Li Jianming, Sun Guotao, itd.Greenhouse hortikulturna poljoprivredna inženjerska tehnologija2022-11-21 17:42 Objavljeno u Pekingu

Posljednjih godina, staklena kuća je energično razvijena.Razvoj staklenika ne samo poboljšava brzinu korištenja zemljišta i izlazna stopa poljoprivrednih proizvoda, već rješava problem opskrbe voćem i povrćem u van sezoni.Međutim, staklenik je također naišao na neviđene izazove.Originalni sadržaji, metode grijanja i strukturni oblici daju otpornost na okoliš i razvoj.Novi materijali i novi dizajni su hitno potrebni za promjenu strukture staklenika, a novi izvori energije hitno su potrebni za postizanje potreba očuvanja energije i zaštite okoliša i povećanja proizvodnje i prihoda.

Ovaj članak govori o temi "nove energije, novih materijala, novog dizajna koji će pomoći novoj revoluciji staklenika", uključujući istraživanje i inovaciju solarne energije, energetike biomase, geotermalne energije i drugih novih izvora energije u stakleniku, istraživanju i primjeni novih materijala za prekrivanje, toplotnu izolaciju, zidove i drugu opremu i buduću perspektivu i razmišljanje o novoj energiji, novim materijalima i novim dizajnom za pomoć reformi staklenika, kako bi se pružila referenca za industriju.

Pogon u razvoju Poljoprivreda je politički zahtjev i neizbježan izbor za implementaciju duha važnih uputa i odlučivanja središnje države.Važan je način poboljšanja kapaciteta za proizvodnju staklenika za poboljšanje stakleničkih rasvjete i performanse toplotne izolacije putem nove energije, novih materijala i novog dizajna staklenika.Mnogo je nedostataka u tradicionalnoj stakleniku, poput uglja, lož ulja i drugih izvora energije koji se koriste za grijanje i grijanje u tradicionalnim staklenicima, što rezultira velikom količinom dioksidnog plina, a prirodno zagađuje okoliš, dok prirodni plin, električna energija i other energy sources increase the operating cost of greenhouses.Tradicionalni materijali za skladištenje topline za zidove staklene bašte su uglavnom gline i cigle, koji puno konzumiraju i uzrokuju ozbiljnu štetu na zemljišnim resursima.Efikasnost korištenja zemljišta tradicionalnog solarne staklenika sa zidom zemlje iznosi samo 40% ~ 50%, a obična staklenika ima loš kapacitet za pohranu topline, tako da ne može živjeti zimi za proizvodnju toplog povrća u sjevernoj Kini.Stoga je srž promovirajući promjenu staklenika ili osnovne istraživanja u dizajnu, istraživanja i razvoju novih materijala i nove energije.Ovaj se članak fokusirat će na istraživanje i inovacije novih energetskih izvora u stakleniku, sažeti status istraživanja novih energetskih izvora kao što su solarna energija, energija biomase, geotermalna energija, energija vjetra i novi prozirni materijali za prozir, termički izolacijski materijali i zidni materijali u Greenhouse, analizirajte primjenu nove energije i novih materijala u izgradnji novog staklenika i radujte se njihovoj ulozi u budućem razvoju i transformaciji staklenika.

Istraživanje i inovacije staklenika nove energije

Zelena nova energija s najvećim poljoprivrednim potencijalom korištenja uključuje solarnu energiju, geotermalnu energiju i energiju biomase ili sveobuhvatno korištenje različitih izvora energije, kako bi se postigla efikasna upotreba energije učenjem iz jakih bodova.

Solarna energija / snaga

Solarna energetska tehnologija je režim napajanja i održivog ugljika, i to je važna komponenta kineske strateške industrije u nastajanju.Kroz efekat staklene bašte, solarna energija se sakuplja u zatvorenom u zatvorenom, temperatura staklenika je podignuta, a potrebna je toplina za rast usjeva.

01 Fotonaponska generacija električne energije za generiranje topline

Proizvodnja fotonaponske energije je tehnologija koja direktno pretvara svjetlosnu energiju u električnu energiju zasnovanu na fotonaponskom efektu.Ključni element ove tehnologije su solarne ćelije.Kada solarna energija svijetli na nizu solarnih panela u seriji ili paralelno, poluvodičke komponente direktno pretvore energiju solarne zračenja u električnu energiju.Fotonaponska tehnologija može direktno pretvoriti laganu energiju u električnu energiju, pohraniti električnu energiju kroz baterije i zagrijati stakleniku noću, ali njegovi visoki troškovi ograničava svoj daljnji razvoj.Istraživačka grupa razvila je fotonaponski uređaj za grijanje grafena, koji se sastoji od fleksibilnih fotonaponskih ploča, all-in-onog upravljačkog stroja za obrnuciju, aparat za pohranu i šipku za grijanje grafena.U zavisnosti od dužine linije sadnje, grafenska grejna šipka je zakopana ispod vreće za supstrat.Tokom dana, fotonaponski paneli apsorbiraju solarno zračenje kako bi se generirala električnu energiju i čuvaju ga u skladištu, a zatim se električna energija pušta noću za grejnu šipku grafena.U stvarnom mjerenju, usvaja se način kontrole temperature počevši od 17 ℃ i zatvaranjem u 19 ℃.Trčanje noću (20: 00-08: 00 Drugog dana) 8 sati, potrošnja energije za grijanje Jedan red biljaka je 1,24 kW · h, a prosječna temperatura torba supstrate noću je 19.2 ℃, što je 3,5 ~ 5,3 ℃ veće od kontrole.Ova metoda grijanja u kombinaciji sa generiranjem energije u kombinaciji rješava probleme visoke potrošnje energije i veliko zagađenje u stakleničkom grijanju zimi.

