Tehnologia de inginerie agricolă horticolă cu seră 2022-12-02 17:30 Publicat la Beijing

Dezvoltarea de sere solare în zone non-cultivate, cum ar fi deșertul, Gobi și Sandy Land a rezolvat efectiv contradicția dintre alimente și legume care concurează pentru terenuri. Este unul dintre factorii de mediu decisivi pentru creșterea și dezvoltarea culturilor de temperatură, care determină adesea succesul sau eșecul producției de culturi cu efect de seră. Prin urmare, pentru a dezvolta sere solare în zone ne-cultivate, trebuie să rezolvăm mai întâi problema temperaturii mediului a serelor. În acest articol, sunt rezumate metodele de control al temperaturii utilizate în sere terestre ne-cultivate în ultimii ani, iar problemele existente și direcția de dezvoltare a temperaturii și protecției mediului în serele solare terestre ne-cultivate sunt analizate și rezumate.

China are o populație mare și mai puțin resurse funciare disponibile. Peste 85% din resursele funciare sunt resurse funciare ne-cultivate, care sunt concentrate în principal în nord-vestul Chinei. Documentul nr.1 al Comitetului Central din 2022 a subliniat că dezvoltarea agriculturii în instalații ar trebui să fie accelerată, iar pe baza protejării mediului ecologic, ar trebui explorată terenul vacant și pustiul exploatabil pentru a dezvolta agricultura instalației. China de nord-vest este bogată în deșert, Gobi, Wasteland și alte resurse terestre ne-cultivate și resurse naturale de lumină și căldură, care sunt potrivite pentru dezvoltarea agriculturii instalației. Prin urmare, dezvoltarea și utilizarea resurselor funciare ne-cultivate pentru a dezvolta sere terestre ne-cultivate are o semnificație strategică deosebită pentru asigurarea securității alimentare naționale și a atenuării conflictelor de utilizare a terenurilor.

În prezent, sera solară non-cultivată este principala formă de dezvoltare agricolă de înaltă eficiență în terenurile ne-cultivate. În nord -vestul Chinei, diferența de temperatură între zi și noapte este mare, iar temperatura noaptea în timpul iernii este scăzută, ceea ce duce adesea la fenomenul potrivit căruia temperatura minimă interioară este mai mică decât temperatura necesară pentru creșterea normală a și dezvoltarea normală culturi. Temperatura este unul dintre factorii de mediu indispensabili pentru creșterea și dezvoltarea culturilor. Temperatura prea scăzută va încetini reacția fiziologică și biochimică a culturilor și le va încetini creșterea și dezvoltarea. Când temperatura este mai mică decât limita pe care o pot suporta culturile, aceasta va duce chiar la leziuni la îngheț. Prin urmare, este deosebit de important să vă asigurați temperatura necesară pentru creșterea și dezvoltarea normală a culturilor. Pentru a menține temperatura corespunzătoare a serii solare, nu este o singură măsură care poate fi rezolvată. Trebuie să fie garantat de aspectele proiectării cu efect de seră, construcții, selecția materialelor, reglementarea și managementul zilnic. Prin urmare, acest articol va rezuma starea de cercetare și progresul controlului temperaturii asupra serelor ne-cultivate din China în ultimii ani, din aspectele proiectării și construcției cu efect de seră, măsurile de conservare și încălzire a căldurii și gestionarea mediului, astfel încât să ofere o referință sistematică pentru Proiectarea rațională și gestionarea serelor ne-cultivate.

Structura și materialele de seră

Mediul termic al serii depinde în principal de transmisia, interceptarea și capacitatea de stocare a serii de seră la radiații solare, care este legată de proiectarea rezonabilă a orientării, forma și materialul de la suprafața, structura și materialul din spate, de pe perete și din spate, Izolația fundației, dimensiunea serii, modul de izolare nocturnă și materialul acoperișului din față etc. și, de asemenea, se referă la faptul că procesul de construcție și construcție a serii poate asigura realizarea eficientă a cerințelor de proiectare.

Capacitate de transmisie ușoară a acoperișului din față

Principala energie din seră provine de la soare. Creșterea capacității de transmisie ușoară a acoperișului din față este benefică pentru seră să obțină mai multă căldură și este, de asemenea, o bază importantă pentru a asigura mediul de temperatură al serii în timpul iernii. În prezent, există trei metode principale pentru creșterea capacității de transmisie a luminii și a timpului de primire a luminii acoperișului din față al serii.

01 Proiectarea orientării rezonabile de seră și azimuth

Orientarea serii afectează performanța de iluminat a serii și capacitatea de depozitare a căldurii de seră. Prin urmare, pentru a obține mai multă depozitare a căldurii în seră, orientarea serelor ne-cultivate în nord-vestul Chinei se confruntă cu spre sud. Pentru azimutul specific al serii, atunci când alegeți de la sud la est, este benefic să „apucați soarele”, iar temperatura interioară crește rapid dimineața; Când este selectat de la sud la vest, este benefic pentru seră să folosească lumina după -amiezii. Direcția de sud este un compromis între cele două situații de mai sus. Conform cunoștințelor de geofizică, pământul se rotește la 360 ° într -o zi, iar azimutul soarelui se mișcă aproximativ 1 ° la fiecare 4 minute. Prin urmare, de fiecare dată când azimutul serii diferă cu 1 °, timpul luminii directe va diferi cu aproximativ 4 minute, adică azimutul serii afectează momentul în care sera vede lumină dimineața și seara.

