Kasvuhooneaianduse põllumajandustehnika tehnoloogia 2022-12-02 17:30 avaldatud Pekingis

Päikeseenergia kasvuhoonete arendamine mitteharitavatel aladel, nagu kõrb, Gobi ja liivane maa, on tõhusalt lahendanud vastuolu toidu ja köögiviljade vahel, mis konkureerivad maa pärast. See on üks otsustavaid keskkonnategureid kuumakultuuride kasvu ja arengu jaoks, mis sageli määrab kasvuhoonekultuuride tootmise edukuse või ebaõnnestumise. Seega, et arendada päikeseenergia kasvuhooneid mitteharitavatel aladel, peame esmalt lahendama kasvuhoonete keskkonnatemperatuuri probleemi. Käesolevas artiklis võetakse kokku viimastel aastatel mitteharitava maa kasvuhoonetes kasutatud temperatuuri reguleerimise meetodid ning analüüsitakse ja tehakse kokkuvõte mitteharitava maa kasvuhoonetes olemasolevatest temperatuuri- ja keskkonnakaitse probleemidest ja arengusuundadest.

Hiinas on suur rahvaarv ja vähem maavarasid. Üle 85% maaressurssidest on harimata maavarad, mis on koondunud peamiselt Loode-Hiinasse. Keskkomitee 2022. aasta dokumendis nr 1 toodi välja, et objektipõllumajanduse arengut tuleks kiirendada ning ökoloogilise keskkonna kaitsest lähtuvalt uurida objektipõllumajanduse arendamiseks kasutatavat vaba maad ja tühermaad. Loode-Hiina on rikas kõrbe, Gobi, tühermaa ja muude harimata maaressursside ning looduslike valgus- ja soojusressursside poolest, mis sobivad rajatiste põllumajanduse arendamiseks. Seetõttu on mitteharitava maa ressursi arendamine ja kasutamine harimata maa kasvuhoonete arendamiseks suure strateegilise tähtsusega riikliku toidujulgeoleku tagamisel ja maakasutuskonfliktide leevendamisel.

Praegu on mitteharitatav päikeseenergia kasvuhoone peamine tõhusa põllumajanduse arendamise vorm mitteharitaval maal. Loode-Hiinas on päeva ja öö temperatuuride erinevus suur ning öine temperatuur talvel madal, mis sageli põhjustab nähtust, et siseruumides on minimaalne temperatuur madalam normaalseks kasvuks ja arenguks vajalikust temperatuurist. põllukultuurid. Temperatuur on põllukultuuride kasvu ja arengu jaoks üks asendamatuid keskkonnategureid. Liiga madal temperatuur aeglustab põllukultuuride füsioloogilisi ja biokeemilisi reaktsioone ning aeglustab nende kasvu ja arengut. Kui temperatuur on madalam kui põllukultuuride talutav piir, põhjustab see isegi külmumisvigastusi. Seetõttu on eriti oluline tagada põllukultuuride normaalseks kasvuks ja arenguks vajalik temperatuur. Päikese kasvuhoone õige temperatuuri hoidmiseks ei saa seda lahendada. See peab olema tagatud kasvuhoonete projekteerimise, ehitamise, materjalivaliku, reguleerimise ja igapäevase juhtimise aspektidest. Seetõttu tehakse selles artiklis kokkuvõte Hiinas kasvatamata kasvuhoonete temperatuuri reguleerimise uurimistööst ja edusammudest viimastel aastatel kasvuhoonete projekteerimise ja ehitamise, soojuse säilitamise ja soojendamise meetmete ning keskkonnajuhtimise aspektidest, et anda süstemaatiline viide mitteharitatavate kasvuhoonete ratsionaalne projekteerimine ja majandamine.

Kasvuhoone ehitus ja materjalid

Kasvuhoone soojuskeskkond sõltub peamiselt kasvuhoone päikesekiirguse ülekande-, pealtkuulamis- ja salvestusvõimest, mis on seotud kasvuhoone orientatsiooni, valgust läbilaskva pinna kuju ja materjali, seina- ja tagakatuse struktuuri ja materjali mõistliku disainiga, vundamendi isolatsioon, kasvuhoone suurus, öine isolatsiooni režiim ja esikatuse materjal jne, samuti on see seotud sellega, kas kasvuhoone ehitus- ja ehitusprotsess suudab tagada projekteerimisnõuete tõhusa täitmise.

Esikatuse valguse läbilaskvus

Põhiline energia kasvuhoones tuleb päikesest. Esikatuse valgusläbilaskvuse suurendamine on kasulik kasvuhoonele, et saada rohkem soojust, samuti on see oluline vundament talvel kasvuhoone temperatuurikeskkonna tagamiseks. Praegu on kasvuhoone esikatuse valguse läbilaskevõime ja valguse vastuvõtuaja suurendamiseks kolm peamist meetodit.

01 kujundage kasvuhoones mõistlik orientatsioon ja asimuut

Kasvuhoone suund mõjutab kasvuhoone valgustust ja kasvuhoone soojussalvestusvõimet. Seetõttu on Loode-Hiina mittekultiveeritavate kasvuhoonete orientatsioon kasvuhoones suurema soojuse salvestamiseks lõuna poole. Kasvuhoone spetsiifilise asimuudi puhul on lõunast itta valides kasulik “päikest haarata” ning sisetemperatuur tõuseb hommikul kiiresti; Kui valitakse lõunast lääne suunas, on kasvuhoones kasulik kasutada pärastlõunavalgust. Lõunasuund on kompromiss ülaltoodud kahe olukorra vahel. Geofüüsika teadmiste kohaselt pöörleb Maa ööpäevas 360° ja päikese asimuut liigub iga 4 minuti järel umbes 1°. Seega iga kord, kui kasvuhoone asimuut erineb 1° võrra, erineb otsese päikesevalguse aeg umbes 4 minuti võrra ehk kasvuhoone asimuut mõjutab aega, mil kasvuhoone hommikul ja õhtul valgust näeb.