02 fototermalna konverzija i korištenje

Solarna fototeramna pretvorba odnosi se na upotrebu posebne površine sakupljanja sunčeve svjetlosti izrađene od fototermnih konverzijskih materijala za prikupljanje i apsorbiranje onoliko sunčevih energije što je moguće i pretvoriti u toplotnu energiju.U usporedbi s solarnim fotonaponskim aplikacijama, solarne fototeramne aplikacije povećavaju apsorpciju skoro infracrvenog pojasa, tako da ima veću efikasnost iskorištavanja energije sunčeve svjetlosti, niže trošak i zrelo tehnologiju, te je najčešće korišten način korištenja solarne energije.

Najzreženija tehnologija fototeramne pretvorbe i upotrebe u Kini je solarni kolektor, čija je osnovna komponenta ploče za apsorpciju topline sa selektivnim apsorpcijskim premazom, koji može pretvoriti energiju solarnog zračenja u toplotnu energiju i prijenos na radni medij koji apsorbira toplinu.Solarni sakupljači mogu se podijeliti u dvije kategorije prema vakuumskom prostoru u kolektoru ili ne: ravni solarni sakupljači i vakuumske solarne kolektore;Koncentriranje solarnih kolektora i solarnih kolektora koji se ne koncentriraju u skladu s tim da li solarno zračenje na dnevnom svjetlu mijenja smjer;

Upotreba solarne energije u stakleniku uglavnom se vrši kroz različite vrste solarnih kolektora.IBN ZOR Univerzitet u Maroku razvio je aktivni solarni sistem grijanja energije (pepeo) za grijanje staklenika, koji može povećati ukupnu proizvodnju rajčice za 55% zimi.Kineski poljoprivredni univerzitet je dizajnirao i razvio set sistema za prikupljanje i pražnjenje površinskog hladnjaka i ventilatora, kapaciteta sakupljanja toplote od 390,6～693,0 MJ, i izneo ideju odvajanja procesa prikupljanja toplote od procesa skladištenja toplote pomoću toplotne pumpe.Univerzitet u Bariju u Italiji razvio je poligeneracijski sistem grijanja staklenika, koji se sastoji od sistema solarne energije i toplotne pumpe zrak-voda, a može povećati temperaturu zraka za 3,6% i temperaturu tla za 92%.Istraživačka grupa je razvila neku vrstu aktivne solarne opreme za prikupljanje topline s promjenjivim kutom nagiba za solarni staklenik i prateći uređaj za skladištenje topline za vodeno tijelo staklenika u svim vremenskim uvjetima.Tehnologija aktivnog sakupljanja solarne topline s promjenjivim nagibom probija ograničenja tradicionalne opreme za sakupljanje topline staklenika, kao što su ograničeni kapacitet sakupljanja topline, zasjenjenje i zauzimanje obrađenog zemljišta.Korišćenjem specijalne stakleničke strukture solarnog staklenika, neposadni prostor staklenika je u potpunosti iskorišćen, što u velikoj meri poboljšava efikasnost korišćenja plasteničkog prostora.U tipičnim sunčanim radnim uslovima, aktivni solarni sistem sakupljanja toplote sa promenljivim nagibom dostiže 1,9 MJ/(m2h), efikasnost korišćenja energije dostiže 85,1%, a stopa uštede energije je 77%.U tehnologiji akumulacije toplote staklenika postavlja se struktura skladištenja toplote u više faza, povećava kapacitet skladištenja toplote uređaja za skladištenje toplote, a ostvaruje se sporo oslobađanje toplote iz uređaja, kako bi se ostvarilo efikasno korišćenje Toplina prikupljena od strane Starhouse Solarna oprema za naplatu topline.

Energija biomase

Nova struktura objekata izgrađena je kombiniranjem uređaja za proizvodnju biomase sa staklenikom i sirovinama biomase, kao što su svinjski gnojiva, ostatak gljiva i slame kompostiraju se za varanje topline, a stvorena toplotna energija se direktno isporučuje na stakleniku [ 5].U usporedbi sa staklenim bake bez veznog cisterna za fermentaciju, grijanje može učinkovito povećati temperaturu tla u stakleniku i održavati odgovarajuću temperaturu korijena usjeva koji se uzgajaju u tlu u normalnoj klimi zimi.Uzimanje jednoslojnog asimetričnog toplotnog izolacijskog staklenika sa rasponom od 17m i dužine 30m kao primjer, dodavanje 8m poljoprivrednog otpada (slama od slame od rajčice i gnojivo pig miješane u rezervoar za fermentaciju za prirodnu fermentaciju bez prevrtanja bez prevrtanja increase the average daily temperature of the greenhouse by 4.2℃ in winter, and the average daily minimum temperature can reach 4.6℃.

