleníkov v severozápadnej Číne smeruje na juh.Pre špecifický azimut skleníka je pri výbere z juhu na východ výhodné „chytiť slnko“ a vnútorná teplota ráno rýchlo stúpa;Pri výbere z juhu na západ je pre skleník výhodné využiť popoludňajšie svetlo.Južný smer je kompromisom medzi vyššie uvedenými dvoma situáciami.Podľa poznatkov geofyziky sa Zem za deň otočí o 360° a azimut Slnka sa posunie približne o 1° každé 4 minúty.Preto vždy, keď sa azimut skleníka líši o 1°, čas priameho slnečného žiarenia sa bude líšiť asi o 4 minúty, to znamená, že azimut skleníka ovplyvňuje čas, kedy skleník vidí svetlo ráno a večer.

Keď sú ranné a popoludňajšie svetelné hodiny rovnaké a východ alebo západ sú pod rovnakým uhlom, skleník bude mať rovnaké svetelné hodiny.Pre oblasť severne od 37° severnej zemepisnej šírky je však ráno nízka teplota a neskorý čas odhaľovania paplónov, pričom popoludní a večer je teplota pomerne vysoká, preto je vhodné oddialiť čas zatváranie termoizolačnej prikrývky.Preto by si tieto oblasti mali vybrať juh až západ a naplno využiť popoludňajšie svetlo.Pre oblasti s 30°~35° severnej zemepisnej šírky, kvôli lepším svetelným podmienkam v dopoludňajších hodinách, môže byť čas zachovania tepla a odkrývania krytu tiež posunutý.Preto by si tieto oblasti mali zvoliť smer juh-východ, aby sa usilovali o viac ranného slnečného žiarenia pre skleník.V oblasti 35°~37°severnej zemepisnej šírky je však malý rozdiel v slnečnom žiarení ráno a poobede, preto je lepšie zvoliť južný smer.Či už ide o juhovýchod alebo juhozápad, uhol odchýlky je vo všeobecnosti 5° ~ 8° a maximum nesmie presiahnuť 10°.Severozápad Číny leží v rozmedzí 37°~50°severnej zemepisnej šírky, takže uhol azimutu skleníka je vo všeobecnosti od juhu na západ.Vzhľadom na to si skleník so slnečným žiarením navrhnutý Zhang Jingshe atď. v oblasti Taiyuan zvolil orientáciu 5° na západ od juhu, slnečný skleník postavený Changom Meimei atď. v oblasti Gobi v koridore Hexi prijal orientáciu 5° až 10° na západ od juhu a slnečný skleník postavený Ma Zhigui atď. v severnom Sin-ťiangu prijal orientáciu 8° na západ od juhu.

02 Navrhnite primeraný tvar prednej strechy a uhol sklonu

Tvar a sklon prednej strechy určuje uhol dopadu slnečných lúčov.Čím menší je uhol dopadu, tým väčšia je priepustnosť.Sun Juren verí, že tvar prednej strechy je určený najmä pomerom dĺžky hlavnej osvetľovacej plochy a zadného sklonu.Dlhý predný sklon a krátky zadný sklon sú prospešné pre osvetlenie a tepelnú ochranu prednej strechy.Chen Wei-Qian a ďalší si myslia, že hlavná osvetľovacia strecha solárneho skleníka používaná v oblasti Gobi má kruhový oblúk s polomerom 4,5 m, ktorý dokáže účinne odolávať chladu.Zhang Jingshe atď. si myslia, že je vhodnejšie použiť polkruhový oblúk na prednej streche skleníka v alpských oblastiach a oblastiach s vysokou zemepisnou šírkou.Čo sa týka uhla sklonu prednej strechy, podľa charakteristík priepustnosti svetla plastovej fólie, keď je uhol dopadu 0 ~ 40°, odrazivosť prednej strechy voči slnečnému žiareniu je malá a keď prekročí 40°, odrazivosť sa výrazne zvyšuje.Preto sa berie ako maximálny uhol dopadu 40° na výpočet uhla sklonu prednej strechy, aby aj počas zimného slnovratu mohlo slnečné žiarenie vstúpiť do skleníka v maximálnej miere.Preto pri navrhovaní solárneho skleníka vhodného pre neobrábané plochy vo Wuhai, Vnútornom Mongolsku, He Bin a iní vypočítali uhol sklonu prednej strechy s uhlom dopadu 40° a mysleli si, že pokiaľ bude väčší ako 30° °, mohol by spĺňať požiadavky na osvetlenie skleníka a ochranu tepla.Zhang Caihong a ďalší si myslia, že pri stavbe skleníkov v neobrábaných oblastiach Sin-ťiangu je uhol sklonu prednej strechy skleníkov v južnom Sin-ťiangu 31°, zatiaľ čo v severnom Sin-ťiangu je 32°~33,5°.