Kui hommikune ja pärastlõunane valgustund on võrdne ning ida või lääs on sama nurga all, saab kasvuhoone sama valgustunde. 37° põhjalaiuskraadist põhja pool jääval alal on aga hommikuti madal temperatuur ja tekkide avamise aeg hiline, samas kui pärastlõunal ja õhtul on temperatuur suhteliselt kõrge, mistõttu on asjakohane aeg edasi lükata. soojusisolatsiooniteki sulgemine. Seetõttu peaksid need piirkonnad valima lõuna-lääne suuna ja kasutama täielikult ära pärastlõunavalgust. 30°~35° põhjalaiusaladel saab hommikuste paremate valgustingimuste tõttu ka soojuse säilimise ja katte paljastamise aega edasi lükata. Seetõttu peaksid need alad valima lõuna-ida suuna, et kasvuhoonesse rohkem hommikust päikesekiirgust püüda. Piirkonnas 35° ~ 37° põhjalaiust on aga hommikuse ja pärastlõunase päikesekiirguse erinevus väike, mistõttu on parem valida lõunasuund. Olenemata sellest, kas see on kagu- või edelasuunas, on kõrvalekalde nurk üldiselt 5° ~ 8° ja maksimaalne nurk ei tohi ületada 10°. Loode-Hiina asub vahemikus 37° ~ 50° põhjalaiust, seega on kasvuhoone asimuutnurk üldiselt lõunast läände. Seda silmas pidades on Taiyuani piirkonnas Zhang Jingshe jt projekteeritud päikesevalguse kasvuhoone valinud orientatsiooni 5° lõunast lääne suunas, Chang Meimei jne ehitatud päikesevalguse kasvuhoone Gobi piirkonnas Hexi koridoris on võtnud suuna. 5° kuni 10° lõunast läänes ning Ma Zhigui jt poolt Põhja-Xinjiangis ehitatud päikesevalguse kasvuhoone on võtnud kasutusele orientatsiooni 8° lõuna lääne suunas.

02 Kujundage mõistlik esikatuse kuju ja kaldenurk

Esikatuse kuju ja kalle määravad päikesekiirte langemisnurga. Mida väiksem on langemisnurk, seda suurem on läbilaskvus. Sun Juren usub, et esikatuse kuju määrab peamiselt põhivalgustuspinna pikkuse ja tagumise kalde suhe. Pikk esikalle ja lühike tagakalle on kasulikud esikatuse valgustusele ja soojuse säilitamisele. Chen Wei-Qian ja teised arvavad, et Gobi piirkonnas kasutatav päikesekasvuhoone peamine valgustuskatus võtab 4,5 m raadiusega ringikujulise kaare, mis talub tõhusalt külma. Zhang Jingshe jt arvavad, et mägipiirkondades ja kõrgetel laiuskraadidel on kasvuhoone esikatusel õigem kasutada poolringikujulist kaarekujulist kaarekujulist kaarekujulist kaarekujulist kaarekujulist kaarekujulist kaarekujulist kaarekujulist kaarekujulist kaarekujulist kaaret kasvuhoone katusel. Mis puutub esikatuse kaldenurka, siis vastavalt plastkile valguse läbilaskvusomadustele on esikatuse peegelduvus päikesevalgusele väike, kui langemisnurk on 0 ~ 40° ja kui see ületab 40°, peegelduvus suureneb oluliselt. Seetõttu võetakse esikatuse kaldenurga arvutamisel maksimaalseks langemisnurgaks 40°, et ka talvisel pööripäeval pääseks päikesekiirgus maksimaalselt kasvuhoonesse. Seetõttu arvutasid He Bin jt Wuhais, Sise-Mongoolias Wuhais mitteharitatavatele aladele sobiva päikeseenergia kasvuhoone kavandamisel esikatuse kaldenurga 40° langemisnurgaga ja arvasid, et seni, kuni see on suurem kui 30 °, see võiks vastata kasvuhoone valgustuse ja soojuse säilitamise nõuetele. Zhang Caihong ja teised arvavad, et Xinjiangi mitteharitavatele aladele kasvuhoonete ehitamisel on Lõuna-Xinjiangi kasvuhoonete esikatuse kaldenurk 31°, samas kui Xinjiangi põhjaosas on 32°-33,5°.

03 Valige sobivad läbipaistvad kattematerjalid.

Lisaks välistingimustes esinevate päikesekiirguse tingimuste mõjule on kasvuhoonekile materjali ja valguse läbilaskvusomadused olulised kasvuhoone valgus- ja soojuskeskkonda mõjutavad tegurid. Praegu on plastkilede nagu PE, PVC, EVA ja PO valguse läbilaskvus erinev erinevate materjalide ja kilepaksuse tõttu. Üldiselt võib 1-3 aastat kasutusel olnud kilede valgusläbivus olla üldiselt garanteeritud üle 88%, mis tuleks valida vastavalt põllukultuuride valgus- ja temperatuurinõudlusele. Lisaks on lisaks valguse läbilaskvusele kasvuhoones ka valguskeskkonna jaotus kasvuhoones üks tegur, millele inimesed järjest rohkem tähelepanu pööravad. Seetõttu on viimastel aastatel tööstuses kõrgelt tunnustatud valgust läbilaskvat kattematerjali, millel on suurem hajutav valgus, eriti tugeva päikesekiirgusega piirkondades Loode-Hiinas. Täiustatud hajutava valguse kile kasutamine on vähendanud varjundiefekti varikatuse üla- ja alaosale, suurendanud valgust põllukultuuride varikatuse keskmises ja alumises osas, parandanud kogu põllukultuuri fotosünteetilisi omadusi ja näidanud head soodustavat mõju. kasvu ja tootmise suurendamist.