Korištenje kontrolirane fermentacije biomase je fermentacijska metoda koja koristi instrumente i opremu za kontrolu procesa fermentacije kako bi se brzo iskoristili i efikasno iskoristili gnojivo za grijanje na biomasu, među kojima su ventilacija i vlaga ključni faktori za regulaciju fermentacijske topline i proizvodnja gasa biomase.Pod ventiliranim uvjetima, aerobni mikroorganizmi u fermentacijskoj hrpi koriste kisik za životne aktivnosti, a dio generirane energije koristi se za vlastite životne aktivnosti, a dio energije se oslobađa u okoliš kao toplinsku energiju, koja je korisna za temperaturu ustajanje okoliša.Voda sudjeluje u cijelom fermentacijskom procesu, pružajući potrebne rastvorljive hranjive tvari za mikrobne aktivnosti, a istovremeno oslobađajući toplinu hrpe u obliku pare kroz vodu, kako bi se smanjila temperatura hrpe, produživši život microorganisms and increase the bulk temperature of the heap.Instaliranje uređaja za vraćanje slame u rezervoaru za fermentaciju može povećati unutarnju temperaturu za 3 ~ 5 ℃ zimi, ojačati postrojenje fotosinteze i povećati prinos rajčice za 29,6%.

Geotermalna energija

Kina je bogata geotermalnim resursima.Trenutno je najčešći način korištenja geotermalne energije za korištenje toplotne pumpe za izvor tla koja se može prenijeti iz niske toplotne energije na visokokvalitetnu toplinu u unosu male količine visokog nivoa energije (kao što su električna energija).Različite od tradicionalnih mjera grijanja staklenika, izvor tla toplotne pumpe grijanje ne može postići samo značajan efekt grijanja, već i ima mogućnost hlađenja staklenika i smanjiti vlagu u stakleniku.Osnovni dio koji utječe na kapacitet grijanja i hlađenja toplotne pumpe podzemne izmjene topline, koji uglavnom uključuje sahranjene cijevi, podzemne bušotine itd. Kako dizajnirati podzemni sistem razmjene topline i učinka uvijek bio fokus istraživanja ovog dijela.Istovremeno, promjena temperature podzemnog sloja tla u primjeni toplotne pumpe za izvor tla također utječe na efekt upotrebe sistema toplinske pumpe.Korištenje toplotne pumpe za izvor tla da biste hladili staklenicu ljeti i pohranite toplinska energija u dubokom sloju tla može ublažiti pad temperature podzemnog sloja tla i poboljšati efikasnost topline toplotne pumpe za toplotu tla zimi zimi.

Trenutno je u istraživanju učinka i efikasnosti toplotne pumpe za izvor tla, kroz stvarne eksperimentalne podatke uspostavljen numerički model sa softverom kao što su TUGH2 i TRNSYS, a zaključuje se da performanse grijanja i koeficijent performansi (policajac ) of ground source heat pump can reach 3.0 ~ 4.5, which has a good cooling and heating effect.U istraživanju operacije sustava toplotne pumpe, Fu Yunzhun i drugi otkrili su da se u usporedbi s sporednim protokom opterećenja, sporedni protok tla ima veći utjecaj na performanse jedinice i performanse koprive cijevi .Pod uvjetom postavke protoka, maksimalna vrijednost policajca jedinica može dostići 4,17 usvajanjem operacijskog sheme rada 2 sata i zaustavljanje 2 sata;Shi Huixian Et.usvojio povremeni način rada za hlađenje skladištenja vode.Ljeti, kada je temperatura visoka, policajac cijelog sustava opskrbe energijom može dostići 3,80.

Tehnologija skladištenja toplote dubokog tla u stakleniku

Uređaj je dvoslojni paralelni cjevovod za prijenos topline zakopani na dubini od 1,5 ~ 2,5m podzemlja u stakleniku, sa zrakom ulaz na vrhu staklenika i izlazom zraka na zemlji.Kada je temperatura u stakleniku visoka, unutarnji zrak je prisilno pumpa u zemlju ventilatorom za realizaciju skladištenja topline i smanjenje temperature.Kad je temperatura staklenika niska, toplina se izvlači iz tla za zagrijavanje staklenika.Rezultati proizvodnje i aplikacije pokazuju da uređaj može povećati temperaturu staklenika za 2,3 ℃ u zimskoj noći, smanjiti unutarnju temperaturu za 2.6 ℃ u ljetnom danu i povećati prinos paradajza za 1500kg u 667 m².Uređaj potpuno koristi karakteristike "tople zimi i hladno ljeti" i "stalna temperatura" dubokog podzemnog tla, pruža "banku za pristup energiji" za staklenicu, a kontinuirano dovršava pomoćne funkcije hlađenja i grejanja .

Višeenergetska koordinacija

Koristeći dvije ili više energetskih vrsta za zagrijavanje staklenika može učinkovito nadoknaditi nedostatke jedinstvene energije, a dati reprodukciju na superpozitivnu učinku "jedan plus jedan je veći od dva".Komplementarna saradnja između geotermalne energije i solarne energije je istraživački žarišta nove upotrebe energije u poljoprivrednoj proizvodnji u posljednjih nekoliko godina.Emmi et.U usporedbi sa zajedničkim sistemom toplotne pumpe za zrak-vodu, energetska efikasnost energetskog sistema više izvora poboljšava se za 16% ~ 25%.Zheng Et.Razvijen novu vrstu spojenog sistema za pohranu topline solarne energije i toplotne pumpe izvora tla.Sistem solarnih kolektora može ostvariti kvalitetno sezonsko skladištenje grijanja, odnosno kvalitetno grijanje zimi i kvalitetno hlađenje ljeti.Ukopani cijevni izmjenjivač topline i povremeni spremnik topline mogu dobro raditi u sistemu, a vrijednost COP sistema može doseći 6,96.