03 Vyberte si vhodné transparentné krycie materiály.

Okrem vplyvu vonkajších podmienok slnečného žiarenia sú dôležitými faktormi ovplyvňujúcimi svetelné a tepelné prostredie skleníka aj vlastnosti materiálu a priepustnosti svetla skleníkovej fólie.V súčasnosti je priepustnosť svetla plastových fólií ako PE, PVC, EVA a PO rôzna v dôsledku rôznych materiálov a hrúbok fólie.Vo všeobecnosti možno zaručiť, že priepustnosť svetla fólií, ktoré sa používajú 1-3 roky, bude celkovo vyššia ako 88 %, čo by sa malo vyberať podľa požiadaviek plodín na svetlo a teplotu.Navyše, okrem priepustnosti svetla v skleníku je aj rozloženie svetelného prostredia v skleníku faktorom, ktorému ľudia venujú čoraz väčšiu pozornosť.Preto bol v posledných rokoch priemyslom vysoko uznávaný krycí materiál na prenos svetla so zvýšeným rozptylom svetla, najmä v oblastiach so silným slnečným žiarením v severozápadnej Číne.Aplikácia filmu so zvýšeným rozptylom svetla znížila tieňový efekt na hornej a spodnej časti koruny plodiny, zvýšila svetlo v strednej a dolnej časti koruny plodiny, zlepšila fotosyntetické vlastnosti celej plodiny a preukázala dobrý efekt podpory. rast a zvyšovanie produkcie.

Rozumný dizajn veľkosti skleníka

Dĺžka skleníka je príliš dlhá alebo príliš krátka, čo ovplyvní reguláciu vnútornej teploty.Keď je dĺžka skleníka príliš krátka, pred východom a západom slnka je plocha zatienená východným a západným štítom veľká, čo neprispieva k otepľovaniu skleníka a kvôli jeho malému objemu to ovplyvní vnútornú pôdu a steny. absorpcia a uvoľňovanie tepla.Keď je dĺžka príliš veľká, je ťažké regulovať vnútornú teplotu a ovplyvní to pevnosť konštrukcie skleníka a konfiguráciu mechanizmu rolovania prikrývky na ochranu tepla.Výška a rozpätie skleníka priamo ovplyvňujú denné presvetlenie prednej strechy, veľkosť priestoru skleníka a pomer izolácie.Keď je rozpätie a dĺžka skleníka pevné, zvýšenie výšky skleníka môže zvýšiť uhol osvetlenia prednej strechy z hľadiska svetelného prostredia, čo prispieva k prenosu svetla;Z hľadiska tepelného prostredia sa zväčšuje výška steny a zväčšuje sa tepelnoakumulačná plocha zadnej steny, čo je prospešné pre akumuláciu tepla a odvod tepla zadnej steny.Okrem toho je priestor veľký, miera tepelnej kapacity je tiež veľká a tepelné prostredie skleníka je stabilnejšie.Samozrejme, zvýšenie výšky skleníka zvýši náklady na skleník, čo si vyžaduje komplexné zváženie.Preto by sme pri návrhu skleníka mali zvoliť primeranú dĺžku, rozpätie a výšku podľa miestnych podmienok.Napríklad Zhang Caihong a ďalší si myslia, že v severnom Sin-ťiangu je dĺžka skleníka 50 až 80 m, rozpätie 7 m a výška skleníka 3,9 m, zatiaľ čo v južnom Sin-ťiangu je dĺžka skleníka 50 až 80 m. rozpätie je 8 m a výška skleníka je 3,6 ~ 4,0 m;Uvažuje sa tiež, že rozpätie skleníka by nemalo byť menšie ako 7 m, a keď je rozpätie 8 m, účinok zachovania tepla je najlepší.Okrem toho, Chen Weiqian a iní si myslia, že dĺžka, rozpätie a výška solárneho skleníka by mala byť 80 m, 8 ~ 10 m a 3,8 ~ 4,2 m, keď je postavený v oblasti Gobi v Jiuquan, Gansu.

Zlepšite akumuláciu tepla a izolačnú schopnosť steny

Počas dňa stena akumuluje teplo absorbovaním slnečného žiarenia a tepla časti vnútorného vzduchu.V noci, keď je vnútorná teplota nižšia ako teplota steny, bude stena pasívne uvoľňovať teplo na vykurovanie skleníka.Ako hlavné teplo akumulačné teleso skleníka môže stena výrazne zlepšiť vnútorné nočné teplotné prostredie zlepšením svojej tepelnej akumulačnej kapacity.Tepelnoizolačná funkcia steny je zároveň základom pre stabilitu tepelného prostredia skleníka.V súčasnosti existuje niekoľko metód na zlepšenie tepelnej akumulácie a izolačnej schopnosti stien.

01 navrhnite primeranú štruktúru steny

Funkciou steny je najmä akumulácia a zachovanie tepla a zároveň väčšina stien skleníka slúži aj ako nosné prvky na podopretie krovu.Z hľadiska získania dobrého tepelného prostredia by rozumná stenová konštrukcia mala mať dostatočnú tepelnú akumulačnú schopnosť na vnútornej strane a dostatočnú tepelnú ochranu na vonkajšej strane, pričom by sa mali znižovať zbytočné tepelné mosty.Pri výskume akumulácie tepla a izolácie stien navrhli Bao Encai a ďalší pasívnu akumulačnú stenu tepla zo stuhnutého piesku v púštnej oblasti Wuhai vo Vnútornom Mongolsku.Z vonkajšej strany sa ako izolačná vrstva použila pórovitá tehla a zvnútra sa použil stuhnutý piesok ako vrstva na akumuláciu tepla.Test ukázal, že vnútorná teplota môže počas slnečných dní dosiahnuť 13,7 ℃.Ma Yuehong atď. navrhol v severnom Sin-ťiangu kompozitnú stenu z maltových blokov z pšeničnej škrupiny, v ktorej je nehasené vápno vyplnené do maltových blokov ako vrstva na akumuláciu tepla a vrecia na trosku sú naskladané vonku ako izolačná vrstva.Stena z dutých blokov, ktorú navrhol Zhao Peng atď. v oblasti Gobi v provincii Gansu, používa 100 mm hrubú benzénovú dosku ako izolačnú vrstvu na vonkajšej strane a pieskovú a dutú tehlu ako vrstvu na akumuláciu tepla vo vnútri.Test ukazuje, že priemerná teplota v zime je v noci nad 10 °C a regenerácia Chai atď. tiež používa piesok a štrk ako izolačnú vrstvu a vrstvu na akumuláciu tepla na stene v oblasti Gobi v provincii Gansu.Z hľadiska zníženia tepelných mostov navrhol Yan Junyue atď. ľahkú a zjednodušenú zostavenú zadnú stenu, ktorá nielen zlepšila tepelný odpor steny, ale zlepšila aj tesniace vlastnosti steny nalepením polystyrénovej dosky na vonkajšiu stranu zadnej strany. stena;Wu Letian atď. nastavil železobetónový prstencový nosník nad základ steny skleníka a použil lichobežníkové tehlové razenie tesne nad prstencovým nosníkom na podoprenie zadnej strechy, čím sa vyriešil problém, že v skleníkoch v Hotiane ľahko dochádza k prasklinám a poklesu základov, Xinjiang, čím ovplyvnila tepelnú izoláciu skleníkov.