Kasvuhoone suuruse mõistlik disain

Kasvuhoone pikkus on liiga pikk või liiga lühike, mis mõjutab sisetemperatuuri reguleerimist. Kui kasvuhoone pikkus on liiga lühike, enne päikesetõusu ja -loojangut on ida- ja lääneviiludega varjutatud ala suur, mis ei soodusta kasvuhoone soojenemist ning oma väikese mahu tõttu mõjutab see siseruumide pinnast ja seina soojuse neeldumine ja eraldumine. Kui pikkus on liiga suur, on sisetemperatuuri raske kontrollida ning see mõjutab kasvuhoone konstruktsiooni tugevust ja soojust säilitava tekirullimismehhanismi konfiguratsiooni. Kasvuhoone kõrgus ja laius mõjutavad otseselt esikatuse päevavalgust, kasvuhoone ruumi suurust ja soojustuse suhet. Kui kasvuhoone laius ja pikkus on fikseeritud, võib kasvuhoone kõrguse suurendamine suurendada esikatuse valgustusnurka valguskeskkonna vaatenurgast, mis soodustab valguse läbilaskvust; Soojuskeskkonna seisukohalt suureneb seina kõrgus, suureneb tagaseina soojust salvestav pind, mis on kasulik tagaseina soojuse salvestamisele ja soojuse vabanemisele. Lisaks on ruum suur, soojusmahtuvus on samuti suur ja kasvuhoone soojuskeskkond on stabiilsem. Muidugi suurendab kasvuhoone kõrguse suurendamine kasvuhoone maksumust, mis vajab igakülgset kaalumist. Seetõttu peaksime kasvuhoonet projekteerides valima mõistliku pikkuse, ava ja kõrguse vastavalt kohalikele tingimustele. Näiteks Zhang Caihong ja teised arvavad, et Põhja-Xinjiangis on kasvuhoone pikkus 50–80 m, laius 7 m ja kasvuhoone kõrgus 3,9 m, samas kui Lõuna-Xinjiangis on kasvuhoone pikkus 50–80 m. laius on 8m ja kasvuhoone kõrgus 3,6-4,0m; Samuti peetakse silmas, et kasvuhoone avanemisulatus ei tohiks olla alla 7 m ja kui ava on 8 m, on soojust säilitav efekt parim. Lisaks arvavad Chen Weiqian ja teised, et Gansu osariigis Jiuquani Gobi piirkonda ehitatud päikesekasvuhoone pikkus, ulatus ja kõrgus peaksid olema vastavalt 80 m, 8–10 m ja 3,8–4,2 m.

Parandage seina soojussalvestus- ja isolatsioonivõimet

Päeval kogub sein soojust, neelates päikesekiirgust ja osa siseõhu soojust. Öösel, kui sisetemperatuur on seina temperatuurist madalam, eraldab sein kasvuhoone soojendamiseks passiivselt soojust. Kasvuhoone peamise soojussalvestava kehana võib sein oluliselt parandada siseruumide öist temperatuurikeskkonda, parandades selle soojussalvestusvõimet. Samas on seina soojusisolatsioonifunktsioon kasvuhoone soojuskeskkonna stabiilsuse aluseks. Praegu on seinte soojussalvestus- ja isolatsioonivõime parandamiseks mitmeid meetodeid.

01 projekteerige mõistlik seinakonstruktsioon

Seina funktsioon hõlmab peamiselt soojuse salvestamist ja soojuse säilitamist ning samas täidab enamik kasvuhoone seinu ka kandeelemendina katusefermi toetamiseks. Hea soojuskeskkonna saamise seisukohalt peaks mõistlikul seinakonstruktsioonil olema piisavalt soojust salvestavat sisemist ja piisavat soojust säilitavat võimet välisküljel, vähendades samas tarbetuid külmasildu. Seinte soojuse salvestamise ja isolatsiooni uurimisel kavandasid Bao Encai ja teised tahkestatud liiva passiivse soojussalvesti seina Wuhai kõrbepiirkonnas, Sise-Mongoolias. Väljastpoolt kasutati soojustuskihina poorset tellist ja seest soojust salvestava kihina tahkunud liiva. Test näitas, et päikesepaistelistel päevadel võib sisetemperatuur ulatuda 13,7 kraadini. Ma Yuehong jt projekteerisid Põhja-Xinjiangis nisukoorest mördiplokkidest komposiitseina, milles kustutatud lubi täidetakse soojust salvestava kihina mördiplokkidesse ja räbukotid on laotud õues isolatsioonikihina. Gansu provintsis Gobi piirkonnas Zhao Pengi jt projekteeritud õõnesplokk-sein kasutab välisküljel isolatsioonikihina 100 mm paksust benseenplaati ning sees soojust salvestava kihina liiva- ja õõnesplokktellist. Test näitab, et talvine keskmine temperatuur on öösel üle 10 ℃ ning Chai Regeneration jt kasutavad Gansu provintsis Gobi piirkonnas isolatsioonikihina ja seina soojust salvestava kihina ka liiva ja kruusa. Külmasildade vähendamise osas kavandasid Yan Junyue jt kerge ja lihtsustatud kokkupandud tagaseina, mis mitte ainult ei parandanud seina soojustakistust, vaid parandas ka seina tihendusomadusi, kleepides tagakülje välisküljele polüstüreenplaadi sein; Wu Letian jt seadis kasvuhoone seina vundamendi kohale raudbetoonist rõngastala ning kasutas tagakatuse toestamiseks trapetsikujulist tellist stantsimist otse ringtala kohale, mis lahendas probleemi, et Hotianis on kasvuhoonetes kerge tekkima pragusid ja vundamendi vajumist, Xinjiang, mõjutades seega kasvuhoonete soojusisolatsiooni.