Când orele de lumină de dimineață și după -amiază sunt egale, iar est sau vest sunt în același unghi, sera va primi aceleași ore de lumină. Cu toate acestea, pentru zona de la nord de 37 ° latitudine nordică, temperatura este scăzută dimineața, iar timpul de descoperire a matriței este târziu, în timp ce temperatura este relativ ridicată după -amiaza și seara, așa că este potrivit să întârziem timpul de timp Închiderea matlasării de izolare termică. Prin urmare, aceste zone ar trebui să aleagă de la sud la vest și să folosească pe deplin lumina după -amiezii. Pentru zonele cu 30 ° ~ 35 ° latitudine nordică, din cauza condițiilor de iluminare mai bune dimineața, timpul de conservare a căldurii și descoperirea acoperirii poate fi, de asemenea, avansat. Prin urmare, aceste zone ar trebui să aleagă direcția sud-la-est pentru a se strădui pentru mai multe radiații solare de dimineață pentru seră. Cu toate acestea, în zona de 35 ° ~ 37 ° latitudine nordică, există o mică diferență în radiațiile solare dimineața și după -amiaza, așa că este mai bine să alegeți Direcția de Sud. Indiferent dacă este sud-est sau sud-vest, unghiul de abatere este în general de 5 ° ~ 8 °, iar maximul nu trebuie să depășească 10 °. China de nord -vest se află în intervalul 37 ° ~ 50 ° latitudine nordică, astfel încât unghiul azimutului de seră este în general de la sud la vest. Având în vedere acest lucru, sera de soare Sunlight proiectată de Zhang Jingshe etc. În zona Taiyuan a ales orientarea de 5 ° la vest de sud, sera soarelui construită de Chang Meimei etc. În zona Gobi din coridorul Hexi a adoptat orientarea orientarii de 5 ° până la 10 ° la vest de sud, iar sera de soare construită de Ma Zhigui etc. În nordul Xinjiang a adoptat orientare de 8 ° la vest de sud.

02 Proiectare formă rezonabilă a acoperișului din față și unghi de înclinare

Forma și înclinația acoperișului din față determină unghiul incident al razelor de soare. Cu cât unghiul incident este mai mic, cu atât este mai mare transmiterea. Sun Juren consideră că forma acoperișului din față este determinată în principal de raportul dintre lungimea suprafeței de iluminare principală și a pantei din spate. Panta frontală lungă și panta scurtă din spate sunt benefice pentru iluminarea și conservarea căldurii a acoperișului din față. Chen Wei-Qian și alții consideră că principalul acoperiș de iluminat al serii solare utilizat în zona Gobi adoptă un arc circular cu o rază de 4,5 m, care poate rezista efectiv la frig. Zhang Jingshe, etc. Gândiți-vă că este mai potrivit să folosiți arcul semicircular pe acoperișul din față al serii în zonele alpine și latitudinii înalte. În ceea ce privește unghiul de înclinare al acoperișului din față, conform caracteristicilor de transmisie a luminii ale filmului de plastic, când unghiul incident este de 0 ~ 40 °, reflectivitatea acoperișului din față la lumina soarelui este mică, iar atunci când depășește 40 °, Reflectivitatea crește semnificativ. Prin urmare, 40 ° este luat ca unghiul maxim de incident pentru a calcula unghiul de înclinare al acoperișului din față, astfel încât, chiar și în solstițiul de iarnă, radiația solară poate intra în seră în măsura maximă. Prin urmare, atunci când proiectează o seră solară potrivită pentru zonele ne-cultivate din Wuhai, Mongolia interioară, el și altele au calculat unghiul de înclinare al acoperișului din față cu un unghi incident de 40 ° și a crezut că atâta timp cât este mai mare de 30 °, ar putea satisface cerințele de iluminare cu efect de seră și conservarea căldurii. Zhang Caihong și alții cred că atunci când construiți sere în zonele ne-cultivate ale lui Xinjiang, unghiul de înclinare al acoperișului din față al serelor din sudul Xinjiang este de 31 °, în timp ce din nordul Xinjiang este 32 ° ~ 33,5 °.

03 Alegeți materiale de acoperire transparente adecvate.

În plus față de influența condițiilor de radiații solare exterioare, caracteristicile de transmisie a materialului și a luminii ale filmului cu efect de seră sunt, de asemenea, factori importanți care afectează mediul luminos și căldură al serii. În prezent, transmiterea ușoară a filmelor din plastic precum PE, PVC, EVA și PO este diferită datorită diferitelor materiale și grosimi de film. În general, transmiterea ușoară a filmelor care au fost utilizate de 1-3 ani poate fi garantată a fi peste 88% în ansamblu, care ar trebui selectată în funcție de cererea culturilor pentru lumină și temperatură. În plus, pe lângă transmisia ușoară în seră, distribuția mediului ușor în seră este, de asemenea, un factor la care oamenii acordă din ce în ce mai multă atenție. Prin urmare, în ultimii ani, materialul de acoperire a transmisiei de lumină cu lumină de împrăștiere îmbunătățită a fost foarte recunoscută de industrie, în special în zonele cu radiații solare puternice în nord -vestul Chinei. Aplicarea filmelor de lumină împrăștiate îmbunătățite a redus efectul de umbrire pe partea superioară și fundul baldachinului culturilor, a crescut lumina în părțile mijlocii și inferioare ale baldachinului culturilor, a îmbunătățit caracteristicile fotosintetice ale întregii culturi și a arătat un bun efect al promovării Creștere și creșterea producției.