02 Vyberte si vhodné akumulačné a izolačné materiály.

Tepelnoakumulačný a izolačný účinok steny závisí v prvom rade od výberu materiálov.V severozápadnej púšti, Gobi, piesočnatej krajine a ďalších oblastiach, podľa podmienok lokality, výskumníci vzali miestne materiály a urobili odvážne pokusy navrhnúť mnoho rôznych druhov zadných stien solárnych skleníkov.Napríklad, keď Zhang Guosen a iní postavili skleníky na pieskových a štrkových poliach v Gansu, piesok a štrk sa použili ako akumulačné a izolačné vrstvy stien;Podľa charakteristík Gobi a púšte v severozápadnej Číne navrhol Zhao Peng akýsi dutý blokový múr s pieskovcovým a dutým blokom ako materiálom.Test ukazuje, že priemerná vnútorná nočná teplota je nad 10 ℃.Vzhľadom na nedostatok stavebných materiálov, ako sú tehly a hlina v regióne Gobi na severozápade Číny, Zhou Changji a ďalší zistili, že miestne skleníky zvyčajne používajú kamienky ako stenové materiály pri skúmaní solárnych skleníkov v regióne Gobi v Kizilsu Kirgiz, Xinjiang.Vzhľadom na tepelný výkon a mechanickú pevnosť kamienkov má skleník postavený z kamienkov dobrý výkon z hľadiska zachovania tepla, akumulácie tepla a nosnosti.Podobne aj Zhang Yong a pod. tiež používajú kamienky ako hlavný materiál steny a navrhli nezávislú kamienkovú zadnú stenu na akumuláciu tepla v Shanxi a na iných miestach.Test ukazuje, že efekt akumulácie tepla je dobrý.Zhang atď. navrhol druh pieskovcovej steny podľa charakteristík severozápadnej oblasti Gobi, ktorá môže zvýšiť vnútornú teplotu o 2,5 ℃.Okrem toho Ma Yuehong a ďalší testovali tepelnú akumulačnú kapacitu pieskovej steny vyplnenej blokmi, blokovej steny a tehlovej steny v meste Hotian, Xinjiang.Výsledky ukázali, že piesková stena vyplnená blokmi mala najväčšiu schopnosť akumulovať teplo.Okrem toho s cieľom zlepšiť tepelnú akumulačnú schopnosť steny výskumníci aktívne vyvíjajú nové materiály a technológie akumulácie tepla.Napríklad Bao Encai navrhol materiál vytvrdzovacieho činidla s fázovou zmenou, ktorý možno použiť na zlepšenie kapacity akumulácie tepla zadnej steny solárneho skleníka v severozápadných neobrábaných oblastiach.Pri prieskume miestnych materiálov sa ako stenové materiály používajú aj kopy sena, troska, benzénové dosky a slama, tieto materiály však zvyčajne majú iba funkciu tepelnej ochrany a nemajú schopnosť akumulovať teplo.Všeobecne povedané, steny vysypané štrkom a tvárnicami majú dobrú tepelnú akumulačnú a izolačnú schopnosť.

03 Vhodne zväčšite hrúbku steny

Tepelný odpor je zvyčajne dôležitým ukazovateľom na meranie tepelnoizolačného výkonu steny a faktorom, ktorý ovplyvňuje tepelný odpor, je okrem tepelnej vodivosti materiálu aj hrúbka vrstvy materiálu.Preto na základe výberu vhodných tepelnoizolačných materiálov vhodným zväčšením hrúbky steny možno zvýšiť celkový tepelný odpor steny a znížiť tepelné straty stenou, čím sa zvýši tepelná izolácia a tepelnoakumulačná schopnosť steny a celý skleník.Napríklad v Gansu a iných oblastiach je priemerná hrúbka steny vreca s pieskom v meste Zhangye 2,6 m, zatiaľ čo v meste Jiuquan je hrúbka maltového muriva 3,7 m.Čím je stena hrubšia, tým má väčšiu tepelnú izoláciu a tepelnú akumulačnú schopnosť.Príliš hrubé steny však zvýšia záber pôdy a náklady na výstavbu skleníka.Z hľadiska zlepšenia tepelnoizolačnej schopnosti by sme preto mali uprednostniť aj výber vysoko tepelne izolačných materiálov s nízkou tepelnou vodivosťou, akými sú polystyrén, polyuretán a iné materiály a následne hrúbku primerane zväčšiť.