02 Valige sobivad soojust salvestavad ja isolatsioonimaterjalid.

Seina soojust salvestav ja isoleeriv toime sõltub esmalt materjalide valikust. Loodekõrbes, Gobis, liivasel maal ja muudel aladel võtsid teadlased vastavalt kohapealsetele tingimustele kohalikke materjale ja tegid julgeid katseid kujundada palju erinevaid päikeseenergia kasvuhoonete tagaseinu. Näiteks kui Zhang Guosen ja teised ehitasid Gansu liiva- ja kruusaväljadele kasvuhooneid, kasutati liiva ja kruusa soojust salvestavate ja seinte isolatsioonikihtidena; Vastavalt Loode-Hiina Gobi ja kõrbe omadustele kavandas Zhao Peng omamoodi õõnsa plokkseina, mille materjaliks oli liivakivi ja õõnesplokk. Test näitab, et keskmine öine sisetemperatuur on üle 10℃. Pidades silmas ehitusmaterjalide, nagu telliste ja savi, nappust Loode-Hiinas Gobi piirkonnas, leidsid Zhou Changji ja teised, et kohalikud kasvuhooned kasutavad päikesekasvuhoonete uurimisel tavaliselt seinamaterjalina kivikesi Gobi piirkonnas Kizilsu Kirgizis, Xinjiangis. Kivikivi soojuslikkust ja mehaanilist tugevust silmas pidades on kivikivist ehitatud kasvuhoone hea soojuse säilivuse, soojuse salvestamise ja kandevõimega. Sarnaselt kasutavad ka Zhang Yong jt seina peamise materjalina kivikesi ning kujundasid Shanxis ja teistes kohtades iseseisva soojust salvestava kiviklibu tagaseina. Test näitab, et soojust salvestav toime on hea. Zhang jt kujundasid vastavalt Loode-Gobi piirkonna omadustele omamoodi liivakiviseina, mis võib tõsta sisetemperatuuri 2,5 ℃ võrra. Lisaks katsetasid Ma Yuehong ja teised Xinjiangis Hotianis plokkidega täidetud liivaseina, plokkseina ja telliskiviseina soojussalvestusvõimet. Tulemused näitasid, et plokktäidisega liivaseinal oli suurim soojussalvestav võimsus. Lisaks arendavad teadlased aktiivselt uusi soojussalvestavaid materjale ja tehnoloogiaid, et parandada seina soojussalvestusvõimet. Näiteks pakkus Bao Encai välja faasimuutuse kõvendi materjali, mida saab kasutada päikese kasvuhoone tagaseina soojussalvestusvõime parandamiseks loodepoolsetes mitteharitatavates piirkondades. Kohalike materjalide uurimisel kasutatakse seinamaterjalina ka heinakuhja, räbu, benseenplaati ja põhku, kuid nendel materjalidel on tavaliselt ainult soojust säilitav funktsioon ja soojust salvestav võimsus puudub. Üldiselt võib öelda, et killustiku ja plokkidega täidetud seinad on hea soojapidavus- ja isolatsioonivõimega.

03 Suurendage sobivalt seina paksust

Tavaliselt on soojustakistus oluline näitaja seina soojusisolatsioonivõime mõõtmisel ja soojustakistust mõjutav tegur on materjali kihi paksus peale materjali soojusjuhtivuse. Seetõttu võib sobivate soojusisolatsioonimaterjalide valiku alusel seina paksuse sobiv suurendamine suurendada seina üldist soojustakistust ja vähendada soojuskadu läbi seina, suurendades seeläbi seina soojusisolatsiooni ja soojuse salvestamise võimet ning kogu kasvuhoone. Näiteks Gansus ja teistes piirkondades on Zhangye linnas liivakotiseina keskmine paksus 2,6 m, Jiuquani linnas on aga mördiseina paksus 3,7 m. Mida paksem on sein, seda suurem on selle soojusisolatsioon ja soojussalvestusvõime. Liiga paksud seinad aga suurendavad maa hõivatust ja kasvuhooneehituse maksumust. Seetõttu tuleks soojusisolatsioonivõime parandamise seisukohast eelistada ka madala soojusjuhtivusega kõrgete soojusisolatsioonimaterjalide (nt polüstüreen, polüuretaan ja muud materjalid) valimist ning seejärel vastavat paksust suurendada.

Tagumise katuse mõistlik disain

Tagakatuse projekteerimisel on peamine kaalutlus mitte tekitada varjutuse mõju ja parandada soojusisolatsioonivõimet. Tagakatuse varjutuse mõju vähendamiseks lähtutakse selle kaldenurga määramisel peamiselt sellest, et tagumine katus saaks päevasel ajal põllukultuuride istutamise ja tootmise ajal otsest päikesevalgust. Seetõttu valitakse tagumise katuse tõusunurk üldiselt paremaks kui talvise pööripäeva kohalik päikesekõrgusnurk 7°-8°. Näiteks Zhang Caihong ja teised arvavad, et päikesekasvuhoonete ehitamisel Gobisse ja soolase-leelise maa-aladele Xinjiangis on tagakatuse prognoositav pikkus 1,6 m, seega on tagakatuse kaldenurk Xinjiangi lõunaosas 40°. 45° Xinjiangi põhjaosas. Chen Wei-Qian ja teised arvavad, et Jiuquan Gobi piirkonna päikesekasvuhoone tagumine katus peaks olema 40° kaldega. Tagakatuse soojusisolatsiooniks tuleks soojusisolatsioonivõime tagada peamiselt soojusisolatsioonimaterjalide valikul, vajaliku paksusega projekteerimisel ja soojusisolatsioonimaterjalide mõistlikul vuukimisel ehituse ajal.

Vähendage mulla soojuskadu

Talveööl, kuna sisepinnase temperatuur on kõrgem kui välispinnal, kandub sisepinnase soojus soojusjuhtivuse teel välispinnale, põhjustades kasvuhoonesoojuse kadu. Mulla soojuskadude vähendamiseks on mitu võimalust.

01 pinnase isolatsioon

Maapind vajub korralikult, vältides külmunud mullakihti ja kasutades mulda soojuse säilitamiseks. Näiteks Chai Regenerationi ja muu mitteharitatava maa Hexi koridoris välja töötatud päikesekasvuhoone “1448 kolm materjali-üks keha” ehitati 1 m sügavuselt alla kaevates, vältides tõhusalt külmunud mullakihti; Kuna Turpani piirkonnas on külmunud pinnase sügavus 0,8 m, soovitasid Wang Huamin ja teised kasvuhoone soojusisolatsioonivõime parandamiseks kaevata 0,8 m. Kui Zhang Guosen jt ehitas mitteharitavale maale topeltkaarelise topeltkilega kaevatava päikesekasvuhoone tagaseina, oli kaevamissügavuseks 1m. Katse näitas, et madalaim temperatuur öösel tõusis 2–3 ℃ võrreldes traditsioonilise teise põlvkonna päikeseenergia kasvuhoonega.