U kombinaciji sa solarnom energijom, ima za cilj smanjiti potrošnju komercijalne moći i poboljšati stabilnost solarnog napajanja u stakleniku.Wan ya et.predstavio novu inteligentnu kontrolnu tehnološku shemu kombiniranja proizvodnje solarne energije s komercijalnom energijom za grijanje staklenika, koja može koristiti fotonaponsku energiju kada ima svjetla, i pretvoriti je u komercijalnu energiju kada nema svjetla, uvelike smanjujući nedostatak snage opterećenja Ocijenite i smanjujući ekonomski trošak bez korištenja baterija.

Solarna energija, energija biomase i električna energija mogu zajednički zagrijati staklenike, koji mogu postići i visoku efikasnost grijanja.Zhang Liangrui i drugi kombinirali solarnu vakuumsku cijev za cijev sa dolinom električne energije spremište za vodu za vodu.Sistem grejanja stakleničkih grejanja ima dobru toplotnu udobnost, a prosječna efikasnost grijanja sistema je 68,70%.Električni spremnik za skladištenje topline je uređaj za pohranu vode za grijanje na biomasu sa električnim grijanjem.Zadaje se najniža temperatura ulaza vode na kraju grijanja, a strategija rada sistema se određuje prema temperaturi akumulacije vode solarnog dijela za prikupljanje topline i dijela za pohranu topline biomase, kako bi se postigla stabilna temperatura grijanja na Za kraj grejanja i uštedite električnu energiju i energetsku energiju na biomasu u najvećoj mjeri.

Uz proširenje staklene kuće, primjena nedostataka tradicionalnih stakleničkih materijala poput cigle i tla sve se više otkrivaju.Stoga, kako bi se dodatno poboljšalo termički učinak staklenika i zadovoljili razvojne potrebe modernog staklenika, postoji mnogo istraživanja i primjene novih prozirnih obložbi, termički izolacijski materijali i zidne materijale.

Vrste prozirnih obloge materijala za stakleniku uglavnom uključuju plastični film, staklo, solarna ploča i fotonaponski panel, među kojima plastični film ima najveće područje aplikacije.Tradicionalni Greenhouse PE film ima nedostatke kratkog radnog vijeka, ne degradacije i pojedinačne funkcije.Trenutno je razvijena novih funkcionalnih filmova dodavanjem funkcionalnih reagensa ili premaza.

Film za pretvorbu laka:Film za konverziju svjetlosti mijenja optička svojstva filma korištenjem agenasa za konverziju svjetlosti kao što su rijetke zemlje i nano materijali, i može pretvoriti područje ultraljubičastog svjetla u crveno narančasto i plavo ljubičasto svjetlo koje je potrebno fotosintezom biljaka, čime se povećava prinos usjeva i smanjuje Šteta ultraljubičastog svjetla u usjeve i stakleničke filmove u plastičnim staklenicima.Na primjer, širokopojasni staklenički film od ljubičaste u crvenu sa VTR-660 svjetlosnim pretvaračem može značajno poboljšati infracrvenu propusnost kada se primjenjuje u stakleniku, au usporedbi s kontrolnim staklenikom, prinos paradajza po hektaru, vitamin C i sadržaj likopena značajno su povećane za 25,71%, 11,11% i 33,04% respektivno.Međutim, trenutno se treba proučavati radni vijek, razgradivost i trošak novog filma za pretvorbu laganog pretvorbe.

Raštrkano staklo: Raspršeno staklo u stakleniku je poseban uzorak i antirefleksna tehnologija na površini stakla, koja može maksimizirati sunčevu svjetlost u raspršenu svjetlost i ući u staklenik, poboljšati efikasnost fotosinteze usjeva i povećati prinos usjeva.Rasipajuće staklo pretvara svjetlost koja ulazi u staklenik u raspršenu svjetlost kroz posebne šare, a raspršena svjetlost se može ravnomjernije ozračiti u staklenik, eliminirajući utjecaj sjene skeleta na staklenik.U poređenju sa običnim float staklom i ultra-bijelim float staklom, standard propusnosti svjetlosti raspršenog stakla je 91,5%, a običnog float stakla 88%.Za svakih 1% povećanja propusnosti svjetlosti unutar staklenika, prinos se može povećati za oko 3%, a rastvorljivi šećer i vitamin C u voću i povrću su povećani.Staklo za raspršivanje u stakleniku se prvo premazuje, a zatim kaljuje, a stopa samoeksplozije je veća od nacionalnog standarda i dostiže 2‰.

Istraživanje i primjena novih termoizolacijskih materijala

Tradicionalni termoizolacioni materijali u staklenicima uglavnom uključuju slamnate prostirke, papirni jorgan, termoizolacioni jorgan od iglanog filca, itd., koji se uglavnom koriste za unutrašnju i vanjsku toplinsku izolaciju krovova, izolaciju zidova i toplinsku izolaciju nekih uređaja za skladištenje i prikupljanje topline .Većina njih ima nedostatak gubitka toplotne izolacije zbog unutrašnje vlage nakon dugotrajne upotrebe.Zbog toga postoje mnoge primjene novih materijala visoke toplinske izolacije, među kojima su novi termoizolacijski jorgan, uređaji za skladištenje topline i uređaji za prikupljanje topline u fokusu istraživanja.