Proiectare rezonabilă a dimensiunii serii

Lungimea serii este prea lungă sau prea scurtă, ceea ce va afecta controlul temperaturii interioare. Când lungimea serii este prea scurtă, înainte de răsăritul răsăritului și apusului, zona umbrită de estul și vestul Gables este mare, ceea ce nu este favorabil încălzirii serii și, din cauza volumului mic, va afecta solul și peretele interior absorbția și eliberarea căldurii. Când lungimea este prea mare, este dificil să controlați temperatura interioară și va afecta fermitatea structurii cu efect de seră și configurația mecanismului de rulare a cuverturii de conservare a căldurii. Înălțimea și intervalul serii afectează în mod direct iluminarea de zi a acoperișului din față, dimensiunea spațiului cu efect de seră și raportul de izolare. Când intervalul și lungimea serii sunt fixate, creșterea înălțimii serii poate crește unghiul de iluminare al acoperișului din față din perspectiva mediului luminos, care este propice transmisiei luminii; Din punct de vedere al mediului termic, înălțimea peretelui crește, iar zona de depozitare a căldurii a peretelui din spate crește, ceea ce este benefic pentru depozitarea căldurii și eliberarea de căldură a peretelui din spate. Mai mult, spațiul este mare, rata de capacitate de căldură este, de asemenea, mare, iar mediul termic al serii este mai stabil. Desigur, creșterea înălțimii serii va crește costul serii, care are nevoie de o considerație completă. Prin urmare, atunci când proiectăm o seră, ar trebui să alegem o lungime, o distanță și o înălțime rezonabilă în funcție de condițiile locale. De exemplu, Zhang Caihong și alții cred că în nordul Xinjiang, lungimea serii este de 50 ~ 80m, intervalul este de 7m, iar înălțimea serii este de 3,9 m, în timp ce în sudul Xinjiang, lungimea serii este de 50 ~ 80m, Spanul este de 8m, iar înălțimea serii este de 3,6 ~ 4,0 m; De asemenea, se consideră că intervalul de seră nu ar trebui să fie mai mic de 7m, iar atunci când intervalul este de 8m, efectul de conservare a căldurii este cel mai bun. În plus, Chen Weiqian și alții consideră că lungimea, întinderea și înălțimea serii solare ar trebui să fie de 80m, 8 ~ 10m și 3,8 ~ 4,2 m, respectiv, atunci când este construită în zona Gobi din Jiuquan, Gansu.

Îmbunătățiți capacitatea de depozitare a căldurii și de izolare a peretelui

În timpul zilei, peretele acumulează căldură prin absorbția radiațiilor solare și căldura unui aer interior. Noaptea, când temperatura interioară este mai mică decât temperatura peretelui, peretele va elibera pasiv căldura pentru a încălzi sera. Ca principalul corp de depozitare a căldurii de seră, peretele poate îmbunătăți semnificativ mediul de temperatură de noapte interioară prin îmbunătățirea capacității sale de depozitare a căldurii. În același timp, funcția de izolare termică a peretelui stă la baza stabilității mediului termic cu efect de seră. În prezent, există mai multe metode de îmbunătățire a capacității de depozitare a căldurii și de izolare a pereților.

01 Proiectarea structurii rezonabile de perete

Funcția peretelui include în principal depozitarea căldurii și conservarea căldurii și, în același timp, majoritatea pereților cu efect de seră servesc, de asemenea, ca membri purtători de încărcare pentru a sprijini cursa acoperișului. Din punctul de vedere al obținerii unui mediu termic bun, o structură rezonabilă a pereților ar trebui să aibă o capacitate de stocare a căldurii suficientă pe partea interioară și o capacitate suficientă de conservare a căldurii pe partea exterioară, reducând în același timp poduri reci inutile. În cercetarea depozitării și izolației căldurii de perete, Bao Encai și alții au conceput peretele de depozitare a căldurii pasiv de nisip solidificat în zona deșertului Wuhai, Mongolia interioară. Cărămida poroasă a fost utilizată ca strat de izolare la exterior și a fost utilizat nisip solidificat ca strat de depozitare a căldurii la interior. Testul a arătat că temperatura interioară ar putea ajunge la 13,7 ℃ în zilele însorite. Ma yuehong etc. a proiectat un perete compozit de bloc de mortar de grâu în nordul Xinjiang, în care Quicklime este umplut în blocuri de mortar, deoarece un strat de depozitare a căldurii și pungile de zgură sunt stivuite în aer liber ca strat de izolare. Peretele de bloc gol, proiectat de Zhao Peng, etc., în zona Gobi din provincia Gansu, folosește o placă de benzen grosime de 100 mm ca strat de izolare pe exterior și nisip și cărămidă cu bloc gol, ca strat de depozitare a căldurii la interior. Testul arată că temperatura medie în timpul iernii este peste 10 ℃ noaptea, iar regenerarea chai, etc. De asemenea, folosesc nisip și pietriș ca strat de izolație și strat de depozitare a căldurii din peretele din zona Gobi din provincia Gansu. În ceea ce privește reducerea podurilor reci, Yan Junyue etc. a proiectat un perete din spate ușor și simplificat, care nu numai că a îmbunătățit rezistența termică a peretelui, dar a îmbunătățit și proprietatea de sigilare a peretelui prin lipirea plăcii de polistiren pe partea din spate a spatelui perete; Wu letian etc. Setați fasciculul de inel din beton armat deasupra fundamentului peretelui cu efect de seră și a folosit ștampilarea cărămizii trapezoidale chiar deasupra fasciculului de inel pentru a sprijini acoperișul din spate, care a rezolvat problema că fisurile și subsidența de fundație sunt ușor de avut loc în sere în Hotian, Xinjiang, afectând astfel izolarea termică a serelor.