02 vundamendi külmakaitse

Põhiliseks meetodiks on esikatuse vundamendiosa äärde külmakindla kraavi kaevamine, soojusisolatsioonimaterjalide täitmine või soojusisolatsioonimaterjalide pidev matmine maa alla mööda alusmüüri osa, mille eesmärk on vähendada soojuskadu soojusülekanne läbi pinnase kasvuhoone piirdeosas. Kasutatavad soojusisolatsioonimaterjalid põhinevad peamiselt Loode-Hiina kohalikel oludel ja neid saab hankida kohapeal, näiteks hein, räbu, kivivill, polüstüreenplaat, maisiõled, hobusesõnnik, langenud lehed, murtud rohi, saepuru, umbrohi, põhk jne.

03 multškile

Plastkilega kattes pääseb päikesevalgus päeval läbi plastkile pinnasesse ning pinnas neelab päikesesoojuse ja soojeneb. Lisaks võib plastkile blokeerida pinnasest peegelduva pikalainelise kiirguse, vähendades seeläbi pinnase kiirguskadu ja suurendades pinnase soojussalvestist. Öösel võib plastkile takistada konvektiivset soojusvahetust pinnase ja siseõhu vahel, vähendades seeläbi pinnase soojuskadu. Samal ajal võib plastkile vähendada ka pinnase vee aurustumisest põhjustatud varjatud soojuskadu. Wei Wenxiang kattis kasvuhoone Qinghai platool plastikkilega ja katse näitas, et maapinna temperatuuri saab tõsta umbes 1 ℃ võrra.

Tugevdage esikatuse soojusisolatsiooni omadusi

Kasvuhoone esikatus on peamine soojuseralduspind ning kaotsiläinud soojus moodustab üle 75% kogu kasvuhoone soojuskaost. Seetõttu saab kasvuhoone esikatuse soojusisolatsioonivõime tugevdamisega tõhusalt vähendada esikatuse kadu ja parandada kasvuhoone talvist temperatuurikeskkonda. Praegu on esikatuse soojusisolatsioonivõime parandamiseks kolm peamist meedet.

01 Võetakse kasutusele mitmekihiline läbipaistev kate.

Struktuurselt võib kahekihilise või kolmekihilise kile kasutamine kasvuhoone valgust läbilaskva pinnana tõhusalt parandada kasvuhoone soojusisolatsiooni. Näiteks Zhang Guosen ja teised projekteerisid Jiuquani linna Gobi piirkonda topeltkaarelise topeltkilega kaevamistüüpi päikesekasvuhoone. Kasvuhoone esikatuse väliskülg on EVA-kilest ning kasvuhoone sisekülg PVC tilkadevabast vananemisvastasest kilest. Katsed näitavad, et võrreldes traditsioonilise teise põlvkonna päikeseenergia kasvuhoonega on soojusisolatsiooniefekt silmapaistev ja madalaim temperatuur tõuseb öösel keskmiselt 2–3 ℃. Sarnaselt projekteerisid Zhang Jingshe jt ka kahekordse kilekattega päikesekasvuhoone kõrgete laiuskraadide ja tugevate külmade piirkondade kliimatingimuste jaoks, mis parandas oluliselt kasvuhoone soojusisolatsiooni. Võrreldes kontrollkasvuhoonega tõusis öine temperatuur 3℃ võrra. Lisaks üritasid Wu Letian ja teised kasutada kolme kihti 0,1 mm paksust EVA-kilet Hetiani kõrbepiirkonda Xinjiangis projekteeritud päikesekasvuhoone esikatusel. Mitmekihiline kile võib tõhusalt vähendada esikatuse soojuskadu, kuid kuna ühekihilise kile valguse läbilaskvus on põhimõtteliselt umbes 90%, põhjustab mitmekihiline kile loomulikult valguse läbilaskvuse nõrgenemist. Seetõttu tuleb mitmekihilise valguse läbilaskvuskatte valimisel arvestada valgustingimustega ja kasvuhoonete valgustusnõuetega.

02 Tugevdage esikatuse öist soojustust

Esikatusel kasutatakse päevasel ajal valguse läbilaskvuse suurendamiseks plastkilet, mis muutub öösel kogu kasvuhoone nõrgimaks kohaks. Seetõttu on esikatuse välispinna katmine paksu komposiitsoojusisolatsioonitekiga päikesekasvuhoonete jaoks vajalik soojapidavusmeede. Näiteks Qinghai alpipiirkonnas kasutasid Liu Yanjie ja teised katseteks soojusisolatsioonitekkidena õlgkardinaid ja jõupaberit. Katsetulemused näitasid, et madalaim öine sisetemperatuur kasvuhoones võib ulatuda üle 7,7 ℃. Veelgi enam, Wei Wenxiang usub, et kasvuhoone soojuskadusid saab vähendada rohkem kui 90% võrra, kui kasutada sellel alal soojusisolatsiooniks murukardinate väliselt topeltmurukardinaid või jõupaberit. Lisaks kasutasid Zou Ping jt Xinjiangi Gobi piirkonna päikesekasvuhoones ringlussevõetud kiust nõelvildist soojusisolatsiooni tekki ja Chang Meimei jne kasutasid soojusisolatsiooni võileiva puuvillast soojusisolatsiooni tekki Gobi piirkonna päikesekasvuhoones. Hexi koridor. Praegu on päikesekasvuhoonetes kasutusel palju erinevaid soojusisolatsioonitekke, kuid enamik neist on valmistatud nõelvildist, liimiga pihustatud puuvillast, pärlpuuvillast jne, mille mõlemal küljel on veekindel või vananemisvastane pinnakiht. Soojusisolatsiooniteki soojusisolatsioonimehhanismi kohaselt peaksime selle soojusisolatsiooniomaduste parandamiseks alustama selle soojustakistuse parandamisest ja soojusülekandeteguri vähendamisest ning peamised meetmed on materjalide soojusjuhtivuse vähendamine, materjali paksuse suurendamine. materjalikihte või suurendada materjalikihtide arvu jne. Seetõttu on praegu kõrge soojusisolatsioonivõimega soojusisolatsiooniteki põhimaterjal sageli valmistatud mitmekihilistest komposiitmaterjalidest. Testi järgi võib praegu kõrge soojusisolatsioonivõimega soojusisolatsiooniteki soojusülekandetegur ulatuda 0,5W/(m2℃), mis annab parema garantii kasvuhoonete soojusisolatsioonile talvel külmades piirkondades. Loomulikult on loodeala tuuline ja tolmune ning ultraviolettkiirgus tugev, seega peaks soojusisolatsiooni pinnakihil olema hea vananemisvastane toime.