Novi termoizolacioni materijali se obično proizvode preradom i mešanjem površinskih vodootpornih materijala i materijala otpornih na starenje, kao što su tkani film i obloženi filc sa pahuljastim termoizolacionim materijalima kao što su pamuk obložen sprejom, razni kašmir i biserni pamuk.Pamučni termoizolacijski jorgan od tkanog filma presvučen sprejom testiran je u sjeveroistočnoj Kini.Utvrđeno je da je dodavanje 500 g pamuka premazanog sprejom bilo ekvivalentno performansama toplinske izolacije 4500 g crnog filca termoizolacionog jorgana na tržištu.Pod istim uslovima, performanse toplotne izolacije 700g pamuka obloženog sprejom poboljšane su za 1~2℃ u poređenju sa 500g pamučnog termoizolacionog jorgana.U isto vrijeme, druge studije su također otkrile da je u poređenju sa najčešće korištenim termoizolacijskim jorganima na tržištu, učinak toplinske izolacije premazanih pamukom i raznim kašmirskim jorganima bolji, sa stopama toplinske izolacije od 84,0% i 83,3 % respektivno.Kada je najniža vanjska temperatura -24,4 ℃, unutrašnja temperatura može doseći 5,4 odnosno 4,2 ℃.U poređenju sa izolacionim jorganom od jedne slame, novi kompozitni izolacioni jorgan ima prednosti male težine, visoke stope izolacije, jake vodootpornosti i otpornosti na starenje, i može se koristiti kao nova vrsta visokoefikasnog izolacionog materijala za solarne staklenike.

Istovremeno, prema istraživanjima termoizolacionih materijala za uređaje za prikupljanje i skladištenje toplote staklenika, takođe je utvrđeno da kada je debljina ista, višeslojni kompozitni termoizolacioni materijali imaju bolje toplotne izolacione karakteristike od pojedinačnih materijala.Tim profesora Li Jianminga sa Univerziteta Northwest A&F dizajnirao je i pregledao 22 vrste termoizolacionih materijala uređaja za skladištenje vode u staklenicima, kao što su vakumske ploče, aerogel i gumeni pamuk, i izmjerio njihova termička svojstva.Rezultati su pokazali da 80mm termoizolacioni premaz+aerogel+guma-plastika termoizolacioni pamuk kompozitni izolacioni materijal može smanjiti rasipanje toplote za 0,367MJ po jedinici vremena u poređenju sa 80mm gumeno-plastičnim pamukom, a njegov koeficijent prenosa toplote je bio 0,283W/(m2 ·k) kada je debljina kombinacije izolacije bila 100 mm.

Materijal za promjenu faze jedna je od vrućih mjesta u istraživanju stakleničkih materijala.Northwest A&F University je razvio dvije vrste uređaja za pohranu materijala za promjenu faze: jedan je kutija za skladištenje od crnog polietilena, koja ima veličinu 50cm×30cm×14cm (dužina×visina×debljina) i ispunjena je materijalima za promjenu faze, tako da da može akumulirati toplinu i oslobađati toplinu;Drugo, razvijena je nova vrsta tablica za promjenu faza.Poznat faznog promjena sastoji se od materijala za promjenu faze, aluminijske ploče, aluminijske plastične ploče i aluminijske legure.Materijal za promjenu faze nalazi se na najsređim položaju zidina, a njegova specifikacija je 200 mm × 200 mm × 50 mm.To je praškasta solidina prije i nakon promjene faze, a ne postoji fenomen topljenja ili tečenja.Četiri zida materijala za promjenu faze su aluminijska ploča i aluminijska plastična ploča, respektivno.Ovaj uređaj može realizirati funkcije uglavnom skladištenja topline tokom dana i uglavnom puštajući toplinu noću.

Zbog toga postoje problemi u primeni jednog termoizolacionog materijala, kao što su niska efikasnost toplotne izolacije, veliki gubici toplote, kratko vreme skladištenja toplote itd. Zbog toga se korišćenje kompozitnog termoizolacionog materijala kao termoizolacionog sloja i unutrašnje i spoljašnje toplotne izolacije Pokrivni sloj uređaja za skladištenje toplote može efikasno poboljšati performanse toplotne izolacije staklenika, smanjiti gubitak toplote staklenika i na taj način postići efekat uštede energije.

Istraživanje i primjena novog zida

Kao neka vrsta ogradne konstrukcije, zid je važna barijera za zaštitu staklenika od hladnoće i očuvanje toplote.Prema zidnim materijalima i konstrukcijama, razvoj sjevernog zida staklenika može se podijeliti na tri tipa: jednoslojni zid od zemlje, cigle i sl. i slojeviti sjeverni zid od glinene cigle, blok opeke, polistirenske ploče itd., sa unutrašnjim skladištenjem toplote i vanjskom toplotnom izolacijom, a većina ovih zidova je dugotrajna i radno intenzivna;Stoga su se posljednjih godina pojavile mnoge nove vrste zidova, koje je lako izgraditi i pogodne za brzu montažu.