02 Alegeți materiale adecvate de depozitare și izolare a căldurii.

Efectul de depozitare a căldurii și izolarea peretelui depinde mai întâi de alegerea materialelor. În deșertul de nord -vest, Gobi, Sandy Land și alte zone, în conformitate cu condițiile site -ului, cercetătorii au luat materiale locale și au încercat îndrăznețe să proiecteze multe tipuri diferite de pereți din spate ale serelor solare. De exemplu, când Zhang Guosen și alții au construit sere în câmpuri de nisip și pietriș în Gansu, nisipul și pietrișul au fost utilizate ca straturi de depozitare și izolare a căldurii și de pereți; Conform caracteristicilor Gobi și deșertului din nord -vestul Chinei, Zhao Peng a proiectat un fel de perete de bloc gol, cu gresie și bloc gol ca materiale. Testul arată că temperatura medie a nopții interioare este peste 10 ℃. Având în vedere deficitul de materiale de construcție, cum ar fi cărămizi și argilă din regiunea Gobi din nord -vestul Chinei, Zhou Changji și alții au descoperit că serele locale folosesc de obicei pietricele ca materiale de perete atunci când investighează sere solare din regiunea Gobi din Kizilsu Kirgiz, Xinjiang. Având în vedere performanța termică și rezistența mecanică a pietricelului, sera construită cu pietricele are performanțe bune în ceea ce privește conservarea căldurii, depozitarea căldurii și rulmentul sarcinii. În mod similar, Zhang Yong, etc., de asemenea, folosește pietricele ca material principal al peretelui și a proiectat un perete independent de depozitare a pietricelului din spate în Shanxi și în alte locuri. Testul arată că efectul de depozitare a căldurii este bun. Zhang etc. a proiectat un fel de perete de gresie în funcție de caracteristicile zonei de nord -vest Gobi, care poate ridica temperatura interioară cu 2,5 ℃. În plus, Ma Yuehong și alții au testat capacitatea de depozitare a căldurii a peretelui de nisip plin de bloc, a peretelui bloc și a peretelui de cărămidă în Hotian, Xinjiang. Rezultatele au arătat că peretele de nisip plin de bloc a avut cea mai mare capacitate de stocare a căldurii. În plus, pentru a îmbunătăți performanța de depozitare a căldurii a peretelui, cercetătorii dezvoltă în mod activ noi materiale și tehnologii de depozitare a căldurii. De exemplu, Bao Encai a propus un material de agent de întărire a schimbărilor de fază, care poate fi utilizat pentru a îmbunătăți capacitatea de depozitare a căldurii a peretelui din spate a serii solare în zonele ne-cultivate din nord-vest. Pe măsură ce explorarea materialelor locale, fânul, zgura, benzenul și paiele sunt de asemenea utilizate ca materiale de perete, dar aceste materiale au, de obicei, funcția de conservare a căldurii și de capacitate de depozitare a căldurii. În general, pereții umpluți cu pietriș și blocuri au o capacitate bună de depozitare a căldurii și de izolare.

03 Creșteți în mod corespunzător grosimea peretelui

De obicei, rezistența termică este un indice important pentru a măsura performanța de izolare termică a peretelui, iar factorul care afectează rezistența termică este grosimea stratului de material, pe lângă conductivitatea termică a materialului. Prin urmare, pe baza selectării materialelor de izolare termică adecvată, creșterea corespunzătoare a grosimii peretelui poate crește rezistența termică totală a peretelui și poate reduce pierderea de căldură prin perete, crescând astfel izolarea termică și capacitatea de stocare a căldurii a peretelui și Întreaga seră. De exemplu, în Gansu și în alte zone, grosimea medie a zidului de genți de nisip din orașul Zhangye este de 2,6 m, în timp ce cea a zidului de zidărie a mortarului din Jiuquan City este de 3,7 m. Cu cât peretele este mai gros, cu atât este mai mare de izolație termică și capacitate de stocare a căldurii. Cu toate acestea, zidurile prea groase vor crește ocupația terenurilor și costul construcției de seră. Prin urmare, din perspectiva îmbunătățirii capacității de izolare termică, ar trebui să acordăm, de asemenea, prioritate selectării materialelor de izolare termică ridicată cu o conductivitate termică scăzută, cum ar fi polistiren, poliuretan și alte materiale, apoi creștem grosimea corespunzător.

Proiectare rezonabilă a acoperișului din spate

Pentru proiectarea acoperișului din spate, principala considerație nu este de a provoca influența umbririi și de a îmbunătăți capacitatea de izolare termică. Pentru a reduce influența umbririi pe acoperișul din spate, așezarea unghiului său de înclinare se bazează în principal pe faptul că acoperișul din spate poate primi lumina directă a soarelui în timpul zilei, când culturile sunt plantate și produse. Prin urmare, unghiul de altitudine al acoperișului din spate este ales în general pentru a fi mai bun decât unghiul local de altitudine solară a solstițiului de iarnă de 7 ° ~ 8 °. De exemplu, Zhang Caihong și alții consideră că atunci când construiesc sere solare în zonele de teren Gobi și Saline-Alkali din Xinjiang, lungimea proiectată a acoperișului din spate este de 1,6 m, astfel încât unghiul de înclinare al acoperișului din spate este de 40 ° în sudul Xinjiang și 45 ° în nordul Xinjiang. Chen Wei-Qian și alții cred că acoperișul din spate al serii solare din zona Jiuquan Gobi ar trebui să fie înclinat la 40 °. Pentru izolarea termică a acoperișului din spate, capacitatea de izolare termică ar trebui să fie asigurată în principal în selectarea materialelor de izolare termică, proiectarea necesară a grosimii și îmbinarea rezonabilă a turului materialelor de izolare termică în timpul construcției.

Reduceți pierderea de căldură a solului

În timpul nopții de iarnă, deoarece temperatura solului interior este mai mare decât cea a solului în aer liber, căldura solului interior va fi transferată în aer liber prin conducerea căldurii, provocând pierderea căldurii cu efect de seră. Există mai multe moduri de a reduce pierderea de căldură a solului.

01 Izolația solului

Pământul se scufundă corect, evitând stratul de sol înghețat și folosind solul pentru conservarea căldurii. De exemplu, seră solară „1448 cu trei materiale-unu-corp” dezvoltate de Chai Regeneration și alte terenuri ne-cultivate din coridorul Hexi a fost construită prin săparea a 1 m în jos, evitând eficient stratul de sol congelat; Conform faptului că adâncimea solului înghețat în zona Turpan este de 0,8 m, Wang Huamin și alții au sugerat săparea 0,8 m pentru a îmbunătăți capacitatea de izolare termică a serii. Când Zhang Guosen, etc., a construit peretele din spate al serii solare cu dublu arhiv cu dublu arhivitate cu seră solară pe un teren care nu poate firabil, adâncimea de săpat a fost de 1 m. Experimentul a arătat că cea mai scăzută temperatură noaptea a fost crescută cu 2 ~ 3 ℃ în comparație cu sera solară tradițională de a doua generație.