03 Lisage sisemine soojusisolatsioonikardin.

Kuigi päikesevalguse kasvuhoone esikatus on öösel kaetud välise soojusisolatsioonitekiga, mis puudutab kogu kasvuhoone muid konstruktsioone, siis öösiti on esikatus kogu kasvuhoone jaoks siiski nõrk koht. Seetõttu projekteeris projektimeeskond "Loode mittepõllumaade kasvuhoonete ehitus- ja ehitustehnoloogia" lihtsa sisemise soojusisolatsiooni ülesrullimise süsteemi (joonis 1), mille struktuur koosneb fikseeritud sisemisest soojusisolatsioonikardinast esijalal ja ülemises ruumis liigutatav sisemine soojusisolatsioonikardin. Ülemine liigutatav soojusisolatsioonikardin avatakse ja volditakse päeva jooksul kasvuhoone tagaseina juurest, mis ei mõjuta kasvuhoone valgustust; Põhjas olev fikseeritud soojusisolatsioonitekk täidab öösiti tihendavat rolli. Sisemine isolatsioonikonstruktsioon on puhas ja hõlpsasti kasutatav ning võib suvel mängida ka varju ja jahutamise rolli.

Aktiivne soojendustehnoloogia

Loode-Hiina talvise madala temperatuuri tõttu ei suuda me ainult kasvuhoonete soojuse säilitamise ja soojuse salvestamise tõttu siiski mõne külma ilmaga täita põllukultuuride talvitumise nõudeid, mistõttu on ka mõned aktiivsed soojendamismeetmed. mures.

Päikeseenergia salvestamise ja soojuse vabastamise süsteem

Oluline põhjus on see, et sein kannab soojussäilitamise, soojuse salvestamise ja kandevõimet, mis toob kaasa päikesekasvuhoonete kõrge ehitusmaksumuse ja madala maakasutuse. Seetõttu on päikesekasvuhoonete lihtsustamine ja kokkupanek kindlasti tulevikus oluline arengusuund. Nende hulgas on seina funktsiooni lihtsustamine seina soojuse salvestamise ja vabastamise funktsiooni vabastamine, nii et tagasein kannab ainult soojuse säilitamise funktsiooni, mis on tõhus viis arenduse lihtsustamiseks. Näiteks Fang Hui aktiivset soojuse salvestamise ja vabastamise süsteemi (joonis 2) kasutatakse laialdaselt mitteharitatavatel aladel, nagu Gansu, Ningxia ja Xinjiang. Selle soojakogumisseade on riputatud põhjaseinale. Päevasel ajal salvestub soojussalvestiga kogutud soojus soojussalvesti tsirkulatsiooni kaudu soojussalvestaja kehas ning öösel eraldub ja soojendatakse soojust salvestusvahendi tsirkulatsioonil, realiseerides nii soojusülekanne ajas ja ruumis. Katsed näitavad, et selle seadme abil saab kasvuhoone minimaalset temperatuuri tõsta 3–5 ℃ võrra. Wang Zhiwei jt esitasid Lõuna-Xinjiangi kõrbepiirkonna päikeseenergia kasvuhoone jaoks vesikardina küttesüsteemi, mis võib kasvuhoone temperatuuri öösel 2,1 ℃ võrra tõsta.

Lisaks kavandasid Bao Encai jt põhjaseinale aktiivse soojussalvestava tsirkulatsioonisüsteemi. Päevasel ajal voolab aksiaalventilaatorite tsirkulatsiooni kaudu siseruumides olev kuum õhk läbi põhjaseina sisseehitatud soojusülekandekanali ning soojusülekandekanal vahetab soojust seina sees oleva soojussalvestava kihiga, mis parandab oluliselt soojuse salvestamise võimet. seina. Lisaks salvestab Yan Yantao jt loodud päikese faasimuutussoojuse salvestussüsteem päevasel ajal päikesekollektorite kaudu faasimuutusmaterjalidesse soojust ja seejärel hajutab soojuse öösel õhuringluse kaudu siseõhku, mis võib suurendada keskmine temperatuur öösel 2,0 ℃. Ülaltoodud päikeseenergia kasutamise tehnoloogiatel ja seadmetel on ökonoomsuse, energiasäästu ja vähese CO2-heitega omadused. Pärast optimeerimist ja täiustamist peaks neil olema hea kasutusvõimalus Loode-Hiina rohkete päikeseenergiaressurssidega piirkondades.

Muud lisaküttetehnoloogiad

01 biomassi energiaküte

Allapanu, põhk, lehmasõnnik, lambasõnnik ja linnusõnnik segatakse bioloogiliste bakteritega ja maetakse kasvuhoones mulda. Käärimisprotsessi käigus tekib palju soojust ning käärimisprotsessi käigus tekib palju kasulikke tüvesid, orgaanilist ainet ja CO2. Kasulikud tüved võivad pärssida ja tappa mitmesuguseid mikroobe ning vähendada kasvuhoonehaiguste ja kahjurite esinemist; Orgaanilisest ainest võib saada põllukultuuride väetis; Toodetud CO2 võib suurendada põllukultuuride fotosünteesi. Näiteks mattis Wei Wenxiang Qinghai platoo päikesekasvuhoonesse sisemulda kuumad orgaanilised väetised, nagu hobusesõnnik, lehmasõnnik ja lambasõnnik, mis tõstis tõhusalt maapinna temperatuuri. Gansu kõrbepiirkonna päikesekasvuhoones kasutas Zhou Zhilong põllukultuuride vahel kääritamiseks põhku ja orgaanilist väetist. Katse näitas, et kasvuhoone temperatuuri saab tõsta 2–3 ℃ võrra.