Pojava montiranih zidova novog tipa promiče brzi razvoj sklopljenih staklenika, uključujući kompozitne zidove novog tipa sa vanjskim vodootpornim materijalima i materijalima protiv starenja kao što su filc, biserni pamuk, svemirski pamuk, stakleni pamuk ili reciklirani pamuk kao toplina izolacijskih slojeva, kao što su fleksibilni sastavljeni zidovi od pamuka vezanog sprejom u Xinjiangu.Osim toga, druge studije su također izvijestile o sjevernom zidu sastavljenog staklenika sa slojem za pohranu topline, kao što je ciglama napunjena žbukom od pšenične školjke u Xinjiangu.U istom vanjskom okruženju, kada je najniža vanjska temperatura -20,8 ℃, temperatura u solarnom stakleniku sa kompozitnim zidom od maltera od pšenične ljuske je 7,5 ℃, dok je temperatura u solarnom stakleniku sa zidom od cigle i betona 3,2 ℃.Vrijeme berbe paradajza u stakleniku može se pomaknuti za 16 dana, a prinos pojedinačnog plastenika može se povećati za 18,4%.

Tim objekta Northwest A&F University iznio je dizajnersku ideju izrade slame, zemlje, vode, kamena i materijala za promjenu faze u module za toplinsku izolaciju i skladištenje topline iz ugla svjetlosti i pojednostavljenog dizajna zidova, što je promoviralo istraživanje primjene modularno sklopljenih Zid.Na primjer, u poređenju sa običnim staklenikom od cigle, prosječna temperatura u stakleniku je 4,0 ℃ viša po tipičnom sunčanom danu.Tri vrste neorganskih modula za promenu faze, koji su napravljeni od materijala za promenu faze (PCM) i cementa, akumulirali su toplotu od 74,5, 88,0 i 95,1 MJ/m³, i ispuštene topline od 59,8, 67,8 i 84,2 MJ/m³, respektivno.Imaju funkcije “rezanja vrhova” danju, “ispunjavanja doline” noću, upijanja topline ljeti i oslobađanja topline zimi.

Ovi novi zidovi se montiraju na licu mjesta, sa kratkim rokom izgradnje i dugim vijekom trajanja, koji stvaraju uslove za izgradnju lakih, pojednostavljenih i brzo montažnih montažnih plastenika, a mogu u velikoj mjeri promovirati strukturnu reformu staklenika.Međutim, postoje neki nedostaci u ovoj vrsti zida, kao što je pamučni termoizolacijski jorgan spojen sprejom koji ima odlične performanse toplinske izolacije, ali nema kapacitet skladištenja topline, a građevinski materijal s promjenom faze ima problem visoke cijene upotrebe.U budućnosti treba pojačati istraživanja primjene montiranog zida.

Nova energija, novi materijali i novi dizajni pomažu da se struktura staklenika promijeni.

Istraživanje i inovacije nove energije i novih materijala predstavljaju osnovu za inovaciju u dizajnu staklenika.SOLARNI STARNIH GREŠKA I LJUBAV ENERGITET-u su najveće prolijevene strukture u kineskoj poljoprivrednoj proizvodnji i igraju važnu ulogu u poljoprivrednoj proizvodnji.Međutim, sa razvojem kineske socijalne ekonomije, nedostaci ove dvije vrste struktura objekata se sve više pokazuju.Prvo, prostor objekata objekata je mali, a stepen mehanizacije nizak;Drugo, solarni staklenik uštede energije ima dobru toplotnu izolaciju, ali korištenje zemljišta je nisko, što je ekvivalentno za zamjenu staklene energije sa zemljištem.Obična lučna šupa ne samo da ima mali prostor, već ima i lošu toplinsku izolaciju.Iako staklenik sa više raspona ima veliki prostor, ima lošu toplinsku izolaciju i visoku potrošnju energije.Stoga je imperativ istraživanja i razviti strukturu staklene bašte pogodne za kineski trenutni društveni i ekonomski nivo, a istraživanje i razvoj nove energije i novih materijala pomoći će se u strukturi stakleničkih proizvoda i proizvesti različite inovativne modele ili strukture staklenika ili strukture.

Inovativno istraživanje o asimetričnom stakleniku za proizvodnju piva sa kontrolom vode velikog raspona

Velikopremirni asimetrični pukotina za vodu (patentni broj: ZL 201220391214.2) zasniva se na principu sunčeve svjetlosti, mijenjajući simetričnu strukturu običnog plastičnog staklenika, povećavajući se na južnom rasponu, povećavajući površinu osvjetljenja južnog krova, smanjujući sjevernom rasponu i smanjenju područja odvođenja topline, sa rasponom od 18~24m i visinom grebena od 6~7m.Kroz dizajnerske inovacije značajno je povećana prostorna struktura.Istovremeno, problemi nedovoljne toplote u stakleniku zimi i loša toplotna izolacija zajedničkih toplotnih izolacijskih materijala rješavaju se koristeći novu tehnologiju materijala za topline i toplotne izolacije biomase.Rezultati proizvodnje i istraživanja pokazuju da je asimetrična plišačka staklena kuća za vodu pod kontrolom vode, sa prosječnom temperaturom od 11,7 ℃ na sunčanim danima i 10,8 ℃ u oblačnim danima, može zadovoljiti potražnju rasta usjeva zimi, a troškovi rasta usjeva i troškova građenja Staklenik se smanjuje za 39,6%, a stopa korišćenja zemljišta povećana je za više od 30% u odnosu na polistiren zidni zidni staklenik, koji je pogodan za dalju popularizaciju i primjenu u kineskoj rijeci Huaihe Kine.