Rozumný dizajn zadnej strechy

Pri návrhu zadnej strechy je hlavným hľadiskom nespôsobiť vplyv tienenia a zlepšiť tepelnoizolačnú schopnosť.Aby sa obmedzil vplyv tienenia na zadnú strechu, je nastavenie jej sklonu založené najmä na skutočnosti, že zadná strecha môže počas dňa, keď sa pestujú a pestujú plodiny, dostávať priame slnečné svetlo.Preto sa uhol sklonu zadnej strechy vo všeobecnosti volí tak, aby bol lepší ako lokálny uhol nadmorskej výšky slnečného žiarenia zimného slnovratu 7°~8°.Napríklad Zhang Caihong a ďalší si myslia, že pri výstavbe solárnych skleníkov v Gobi a soľno-alkalických oblastiach v Sin-ťiangu je projektovaná dĺžka zadnej strechy 1,6 m, takže uhol sklonu zadnej strechy je 40° na juhu Sin-ťiangu a 45° na severe Sin-ťiangu.Chen Wei-Qian a ďalší si myslia, že zadná strecha solárneho skleníka v oblasti Jiuquan Gobi by mala byť naklonená o 40°.Pri tepelnej izolácii zadnej strechy treba zabezpečiť tepelnoizolačnú schopnosť najmä pri výbere tepelnoizolačných materiálov, potrebnom návrhu hrúbky a primeranom preplátovaní tepelnoizolačných materiálov pri výstavbe.

Znížte tepelné straty pôdy

Počas zimnej noci, pretože teplota vnútornej pôdy je vyššia ako teplota vonkajšej pôdy, sa teplo vnútornej pôdy prenáša vedením tepla do vonkajšej, čo spôsobí stratu skleníkového tepla.Existuje niekoľko spôsobov, ako znížiť tepelné straty pôdy.

01 izolácia pôdy

Zem riadne klesá, vyhýba sa zamrznutej vrstve pôdy a využíva pôdu na uchovanie tepla.Napríklad solárny skleník „1448 troch materiálov-jedno telo“ vyvinutý spoločnosťou Chai Regeneration a iná neobrábaná pôda v Hexi koridore bol postavený vykopaním 1 m nadol, čím sa účinne zabránilo zamrznutej vrstve pôdy;Vzhľadom na skutočnosť, že hĺbka zamrznutej pôdy v oblasti Turpan je 0,8 m, Wang Huamin a ďalší navrhli vykopať 0,8 m, aby zlepšili tepelnoizolačnú kapacitu skleníka.Keď Zhang Guosen atď. postavili zadnú stenu dvojoblúkového dvojvrstvového kopacieho solárneho skleníka na neornej pôde, hĺbka kopania bola 1 m.Experiment ukázal, že najnižšia teplota v noci sa zvýšila o 2 ~ 3 ℃ v porovnaní s tradičným solárnym skleníkom druhej generácie.

02 základová ochrana proti chladu

Hlavnou metódou je vykopať studenú priekopu pozdĺž základovej časti prednej strechy, zasypať tepelnoizolačnými materiálmi alebo priebežne zakopať tepelnoizolačné materiály pod zem pozdĺž časti základovej steny, pričom cieľom všetkých týchto metód je znížiť tepelné straty spôsobené prenos tepla cez pôdu na okrajovej časti skleníka.Použité tepelnoizolačné materiály vychádzajú najmä z miestnych podmienok v severozápadnej Číne a možno ich získať lokálne, ako je seno, škvara, minerálna vlna, polystyrénová doska, kukuričná slama, konský hnoj, opadané lístie, polámaná tráva, piliny, burina, slama atď.

03 mulčovacia fólia

Zakrytím plastovou fóliou sa cez plastovú fóliu môže počas dňa dostať slnečné svetlo do pôdy a pôda absorbuje slnečné teplo a zahrieva sa.Okrem toho môže plastová fólia blokovať dlhovlnné žiarenie odrážané pôdou, čím sa znižuje strata žiarenia pôdy a zvyšuje sa akumulácia tepla pôdy.V noci môže plastová fólia brániť konvekčnej výmene tepla medzi pôdou a vnútorným vzduchom, čím sa znížia tepelné straty pôdy.Plastová fólia môže zároveň znížiť straty latentného tepla spôsobené odparovaním pôdnej vody.Wei Wenxiang zakryl skleník plastovou fóliou na plošine Qinghai a experiment ukázal, že teplota zeme sa mohla zvýšiť asi o 1 ° C.

Posilnite tepelnoizolačný výkon prednej strechy

Predná strecha skleníka je hlavnou plochou na odvádzanie tepla a stratené teplo tvorí viac ako 75 % celkových tepelných strát v skleníku.Posilnenie tepelnoizolačnej schopnosti prednej strechy skleníka preto môže účinne znížiť straty cez prednú strechu a zlepšiť zimné teplotné prostredie skleníka.V súčasnosti existujú tri hlavné opatrenia na zlepšenie tepelnoizolačnej schopnosti prednej strechy.