02 kivisöeküte

Olemas kunstpliit, energiasäästlik veeboiler ja küte. Näiteks leidis Wei Wenxiang pärast uurimist Qinghai platool, et kunstlikku ahjukütet kasutati peamiselt kohapeal. Selle küttemeetodi eelisteks on kiirem kuumutamine ja ilmne kütteefekt. Kuid söe põletamisel tekivad kahjulikud gaasid, nagu SO2, CO ja H2S, mistõttu tuleb kahjulike gaaside väljajuhtimisel korralikult ära teha.

03 elektriküte

Kasvuhoone esikatuse soojendamiseks kasutage elektriküttetraati või elektrikerist. Kütteefekt on märkimisväärne, kasutamine ohutu, kasvuhoones ei teki saasteaineid ning kütteseadmeid on lihtne juhtida. Chen Weiqian ja teised arvavad, et talviste külmumiskahjustuste probleem Jiuquani piirkonnas takistab kohaliku Gobi põllumajanduse arengut ning kasvuhoone kütmiseks saab kasutada elektrikütteelemente. Kvaliteetsete elektrienergiaressursside kasutamise tõttu on aga energiakulu suur ja kulu kõrge. Seda soovitatakse kasutada ajutise hädakütte vahendina äärmise külma ilmaga.

Keskkonnajuhtimismeetmed

Kasvuhoone tootmis- ja kasutusprotsessis ei suuda komplektne varustus ja normaalne toimimine tõhusalt tagada selle soojuskeskkonna vastavust projekteerimisnõuetele. Tegelikult mängib soojuskeskkonna kujunemisel ja hooldamisel sageli võtmerolli seadmete kasutamine ja haldamine, millest olulisim on soojusisolatsiooniteki ja ventilatsiooni igapäevane haldamine.

Soojusisolatsiooniteki haldamine

Soojusisolatsioonitekk on esikatuse öise soojusisolatsiooni võti, mistõttu on äärmiselt oluline selle igapäevane haldamine ja hooldus viimistleda, eriti tuleks tähelepanu pöörata järgmistele probleemidele:①Valige soojusisolatsioonitekile sobiv avamis- ja sulgemisaeg. . Soojusisolatsiooniteki avanemis- ja sulgemisaeg ei mõjuta mitte ainult kasvuhoone valgustusaega, vaid mõjutab ka kütteprotsessi kasvuhoones. Soojusisolatsiooniteki liiga vara või hiline avamine ja sulgemine ei soodusta soojuse kogunemist. Hommikul, kui tekk on liiga vara katmata, langeb sisetemperatuur madala välistemperatuuri ja nõrga valguse tõttu liiga palju. Vastupidi, kui teki katmise aeg on liiga hilja, lüheneb kasvuhoones valguse saamise aeg ja sisetemperatuuri tõus hilineb. Pärastlõunal, kui soojusisolatsioonitekk liiga vara välja lülitada, lüheneb siseruumides kokkupuuteaeg ning sisepinnase ja seinte soojussalvestamine. Vastupidi, kui soojasäilitus lülitatakse liiga hilja välja, suureneb madala välistemperatuuri ja nõrga valguse tõttu kasvuhoone soojuse hajumine. Seega, kui soojaisolatsioonitekk hommikul sisse lülitatakse, on soovitatav, et temperatuur tõuseks pärast 1–2 ℃ langust, samas kui soojusisolatsiooniteki väljalülitamisel on soovitatav temperatuur tõusta. pärast 1-2 ℃ langust. ② Soojusisolatsiooniteki sulgemisel pöörake tähelepanu sellele, kas soojusisolatsioonitekk katab tihedalt kõik esikatused ja vahe olemasolul reguleerige need õigeaegselt. ③ Pärast soojusisolatsiooniteki täielikku mahapanemist kontrollige, kas alumine osa on tihendatud, et vältida soojuse säilitamise efekti öist tuult. ④ Kontrollige ja hooldage soojusisolatsioonitekki õigeaegselt, eriti kui soojusisolatsioonitekk on kahjustatud, parandage või vahetage see õigeaegselt välja. ⑤ Pöörake õigeaegselt tähelepanu ilmastikutingimustele. Vihma või lume korral katke soojusisolatsioonitekk õigeaegselt ja eemaldage lumi õigeaegselt.

Ventilatsiooniavade haldamine

Talvise ventilatsiooni eesmärk on õhutemperatuuri reguleerimine, et vältida keskpäeva paiku liigset temperatuuri; Teine on siseruumide niiskuse kõrvaldamine, kasvuhoone õhuniiskuse vähendamine ning kahjurite ja haiguste tõrje; Kolmas on siseruumide CO2 kontsentratsiooni suurendamine ja põllukultuuride kasvu soodustamine. Ventilatsioon ja soojuse säilitamine on aga vastuolus. Kui ventilatsiooni ei korraldata korralikult, põhjustab see tõenäoliselt probleeme madala temperatuuriga. Seetõttu tuleb igal ajal dünaamiliselt reguleerida, millal ja kui kaua ventilatsiooniavad avada, vastavalt kasvuhoone keskkonnatingimustele. Loodepoolsetel mitteharitavatel aladel jaguneb kasvuhoonete õhutusavade haldamine peamiselt kaheks: käsitsijuhtimine ja lihtne mehaaniline ventilatsioon. Ventilatsiooniavade avanemisaeg ja ventilatsiooniaeg lähtuvad aga peamiselt inimeste subjektiivsest hinnangust, mistõttu võib juhtuda, et ventilatsiooniavad avatakse liiga vara või liiga hilja. Ülaltoodud probleemide lahendamiseks konstrueerisid Yin Yilei jt katuse intelligentse ventilatsiooniseadme, mis suudab määrata ventilatsiooniavade avanemisaja ning avanemis- ja sulgemissuuruse vastavalt sisekeskkonna muutustele. Seoses keskkonnamuutuste seaduse ja põllukultuuride nõudluse uuringute süvenemisega ning tehnoloogiate ja seadmete, nagu keskkonna tajumine, teabe kogumine, analüüs ja juhtimine, populaarsuse ja arenguga peaks päikeseenergia kasvuhoonete ventilatsiooni juhtimise automatiseerimine olema oluline arengusuund tulevikus.