Sastavljen staklenik na suncu

Sklopljena sunčeva svjetlost staklena kuća zauzima stupce i krovni kostur kao nosivost, a njegov zidni materijal uglavnom je toplinski izolacijski kućište, umjesto ležajnog i pasivnog skladištenja i puštanja i puštanja toplote.Uglavnom: (1) Novi tip sastavljenog zida formira se kombiniranjem različitih materijala poput presvučenog filma ili čelične ploče u boji, slamnati blok, fleksibilan termoizolacijski prekrivač, malt. (2) Kompozitna zidna ploča izrađena od montažnih cementnih ploča -polistirenske ploče-cementne ploče;(3) Lagana i jednostavna vrsta montaže termoizolacijskih materijala sa aktivnim sistemom za pohranu i oslobađanje i ispuštanje, poput plastičnog kvadratnog kante za pohranu i cjevovoda za toplinu.Koristeći različite nove materijale za toplotnu izolaciju i materijale za pohranu topline umjesto tradicionalnog zemaljskog zida za izgradnju solarne staklene bašte ima veliki prostor i mali građevinski inženjering.Eksperimentalni rezultati pokazuju da je temperatura staklenika u zimi 4,5 ℃ viša od tradicionalnog ciglanog zidnog staklenika, a debljina stražnjeg zida je 166 mm.U usporedbi sa staklenim bake od opeke sa 600 mm, okupirano područje zida smanjeno je za 72%, a trošak po kvadratnom metru je 334,5 juan, što je 157,2 juan niže od staklene bašte od opeke i troškova ciglane je značajno opao.Stoga je sastavljen staklenik prednosti manje kultiviranog uništavanja zemljišta, štedljivog zemljišta, brze gradnje izgradnje i dugog radničkog vijeka i to je ključni smjer za inovacije i razvoj solarnih staklenika trenutno i u budućnosti.

Klizni staklenik sunčeve svjetlosti

Solarni staklenik za uštedu energije sastavljen na skejtbordu koji je razvio Poljoprivredni univerzitet u Šenjangu koristi zadnji zid solarnog staklenika da formira sistem za skladištenje toplote u zidu koji kruži vodom za skladištenje toplote i podizanje temperature, koji se uglavnom sastoji od bazena (32 m³), ploča za sakupljanje svjetlosti (360m²), pumpa za vodu, cijev za vodu i kontroler.Fleksibilni termoizolacijski jorgan zamijenjen je novim laganim čeličnim pločastim materijalom u boji kamene vune na vrhu.Istraživanje pokazuje da ovaj dizajn učinkovito rješava problem za blokiranje uboda i povećava svjetlo ulazak u staklenika.Ugao osvjetljenja staklenika iznosi 41,5 °, koji je gotovo 16 ° veći od temperature kontrolnog staklenika, čime poboljšava brzinu rasvjete.Raspodjela temperature u zatvorenom prostoru je ujednačena, a biljke uredno rastu.Stazenjak ima prednosti poboljšanja efikasnosti korištenja zemljišta, fleksibilno dizajnirajući veličinu staklenika i skraćivanje razdoblja izgradnje, što je od velikog značaja za zaštitu kultiviranih kopnenih resursa i okoliša.

Fotonaponski staklenik

Poljoprivredna staklenika je staklenik koji integrira solarnu fotonaponska generacija električne energije, inteligentnu kontrolu temperature i modernog visokotehnološkog sadnje.Prihvati čelični kostni okvir i prekrivena je solarnim fotonaponskim modulima kako bi se osiguralo zahtjeve osvjetljenja fotonaponskih modula za proizvodnju električne energije i zahtjeva za osvjetljenje cijelog staklenika.Direktna struja koju stvara solarna energija izravno dopunjuje svjetlost poljoprivrednih plastenika, direktno podržava normalan rad stakleničkih opreme, pokreće navodnjavanje vodenih resursa, povećava temperaturu staklenika i promovira brzi rast usjeva.Fotonaponski moduli na taj način utječe na efikasnost rasvjete staklenički krov, a zatim utjecati na normalan rast stakleničkih povrća.Stoga racionalni izgled fotonaponskih ploča na krovu staklenika postaje ključna točka primjene.

Inovativni dizajn grupe staklenika sa energetskom interakcijom između različitih tipova staklenika

GUO Wenzhong, istraživač na Pekinškoj akademiji poljoprivrednih i šumarskog nauka, koristi metodu grijanja prijenosa energije između staklenika za prikupljanje preostale topline u jednoj ili više staklenika za zagrijavanje druge ili više staklenika.Ova metoda grijanja realizira prijenos energije staklenika u vremenu i prostoru, poboljšava efikasnost iskorištavanja energije preostale staklene toplotne energije i smanjuje ukupnu potrošnju energije za grijanje.Dvije vrste plastenika mogu biti različite vrste staklenika ili isti tip staklenika za sadnju različitih kultura, poput zelene salate i rajčice.Načini naplate toplote uglavnom uključuju vađenje vanjskog zraka za unutarnju zraku i direktno presreće zračenje incidenta.Kroz solarnu prikupljanje energije, prisilno konvekcija izmjenjivača topline i prisilno vađenje toplotnom pumpom, višak toplote u visokom energetskom stakleniku izvučena je za grejanje staklenika.

sažeti

Ovi novi solarni staklenici imaju prednosti brze montaže, skraćenog perioda izgradnje i poboljšane stope iskorištenja zemljišta.Stoga je potrebno dodatno istražiti izvedbu ovih novih staklenika u različitim područjima i pružiti mogućnost za veliku popularizaciju i primjenu novih staklenika.Istovremeno, potrebno je kontinuirano ojačati primjenu nove energije i novih materijala u plastenicima, kako bi se osigurala strukturalna reforma plaklenika.