02 Fundație Protecția la rece

Metoda principală este să săpați un șanț de rezistență la rece de-a lungul părții de fundație a acoperișului din față, să completați materiale de izolare termică sau să îngropați continuu materiale de izolare termică subterană de-a lungul părții de perete a fundației, toate acestea urmând să reducă pierderea de căldură cauzată de Transfer de căldură prin solul de la granița serii. Materialele de izolare termică utilizate se bazează în principal pe condițiile locale din nord -vestul Chinei și pot fi obținute la nivel local, cum ar fi fân, zgură, lână de stâncă, placă de polistiren, paie de porumb, gunoi de grajd, frunze căzute, iarbă spartă, rumeguș, buruieni, paie etc.

03 Film Mulch

Prin acoperirea filmului de plastic, lumina soarelui poate ajunge în sol prin filmul de plastic în timpul zilei, iar solul absoarbe căldura soarelui și se încălzește. Mai mult decât atât, filmul de plastic poate bloca radiațiile cu undă lungă reflectată de sol, reducând astfel pierderea de radiații a solului și crescând depozitarea căldurii a solului. Noaptea, filmul de plastic poate împiedica schimbul de căldură convectiv între sol și aerul interior, reducând astfel pierderea de căldură a solului. În același timp, filmul de plastic poate reduce, de asemenea, pierderea de căldură latentă cauzată de evaporarea apei din sol. Wei Wenxiang a acoperit sera cu film de plastic în platoul Qinghai, iar experimentul a arătat că temperatura solului poate fi ridicată cu aproximativ 1 ℃.

Consolidarea performanței de izolare termică a acoperișului din față

Acoperișul din față al serii este principala suprafață de disipare a căldurii, iar căldura pierdută reprezintă mai mult de 75% din pierderea totală de căldură în seră. Prin urmare, consolidarea capacității de izolare a căldurii a acoperișului din față a serii poate reduce eficient pierderea prin acoperișul din față și poate îmbunătăți mediul de temperatură de iarnă a serii. În prezent, există trei măsuri principale pentru îmbunătățirea capacității de izolare termică a acoperișului din față.

01 este adoptată acoperirea transparentă cu mai multe straturi.

Din punct de vedere structural, folosind o peliculă cu două straturi sau peliculă cu trei straturi ca suprafață de transmitere a luminii de seră poate îmbunătăți eficient performanța de izolare termică a serii. De exemplu, Zhang Guosen și alții au conceput o seră solară cu dublu arc de tip dublu-ar fi săpăt de tip solar în zona Gobi din Jiuquan City. Exteriorul acoperișului frontal al serii este confecționat din film EVA, iar interiorul serii este confecționat din film anti-îmbătrânire fără picurare din PVC. Experimentele arată că, în comparație cu sera solară tradițională de a doua generație, efectul de izolare termică este remarcabil, iar cea mai scăzută temperatură la noapte crește cu 2 ~ 3 ℃ în medie. În mod similar, Zhang Jingshe, etc. a proiectat, de asemenea, o seră solară cu acoperire cu film dublu pentru caracteristicile climatice ale latitudinii mari și a zonelor reci severe, ceea ce a îmbunătățit semnificativ izolația termică a serii. Comparativ cu sera de control, temperatura nopții a crescut cu 3 ℃. În plus, Wu Letian și alții au încercat să folosească trei straturi de film EVA grosime de 0,1 mm pe acoperișul din față al serii solare proiectat în zona deșertului Hetian, Xinjiang. Filmul cu mai multe straturi poate reduce în mod eficient pierderea de căldură a acoperișului din față, dar, deoarece transmisia ușoară a filmului cu un singur strat este practic de aproximativ 90%, filmul cu mai multe straturi va duce în mod natural la atenuarea transmiterii luminii. Prin urmare, atunci când selectați acoperirea de transmitere a luminii cu mai multe straturi, este necesar să se ia în considerare în mod corespunzător condițiile de iluminare și cerințele de iluminare ale serelor.

02 Consolidați izolația de noapte a acoperișului din față

Filmul de plastic este folosit pe acoperișul din față pentru a crește transmisia ușoară în timpul zilei și devine cel mai slab loc din întreaga seră noaptea. Prin urmare, acoperirea suprafeței exterioare a acoperișului frontal cu matlasarea de izolare termică compozită groasă este o măsură de izolare termică necesară pentru serele solare. De exemplu, în regiunea alpină Qinghai, Liu Yanjie și alții au folosit perdele de paie și hârtie kraft ca cuverturi de izolare termică pentru experimente. Rezultatele testelor au arătat că cea mai scăzută temperatură interioară în seră noaptea ar putea ajunge peste 7,7 ℃. Mai mult, Wei Wenxiang consideră că pierderea de căldură a serii poate fi redusă cu mai mult de 90% prin utilizarea perdelelor cu iarbă dublă sau a hârtiei kraft din afara perdelelor de iarbă pentru izolarea termică în această zonă. În plus, Zou Ping, etc. a folosit matla de izolație termică cu pâslă din fibră reciclată în sera solară din regiunea Gobi din Xinjiang, și Chang Meimei, etc. Folosiți izolație termică Sandwich de bumbac izolație termică în seră solară în regiunea Gobi din Regiunea Gobi din Coridorul Hexi. În prezent, există multe tipuri de cuverturi de izolare termică utilizate în sere solare, dar majoritatea sunt confecționate din pâslă cu necesitate, bumbac stropit cu lipici, bumbac perle etc., cu straturi de suprafață impermeabile sau anti-îmbătrânire pe ambele părți. Conform mecanismului de izolare termică a matlasării de izolare termică, pentru a -și îmbunătăți performanța de izolare termică, ar trebui să începem cu îmbunătățirea rezistenței termice a acestuia și reducerea coeficientului său de transfer de căldură, iar principalele măsuri sunt reducerea conductivității termice a materialelor, creșterea grosimii de grosime straturi de materiale sau crește numărul de straturi de materiale, etc. Prin urmare, în prezent, materialul principal al matlasatului de izolare termică cu performanțe de izolare termică ridicată este adesea realizat din materiale compozite cu mai multe straturi. Conform testului, coeficientul de transfer de căldură al matlasatului de izolare termică cu performanțe de izolare termică ridicată în prezent poate ajunge la 0,5W/(M2 ℃), ceea ce oferă o garanție mai bună pentru izolarea termică a serelor în zonele reci în timpul iernii. Desigur, zona de nord-vest este vânt și prăfuit, iar radiațiile ultraviolete sunt puternice, astfel încât stratul de suprafață de izolare termică ar trebui să aibă o performanță anti-îmbătrânire bună.