01 Používa sa viacvrstvová priehľadná krytina.

Štrukturálne, použitie dvojvrstvovej fólie alebo trojvrstvovej fólie ako svetlopriepustného povrchu skleníka môže účinne zlepšiť tepelnoizolačný výkon skleníka.Napríklad Zhang Guosen a ďalší navrhli dvojoblúkový dvojvrstvový solárny skleník typu kopania v oblasti Gobi v meste Jiuquan.Vonkajšia strana prednej strechy skleníka je vyrobená z EVA fólie a vnútorná strana skleníka je vyrobená z PVC fólie proti starnutiu bez odkvapkávania.Experimenty ukazujú, že v porovnaní s tradičným solárnym skleníkom druhej generácie je tepelnoizolačný efekt vynikajúci a najnižšia teplota v noci stúpne v priemere o 2~3℃.Podobne aj Zhang Jingshe, atď., navrhli solárny skleník s dvojitým fóliovým pokrytím pre klimatické charakteristiky vysokej zemepisnej šírky a silných chladných oblastí, čo výrazne zlepšilo tepelnú izoláciu skleníka.V porovnaní s kontrolným skleníkom sa nočná teplota zvýšila o 3 ℃.Okrem toho sa Wu Letian a ďalší pokúsili použiť tri vrstvy 0,1 mm hrubého EVA filmu na prednú strechu solárneho skleníka navrhnutého v púštnej oblasti Hetian, Xinjiang.Viacvrstvová fólia dokáže efektívne znížiť tepelné straty prednej strechy, ale pretože priepustnosť svetla jednovrstvovej fólie je v podstate asi 90%, viacvrstvová fólia prirodzene povedie k útlmu priepustnosti svetla.Preto je potrebné pri výbere viacvrstvového svetlopriepustného prekrytia venovať náležitú pozornosť svetelným podmienkam a požiadavkám na osvetlenie skleníkov.

02 Posilnite nočnú izoláciu prednej strechy

Na prednú strechu je použitá plastová fólia na zvýšenie priepustnosti svetla cez deň a v noci sa stáva najslabším miestom v celom skleníku.Potrebným tepelnoizolačným opatrením solárnych skleníkov je preto pokrytie vonkajšieho povrchu prednej strechy hrubou kompozitnou tepelnoizolačnou prikrývkou.Napríklad v alpskom regióne Qinghai Liu Yanjie a ďalší používali slamené závesy a kraftový papier ako termoizolačné prikrývky na experimenty.Výsledky testov ukázali, že najnižšia vnútorná teplota v skleníku v noci mohla dosiahnuť viac ako 7,7 ℃.Okrem toho Wei Wenxiang verí, že tepelné straty skleníka možno znížiť o viac ako 90 % použitím dvojitých trávových závesov alebo sulfátového papiera na tepelnú izoláciu v tejto oblasti.Okrem toho Zou Ping atď. použil tepelnú izolačnú prikrývku z vpichovanej plsti z recyklovaného vlákna v solárnom skleníku v regióne Gobi v Sin-ťiangu a Chang Meimei atď. použil tepelnoizolačnú sendvičovú bavlnenú termoizolačnú prikrývku v solárnom skleníku v regióne Gobi Hexi chodba.V súčasnosti sa v solárnych skleníkoch používa mnoho druhov tepelne izolačných prikrývok, ale väčšina z nich je vyrobená z vpichovanej plsti, striekanej bavlny, perleťovej bavlny atď., s vodeodolnými alebo anti-aging povrchovými vrstvami na oboch stranách.Podľa mechanizmu tepelnej izolácie tepelnoizolačnej prikrývky by sme na zlepšenie jej tepelnoizolačných vlastností mali začať so zlepšením jej tepelného odporu a znížením súčiniteľa prestupu tepla, pričom hlavnými opatreniami sú zníženie tepelnej vodivosti materiálov, zvýšenie hrúbky Materiálové vrstvy alebo zvýšenie počtu vrstiev materiálu atď. Preto je v súčasnosti jadrový materiál termoizolačnej prikrývky s vysokými tepelnoizolačnými vlastnosťami často vyrobený z viacvrstvových kompozitných materiálov.Podľa testu môže súčiniteľ prestupu tepla tepelnoizolačnej prikrývky s vysokým tepelnoizolačným výkonom v súčasnosti dosiahnuť 0,5 W/(m2℃), čo poskytuje lepšiu záruku tepelnej izolácie skleníkov v chladných oblastiach v zime.Samozrejme, severozápadná oblasť je veterná a prašná a ultrafialové žiarenie je silné, takže povrchová vrstva tepelnej izolácie by mala mať dobrý účinok proti starnutiu.

03 Pridajte vnútornú tepelnoizolačnú clonu.

Aj keď je predná strecha slnečného skleníka v noci pokrytá vonkajšou termoizolačnou prikrývkou, čo sa týka ostatných konštrukcií celého skleníka, predná strecha je v noci stále slabým miestom celého skleníka.Preto projektový tím „Konštrukcia a technológia výstavby skleníka v severozápadnej neornej pôde“ navrhol jednoduchý vnútorný tepelnoizolačný roll-up systém (obrázok 1), ktorého konštrukcia pozostáva z pevného vnútorného tepelnoizolačného závesu na prednej päte a pohyblivý vnútorný tepelnoizolačný záves v hornom priestore.Horný pohyblivý tepelnoizolačný záves sa počas dňa otvára a prehýba pri zadnej stene skleníka, čo neovplyvňuje osvetlenie skleníka;Pevná termoizolačná prikrývka v spodnej časti plní v noci úlohu utesnenia.Vnútorná izolácia je úhľadná a ľahko ovládateľná a v lete môže hrať aj úlohu tienenia a chladenia.