Muud juhtimismeetmed

Erinevat tüüpi kattekilede kasutamise käigus nende valguse läbilaskvus järk-järgult nõrgeneb ning nõrgenemiskiirus ei ole seotud ainult nende enda füüsiliste omadustega, vaid ka ümbritseva keskkonna ja kasutamise käigus juhtimisega. Kasutusprotsessis on kõige olulisem valguse läbilaskvuse langust põhjustav tegur kilepinna saastumine. Seetõttu on äärmiselt oluline korrapäraselt puhastada ja puhastada, kui tingimused seda võimaldavad. Lisaks tuleks regulaarselt kontrollida kasvuhoone korpuse konstruktsiooni. Kui seinas ja esikatuses on leke, tuleks see õigeaegselt parandada, et vältida külma õhu imbumist kasvuhoonesse.

Olemasolevad probleemid ja arengusuund

Teadlased on aastaid uurinud ja uurinud loodepoolsetes mitteharitavates piirkondades asuvate kasvuhoonete soojuse säilitamise ja säilitamise tehnoloogiat, majandamistehnoloogiat ja soojendamismeetodeid, mis põhimõtteliselt realiseerisid köögiviljade talvitumise, parandasid oluliselt kasvuhoone võimet taluda madala temperatuuriga külmakahjustusi. , ja põhimõtteliselt realiseeriti köögiviljade talvitumine. See on andnud ajaloolise panuse Hiinas maa pärast konkureeriva toidu ja köögiviljade vahelise vastuolu leevendamisse. Siiski on Loode-Hiinas temperatuuri tagamise tehnoloogias endiselt järgmised probleemid.

Uuendatavad kasvuhoonetüübid

Praegu on kasvuhoonete tüübid endiselt levinud 20. sajandi lõpus ja selle sajandi alguses ehitatud kasvuhoonete tüübid, mis on lihtsa ehitusega, ebamõistliku disainiga, halvasti suutelised säilitama kasvuhoone soojuslikku keskkonda ja taluma looduskatastroofe ning olema standarditud. Seetõttu tuleks tulevases kasvuhooneprojektis ühtlustada esikatuse kuju ja kalle, kasvuhoone asimuutnurk, tagaseina kõrgus, kasvuhoone vajumise sügavus jne, kombineerides täielikult kohalikku geograafilist laiust. ja kliimaomadused. Samal ajal võib kasvuhoonesse võimalikult suurel määral istutada ainult ühe põllukultuuri, nii et standardiseeritud kasvuhoonesobitamine oleks võimalik vastavalt istutatud kultuuride valgus- ja temperatuurinõuetele.

Kasvuhoone mastaap on suhteliselt väike.

Kui kasvuhoone mastaap on liiga väike, mõjutab see kasvuhoone soojuskeskkonna stabiilsust ja mehhaniseerimise arengut. Tööjõukulude järkjärgulise suurenemisega on mehhaniseerimise arendamine tulevikus oluline suund. Seetõttu peaksime edaspidi lähtuma kohalikust arengutasemest, arvestama mehhaniseerimise arendamise vajadustega, kujundama ratsionaalselt kasvuhoonete siseruumi ja paigutust, kiirendama kohalikele piirkondadele sobivate põllumajandustehnika uurimis- ja arendustegevust ning parandada kasvuhoonetootmise mehhaniseerimise määra. Samal ajal tuleks vastavalt põllukultuuride ja viljelusviiside vajadustele vastavad seadmed sobitada standarditega ning edendada ventilatsiooni-, niiskuse vähendamise, soojuse säilitamise ja kütteseadmete integreeritud teadus- ja arendustegevust, innovatsiooni ja populariseerimist.

Seinte, nagu liiv ja õõnesplokid, paksus on endiselt paks.

Kui sein on liiga paks, kuigi isolatsiooniefekt on hea, vähendab see pinnase kasutusmäära, suurendab kulusid ja ehituse raskusi. Seetõttu saab edaspidises arengus ühelt poolt seina paksust teaduslikult optimeerida vastavalt kohalikele kliimatingimustele; Teisest küljest peaksime soodustama tagaseina kerget ja lihtsustatud arendamist, et kasvuhoone tagasein säilitaks ainult soojuse säilitamise funktsiooni, kasutama päikesekollektoreid ja muid seadmeid, mis asendavad seina soojuse salvestamise ja vabastamise. . Päikesekollektoritel on kõrge soojuse kogumise efektiivsus, tugev soojuse kogumisvõime, energiasäästlikkus, madal süsinikusisaldus ja nii edasi ning enamik neist suudab realiseerida aktiivset reguleerimist ja juhtimist ning teostada sihipärast eksotermilist kütmist vastavalt kasvuhoone keskkonnanõuetele. öösel, suurema soojuskasutuse efektiivsusega.

Tuleb välja töötada spetsiaalne soojusisolatsioonitekk.

Esikatus on kasvuhoone peamine soojuse hajutamise osa ja soojusisolatsiooniteki soojusisolatsioonivõime mõjutab otseselt siseruumide soojuskeskkonda. Praegu ei ole kasvuhoonetemperatuur mõnes piirkonnas hea, osaliselt seetõttu, et soojusisolatsioonitekk on liiga õhuke ja materjalide soojusisolatsioonivõime on ebapiisav. Samas on soojusisolatsioonitekiga veel probleeme, nagu halb vee- ja suusakindlus, pinna- ja südamikumaterjalide kerge vananemine jne. Seetõttu tuleks edaspidi teaduslikult valida sobivad soojusisolatsioonimaterjalid vastavalt kohalikele Kliimaomadused ja nõuded ning kohalikuks kasutamiseks ja populariseerimiseks sobivad spetsiaalsed soojusisolatsioonitekitooted tuleks kavandada ja välja töötada.

LÕPP

Viidatud teave

Luo Ganliang, Cheng Jieyu, Wang Pingzhi jne. Päikeseenergia kasvuhoonete keskkonnatemperatuuri tagamise tehnoloogia uurimine loodeosas mitteharitaval maal [J]. Põllumajandustehnika, 2022,42(28):12-20.