Buduća perspektiva i razmišljanje

Tradicionalni staklenici često imaju nedostatak, poput velike potrošnje energije, niske stope korištenja zemljišta, dugotrajne i dugotrajne, loše performanse itd., Koji više ne mogu ispunjavati proizvodne potrebe modernog poljoprivrede, a dužni su biti postepeno eliminisan.Stoga je to razvojni trend za korištenje novih izvora energije kao što su solarna energija, energija biomase, geotermalne energije i energije vjetra, novi staklenički materijali i novi dizajni za promociju strukturne promjene staklenika.Prije svega, novi staklenik pokrenut novim energijom i novim materijalima ne bi trebalo udovoljiti samo mehaniziranim operacijama, već uštedjeti i energiju, zemljište i troškove.Drugo, potrebno je stalno istražiti performanse novih staklenika u različitim oblastima, tako da su uvjeti za velike popularizacije staklenika.Ubuduće bismo trebali dalje tražiti novu energiju i nove materijale pogodne za stakleničku aplikaciju i pronaći najbolju kombinaciju nove energije, novih materijala i staklenika, kako bi se omogućilo izgradnju novog staklenika s niskim troškovima, kratkom konstrukcijom Period, mala potrošnja energije i odlične performanse, pomozite stakleničkim strukturama da promijene i promovira razvoj modernizacije staklenika u Kini.

Iako je primjena nove energije, novih materijala i novih dizajna u izgradnji staklenika neizbježan trend, još uvijek postoje mnogi problemi koje treba proučiti i prevazići: (1) Troškovi izgradnje rastu.U poređenju sa tradicionalnim grijanjem na ugalj, prirodni plin ili naftu, primjena nove energije i novih materijala je ekološki prihvatljiva i bez zagađenja, ali je cijena izgradnje značajno povećana, što ima određeni utjecaj na investicijski oporavak proizvodnje i rada. .U usporedbi s iskorištavanjem energije, troškovi novih materijala značajno će se povećati.(2) nestabilna iskorištavanje toplotne energije.Najveća prednost novog korištenja energije su niski operativni troškovi i niska emisija ugljičnog dioksida, ali je opskrba energijom i toplinom nestabilna, a oblačni dani postaju najveći ograničavajući faktor u korištenju solarne energije.U procesu proizvodnje toplote biomase fermentacijom, efektivno korišćenje ove energije ograničeno je problemima niske toplotne energije fermentacije, otežanog upravljanja i kontrole, i velikog skladišnog prostora za transport sirovina.(3) ročnost tehnologije.Ove tehnologije koje koristi nova energija i novi materijali su napredna istraživanja i tehnološka dostignuća, a područje i obim njihove primjene su još uvijek prilično ograničeni.Nisu prošli mnogo puta, mnogo sajtova i masovne provjere prakse, a neminovno postoje nedostaci i tehnički sadržaji koje je potrebno poboljšati u primjeni.Korisnici često negiraju unapređenje tehnologije zbog manjih nedostataka.(4) Stopa prodora tehnologije je mala.Široka primjena naučnog i tehnološkog postignuća zahtijeva određenu popularnost.Trenutno, nova energija, nova tehnologija i nova tehnologija projektovanja staklenika su sve u timu naučnoistraživačkih centara na univerzitetima sa određenim inovacijskim sposobnostima, a većina tehničkih zahteva ili dizajnera još uvek ne zna;Istovremeno, popularizacija i primjena novih tehnologija još uvijek je prilično ograničena jer je osnovna oprema novih tehnologija patentirana.(5) Integracija nove energije, novi materijali i dizajn strukture staklene bašte treba dalje ojačati.Budući da energija, materijali i dizajn stakleničkih struktura pripadaju tri različita discipline, talenti sa iskustvom sa stakleničkim dizajnom često nemaju istraživanja o energetici i materijalima vezanim za stakleniku i obrnuto;Stoga su istraživači povezani sa istraživanjem energije i materijala za jačanje istrage i razumijevanja stvarnih potreba razvoja stakleničkih industrija, a strukturni dizajneri također bi trebali proučavati nove materijale i novu energiju za promociju duboke integracije tri odnose, kako bi se postiglo Cilj praktične tehnološke tehnologije, niskih troškova izgradnje i efekta dobrog korištenja.Na osnovu gore navedenih problema, sugeriše da bi država, lokalne samouprave i naučno istraživački centri trebali intenzivirati tehnička istraživanja, obavljati zajedničko istraživanje, jačati javnost naučnih i tehnoloških dostignuća, poboljšati popularizaciju dostignuća i brzo realizirati Cilj nove energije i novih materijala za pomoć novom razvoju stakleničkih industrije.

Citirane informacije

Li Jianming, Sun Guotao, Li Haojie, Li Rui, Hu Yixin.Nova energija, novi materijali i novi dizajn pomažu novoj revoluciji staklenika [J].Povrće, 2022,(10):1-8.