Technológia aktívneho zahrievania

Z dôvodu nízkych zimných teplôt v severozápadnej Číne, ak sa spoliehame len na uchovanie a akumuláciu tepla v skleníkoch, stále nedokážeme splniť požiadavky na produkciu prezimovania plodín v chladnom počasí, takže existujú aj niektoré aktívne otepľovacie opatrenia. dotknutých.

Systém skladovania solárnej energie a uvoľňovania tepla

Dôležitým dôvodom je, že stena nesie funkcie tepelnej ochrany, akumulácie tepla a nosnosti, čo vedie k vysokým nákladom na výstavbu a nízkej miere využitia pôdy solárnych skleníkov.Zjednodušenie a montáž solárnych skleníkov bude preto určite dôležitým smerom rozvoja v budúcnosti.Zjednodušením funkcie steny je medzi nimi uvoľnenie funkcie steny akumulácie a odvodu tepla, takže zadná stena nesie iba funkciu tepelnej ochrany, čo je efektívny spôsob, ako zjednodušiť vývoj.Napríklad systém aktívneho uchovávania a uvoľňovania tepla Fang Hui (obrázok 2) je široko používaný v neobrábaných oblastiach, ako sú Gansu, Ningxia a Xinjiang.Jeho zariadenie na zber tepla je zavesené na severnej stene.Cez deň sa teplo odoberané tepelným akumulačným zariadením akumuluje v tepelnom akumulačnom telese cirkuláciou teploakumulačného média a v noci sa teplo uvoľňuje a ohrieva cirkuláciou teploakumulačného média, čím sa realizuje tzv. prenos tepla v čase a priestore.Experimenty ukazujú, že minimálna teplota v skleníku sa môže pomocou tohto zariadenia zvýšiť o 3 ~ 5 ℃.Wang Zhiwei atď. navrhol vykurovací systém s vodnou clonou pre solárny skleník v južnej oblasti púšte Xinjiang, ktorý môže v noci zvýšiť teplotu skleníka o 2,1 ℃.

Okrem toho Bao Encai atď. navrhol systém aktívnej cirkulácie tepla pre severnú stenu.Cez deň cez cirkuláciu axiálnych ventilátorov prúdi vnútorný horúci vzduch teplovodným potrubím uloženým v severnej stene a teplonosné potrubie si vymieňa teplo s teploakumulačnou vrstvou vo vnútri steny, čím sa výrazne zlepšuje tepelnoakumulačná schopnosť. stena.Okrem toho solárny systém akumulácie tepla s fázovou zmenou, ktorý navrhol Yan Yantao atď., ukladá teplo v materiáloch s fázovou zmenou cez solárne kolektory počas dňa a potom odvádza teplo do vnútorného vzduchu cirkuláciou vzduchu v noci, čo môže zvýšiť priemerná teplota v noci o 2,0 ℃.Vyššie uvedené technológie a zariadenia na využitie solárnej energie sa vyznačujú hospodárnosťou, úsporou energie a nízkymi emisiami uhlíka.Po optimalizácii a zlepšení by mali mať dobré vyhliadky na uplatnenie v oblastiach s bohatými zdrojmi solárnej energie v severozápadnej Číne.

Ďalšie technológie prídavného vykurovania

01 energetické vykurovanie biomasou

Podstielka, slama, kravský trus, ovčí trus a hydinový trus sa zmiešajú s biologickými baktériami a zahrabú do pôdy v skleníku.Počas procesu fermentácie sa vytvára veľa tepla a počas procesu fermentácie sa vytvára veľa prospešných kmeňov, organických látok a CO2.Užitočné kmene môžu inhibovať a zabíjať rôzne baktérie a môžu znížiť výskyt skleníkových chorôb a škodcov;Organická hmota sa môže stať hnojivom pre plodiny;Produkovaný CO2 môže zvýšiť fotosyntézu plodín.Napríklad Wei Wenxiang zakopal horúce organické hnojivá, ako je konský hnoj, kravský hnoj a ovčí hnoj, do vnútornej pôdy v slnečnom skleníku na plošine Qinghai, čo účinne zvýšilo teplotu zeme.V solárnom skleníku v púštnej oblasti Gansu použil Zhou Zhilong slamu a organické hnojivo na fermentáciu medzi plodinami.Test ukázal, že teplota skleníka sa môže zvýšiť o 2 ~ 3 ℃.

02 kúrenie uhlím

K dispozícii sú umelé kachle, energeticky úsporný ohrievač vody a kúrenie.Napríklad po vyšetrovaní na náhornej plošine Qinghai Wei Wenxiang zistil, že umelé vykurovanie pecí sa používalo hlavne lokálne.Tento spôsob ohrevu má výhody rýchlejšieho ohrevu a zjavného ohrevu.V procese spaľovania uhlia však budú vznikať škodlivé plyny ako SO2, CO a H2S, preto je potrebné odvádzať škodlivé plyny dobre.

03 elektrické kúrenie

Na ohrev prednej strechy skleníka použite elektrický vykurovací drôt alebo elektrický ohrievač.Ohrevný efekt je pozoruhodný, použitie je bezpečné, v skleníku nevznikajú žiadne škodliviny a vykurovacie zariadenie sa ľahko ovláda.Chen Weiqian a ďalší si myslia, že problém poškodenia mrazom v zime v oblasti Jiuquan bráni rozvoju miestneho poľnohospodárstva v Gobi a na vykurovanie skleníka je možné použiť elektrické vykurovacie telesá.Vďaka použitiu vysokokvalitných zdrojov elektrickej energie je však spotreba energie vysoká a náklady sú vysoké.Navrhuje sa, aby sa používal ako dočasný prostriedok núdzového vykurovania v extrémne chladnom počasí.