03 Adăugați o perdea de izolare termică internă.

Deși acoperișul frontal al serii de lumină solară este acoperit cu o matlasare externă de izolație termică noaptea, în ceea ce privește alte structuri ale întregii sere, acoperișul din față este încă un loc slab pentru întreaga seră noaptea. Prin urmare, echipa de proiect a „Structura și tehnologia de construcție a serii din Northwest Non-Arable Land” a proiectat un simplu sistem intern de izolare termică (figura 1), a cărui structură constă dintr-o perdea de izolare termică internă fixă ​​la piciorul din față și O perdea de izolare termică internă mobilă în spațiul superior. Perdeaua de izolare termică mobilă superioară este deschisă și pliată la peretele din spate al serii în timpul zilei, ceea ce nu afectează iluminarea serii; Învelișul de izolare termică fix în partea de jos joacă rolul de sigilare noaptea. Proiectarea internă a izolației este îngrijită și ușor de operat și poate juca, de asemenea, rolul umbririi și răcirii vara.

Tehnologie de încălzire activă

Din cauza temperaturii scăzute în timpul iernii în nord -vestul Chinei, dacă ne bazăm doar pe conservarea căldurii și depozitarea căldurii în sere, încă nu putem îndeplini cerințele producției de suprasolicitare a culturilor pe o vreme rece, astfel încât unele măsuri de încălzire activă sunt, de asemenea îngrijorat.

Sistem de stocare a energiei solare și eliberare de căldură

Este un motiv important pentru care peretele poartă funcțiile de conservare a căldurii, depozitarea căldurii și încărcarea sarcinii, ceea ce duce la costul ridicat al construcției și la rata scăzută de utilizare a terenurilor. Prin urmare, simplificarea și asamblarea serelor solare trebuie să fie o direcție importantă de dezvoltare în viitor. Printre ele, simplificarea funcției peretelui este eliberarea funcției de depozitare și eliberare a căldurii a peretelui, astfel încât peretele din spate nu poartă decât funcția de conservare a căldurii, care este o modalitate eficientă de a simplifica dezvoltarea. De exemplu, sistemul activ de depozitare și eliberare a căldurii Fang Hui (Figura 2) este utilizat pe scară largă în zone ne-cultivate, cum ar fi Gansu, Ningxia și Xinjiang. Dispozitivul său de colectare a căldurii este atârnat pe peretele nordic. În timpul zilei, căldura colectată de dispozitivul de colectare a căldurii este păstrată în corpul de depozitare a căldurii prin circulația mediului de depozitare a căldurii, iar noaptea, căldura este eliberată și încălzită de circulația mediului de depozitare a căldurii, realizând astfel că Transfer de căldură în timp și spațiu. Experimentele arată că temperatura minimă în seră poate fi ridicată cu 3 ~ 5 ℃ prin utilizarea acestui dispozitiv. Wang Zhiwei etc. a prezentat un sistem de încălzire a perdelelor de apă pentru seră solară în zona de deșert din sudul Xinjiang, care poate crește temperatura serii cu 2,1 ℃ noaptea.

În plus, Bao Encai etc. a proiectat un sistem activ de circulație de depozitare a căldurii pentru peretele nord. În timpul zilei, prin circulația ventilatoarelor axiale, aerul cald interior curge prin canalul de transfer de căldură încorporat în peretele nord peretele. În plus, sistemul de depozitare a căldurii solare în faza de schimb proiectat de Yan Yantao etc. stochează căldură în materialele de schimbare a fazelor prin colectoarele solare în timpul zilei, apoi disipează căldura în aer interior prin circulația aerului noaptea, ceea ce poate crește Temperatura medie cu 2,0 ℃ noaptea. Tehnologiile și echipamentele de utilizare a energiei solare de mai sus au caracteristicile economiei, economiei de energie și carbonului scăzut de carbon. După optimizare și îmbunătățire, ar trebui să aibă o perspectivă de aplicare bună în zonele cu resurse energetice solare abundente în nord -vestul Chinei.

Alte tehnologii auxiliare de încălzire

01 Încălzirea energetică a biomasei

Lenjeria de pat, paie, bălegar de vacă, bălegar de oi și bălegar de păsări de curte sunt amestecate cu bacterii biologice și îngropate în solul din seră. O mulțime de căldură este generată în timpul procesului de fermentare și o mulțime de tulpini benefice, materie organică și CO2 sunt generate în timpul procesului de fermentare. Tulpinile benefice pot inhiba și ucide o varietate de germeni și pot reduce apariția bolilor și dăunătorilor cu efect de seră; Materia organică poate deveni îngrășământ pentru culturi; CO2 produs poate îmbunătăți fotosinteza culturilor. De exemplu, Wei Wenxiang a îngropat îngrășăminte organice fierbinți, cum ar fi gunoiul de gunoi, gunoiul de vacă și gunoiul de oaie în solul interior în sera solară din Platoul Qinghai, care a ridicat efectiv temperatura solului. În sera solară din zona deșertului Gansu ， Zhou Zhilong a folosit paie și îngrășământ organic pentru a fermenta între culturi. Testul a arătat că temperatura serii ar putea fi crescută cu 2 ~ 3 ℃.