Opatrenia environmentálneho manažmentu

V procese výroby a používania skleníka nemôže kompletné vybavenie a bežná prevádzka účinne zabezpečiť, aby jeho tepelné prostredie spĺňalo konštrukčné požiadavky.V skutočnosti používanie a riadenie zariadení často zohráva kľúčovú úlohu pri vytváraní a udržiavaní tepelného prostredia, z ktorých najdôležitejšia je každodenná správa tepelnej izolácie prikrývky a vetrania.

Správa tepelnoizolačnej prikrývky

Tepelnoizolačná prikrývka je kľúčom k nočnej tepelnej izolácii prednej strechy, preto je mimoriadne dôležité zdokonaliť jej každodennú správu a údržbu, pričom treba venovať pozornosť najmä nasledujúcim problémom:①Zvoľte vhodný čas otvárania a zatvárania termoizolačnej prikrývky .Čas otvárania a zatvárania termoizolačnej prikrývky ovplyvňuje nielen dobu osvetlenia skleníka, ale ovplyvňuje aj proces vykurovania v skleníku.Príliš skoré alebo príliš neskoré otváranie a zatváranie termoizolačnej prikrývky neprospieva zhromažďovaniu tepla.Ak je paplón ráno odkrytý príliš skoro, vnútorná teplota príliš klesne v dôsledku nízkej vonkajšej teploty a slabého svetla.Naopak, ak je čas odkrývania prikrývky neskoro, skráti sa čas príjmu svetla v skleníku a oneskorí sa čas nárastu vnútornej teploty.V popoludňajších hodinách, ak sa termoizolačná prikrývka vypne príliš skoro, skráti sa doba expozície v interiéri a zníži sa akumulácia tepla v pôde a stenách v interiéri.Naopak, ak sa tepelná ochrana vypne príliš neskoro, odvod tepla skleníka sa v dôsledku nízkej vonkajšej teploty a slabého svetla zvýši.Preto vo všeobecnosti, keď sa termoizolačná prikrývka ráno zapne, je vhodné, aby teplota stúpla po poklese o 1~2℃, zatiaľ čo keď je termoizolačná prikrývka vypnutá, je vhodné, aby teplota stúpla. po poklese o 1~2 ℃.② Pri zatváraní termoizolačnej prikrývky dávajte pozor, či tepelnoizolačná prikrývka tesne pokrýva všetky predné striešky a v prípade medzery ich včas upravte.③ Po úplnom zložení termoizolačnej prikrývky skontrolujte, či je spodná časť zhutnená, aby sa predišlo tomu, že v noci vietor nadvihne efekt ochrany tepla.④ Tepelnoizolačnú prikrývku včas skontrolujte a udržiavajte, najmä ak je tepelnoizolačná prikrývka poškodená, včas ju opravte alebo vymeňte.⑤ Venujte pozornosť poveternostným podmienkam včas.Pri daždi alebo snehu včas prikryte termoizolačnú prikrývku a včas odstráňte sneh.

Riadenie vetracích otvorov

Účelom vetrania v zime je upraviť teplotu vzduchu, aby sa zabránilo nadmernej teplote okolo poludnia;Druhým je odstránenie vnútornej vlhkosti, zníženie vlhkosti vzduchu v skleníku a kontrola škodcov a chorôb;Tretím je zvýšenie koncentrácie CO2 v interiéri a podpora rastu plodín.Vetranie a tepelná ochrana sú však protichodné.Ak vetranie nie je správne riadené, pravdepodobne to povedie k problémom s nízkou teplotou.Preto, kedy a na ako dlho otvárať prieduchy, je potrebné kedykoľvek dynamicky prispôsobiť podmienkam prostredia skleníka.V severozápadných neobrábaných oblastiach sa správa prieduchov skleníka delí najmä na dva spôsoby: ručné ovládanie a jednoduché mechanické vetranie.Doba otvorenia a doba vetrania prieduchov však vychádzajú najmä zo subjektívneho úsudku ľudí, preto sa môže stať, že sa prieduchy otvoria príliš skoro alebo príliš neskoro.Na vyriešenie vyššie uvedených problémov navrhol Yin Yilei etc. strešné inteligentné vetracie zariadenie, ktoré dokáže určiť čas otvorenia a veľkosť otvárania a zatvárania vetracích otvorov podľa zmien vnútorného prostredia.S prehlbovaním výskumu zákona o zmene životného prostredia a dopytu po plodinách, ako aj s popularizáciou a pokrokom v technológiách a zariadeniach, ako je vnímanie životného prostredia, zber informácií, analýza a kontrola, by mala byť automatizácia riadenia ventilácie v solárnych skleníkoch nevyhnutná. dôležitým smerom rozvoja v budúcnosti.

Iné riadiace opatrenia

V procese používania rôznych druhov prešlupných fólií bude ich priepustnosť svetla postupne slabnúť a rýchlosť oslabovania nesúvisí len s ich vlastnými fyzikálnymi vlastnosťami, ale súvisí aj s okolitým prostredím a hospodárením počas používania.V procese používania je najdôležitejším faktorom, ktorý vedie k poklesu výkonu prestupu svetla, znečistenie povrchu fólie.Preto je mimoriadne dôležité vykonávať pravidelné čistenie a čistenie, keď to podmienky dovoľujú.Okrem toho by sa mala pravidelne kontrolovať konštrukcia krytu skleníka.Keď dôjde k netesnosti v stene a prednej streche, mala by byť opravená včas, aby sa zabránilo ovplyvneniu skleníka infiltráciou studeného vzduchu.