02 Încălzirea cărbunelui

Există sobă artificială, încălzitor de apă de economisire a energiei și încălzire. De exemplu, după investigarea pe platoul Qinghai, Wei Wenxiang a constatat că încălzirea artificială a cuptorului a fost folosită în principal la nivel local. Această metodă de încălzire are avantajele încălzirii mai rapide și a efectului de încălzire evident. Cu toate acestea, gazele dăunătoare, cum ar fi SO2, CO și H2S, vor fi produse în procesul de ardere a cărbunelui, astfel încât este necesar să se facă o treabă bună pentru descărcarea gazelor dăunătoare.

03 Încălzire electrică

Folosiți sârmă de încălzire electrică pentru a încălzi acoperișul din față al serii sau utilizați încălzitor electric. Efectul de încălzire este remarcabil, utilizarea este sigură, nu sunt generate poluanți în seră, iar echipamentul de încălzire este ușor de controlat. Chen Weiqian și alții consideră că problema înghețării daunelor în timpul iernii în zona Jiuquan împiedică dezvoltarea agriculturii locale Gobi, iar elementele de încălzire electrică poate fi folosită pentru încălzirea serii. Cu toate acestea, datorită utilizării resurselor de energie electrică de înaltă calitate, consumul de energie este mare, iar costul este mare. Se sugerează că ar trebui utilizat ca mijloc temporar de încălzire de urgență pe vreme rece extremă.

Măsuri de gestionare a mediului

În procesul de producție și utilizare a serii, echipamentul complet și funcționarea normală nu se pot asigura în mod eficient că mediul termic său îndeplinește cerințele de proiectare. De fapt, utilizarea și gestionarea echipamentelor joacă adesea un rol esențial în formarea și întreținerea mediului termic, dintre care cel mai important este gestionarea zilnică a matlasării și ventilația de izolare termică.

Gestionarea matlasării de izolare termică

Învelișul de izolare termică este cheia izolației termice de noapte a acoperișului din față, de aceea este extrem de important să -i perfecționăm gestionarea și întreținerea zilnică, în special următoarele probleme ar trebui să fie atenți la: . Timpul de deschidere și închidere a matlasării de izolare termică nu numai că afectează timpul de iluminare al serii, dar afectează și procesul de încălzire în seră. Deschiderea și închiderea matlasării de izolare termică prea devreme sau prea târziu nu este favorabilă colectării de căldură. Dimineața, dacă matlasa este descoperită prea devreme, temperatura interioară va scădea prea mult din cauza temperaturii scăzute în aer liber și a luminii slabe. Dimpotrivă, dacă momentul descoperirii matlasării este prea târziu, timpul de a primi lumină în seră va fi scurtat, iar timpul de creștere a temperaturii interioare va fi întârziat. După -amiază, dacă matla de izolare termică este oprită prea devreme, timpul de expunere interioară va fi scurtat, iar depozitarea căldurii solului interior și a pereților va fi redusă. Dimpotrivă, dacă conservarea căldurii este oprită prea târziu, disiparea căldurii a serii va fi crescută din cauza temperaturii scăzute în aer liber și a luminii slabe. Prin urmare, în general, atunci când matlasarea de izolare termică este pornită dimineața, este recomandabil ca temperatura să crească după 1 ~ 2 ℃ scădere, în timp ce atunci când se opri curetul de izolare termică, este recomandabil ca temperatura să crească După 1 ~ 2 ℃ picătură. ② Când închideți matla de izolare termică, acordați atenție pentru a observa dacă matla de izolare termică acoperă strâns toate acoperișurile din față și reglați -le la timp dacă există un decalaj. ③ După ce matlasa de izolare termică este complet redusă, verificați dacă partea inferioară a fost compactată, astfel încât să prevină ridicarea efectului de conservare a căldurii de vânt noaptea. ④ Verificați și mențineți matla de izolare termică în timp, mai ales atunci când matlasa de izolare termică este deteriorată, reparați -o sau înlocuiți -o în timp. ⑤ Acordați atenție condițiilor meteorologice în timp. Când există ploaie sau zăpadă, acoperiți -vă în timp de izolație termică și îndepărtați zăpada în timp.

Gestionarea orificiilor de aerisire

Scopul ventilației în timpul iernii este de a regla temperatura aerului pentru a evita temperatura excesivă în jurul prânzului; Al doilea este eliminarea umidității interioare, reducerea umidității aerului în seră și să controleze dăunătorii și bolile; Al treilea este creșterea concentrației de CO2 interioare și promovarea creșterii culturilor. Cu toate acestea, ventilația și conservarea căldurii sunt contradictorii. Dacă ventilația nu este gestionată în mod corespunzător, aceasta va duce probabil la probleme de temperatură scăzută. Prin urmare, când și cât timp deschideți orificiile de aerisire trebuie să fie ajustate dinamic în funcție de condițiile de mediu ale serii în orice moment. În zonele ne-cultivate din nord-vest, gestionarea orificiilor de seră este împărțită în principal în două moduri: funcționarea manuală și ventilația mecanică simplă. Cu toate acestea, timpul de deschidere și timpul de ventilație al orificiilor de aerisire se bazează în principal pe judecata subiectivă a oamenilor, așa că se poate întâmpla ca orificiile de aerisire să fie deschise prea devreme sau prea târziu. Pentru a rezolva problemele de mai sus, Yin Yilei etc. a proiectat un dispozitiv de ventilație inteligent pentru acoperiș, care poate determina timpul de deschidere și dimensiunea de deschidere și închidere a găurilor de ventilație în funcție de schimbările mediului interior. Odată cu aprofundarea cercetării privind legea schimbărilor de mediu și cererii culturilor, precum și popularizarea și progresul tehnologiilor și echipamentelor, cum ar fi percepția mediului, colectarea informațiilor, analiza și controlul, automatizarea gestionării ventilației în serele solare ar trebui să fie un Direcția importantă de dezvoltare în viitor.