Existujúce problémy a smer vývoja

Výskumníci už mnoho rokov skúmali a študovali technológiu uchovávania a skladovania tepla, technológiu riadenia a otepľovanie skleníkov v severozápadných neobrábaných oblastiach, čím sa v podstate realizovala prezimujúca produkcia zeleniny, výrazne zlepšila schopnosť skleníka odolávať poraneniam spôsobeným chladom pri nízkej teplote. , a v podstate realizoval prezimovanie produkcie zeleniny.Historicky prispela k zmierneniu rozporu medzi potravinami a zeleninou, ktoré súperia o pôdu v Číne.V technológii záruky teploty v severozápadnej Číne však stále existujú nasledujúce problémy.

Typy skleníkov, ktoré sa majú modernizovať

V súčasnosti sú tieto typy skleníkov stále bežné typy skleníkov, ktoré boli postavené koncom 20. storočia a začiatkom tohto storočia, s jednoduchou konštrukciou, nerozumným dizajnom, zlou schopnosťou udržiavať tepelné prostredie skleníka a odolávať prírodným katastrofám a nedostatočnou štandardizáciou.Preto by sa v budúcom návrhu skleníka mali štandardizovať tvar a sklon prednej strechy, azimutový uhol skleníka, výška zadnej steny, hĺbka potopenia skleníka atď., a to úplnou kombináciou miestnej zemepisnej šírky. a klimatické vlastnosti.Zároveň môže byť v skleníku vysadená iba jedna plodina, pokiaľ je to možné, takže je možné vykonávať štandardizované párovanie skleníkov podľa požiadaviek na svetlo a teplotu vysadených plodín.

Skleníkový rozsah je relatívne malý.

Ak je mierka skleníka príliš malá, ovplyvní to stabilitu tepelného prostredia skleníka a rozvoj mechanizácie.S postupným zvyšovaním ceny práce je dôležitým smerom do budúcnosti rozvoj mechanizácie.V budúcnosti by sme preto mali vychádzať z lokálnej rozvojovej úrovne, brať do úvahy potreby rozvoja mechanizácie, racionálne navrhovať vnútorný priestor a dispozičné riešenie skleníkov, urýchliť výskum a vývoj poľnohospodárskej techniky vhodnej pre miestne oblasti, racionálne navrhnúť vnútorný priestor a dispozičné riešenie skleníkov. zlepšiť rýchlosť mechanizácie produkcie skleníkov.Zároveň by sa podľa potrieb plodín a spôsobov pestovania malo príslušné vybavenie zosúladiť s normami a mal by sa podporovať integrovaný výskum a vývoj, inovácia a popularizácia zariadení na vetranie, znižovanie vlhkosti, uchovanie tepla a vykurovanie.

Hrúbka stien, ako je piesok a duté bloky, je stále hrubá.

Ak je stena príliš hrubá, hoci je izolačný účinok dobrý, zníži sa miera využitia pôdy, zvýši sa náklady a náročnosť výstavby.Preto v budúcom vývoji možno na jednej strane hrúbku steny vedecky optimalizovať podľa miestnych klimatických podmienok;Na druhej strane by sme mali presadzovať odľahčenie a zjednodušenie rozvoja zadnej steny, aby si zadná stena skleníka zachovala len funkciu tepelnej ochrany, využívať solárne kolektory a ďalšie zariadenia na nahradenie akumulácie tepla a uvoľňovanie zo steny. .Solárne kolektory sa vyznačujú vysokou účinnosťou zberu tepla, silnou kapacitou zberu tepla, úsporou energie, nízkym obsahom uhlíka a tak ďalej a väčšina z nich môže realizovať aktívnu reguláciu a riadenie a môže vykonávať cielené exotermické vykurovanie podľa environmentálnych požiadaviek skleníka. v noci, s vyššou účinnosťou využitia tepla.

Je potrebné vyvinúť špeciálnu termoizolačnú prikrývku.

Predná strecha je hlavným telesom odvodu tepla v skleníku a tepelnoizolačný výkon tepelne izolačnej prikrývky priamo ovplyvňuje vnútorné tepelné prostredie.V súčasnosti nie je teplotné prostredie skleníka v niektorých oblastiach dobré, čiastočne preto, že tepelnoizolačná prikrývka je príliš tenká a tepelnoizolačné vlastnosti materiálov sú nedostatočné.Súčasne má termoizolačná prikrývka stále určité problémy, ako je zlá vodeodolná a lyžiarska schopnosť, ľahké starnutie povrchových a jadrových materiálov atď. Preto by sa v budúcnosti mali vedecky vyberať vhodné tepelnoizolačné materiály podľa miestnych mali by byť navrhnuté a vyvinuté klimatické vlastnosti a požiadavky a špeciálne termoizolačné prikrývky vhodné na lokálne použitie a popularizáciu.

KONIEC

Citované informácie

Luo Ganliang, Cheng Jieyu, Wang Pingzhi, atď. Výskum stavu garancie teploty prostredia technológie solárneho skleníka na severozápade neobrábanej pôdy [J].Technológia poľnohospodárskej techniky, 2022,42(28):12-20.