Alte măsuri de management

În procesul de utilizare a diferitelor tipuri de filme de șopron, capacitatea lor de transmitere a luminii se va slăbi treptat, iar viteza de slăbire nu este legată doar de propriile proprietăți fizice, ci și de mediul înconjurător și de management în timpul utilizării. În procesul de utilizare, cel mai important factor care duce la declinul performanței de transmitere a luminii este poluarea suprafeței filmului. Prin urmare, este extrem de important să efectuați curățarea și curățarea periodică atunci când condițiile permit. În plus, structura de incintă a serii trebuie verificată în mod regulat. Când există o scurgere în perete și pe acoperișul din față, ar trebui reparată la timp pentru a evita afectarea serii de infiltrarea aerului rece.

Probleme existente și direcția de dezvoltare

Cercetătorii au explorat și studiat tehnologia de conservare și depozitare a căldurii, tehnologia de management și metodele de încălzire a serelor din zonele ne-cultivate de nord-vest timp de mai mulți ani, ceea ce a realizat practic producția de răsturnare de legume, a îmbunătățit foarte mult capacitatea de seră de a rezista și, practic, și -a dat seama de producția de supraîncărcare a legumelor. A adus o contribuție istorică la atenuarea contradicției dintre alimente și legume care concurează pentru terenuri din China. Cu toate acestea, există încă următoarele probleme în tehnologia de garantare a temperaturii din nord -vestul Chinei.

Tipuri de seră pentru a fi modernizate

În prezent, tipurile de sere sunt în continuare cele comune construite la sfârșitul secolului XX și la începutul acestui secol, cu o structură simplă, un design nerezonabil, o capacitate slabă de a menține mediul termic cu efect de seră și de a rezista dezastrelor naturale și lipsa de standardizare. Prin urmare, în viitorul design cu efect de seră, forma și înclinația acoperișului din față, unghiul azimut al serii, înălțimea peretelui din spate, adâncimea de scufundare a serii, etc. și caracteristicile climatice. În același timp, o singură cultură poate fi plantată într -o seră pe cât posibil, astfel încât potrivirea standardizată a serii poate fi realizată în funcție de cerințele de lumină și temperatură ale culturilor plantate.

Scala de seră este relativ mică.

Dacă scara de seră este prea mică, aceasta va afecta stabilitatea mediului termic cu efect de seră și dezvoltarea mecanizării. Odată cu creșterea treptată a costurilor forței de muncă, dezvoltarea mecanizării este o direcție importantă în viitor. Prin urmare, în viitor, ar trebui să ne bazăm pe nivelul dezvoltării locale, să luăm în considerare nevoile dezvoltării mecanizării, să proiectăm rațional spațiul interior și aspectul de sere, să accelerăm cercetarea și dezvoltarea echipamentelor agricole adecvate pentru zonele locale și îmbunătățiți rata de mecanizare a producției de seră. În același timp, în funcție de nevoile culturilor și a modelelor de cultivare, echipamentele relevante ar trebui să fie potrivite cu standardele, iar cercetarea și dezvoltarea integrată, inovația și popularizarea ventilației, reducerea umidității, conservarea căldurii și echipamentele de încălzire.

Grosimea pereților, cum ar fi nisipul și blocurile goale, este încă groasă.

Dacă peretele este prea gros, deși efectul de izolare este bun, acesta va reduce rata de utilizare a solului, va crește costul și dificultatea construcției. Prin urmare, în dezvoltarea viitoare, pe de o parte, grosimea peretelui poate fi optimizată științific în funcție de condițiile climatice locale; Pe de altă parte, ar trebui să promovăm dezvoltarea ușoară și simplificată a peretelui din spate, astfel încât peretele din spate al serii să păstreze funcția de conservare a căldurii, să utilizeze colectoare solare și alte echipamente pentru a înlocui depozitarea căldurii și eliberarea peretelui . Colecționarii solari au caracteristicile eficienței ridicate a colectării căldurii, capacității puternice de colectare a căldurii, economiei de energie, carbonului scăzut de carbon și așa mai departe, iar majoritatea pot realiza reglementări și control activ și pot efectua încălzirea exotermică vizată în funcție de cerințele de mediu ale serii Noaptea, cu o eficiență mai mare a utilizării căldurii.

Trebuie dezvoltată o matlasare specială de izolare termică.

Acoperișul din față este principalul corp de disipare a căldurii în seră, iar performanța de izolare termică a matlasării de izolare termică afectează direct mediul termic interior. În prezent, mediul de temperatură în seră în unele zone nu este bun, parțial pentru că matlasa de izolare termică este prea subțire, iar performanța de izolare termică a materialelor este insuficientă. În același timp, matlasa de izolare termică are încă unele probleme, cum ar fi o capacitate de apă și o capacitate de schi, îmbătrânirea ușoară a materialelor de suprafață și de miez, etc. Prin urmare, în viitor, materialele de izolare termică adecvate ar trebui să fie selectate științific în funcție de local în funcție de local Caracteristicile și cerințele climatice și produsele speciale de izolare termică potrivite pentru utilizarea și popularizarea locală ar trebui să fie proiectate și dezvoltate.

Sfârşit

Informații citate

Luo Ganliang, Cheng Jieyu, Wang Pingzhi etc. Tehnologia ingineriei agricole, 2022,42 (28): 12-20.